TWI481230B

TWI481230B - Analyze the data packets to select the connection path for the connection path

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Publication number: TWI481230B
Application number: TW102100516A
Authority: TW
Original assignee: D Link Corp
Priority date: 2013-01-08
Filing date: 2013-01-08
Publication date: 2015-04-11
Also published as: CN103916331A; TW201429193A; US20140192818A1

Description

對資料封包進行分析以選擇連線路徑之連線方法

本發明係一種對資料封包進行分析以選擇連線路徑之連線方法，尤使一用戶端設備在接收到一資料封包後，能先分析該資料封包是否對傳輸延遲敏感，進而選擇相對應連線通道進行傳輸之方法，以改善該用戶端設備的運作狀態。

按，隨著科技的日新月異，目前網際網路已成為現代人生活中必不可少的重要工具之一，無論是通訊聯絡、查找地圖、搜尋店家資訊甚至是分享娛樂訊息，皆必須仰賴網際網路其無遠弗屆的傳遞能力。以往使用者欲利用一電腦連線至網際網路時，必須使用乙太網路線連接電腦與一路由器，使網際網路上的資料能透過該路由器傳送至電腦。而隨著網路技術的蓬勃發展及各種行動裝置的被研發面世，目前除了傳統的乙太網路線外，電腦與路由器間尚能透過許多新的連線路徑建立連結，例如：WiFi無線網路、電力線網路、同軸電纜線(如：Multimedia over Coax Alliance纜線)等。

前述各種連線路徑在使用上各有其優缺點：以乙太網路線及同軸電纜線等實體線路為例，雖然實體線路在傳遞訊號上具有速度快、穩定性高等優點，但由於實體線路在佈設上較為不易，因此若電腦設置位置距離路由器較遠，則即不適合使用乙太網路線及同軸電纜線；電力線網路雖能透過居家住宅中原先就佈設有的電力線路傳輸訊號，惟，由於電力線網路的傳輸品質係與線路的新舊、佈設品質及方式有關，因此在使用上仍有侷限性；而近年來蓬勃發展的WiFi無線網路，雖然不必透過實體線路連接路由器與電腦，具有最廣的應用及設置彈性，然而，無線訊號在穿透水泥牆或人體時，其訊號強度將會明顯地衰減，因此若無線訊號應用在障礙物較多的環境中，則在傳輸上可能會有時常發生訊號中斷的情事，而無法保證傳輸穩定性。

此外，隨著網際網路上資料量的爆炸性發展，許多人在透過電腦進行上網時，電腦與路由器間的傳輸路徑常會因為同一時間中資料的流量過多，而造成部份資料有傳輸延遲的現象發生。由於某些類型的資料一旦發生延遲，將會嚴重破壞使用者上網的品質(例如：網路通訊中突然中斷訊號、觀賞線上影片時播放速度時快時慢等)，因此，發明人乃思及，是否能透過複數條連線路徑連接電腦與路由器，以提昇路由器傳輸資料的頻寬？且發明人著手對相關技術進行開發、研究後，認為若能進一步使路由器對各種資料進行分析與篩選，以將不同資料分別由不同的連線路徑進行傳輸，如此一來，不僅能大幅減低路由器的頻寬負荷，且尚能明顯提昇電腦連線至網際網路時的運作效率。

因此，如何對路由器的連線方法進行改良，以使該路由器接收到網際網路上傳來的資料後，能先進行分析，再選擇以適合的連線路徑進行傳輸，即成為本發明在此亟欲解決的重要問題。

有鑑於以往使用者透過電腦連線到網際網路上時，會因為同時有多種資料進行傳輸，致使重要的資料在傳輸時發生延遲的問題，發明人憑藉著多年來的實務經驗，並經過多次的研究及測試後，終於設計出本發明之一種對資料封包進行分析以選擇連線路徑之連線方法，期能創造出更符合使用者需求的網路使用環境。

