[发明专利]用于在通信网络中分流客户端和服务器之间的信息传送系统和方法

说明书

公开了一种用于在通信网络中分流客户端和服务器之间的信息传送的系统。该系统包括网络代理，以响应于从应用代理接收到TCP(传输控制协议)拼接命令而发出数据传送分流命令。该系统还包括网络控制器，以响应于数据传送分流命令，将来自内核空间的数据传送分流到网络。

技术领域

本发明一般涉及网络通信，尤其涉及用于扩展网络通信中的TCP(传输控制协议)拼接的功能的系统和方法。

背景技术

当今的许多通信网络依赖代理来实现网络功能。通常，代理可以充当客户端和服务器之间的中介，以便提供附加功能，诸如更好的用户体验。

许多代理被实现为在TCP/IP栈或OSI栈的应用层的用户空间中运行的软件程序。在应用层中，所述代理可能位于用户的计算设备上作为应用代理，其中代理可以拦截计算设备(客户端)和服务器之间的连接并且在这些连接上进行操作。这些应用代理的示例可以包括HTTP代理，SOCKS代理和WEB 代理等等。

应用代理可以用作负载均衡器，其拦截来自客户端的请求，分析它，并且基于分析的结果，可以选择其可以转发请求所至的服务器，以更有效地递送客户端的请求。应用代理还可以用于内容过滤，高速缓存，接入特定网络站点以及其他许多应用。

在图1所示的代表性客户端-服务器连接中示出了在用户空间中实现的应用代理的示例。在图中示出了客户端-服务器连接10，其包括用户空间14中的应用代理12，以及内核空间20中的IP层16和TCP栈18。客户端和服务器之间的信息传送可以包括发送分组，并且由客户端和代理12之间的网络连接22以及代理和服务器之间的网络连接24示出。

在客户端-服务器连接10中，从客户端发送到服务器的分组可以通过网络连接22发送到IP层16和TCP栈18，其中由分组包含的信息可以被复制到内核空间20中的缓冲区中。从内核空间20，分组可以被发送到用户空间 14，其中，再一次，由分组包含的信息可以被代理12复制到缓冲器中。除了复制信息之外，代理12可以对信息进行附加操作，包括，在通过网络连接 24将分组发送到服务器之前对信息进行改变。在相反的方向上，从服务器到客户端的分组可以通过网络连接24被发送到IP层16和TCP栈18，其中再一次，包含在其中的信息可以被复制到内核空间20中的缓冲器中，并且从那里进入用户空间14，其中再一次，信息可以由代理12复制到缓冲器中。同样，代理12可以在向客户端发送从服务器接收的信息之前对该信息执行附加操作。

代理12可以拦截套接字层处的客户端-服务器连接，并且可以通过可包括分组(客户端套接字和服务器套接字)中包含的地址和端口号的信息来识别客户端和服务器。这可以消除代理12必须将分组中的TCP和IP报头复制到用户空间14中的缓冲器中，这可以略微改进客户端-服务器连接10的性能。然而，在客户端和服务器之间传送的其余信息可能仍然被复制到用户空间14 中的缓冲器中。结果，仍然可能需要许多调用来从缓冲器访问数据。此外，分组仍然需要经过TCP栈18的所有层级至少两次。这些条件都可能导致系统性能的降低。

为了改进之前描述的代表性客户端-服务器连接的性能，可以使用被称为 TCP拼接(splicing)的技术。这种技术在Bhagwat等人的5，941，988号的美国专利中有所描述，其中公开了“一种将终止在公共主机处的两个单独的 TCP连接进行合并，并将它们“粘合”到两个终端系统之间的单个连接中的方法，其中该单个连接保留TCP端到端语义。该技术保留了传输层代理的会话建立功能，但提供了一种推进数据拷贝入内核空间以改进中继操作的方法。更具体地，到达分路连接的一端的字节流被直接映射到另一分路连接的序列号空间中。此映射过程或TCP粘合涉及更新TCP和IP报头字段的子集；即源和目标地地址，端口号，序列号和校验和。对TCP/IP分组报头的改变在分组通过原始单独的TCP连接之间的粘合连接被中继时实时地执行。”