專利名稱：與通信系統(tǒng)中的分組流有關(guān)的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置，包括在支持分組數(shù)據(jù)通信的通信系統(tǒng)中用于操縱把數(shù)據(jù)分組或數(shù)據(jù)分組流交換到對該數(shù)據(jù)分組完成操作的功能或處理單元或裝置的部件。本發(fā)明還涉及一種系統(tǒng)，它包括多個所述裝置，并涉及在支持分組數(shù)據(jù)通信的通信系統(tǒng)中用于操縱把數(shù)據(jù)分組或數(shù)據(jù)分組流交換到完成數(shù)據(jù)分組操作的功能或處理單元或裝置的方法。
背景技術(shù)：
在數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)中，目前使用完成對收費(fèi)數(shù)據(jù)收集、授權(quán)、策略、QoS控制等端點(diǎn)到端點(diǎn)的IP流的操作的所謂“網(wǎng)絡(luò)中間盒”變得越來越常見。這樣的解決方案可以說是單片解決方案，在那里中央節(jié)點(diǎn)收集或搜索所有需要的信息。這意味著大量的功能性集成在一個節(jié)點(diǎn)或一個裝置上，由于一些原因，這不是非常方便的。這樣的一個系統(tǒng)非常不靈活，在這樣的節(jié)點(diǎn)上負(fù)荷非常高。若一個分組或一個分組流不得不通過若干個操作或處理步驟，則該分組就要從一個節(jié)點(diǎn)、單元或裝置送到另一個，盡管該分組不一定要由這些裝置中的每一個來處理。但是，既然該裝置可以說是串聯(lián)裝置的，若“最弱的”節(jié)點(diǎn)或裝置失敗或變得過載或由于什麼原因而發(fā)生故障，則整個處理鏈條便將中斷。另外，在每一個單元或每一個裝置中，這些分組在處理以前需要檢查，然后分類，這是費(fèi)時、不靈活和成本高昂的。每一個步驟都要求新的決策形成過程，并且不得不對分組和分組流一而再，再而三地重復(fù)諸如分類、檢查等大量的操作，更不用說發(fā)生該鏈條中最薄弱的環(huán)節(jié)斷裂等情況，這顯然是不利的。由于向今天支持分組數(shù)據(jù)通信的通信系統(tǒng)提供增加的業(yè)務(wù)和能力的數(shù)目迅速增大，這樣的問題或這樣的情況往往變得越來越頻繁發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要的是一種借以使數(shù)據(jù)分組或數(shù)據(jù)分組流能夠有效而靈活地進(jìn)行交換的裝置，正如開始時提到的。更具體地說，需要一種裝置，它能使分組數(shù)據(jù)或分組數(shù)據(jù)流(例如IP流)可以通過幾個處理功能進(jìn)行交換，特別是而又不會在該系統(tǒng)中的任何節(jié)點(diǎn)或裝置上產(chǎn)生任何不必要的負(fù)荷，尤其是既快速而又不產(chǎn)生不必要的延遲。再者，需要這樣一種裝置，它允許旁路一些與相關(guān)分組或分組流不相關(guān)的功能、處理裝置或部件。在利用對完成該實(shí)際的有效負(fù)載處理的單元或裝置基本上完全開放的接口的同時，這樣的旁路最好還應(yīng)該能夠得到滿足。
尤其是需要這樣一種裝置，正如上面指出的，它能為利用諸如TCP/IP(傳輸控制協(xié)議/互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)和以太網(wǎng)協(xié)議或具有類似功能的協(xié)議等標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議提供有效而靈活的交換。特別是需要這樣一種裝置，它啟用一致的交換，亦即可以確定和保留的“方案”。再者，特別是需要這樣一種裝置，它能夠在交換或處理順序的過程中考慮諸如用戶、業(yè)務(wù)類型、訪問類型等幾個不同的因素。
因此，正如開始時指出的，提供這樣一種裝置，它包括具有分類部件的核心處理部件，用以對分組或分組流進(jìn)行分類，以便規(guī)定可以對這些分組或分組流施加的處理順序；分配部件，用以按照可應(yīng)用的處理順序把分組或分組流分配或交換給適當(dāng)?shù)墓δ懿考蛱幚硌b置；指示提供部件，用以提供一個與各分組或分組流在相應(yīng)可應(yīng)用的處理順序中的當(dāng)前位置有關(guān)的指示；和用于取出或檢索分組流程順序信息，以便使已經(jīng)分類的分組可以避免重新分類的部件。特別是，若實(shí)現(xiàn)變量綁定，正如下面將要更深入討論的，則有可能獲得“一次性分類”。
該分配部件特別包括前轉(zhuǎn)控制部件或與其通信，它負(fù)責(zé)對一個分組流中已分類的分組的交換/分配進(jìn)行判定。特別是所述判定是由所述流處理核中的流檢測和控制部件做出的。