本發明之一目的，係提供一種對資料封包進行分析以選擇連線路徑之連線方法，該連線方法係應用於一網路系統上，該網路系統包括一用戶端設備及複數個來源端設備，該用戶端設備係分別透過一第一連線路徑及(如：電力線網路或有線網路)及一第二連線路徑(如：WiFi等無線網路)連線至一網際網路，進而與各該來源端設備建立連線通道；該用戶端設備中設有一路由列表，該路由列表中儲存有複數筆來源資料及預定路徑，各該來源資料對應至與該用戶端設備建立連線通道之來源端設備，各該預定路徑係代表該第一連線路徑或第二連線路徑，且分別對應至各該來源資料，以使該用戶端設備能根據各該來源資料，選擇以對應之該預定路徑，傳送該用戶端設備及對應之來源端設備間之資料封包，該方法係使該用戶端設備執行下列步驟：在該用戶端設備接收到一來源端設備傳來之資料封包，且該來源端設備並未對應至該等來源資料的情況下，對該資料封包進行分析，以判斷該資料封包係屬於一高傳輸延遲敏感資料(例如：影音資料、通訊資料等)或一非傳輸延遲敏感資料(例如：網頁資料)；在判斷出該資料封包屬於高傳輸延遲敏感資料的情況下，選擇將該資料封包透過該第一連線路徑傳輸至該用戶端設備；在判斷出該資料封包屬於非傳輸延遲敏感資料的情況下，選擇將該資料封包透過第二連線路徑傳輸至該用戶端設備；將該來源端設備之連線資訊新增為該路由列表中之一來源資料，且將對應之連線路徑紀錄成該路由列表中之一預定路徑，以在該來源端設備再次傳送另一資料封包時，該用戶端設備能根據該路由列表，直接選擇使用對應之連線路徑傳輸該另一資料封包。如此，由於該用戶端設備能將對於傳輸延遲較為敏感的高傳輸延遲敏感資料，選擇以較穩定的第一連線路徑進行資料傳輸，故除能有效減輕頻寬負荷外，尚能確保高傳輸延遲敏感資料在傳輸上的穩定性，進而提昇該用戶端設備連線至網際網路上時的運作效率。

本發明之另一目的，乃該用戶端設備包括一用戶端電腦及一路由器，該用戶端電腦係分別透過該第一連線路徑及第二連線路徑與該路由器相連接，且該路由列表係儲存於該路由器中；在本發明之方法中，該路由器係針對該資料封包之類型代碼進行分析，若該資料封包之類型代碼為Data或Background，則判斷該資料封包屬於非傳輸延遲敏感資料；若該資料封包之類型代碼為Video或VoIP，則判斷該資料封包屬於高傳輸延遲敏感資料。

本發明之又一目的，乃該路由器係針對該資料封包之傳輸協議進行分析，若該資料封包之傳輸協議為UDP(User Data Protocol，用戶數據協議)，則判斷該資料封包屬於高傳輸延遲敏感資料；若該資料封包之傳輸協議為TCP(Transmission Control Protocol，傳輸控制協議)，則判斷該資料封包屬於非傳輸延遲敏感資料。

為便貴審查委員能對本發明之步驟流程、技術特徵及其目的有更進一步的認識與理解，茲舉實施例配合圖式，詳細說明如下：

1、4‧‧‧網路系統

10、40‧‧‧網際網路

11‧‧‧用戶端電腦

12‧‧‧路由器

13、43‧‧‧來源端設備

C、41‧‧‧用戶端設備

R1、R11‧‧‧第一連線路徑

R2、R22‧‧‧第二連線路徑

T、410‧‧‧路由列表

T1‧‧‧來源資料

T2‧‧‧預定路徑

第1圖係本發明之連線方法應用之一網路系統示意圖；第2圖係本發明之連線方法應用之路由列表示意圖；第3圖係本發明之連線方法之流程示意圖；及第4圖係本發明之連線方法應用之另一網路系統示意示意圖。

