[发明专利]公用互联网上的应用传输控制协议隧道

说明书

静态配置的安全隧道使用用户数据报协议(UDP)通道在服务器之间转发应用程序级传输控制协议(“TCP”)应用程序数据。在服务器集群上运行的应用程序可以通过单独面向UDP数据报的通信信道使用安全的TCP连接转发，通过公用互联网与该集群中另一台服务器上的其他应用程序进行通信。

相关申请

本申请涉及并要求享有于2019年8月6日提交的美国非临时专利申请第16/532,677号，于2019年8月6日提交的16/532,727和2019年8月6日提交的16/532,764的优先权，以及2018年8月7日提交的美国临时专利申请62/715,361、2018年8月7日提交的62/715,367、2018年8月9日提交的62/716,562、2018年8月10日提交的62/717,194和2018年8月27日提交的62/723,373出于所有目的，通过引用将其全部内容并入本文，如同在此完整阐述。

背景技术

发明的领域

总体上，本发明的实施例涉及传输控制协议(“TCP”)连接转发，并且更具体地涉及在服务器之间转发应用级TCP连接。

相关背景

服务器集群是一组松散或紧密连接的计算机，它们可以一起工作，以至于在许多方面可以将它们视为单个系统。集群的组件通常通过局域网(LAN)相互连接，每个节点都运行自己的操作系统实例。通常部署集群是为了相对于单台计算机提高性能和可用性，而通常比具有类似速度或可用性的单台计算机更具成本效益。而且由于大多数集群都在LAN内运行，因此它们可以自由通信，从而避免了公用互联网交互所带来的安全隐患。图1a描绘了驻留在源服务器105上的客户端应用程序和驻留在同一LAN内的目的地服务器上的服务器应用程序115之间的典型连接。

出于两个原因，传统的集群软件打算部署在控制良好的LAN上。首先，如上所述，供应商认为局域网上的软件是安全的，或者至少比通过公共互联网直接访问其软件或服务更安全。其次，传统集群软件运行所需的各个第4层(TCP和UDP)通信信道是多种多样的，并且在LAN内部更易于管理。例如，下面是用于Microsoft Windows Server故障转移集群(WSFC)的网络端口的列表

这些不同的标准需要专用的互连通道才能启用服务器集群操作。为了安全并为了在服务器之间提供不受限制的第3层网络路径以支持所需的第4层通信信道的各种集合，厂商主要使用专用的虚拟专用网络140(或称为VPN)，如图1b和1c所示，通过公共互联网跨多个LAN建立跨集群。

VPN是安全的隧道，通信和数据可以通过该隧道在两点之间安全地传输。回想一下，互联网(Internet)是一个分组交换网络，这意味着发送方和接收方之间没有单一的，不间断的连接。相反，在发送信息时，它将信息分解成小包，并同时通过许多不同的路径发送到同一位置，然后在接收端进行重组。这与诸如电话系统的电路交换网络相反，该电路交换网络在进行呼叫和电路交换之后，将网络的一部分划分出来以进行单个直接连接。

在因特网上传输的每一个数据包都携带着信息，以便将数据包定向到它的位置以及如何使用它。例如，一些包可以使用超文本传输协议(HTTP)来形成网站，而其他包可以使用因特网消息访问协议(IMAP)来访问电子邮件。当然，每个数据包都需要知道它被发送到什么地址以及发送者是谁。传输控制协议(TCP)和互联网协议(IP)是用于分解和重组数据包的最常见的协议集。

TCP/IP模型分为四层，解决了将数据分解成数据包、通过Internet发送数据包并在目的地重新组装数据包的问题。这些层包括应用层、传输层、internet层和网络访问层。网络访问层负责将二进制数据转换成网络信号。这包括计算机或调制解调器上的网卡，用于将计算机友好的数据转换为网络友好的信号。internet层提供逻辑寻址、路径确定和转发。