為了便于理解本文檔，將簡要地定義在本文檔中使用的幾個概念。邏輯網(wǎng)絡(luò)是一個用來使一個其中實(shí)現(xiàn)包括保持和/或獲得和利用諸如用戶、所提供或請求的業(yè)務(wù)、訪問類型有關(guān)的信息的功能的空間虛擬化的概念。邏輯網(wǎng)絡(luò)，例如，可以對應(yīng)于虛擬的專用網(wǎng)絡(luò)，而且它可以用來允許在重疊地址空間中進(jìn)行操作，這對例如企業(yè)業(yè)務(wù)是特別有用的。
一個流特別由一個按照本發(fā)明的裝置或特別是該核心處理部件通過IP報(bào)頭的5元組(信源/目的地IP地址、信源/目的地端口號和協(xié)議id)唯一地識別，而且還可能需要其它信息來使該流成為唯一的、識別信源，亦即它來自于哪里等。例如，在支持VLAN(虛擬邏輯區(qū)域網(wǎng))加標(biāo)記的實(shí)施例中，它可以是VLAN標(biāo)記。但是，應(yīng)該清楚，有創(chuàng)造性的概念還覆蓋以其它方式識別的其它流，但是給出該概念等的定義是為了便于理解本發(fā)明的某些推薦的實(shí)施例。
邏輯地址(LA)用來代表一個處理功能、單元或裝置可以對流完成的動作。特別是處理功能登記它們向前轉(zhuǎn)部件、特別是內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件或前轉(zhuǎn)控制部件提供的邏輯地址。
外部實(shí)體是一種參與一個流的處理，但是不支持在例如按照本發(fā)明的一個裝置內(nèi)(或幾個裝置之間)用的內(nèi)部前轉(zhuǎn)協(xié)議的裝置或設(shè)備或盒。這樣一個外部實(shí)體可以是，例如諸如優(yōu)化器等第三方組件。
處理功能變量是一個引入的概念并說明如下數(shù)據(jù)需要傳送到流處理功能/單元/裝置。這基本上可以用兩個途徑完成。數(shù)據(jù)可以由該控制部件直接發(fā)送到處理功能(例如，預(yù)先準(zhǔn)備的)。但是，某些數(shù)據(jù)需要動態(tài)地確定，亦即，這樣的數(shù)據(jù)可以說是包括變量，特別是逐個流地確定，例如，一個流唯一的標(biāo)記或收費(fèi)類等。為了避免額外的分組檢查，該流處理核可以把這樣的變量(值)連同該流一起發(fā)送到各處理功能。這樣的數(shù)據(jù)在分類時可以通過變量綁定綁定到該流。一般的以及處理功能專用的變量(數(shù)據(jù))可以檢查時綁定到一個流。這樣的綁定可以用過濾規(guī)則表達(dá)。在信源或目的地IP地址中沒有找到該IP地址時，可以綁定和/或改變一般變量的示例是方向和用戶IP地址。處理專用的數(shù)據(jù)變量可以是例如QoS類或收費(fèi)Id/密鑰。
應(yīng)該清楚，這些定義不是為了限制的目的，而是為了便于理解本發(fā)明的一些實(shí)施例而給出的。
在本發(fā)明的一個特定實(shí)施例中，流處理核(FPC)包括(一個或多個)功能處理部件，用以完成至少一個有效負(fù)載處理功能性。這樣的一個處理功能可以包括有關(guān)防火墻的處理功能性或NAPT(網(wǎng)絡(luò)地址部分翻譯)。還應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于其中核心處理部件確實(shí)包括功能處理部件的實(shí)施例。
該裝置尤其包括內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件，它支持向支持同一前轉(zhuǎn)協(xié)議的其它部件或裝置前轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)分組的前轉(zhuǎn)協(xié)議。在一個特別有利的實(shí)施例中，該分類部件包括向到來的分組加入元數(shù)據(jù)信息用的部件或與其相關(guān)聯(lián)，其中所述元數(shù)據(jù)至少包括關(guān)于有關(guān)分組用的適當(dāng)?shù)牧魈幚眄樞虻男畔?。?dāng)然，信息也可以用不同于通過與適當(dāng)?shù)牧魈幚眄樞蛴嘘P(guān)的元數(shù)據(jù)的方法提供。但是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，用在該相關(guān)上下文中，元數(shù)據(jù)是一種優(yōu)異的部件。特別是該元數(shù)據(jù)包括處理順序身份和索引，對于完成或執(zhí)行了的順序的每一個處理步驟，它標(biāo)出哪些是更新或修改過的(例如增加)，其目的是使向分組或分組流提供有關(guān)該分組目前處于此處理順序的何處的信息成為可能。