本發明係一種對資料封包進行分析以選擇連線路徑之連線方法，請參閱第1圖所示，係本發明之第一較佳實施例，該連線方法係應用於一網路系統1，該網路系統1包括一用戶端設備C及複數個來源端設備13，其中該用戶端設備C係包括一用戶端電腦11及一路由器12，且該用戶端電腦11係能透過至少一第一連線路徑R1及一第二連線路R2該路由器12相連接，以使該用戶端電腦11能透過該路由器12，連線至一網際網路10(在第1圖中，係以較粗之實線代表實體傳輸的連接，且以虛線表示無線傳輸的連接)。在本實施例中，該第一連線路徑R1係一電力線網路，該第二連線路徑R2則為一無線網路，惟，在本發明之其他較佳實施例中，依據該用戶端電腦11之配備，該用戶端電腦11亦能透過複數條連線路徑與該路由器12相連接，例如：該用戶端電腦11能同時透過WiFi無線網路、乙太網路線、同軸電纜線及電力網路線四種不同的連線路徑連線至該路由器12，合先陳明。

請參閱第1及2圖所示，該路由器12中尚儲存有一路由列表T，該路由列表T中儲存有複數筆來源資料T1及複數組預定路徑T2，各該來源資料T1係一能代表與該用戶端電腦11建立連線通道之來源端設備13的文本資料或系統參數，例如：Session，惟，該來源資料之種類並非本發明之限制，只要可使該路由器正確地對應至來源端設備之連線資料(例如：Cookie、IP位址等)，皆可視為本發明所定義之來源資料；各該預定路徑T2則紀錄有該用戶端電腦11與對應之來源端設備13進行傳輸時之傳輸方式，意即，各該預定路徑T2可代表該第一連線路徑R1或第二連線路徑R2，各該預定路徑T2尚能分別對應至各該來源資料T1，以使該路由器12能根據該路由列表T中之來源資料T1，選擇相對應之預定路徑T2，對該用戶端電腦11及來源端設備13間進行資料傳輸。在此要特別一提者，第2圖中所繪製之路由列表T僅為示意圖，以便貴審查委員及相同技術領域之人士能迅速理解本發明之技術重點，惟，在實際施作上，該路由列表T之形式可能略有出入，第2圖中僅為該路由列表T之必要重點，合先陳明。

茲以第1~3圖為例，詳細說明該路由器12根據本發明之連線方法進行處理的步驟流程如下：(301)接收一來源端設備13傳來之資料封包；(302)判斷該來源端設備13是否能對應至該路由列表T中的該等來源資料T1？若是，執行步驟(303)，否則，執行步驟(304)；(303)根據該路由列表T，找出與該來源資料T1相對應之預定路徑T2，以透過相對應之連線路徑，將資料封包傳輸至該用戶端設備C(在本實施例中，係傳輸至該用戶端電腦11)，並結束處理步驟；(304)對該資料封包進行分析，以判斷該資料封包係屬於一高傳輸延遲敏感資料或一非傳輸延遲敏感資料，若該資料封包屬於高傳輸延遲敏感資料，則執行步驟(305)；若該資料封包屬於非傳輸延遲敏感資料，則執行步驟(306)；(305)透過該第一連線路徑R1，將該資料封包傳輸至該用戶端設備C(在本實施例中，係傳輸至該用戶端電腦11)；(306)透過該第二連線路徑R2，將該資料封包傳輸至該用戶端設備C(在本實施例中，係傳輸至該用戶端電腦11)；及(307)在將該資料封包傳輸至該用戶端設備C後，更新該路由列表T，意即，將該來源端設備13之連線資訊(如前述之Session、Cokie或網路位址等)新增為該路由列表T中之一來源資料T1，同時，將對應之連線路徑R1、R2紀錄為該路由列表T中之一預定路徑T2，且使該預定路徑T2能與該來源資料T1相對應。

復請參閱第1~2圖所示，在本實施例中，該路由器12係在將該資料封包傳輸至該用戶端電腦11後，始更新該路由列表T，惟，在本發明之其他較佳實施例中，該路由器12亦能在判斷出該資料封包之屬性後，或在選定各該連線路徑R1、R2後，即先更新該路由列表T，再進行資料封包的傳輸，合先陳明。

