[发明专利]控制数据通信会话的方法和装置

说明书

优先权

本申请要求在先申请的美国临时专利申请第61/176755号申请的优先权，该在先申请的申请日为2009年5月8日，其全部内容包含于本申请的说明书。

技术领域

本发明涉及数据通信系统，特别涉及在数据通信系统中，对数据通信会话和包含数据通信会话的单一流的控制。

背景技术

大型数据通信系统包括由诸如交换机、网桥、网关和路由器等设备互连的多重网络。一些网络设备能够单独执行所有这些功能。这些网络设备的主要用途为从一个网络终端或用户端向另一个终端传输数据。该网络设备包括专门的模块，用于确保数据经过网络中数据源和数据目的地之间的最优路径准确和有效地传输。对数据以多个绑定(bundles)或数据包(packets)的形式进行传输或转发。数据包的结构符合一定的协议，诸如网际协议版本4(IPv4或IP)或多协议标签交换(MPLS)。

目前，大型IP网络很少只受单独一个权限的控制，而是多个独立控制和管理的网络被连接在一起。如梅特卡夫法则(Metcalfe)那样，网络的价值随与其连接的其它网络的数量而以指数方式增长。当IP网络被连接在一起时，相互连接的接口必须具有一定功能。这些功能使各个网络的管理员能够控制他们各自的网络被其它网络访问的方式，由此对其它网络保密某些信息。

在转发数据包的过程中，网络设备能够检测每个数据包头部中的字段，该字段将多个数据包关联成为一个整体，通常被称为流。能够识别数据流和维持必要的流状态信息的网络设备被称为流感知型或流状态型设备。流中的数据包经常作为有两个终端参与的特定会话的一部分在两个终端之间传输。如果单一流或多个流通过控制协议信号信息、或通过数据包的数据中的签名相关，则其可与会话关联。该流-会话的关联存在于网关路由器等的会话感知型设备。

会话的一个实际例子可以是用户“播放器”计算机与视频“服务器”计算机之间的视频会话，后者起到视频库的功能。在视频会话中，视频用户端和服务器可以具有针对视频部分和音频部分的分开的流。一个单独的视频会话可以是包含发往网络中不同终端的上百个视频和音频流所组成的多方会话视频会议应用的一部分。视频会议信号协议诸如会话初始化协议(Session Initiation Protocol：SIP)能够提供用于将发到各个视频会话的流关联的网关路由机制。一个多功能网络设备能够利用一个单独的物理单元实现数据包转发，感知流，感知会话。

网关也能够进行网络协议转换。两个连接的网络可以使用不同的协议，比如IP版本4和6，需要将网关功能在这两个协议之间转换。例如，一个网络可能希望对于其它网络隐藏某些用户的地址。网关能够提供网络地址转换(“NAT”)或网络地址协议转换(“NAPT”)功能。网关的另一个作用为启动或终止封装数据包到附加的头部分的通道，以便透明地通过网络段。这样的应用在每个需要进行IPv4-IPv6转换或IPv6-IPv4转换的流上维持流的状态。这样的应用也可以包括维持会话状态信息，使来自共同源地址或目标地址的多个流归于单个“用户(subscriber)”或“终端使用者”会话之下。

在网络设备检测到流的存在后，网络设备执行关于该流的多种功能(以下，称为“流状态功能”、“流状态监视”或“流状态控制”)，比如报告该流相关的统计量(例如，该流中被传送的数据量，该流存在的持续时间)或监视该流是否超出分配给该流或与该流相关的会话的服务等级协议(SLA)带宽。如果超出SLA的带宽，该流中的一些数据可能被丢弃来将该流恢复到协议带宽的限制下。

在一些情形下，例如IPv4的源或目标地址等数据包头部的静态字段足够使网络设备启动或禁止所希望的流状态功能。但在另外的情形下，启动或禁止所希望的流状态功能的判断可能仅需要查找一些数据包中的头部字段。在进一步另外的一些情形下，网络设备检查与流或与该流相关的会话关联的数据包和传输特性，比如被传输的数据包的大小、被传输的速率、或者流或会话存在的持续时间。网络设备也可使用不同的控制或路径协议，比如，边界网关协议(BGP)或SIP，交换与“带外”的会话及其流相关的信息。由关于进行中的终端对终端会话的控制协议取得的信息能够用来以前述的方式监视或控制会话的特征。