特別是該內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件與所述流動處理核部件通信或被其包括，所述流動處理核部件還包括分類部件，更具體地說，所述內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件包括前轉(zhuǎn)信息保存部件或與其通信。所述前轉(zhuǎn)信息保存部件尤其包括內(nèi)部前轉(zhuǎn)表保存信息，其涉及把分組交換/分配到支持對加到分組的分組流程順序信息的發(fā)送的單元或裝置。所述流處理核還可以包括外部前轉(zhuǎn)部件和外部前轉(zhuǎn)信息保存部件，這是極其有利的。
該內(nèi)部前轉(zhuǎn)信息保存部件(例如，內(nèi)部前轉(zhuǎn)表)特別是包括與至少所有內(nèi)部單元或處理部件有關(guān)的邏輯地址，并涉及支持分組流處理順序信息供應(yīng)的內(nèi)部處理單元的邏輯地址。對于其它的內(nèi)部單元，該IP地址用來前轉(zhuǎn)(特別是非邏輯地址)。特別是該外部前轉(zhuǎn)信息保存部件包括指示外部單元或裝置的地址的邏輯地址。在一個特定的實(shí)施例中，當(dāng)該邏輯地址指示一個外部部件時，該數(shù)據(jù)分組在沒有流程順序信息的情況下被發(fā)送，而且該分組被提供有它們應(yīng)該回到該發(fā)送裝置的指示。當(dāng)然，這還可以用其它方式操縱。從外部單元收到的分組作為要求分類或重新分類的新分組處理。亦即，來自由邏輯地址指示的外部單元的分組利用該邏輯地址作為分類附加輸入進(jìn)行分類或重新分類。
特別是一個或多個處理功能或一個處理順序的步驟取決于被動態(tài)指配的變量，而該核心處理部件支持或包括這樣的可選功能性，它可以由把處理專用變量綁定到該流程順序信息數(shù)據(jù)、例如綁定到該元數(shù)據(jù)的綁定構(gòu)成，若這樣使用時。這特別是使“一次性分類”成為可能。特別是處理專用變量的綁定是由該核心處理部件、例如FPC保存或可訪問的過濾值的實(shí)現(xiàn)完成的。作為示例，處理順序可以包括一個或多個授權(quán)、策略、與收費(fèi)數(shù)據(jù)有關(guān)的操作、QoS控制等。
特別是，對于不能分類成具有給定處理流程順序的分組流的分組，被分配到臨時默認(rèn)處理流程(特別是要求重新分類)，直到可以完成永久性分類為止。該核心處理部件(或FPC)最好支持分組處理的快速路徑和慢速路徑。所述快速路徑用于已經(jīng)永久地分類的分組，而當(dāng)提供或達(dá)到永久性分類時，該慢速路徑更新高速緩存。隨后這將在后附的本發(fā)明的描述中更深入說明。必要時，為了向適當(dāng)?shù)牧靼l(fā)送分組，或?yàn)榱藦脑摽焖倭骱拖蛟撀倭靼l(fā)送分組(或相反)具體提供檢測部件。
該裝置最好包括預(yù)處理部件，用以分析到來的分組，最好用以建立臨時的分組存貯，并用以在內(nèi)部、封裝(例如隧道有效負(fù)載分組)和非封裝的(例如非隧道的分組)之間進(jìn)行識別和區(qū)分。應(yīng)該清楚，隧道效應(yīng)只涉及一種實(shí)現(xiàn)。
在一個最有利的實(shí)現(xiàn)中，支持以太網(wǎng)的VLAN加標(biāo)記，并在預(yù)處理部件中分析分組的VLAN標(biāo)記，以便檢查和/或分類。特別是，若按照該分類，該分配部件，在分類之后與其它裝置或部件中的分配部件通信，這樣的其它的裝置或部件處理相關(guān)的該分組前轉(zhuǎn)的處理步驟。特別是與流程順序信息和指示一起、例如采用元數(shù)據(jù)的形式作為封裝的IP-分組向其它的分配部件發(fā)送分組。
該裝置特別是包括用于確定所收到的分組屬于哪個用戶會話并、例如利用一個APN/VPN把它們綁定到該用戶會話用的部件。
在一個特定的實(shí)施例中，該流處理核包括把不同的訪問鏈接映射到相應(yīng)的唯一邏輯鏈接上的部件，最好設(shè)置訪問鏈路或訪問技術(shù)知識或認(rèn)知的可控程度。另外，或者作為另一方案，該裝置包括用特定的IP-地址識別業(yè)務(wù)或確定收到的分組的業(yè)務(wù)內(nèi)容的部件或與其通信。因而，有可能按照本創(chuàng)造性概念來完成流程順序的指定和分配，并利用有關(guān)諸如用戶和/或訪問類型和/或業(yè)務(wù)類型等不同因素的信息做到這一點(diǎn)。
在一個特別有利的實(shí)施例中，該裝置包括在GGSN(網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn))或CGSN(組合的GPRS支持節(jié)點(diǎn))或具有類似功能性的任何其它的分組數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)中。這也可以實(shí)現(xiàn)為一個獨(dú)立的單元，但是，它應(yīng)該與GGSN或CGSN等通信。
一個或多個引用的對象可以特別由包括一個具有正如上面討論的一個或多個特征的GGSN或CGSN得到滿足。
本發(fā)明還建議一個系統(tǒng)，包括若干個裝置、節(jié)點(diǎn)或網(wǎng)點(diǎn)，正如上面討論的，其中一個或幾個裝置包括一個或多個上述特征并通過它使最初討論的一個或多個目標(biāo)可以得到滿足。