如此，之後該來源端設備13再次傳送另一資料封包至該路由器時，該路由器12將能透過前述(301)~(303)步驟，自行找出相對應之預定路徑T2，並透過對應之連線路徑進行資料傳輸。由於本發明之連線方法係能使該路由器12自行分析判斷出資料封包是否對於傳輸上的延遲十分敏感，進而選擇連線品質較穩定或較快速的路徑進行傳輸，而對於傳輸上的延遲較無影響的資料，則透過其他的傳輸路徑進行傳輸，因此，能有效地區分開不同類別的資料封包，以減輕該路由器12的頻寬負荷，進而提昇該用戶端電腦11在連線至該網際網路10上時，接收、傳遞資料時的速度及穩定性。

在此要特別一提者，雖然前述實施例中，該連線方法係應用於該路由器12上，然而，該連線方法亦可應用於各種具網路介面之用戶端設備C上，例如：智慧型手機、平板電腦或筆記型電腦等，請參閱第4圖所示，係本發明之另一較佳實施例，該網路系統4包括一用戶端設備41及複數個來源端設備43，該用戶端設備41中係儲存有路由列表410，且能透過一第一連線路徑R11及一第二連線路徑R22連線至網際網路40，如此，該用戶端設備41亦能依據第3圖所示之步驟，執行本發明之連線方法，並達成相同之效果。

復請參閱第1~2圖所示，在本發明第一較佳實施例之實際施作中，該路由器12係能根據任何條件對該資料封包進行分析，茲列舉較為常見的幾種分析判斷方式如下：首先，在本發明之第一較佳實施例中，該路由器12係針對該資料封包的類別進行判斷，若該資料封包的類別代碼為「Data」或「Background」，則代表該資料封包僅為一般資料或背景資料：若該資料封包的類別代碼為「Video」、「VoIP」或「Internet Management」，則即代表該資料封包屬於影音、通訊資料或管理資料，這類資料在遭遇傳輸延遲時，常會使整條連線通道斷開，嚴重影響到使用者的使用品質，因此可被分類為高傳輸延遲敏感資料。

承上，若該資料封包內並未設定有類別資訊，則該路由器12尚能分析與該資料封包相對應的來源端設備13之來源資料T1，以判斷該來源端設備13是否屬於一影音服務提供網站(例如：YOUTUBE)？若是，則代表該資料封包屬於影音資料或通訊資料，可直接被判定為高傳輸延遲敏感資料。此外，在本發明之第二較佳實施例中，該路由器12亦能針對該資料封包的傳輸協議進行分析，若該資料封包的傳輸協議是屬於UDP(User Data Protocol，用戶數據協議)，則代表該資料封包對於傳輸延遲較為敏感，或代表該資料封包並未具備重傳機制，應被分類為高傳輸延遲敏感資料；而若該資料封包的傳輸協議係屬於TCP(Transmission Control Protocol，傳輸控制協議)，則代表該資料封包對於傳輸延遲並不敏感，或代表該資料封包具備重傳機制，可被分類為非傳輸延遲敏感資料。

由上述可知，本發明之目的係讓高傳輸延遲敏感資料能經由連線狀態較為穩定的連線路徑被傳輸，進而提供該用戶端電腦之使用者一更佳的使用體驗，由於一般來說，實體線網路的連線品質大多優於無線網路，因此，若該路由器12係分別透過一實體線網路及一無線網路與該用戶端電腦11相連接，則該路由器12可直接將該實體線網路設置為該第一連線路徑R1，且將該無線網路設為第二連線路徑R2。

然而，前述判斷方式仍可能依該用戶端電腦11的配置方式、地點等因素而改變，因此，在本發明之進一步實施方式中，該路由器12尚能在最初開啟時，自動對連線狀態進行測試，以本發明之第一較佳實施例為例，該路由器12係透過二傳輸路徑(即，前述之第一連線路徑R1及第二連線路徑R2)與該用戶端電腦11相連接，各該傳輸路徑分別為一電力線網路及一無線網路，該路由器12能透過各該傳輸路徑，分別傳送一測試封包至該用戶端電腦11，使該用戶端電腦11接收到該測試封包後，能自動回傳一接收訊息至該路由器12；該路由器12取得該接收訊息後，即能依據不同接收訊息回傳之時間，判斷出各該傳輸路徑的連線品質(例如：電力線網路之回傳時間較短，即代表其連線速率或穩定度優於無線網路)；嗣，將連線品質最佳之傳輸路徑設定為該第一連線路徑R1，將連線品質次佳之傳輸路徑設定為該第二連線路徑R2，如此，即能確保該第一連線路徑R1之當前連線品質確實優於該第二連線路徑R2。