特別地，分組被封裝，并加上元數(shù)據(jù)信息作為元數(shù)據(jù)報(bào)頭，以便在幾個支持同一前轉(zhuǎn)協(xié)議的裝置之間，特別是在不同的裝置或部件的內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件之間和在各裝置內(nèi)發(fā)送，然而由外部前轉(zhuǎn)部件前轉(zhuǎn)的分組作為非封裝的分組、特別是作為標(biāo)準(zhǔn)IP-分組發(fā)送。
本發(fā)明還建議一種在支持分組數(shù)據(jù)通信的通信系統(tǒng)中用于操縱把數(shù)據(jù)分組或數(shù)據(jù)分組流交換到對該數(shù)據(jù)分組完成操作的功能或處理單元或裝置的方法。該方法包括以下步驟通過檢驗(yàn)至少身份信息、分組類型、源點(diǎn)和目的地信息，檢查在一個裝置中經(jīng)過訪問網(wǎng)絡(luò)(例如可以是以太網(wǎng))的接口收到的分組；確定處理流程順序?qū)τ谠摲纸M、例如在諸如高速緩存等臨時的流程順序信息保存部件中是否已經(jīng)可用，若是，則把該分組與可應(yīng)用的流程順序和該流程順序的相關(guān)處理步驟相關(guān)聯(lián)；更新該臨時流信息保存部件，并把該分組前轉(zhuǎn)到該流程順序的相關(guān)處理單元或裝置，若非如此，則特別利用有關(guān)一個或多個訪問類型、用戶、業(yè)務(wù)類型等信息對該分組進(jìn)行分類，因而若可應(yīng)用的策略可用，則指定一個分組流程順序，包括相關(guān)可應(yīng)用的處理步驟順序，否則，臨時或默認(rèn)地對該分組進(jìn)行分類；和把該分組前轉(zhuǎn)到該相關(guān)的處理單元或裝置。
應(yīng)該清楚，分組可以利用有關(guān)目的地、源點(diǎn)、端口號等信息分類。特別是該方法包括下列步驟加入包含流處理順序信息的元數(shù)據(jù)信息和與該順序中的處理步驟(例如，當(dāng)前/前面/后續(xù)步驟)有關(guān)的指示，使得該分組在另一個支持同一內(nèi)部前轉(zhuǎn)協(xié)議的處理單元或裝置中被接收時，可以適當(dāng)?shù)厍稗D(zhuǎn)，而不分類，因而避免重新分類。特別是支持VLAN加標(biāo)記，而該方法最好包括下列步驟至少為了檢查的目的利用和檢驗(yàn)該VLAN標(biāo)記。
按照本發(fā)明，IP流可以是通過多個處理功能進(jìn)行有效的交換，而若它們對特定的流不是相關(guān)需要的，則可以被旁路掉。這最好利用對完成該實(shí)際的有效負(fù)載處理的部件完全開放的接口也可以得到滿足，這大大簡化除標(biāo)準(zhǔn)TCP/IP和例如以太網(wǎng)協(xié)議以外不提供任何協(xié)議支持的不同類型的設(shè)備(例如源設(shè)備)等的互相配合。特別是，按照本發(fā)明，可以避免對分組的不必要的重新檢查和/或分類。這是極其有利的，因?yàn)闄z查和分類費(fèi)時而且成本高昂。特別是至少只要可能，便提供一次性檢查或分類，而且交換是一致的，這意味著實(shí)際上可以確定和保持處理順序。為了允許所謂一次性分類，在FPC中的處理變量綁定是需要的；否則，將需要新的分類或檢查。
正如上面提到的，要施加在特定的流上的相關(guān)或可應(yīng)用的處理順序最好可以以不同的因素(例如，業(yè)務(wù)類型、訪問類型和用戶等)為依據(jù)。(處理變量綁定)本發(fā)明特別建議一個分布式系統(tǒng)，其中不同的功能可以施加在不同的流上，而且其中分組或分組流的分類不是絕對必要，就不必重復(fù)。一般說來，正如上面提到的，這是通過確定該處理順序達(dá)到的，特別是通過提供流的永久性分類，并可選地把必要的變量綁定至各流，以便指定流程順序，并適當(dāng)考慮所述變量，并通過在不同的處理功能之間相應(yīng)地交換這些流。
因而，至于與該可應(yīng)用的流的判斷，可選地或最好在分類過程中，為了確定一個對該流可應(yīng)用的處理順序，以避免重新分類，應(yīng)以諸如例如，業(yè)務(wù)類型、訪問類型和用戶等幾個因素為依據(jù)，這是由綁定至該流的變量規(guī)定的，正如上面提到的。
在一個特別有利的實(shí)施例中，外部功能可以加到該IP流的處理鏈條中，而又不要求IP分組的前轉(zhuǎn)支持專用的或?qū)Ｓ械母袷?，而只要求支持IP、以太網(wǎng)和以太網(wǎng)幀的VLAN加標(biāo)記(或相應(yīng)地)。
因而，按照本發(fā)明處理是由處理順序和索引控制的。另外，使分布式交換成為可能，而且最好提供處理順序信息和位置索引，并作為元數(shù)據(jù)信息和前轉(zhuǎn)表“粘附”在分組上，特別是在/在整個支持本文所要求的功能性的裝置中進(jìn)行分布式處理。
本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是，通過把處理順序和索引信息，特別是或可選地還把處理變量綁定至該分組，或與之聯(lián)系，便可以在很大程度上避免重新分類。在一個特別有利的實(shí)施例中，用VLAN加標(biāo)記來正確地維持要施加在一個流上的處理功能的次序，而不必為此目的而保持任何分組狀態(tài)。


下面將參照附圖以非限制性的方式進(jìn)一步描述本發(fā)明，附圖中圖1非常示意地舉例說明一個具有按照本發(fā)明設(shè)置在GGSN中的裝置的通信系統(tǒng)；圖2是按照本發(fā)明的裝置在其上下文中的示意概貌；圖3示意地舉例說明按照本發(fā)明的裝置的功能；圖4舉例說明按照本發(fā)明一個實(shí)施例的流處理核(FPC)；圖5舉例說明到達(dá)一個按照本發(fā)明的裝置的分組用的程序，該分組被永久地分類并遵循所謂快速路徑；圖6舉例說明一個可以設(shè)置在按照本發(fā)明的裝置上或與其相關(guān)聯(lián)的前轉(zhuǎn)表的示例；圖7示意地說明圖4慢速路徑的內(nèi)部控制接口；圖8表示按照本發(fā)明內(nèi)部前轉(zhuǎn)和交換用的分組格式的一個示例；圖9表示向一個按照本發(fā)明的外部部件交換的示例；圖10在一個特定的實(shí)施例中示意地舉例說明如何可以提供用戶識別供分組分類時使用；圖11示意地舉例說明NAPT業(yè)務(wù)用的用戶會話IP地址的綁定；圖12示意地舉例說明如何可提供與訪問有關(guān)的信息供分組分類時使用；圖13示意地舉例說明為了在分組分類時使用用戶信息、業(yè)務(wù)信息和訪問類型信息而提供的相互作用；而圖14是一個非常示意的流程圖，描述當(dāng)沒有定義流的分組到達(dá)按照本發(fā)明的裝置時的程序。
具體實(shí)施例方式
圖1是通信系統(tǒng)的一個非常示意的例圖，其中可以實(shí)現(xiàn)按照本發(fā)明用于操縱交換數(shù)據(jù)分組或數(shù)據(jù)分組流的裝置，或更具體地說，是一個包括若干個這樣的裝置(但是，為清晰起見，在該圖只表示一個)的系統(tǒng)。在該具體的實(shí)施例中，假定它是一個支持分組數(shù)據(jù)通信的通信系統(tǒng)，例如GPRS(GSM分組無線電業(yè)務(wù))或UMTS(同樣移動電信系統(tǒng))。附圖中表示一個移動站MS1，通過RNC3(無線電網(wǎng)絡(luò)控制器)與基站BS2通信，前者與服務(wù)GPRS的支持節(jié)點(diǎn)SGSN4通信。SGSN保持跟蹤各MS的位置，以傳統(tǒng)的方式完成安全功能和訪問控制等。SGSN4又連接到網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)網(wǎng)關(guān)GGSN5(網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點(diǎn))，它是為與外部分組交換網(wǎng)絡(luò)互相配合而設(shè)置的，它經(jīng)由基于IP(互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議)的主干網(wǎng)絡(luò)連接到若干個SGSN?？梢栽诓煌木W(wǎng)點(diǎn)或在不同的節(jié)點(diǎn)上提供SGSN和GGSN的功能性，但是它們也可以組合在同一個物理節(jié)點(diǎn)上或站點(diǎn)上，例如，構(gòu)成一個同時提供SGSN和GGSN的功能性的所謂CGSN(組合的GPRS支持節(jié)點(diǎn))。然后該CGSN形成一個通向諸如互聯(lián)網(wǎng)等外部數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)關(guān)。
在本文中假定按照本發(fā)明的操縱數(shù)據(jù)分組或數(shù)據(jù)分組流交換的裝置100是一個獨(dú)立的裝置，與GGSN5相聯(lián)系或與其通信。應(yīng)該清楚，作為另一方案，它可以設(shè)置在GGSN或在同一節(jié)點(diǎn)中，或在同一站點(diǎn)上，或者它可以按某種方式與CGSN或具有類似功能的任何其它節(jié)點(diǎn)通信，或與其相聯(lián)系。在該圖中僅僅非常示意地舉例說明裝置100，下面將對它作更深入的說明。它包括流處理核FPC10，除其他外它還操縱分組的分類，并適當(dāng)?shù)胤峙浠蚪粨Q分組或分組流，以便進(jìn)行處理?？蛇x地它與處理和收集有關(guān)一個或多個用戶、訪問類型或訪問特性、業(yè)務(wù)類型及其他環(huán)境的信息的網(wǎng)絡(luò)信息控制器NIC50通信(或包括它)，以便允許綁定處理變量，以便用于分類目的，但它是一個可選的、但是有利的特征，這將下面在該文檔中作更仔細(xì)的說明。