按，以上所述，僅為本發明之若干較佳實施例，惟，本發明之技術特徵並不侷限於此，凡相關技術領域之人士在參酌本發明之技術內容後，所能輕易思及之等效變化，均應不脫離本發明之保護範疇。

1‧‧‧網路系統

10‧‧‧網際網路

11‧‧‧用戶端電腦

12‧‧‧路由器

13‧‧‧來源端設備

C‧‧‧用戶端設備

T‧‧‧路由列表

R1‧‧‧第一連線路徑

R2‧‧‧第二連線路徑

Claims

一種對資料封包進行分析以選擇連線路徑之連線方法，係應用於一網路系統上，該網路系統包括一用戶端設備及複數個來源端設備，其中，該用戶端設備中包括一用戶端電腦及一路由器，且該用戶端設備中儲存有一路由列表，該用戶端電腦能分別透過至少二傳輸路徑，連接至該路由器，以連線至一網際網路，並與各該來源端設備建立連線通道；該路由列表中儲存有複數筆來源資料及預定路徑，各該來源資料對應至與該用戶端電腦建立連線通道之來源端設備，各該預定路徑係代表各該傳輸路徑，且分別對應至各該來源資料，以使該路由器能根據各該來源資料，選擇以對應之該預定路徑，傳送該用戶端電腦及對應之來源端設備間之資料封包，該方法係使該路由器執行下列步驟：透過各該傳輸路徑，分別傳送一測試封包至該用戶端電腦，以判斷出各該傳輸路徑的連線品質，嗣，將連線品質最佳之傳輸路徑設定為一第一連線路徑，將連線品質次佳之傳輸路徑設定為一第二連線路徑；接收一來源端設備傳來之資料封包；在判斷出該來源端設備並未對應至該路由列表中之該等來源資料的情況下，對該資料封包進行分析，以判斷該資料封包係屬於一高傳輸延遲敏感資料或一非傳輸延遲敏感資料；在判斷出該資料封包屬於高傳輸延遲敏感資料的情況下，選擇將該資料封包透過該第一連線路徑傳輸至該用戶端電腦；在判斷出該資料封包屬於非傳輸延遲敏感資料的情況下，選擇將該資料封包透過第二連線路徑傳輸至該用戶端電腦；及將該來源端設備之連線資料新增為該路由列表中之一來源資料，且將對應之連線路徑紀錄成該路由列表中之一預定路徑，以在該來源端設備再次傳送另一資料封包時，該用戶端設備能根據該路由列表，直接選擇以相對應之預定路徑，傳輸該另一資料封包。
如請求項1所述之連線方法，其中該用戶端設備係針對該資料封包內之一類型代碼進行分析，若該資料封包之類型代碼為Data或Background，則判斷該資料封包屬於非傳輸延遲敏感資料；若該資料封包之類型代碼為Video、VoIP或Internet Management，則判斷該資料封包屬於高傳輸延遲敏感資料。
如請求項1所述之連線方法，其中該用戶端設備係針對該資料封包之傳輸協議進行分析，若該資料封包之傳輸協議為User Data Protocol，則判斷該資料封包屬於高傳輸延遲敏感資料；若該資料封包之傳輸協議為Transmission Control Protocol，則判斷該資料封包屬於非傳輸延遲敏感資料。
如請求項1所述之連線方法，其中該用戶端設備係分析與該資料封包相對應之來源資料，若該用戶端設備判斷該來源端設備屬於一影音服務提供網站，則將該資料封包認定為高傳輸延遲敏感資料。
2、3或4所述之連線方法，其中各該傳輸路徑為乙太網路線、電力網路線、同軸電纜線或無線網路。