圖2表示按照一個特定的實(shí)施例按照本創(chuàng)造性概念的裝置100′。這圖只是想要給出一個裝置的概貌，它包括與用戶、業(yè)務(wù)類型、訪問類型等有關(guān)的提供/綁定/信息可選的特征，正如上面簡要地指出的。
裝置100′包括流處理核FPC10，它是處理流程的分類和交換用的主要實(shí)體。FPC10的主要目的是為分組流提供“一次性”的永久性分類，并在一個特別有利的實(shí)施例(但本發(fā)明不限于此)中綁定其它處理功能所需要的變量，并在各處理功能之間交換這些流。該FPC10的基本功能是為收到的分組識別處理順序。因而，該FPC10對經(jīng)由路由器從外部服務(wù)器(例如服務(wù)器1或服務(wù)器2)收到的分組進(jìn)行檢查和分類(I)。它特別確定要施加于特定的分組或施加于它所屬的流的處理順序，并把分組分發(fā)至對該分組流進(jìn)行操作的其它的部件。因而，F(xiàn)PC10確定該處理順序，并一旦該分組被分類，為相應(yīng)地前轉(zhuǎn)該分組而作準(zhǔn)備，亦即，以便遵循該順序，正如下面將要深入說明的。在該實(shí)施例中，還假定設(shè)置深度檢查和處理單元DIP40和一個特殊流處理單元SFP30。應(yīng)該清楚，這些部件并非本發(fā)明的功能所需的。但是，在該舉例說明的實(shí)施例中，該部件FPC10、NIC50、SFP30、DIP40通過交換裝置(例如以太網(wǎng)交換機(jī)或所謂快速I/O交換機(jī)或任何其它的類似的交換裝置)進(jìn)行通信。因而，(這里)一個以太網(wǎng)分組首先被路由到FPC10(I)，進(jìn)行檢查和流檢測和分類。它實(shí)際上形成一個外部到內(nèi)部的區(qū)接口，而且它可以流操縱策略增強(qiáng)(順序)，并包括前轉(zhuǎn)功能。若例如，已確定需要深度檢查，則該分組可以通過該交換機(jī)由FPC10前轉(zhuǎn)到DIP40(II)。DIP40是一個單元，它可以操縱狀態(tài)TCP(傳輸控制協(xié)議)和HTTP(超文本傳輸協(xié)議)檢查、基于URL(統(tǒng)一資源定位器)的授權(quán)和改發(fā)、分離為流或流的處理策略增強(qiáng)等。應(yīng)該清楚，它可以包括一個或多個這些功能、其它功能或附加與此的其它功能等。若完成了這個步驟，則經(jīng)由該交換機(jī)把該分組退還到FPC10，若相關(guān)，則它把該分組前轉(zhuǎn)到單元特殊流處理SFP30，例如，它進(jìn)行對選定流的處理。它可以構(gòu)成費(fèi)用收集點(diǎn)和操縱策略，包括終端連接等。此后該分組回到FPC10。然后，F(xiàn)PC10把該分組(IV)交換至WLAN(無線局域網(wǎng))接入節(jié)點(diǎn)、GPRS的GGSN或至寬帶接入接口等。
盡管在附圖中僅舉例說明(為清晰起見)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)從服務(wù)器至客戶，應(yīng)該清楚，它也從客戶至服務(wù)器。無論分組是從接入網(wǎng)絡(luò)中的用戶還是從服務(wù)器到達(dá)的，它們都以類似的方法進(jìn)行操縱。
因而，若有可能，F(xiàn)PC10便在檢查分組之后確定相關(guān)處理流程順序、亦即，確定該分組要送去處理的部件(內(nèi)部的或外部的)以及各部件按什么次序?qū)ζ溥M(jìn)行操縱。這是由加到該分組的處理順序信息確定的，最好由一個指示標(biāo)記確定，它指示該處理鏈條中當(dāng)前的(或前面的或后續(xù)的)步驟，例如，指示該分組目前在何處或被處理。收到該分組時，F(xiàn)PC10完成檢查和分類并把諸如相關(guān)處理流程順序和該分組在所述流程順序中當(dāng)前的位置的信息加到該分組。特別是額外的數(shù)據(jù)，最好作為附加的元數(shù)據(jù)信息也可以與該分組一起發(fā)送。
在一個有利的實(shí)現(xiàn)中，該(基本)元數(shù)據(jù)信息包括處理順序和處理索引。在一個特別有利的實(shí)現(xiàn)中，它包括其它處理變量，盡管本創(chuàng)造性概念不限于此。這將在下面進(jìn)一步描述。然后假定，該分組在另一個單元被收到，這里假定是另一個支持本創(chuàng)造性概念的裝置或單元，因而，如上所述，支持發(fā)送元數(shù)據(jù)信息的協(xié)議格式。所收到的數(shù)據(jù)給出進(jìn)一步處理，因此該接收部分不必對該分組重新分類。但是，若這個后續(xù)接收部分是一個外部部件，亦即，一個不支持該協(xié)議，例如，包括元數(shù)據(jù)信息的協(xié)議的裝置或單元，則發(fā)送未標(biāo)記的或相應(yīng)標(biāo)記的分組。然后，該外部單元或裝置對該分組進(jìn)行適當(dāng)處理之后，把該分組送回前面步驟的FPC，或前面的裝置，然后它不得不對該分組重新分類，因?yàn)闆]有元數(shù)據(jù)。這將在下面更深入的進(jìn)行描述。
實(shí)際上該流處理核10，除檢查、分類和交換以外，還可以實(shí)現(xiàn)一個或多個處理功能本身，在這里指的是處理實(shí)際的有效負(fù)載的功能。這樣的功能的示例是NAPT(網(wǎng)絡(luò)地址翻譯)和防火墻功能，利用ARP(地址登記協(xié)議)決定分組要送往何處的處理、利用ICMP(互聯(lián)網(wǎng)控制消息協(xié)議)對控制消息的處理等。但是，應(yīng)該清楚，這些功能僅僅是為例證的原因給出的。
另外，F(xiàn)CP10是固有地?zé)o狀態(tài)的，亦即，不需要永久的狀態(tài)來引導(dǎo)流的交換，但是最好所需要的全部信息都通過處理規(guī)則產(chǎn)生，和通過發(fā)送信息，特別是元數(shù)據(jù)信息衍生。
圖3非常示意地舉例說明FPC10中到來的業(yè)務(wù)Pin的處理，以此在另一個但支持按照本發(fā)明的功能的單元20操縱第一處理步驟中的一個。因而，這里假定，F(xiàn)PC10包括預(yù)處理部件11，簡而言之，它可以說是完成該分組的檢查，以便看看它是否已經(jīng)分類以及它是否屬于一個具有已定義的處理順序的流；內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件12，處理向其它的內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件的前轉(zhuǎn)，比較另一個支持該創(chuàng)造性功能的單元20的內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件22，和向諸如，例如，F(xiàn)PC10本身(未示出)內(nèi)的處理部件的其它內(nèi)部部件前轉(zhuǎn)，若該分組要求分類，則將其前轉(zhuǎn)到流分類和控制部件13。例如，當(dāng)一個分組已經(jīng)按照相關(guān)處理順序進(jìn)行處理并將被輸出時，或當(dāng)它要被不支持按照本發(fā)明對數(shù)據(jù)分組進(jìn)行的交換，亦即，不支持該內(nèi)部協(xié)議的外部部件處理，例如，包括發(fā)送到少基本元數(shù)據(jù)信息時，它還把該分組前轉(zhuǎn)到外部前轉(zhuǎn)部件19，而且這是可應(yīng)用的。
因而假定，該內(nèi)部前轉(zhuǎn)功能12以前轉(zhuǎn)表(在該圖中未示出)為基礎(chǔ)進(jìn)行操作。當(dāng)該流FPC10檢測到一個流時，必須就相關(guān)的處理順序進(jìn)行判定。若可用，亦即，若該到來的分組可以映射到保存在該內(nèi)部前轉(zhuǎn)表中的某些信息，則該分組可以對處理順序進(jìn)行映射，然后FPC可以在分類和可能的規(guī)則評估過程中，若考慮提供策略，則以元數(shù)據(jù)信息的形式指定處理順序ID。若例如，根據(jù)提供策略，這樣的一個處理順序可用，則把該處理順序標(biāo)記為永久性的。另一方面，若FPC找不到任何可應(yīng)用的流程順序或策略，則可以應(yīng)用不是永久性的策略。因而該分組可以用與這樣的默認(rèn)策略對應(yīng)的默認(rèn)處理順序身份作標(biāo)記。當(dāng)可以這樣確定時，最好在后來階段用一個永久性處理順序身份代替默認(rèn)的策略或默認(rèn)的處理順序身份。例如，可以發(fā)送一個請求，以便得到一個與永久性策略判定對應(yīng)的永久性處理順序身份。因此，請求可以，例如，被發(fā)送到(參考圖2)NIC50或某些其它的外部實(shí)體。當(dāng)收到一個永久性判定響應(yīng)時，同一個流的所有相繼出現(xiàn)的分組都將用永久性處理順序身份信息作標(biāo)記。
在圖3中假定，一個分組作為原始分組通過例如以太網(wǎng)到達(dá)FPC10。該分組首先在前處理部件11中操縱，在一個特別有利的實(shí)施例中，提取和分析所收到的分組的VLAN(虛擬局域網(wǎng))標(biāo)記，用以確定一個分組的方向并在虛擬網(wǎng)絡(luò)或邏輯網(wǎng)絡(luò)等之間進(jìn)行區(qū)分。在前處理部件11中進(jìn)行預(yù)處理之后，該分組經(jīng)由內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件12內(nèi)部前轉(zhuǎn)到流分類和控制部件13，其中該分組被分類和確定應(yīng)該施加于該分組的處理，例如，相關(guān)流處理順序。然后，該內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件12從該流分類和控制部件13收到該分類后的分組之后，按照該相關(guān)流程順序把該分組前轉(zhuǎn)到相關(guān)處理裝置或單元。
可以有，例如，形成順序的任何數(shù)目的處理功能，和正如上面提到的，通過處理順序標(biāo)識符識別該對該分組可應(yīng)用的相關(guān)處理順序，并為了跟蹤正在處理的、剛才已經(jīng)處理的或下一個要完成的處理步驟，最好保持一個處理索引。該相關(guān)的處理功能可以分布式的，而該內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件12可以把該分組前轉(zhuǎn)到另一個硬件單元20內(nèi)的另一個內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件22。然后，該分組被封裝，并加上元數(shù)據(jù)報(bào)頭，以便控制該處理，因而包括有關(guān)該相關(guān)處理順序和例如指示當(dāng)前處理的索引的信息。因而，其他單元20的內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件22把該分組前轉(zhuǎn)到相關(guān)處理功能24，并當(dāng)該處理已經(jīng)結(jié)束時，把該分組送回該內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件22，使索引加一，該內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件22把該分組送回該可應(yīng)用的處理順序的相關(guān)后續(xù)單元。但是，當(dāng)處理結(jié)束時，該分組發(fā)送到外部前轉(zhuǎn)器19，以便利用標(biāo)準(zhǔn)IP(不封裝)通信再一次輸出。該分組可能已經(jīng)提供給所述其它的單元20中的外部前轉(zhuǎn)部件(有的話)。外部前轉(zhuǎn)部件19特別利用一個控制該輸出路由的前轉(zhuǎn)表進(jìn)行操作，包括哪些VLAN標(biāo)記要施加在該輸出分組上。
應(yīng)該清楚，各個處理和功能往往取決于動態(tài)或只可以通過檢查或分類綁定的被指配變量。收費(fèi)數(shù)據(jù)收集功能，例如，可能需要一個綁定至該流的收費(fèi)密鑰。為了避免該收費(fèi)數(shù)據(jù)收集功能不得不完成一個完全的檢查或分類的情況，在一個有利的實(shí)施例中，F(xiàn)PC10可以完成這樣的變量綁定。在這樣的實(shí)施例中，該FPC可以在分類過程中，綁定任何過程和專用變量。這些綁定是通過FPC據(jù)以操作的過濾和規(guī)則定義的。當(dāng)一個變量已經(jīng)綁定時，它將與該分組一起作為附加的元數(shù)據(jù)被發(fā)送，一個處理功能可以從該元數(shù)據(jù)提取該變量，消除檢查或分類的需要，這是極其有利的。
圖4是實(shí)現(xiàn)FPC10的一個功能示意概貌。正如上面提到的，該FPC最好能夠提供分組或分組流的一個永久性或一次性的分類，并在一個甚至更具體的實(shí)現(xiàn)中，F(xiàn)PC10能夠綁定其它的處理功能需要的變量，而且它在該不同的處理步驟，按照該流程順序，正如一個分組被分類的，完成該相關(guān)處理步驟相關(guān)功能或裝置之間提供交換。在FPC的一個最有利的實(shí)現(xiàn)中，它在功能上在快速路徑和慢速路徑之間進(jìn)行拆分，正如在圖4可以看到的。與此相關(guān)的分組前轉(zhuǎn)和處理的主要部分在該快速路徑中處理。在該特定的實(shí)現(xiàn)中，該慢速路徑處理新檢測出來的分組或流的分類，亦即，當(dāng)對于一個分組無法識別流程順序，因此，它要求更先進(jìn)的處理和/或判定形成時。下面參照圖5將更深入地描述在該快速路徑中的操縱。
本文中快速路徑包括分組預(yù)處理器11、正如上面討論的內(nèi)部前轉(zhuǎn)器12和外部前轉(zhuǎn)器19、流檢測和控制部件13、既由該快速路徑的流檢測和控制部件13，又由該慢速路徑的流程分類部件13A使用的流高速緩存14，和例如NAPT(網(wǎng)絡(luò)地址端口翻譯)業(yè)務(wù)的處理功能部件18。特別是該慢速路徑一個或多個組件借助于內(nèi)部控制接口16實(shí)現(xiàn)該流處理核與該可選的NIC控制器50(見圖2)和數(shù)據(jù)管理功能的控制通信。
因而，當(dāng)一個分組到達(dá)，而且該分組未能識別出流程順序時，把它從分組預(yù)處理器11經(jīng)由內(nèi)部前轉(zhuǎn)器12和流檢測和控制部件13轉(zhuǎn)移到慢速路徑的流分類器13A，它利用過濾規(guī)則評估部件15，利用規(guī)則管理器15A所管理的過濾規(guī)則完成分類。除在流高速緩存14貯存的在該慢速路徑和該快速路徑之間共享的以外，F(xiàn)PC不保存任何用戶數(shù)據(jù)。例如，用戶專用的過濾規(guī)則和用戶專用的狀態(tài)由各個處理功能保存。這意味著，F(xiàn)PC在作出判決或策略決策方面只需要有限的能力，而同時若至少該處理是以有關(guān)用戶和/或訪問類型和/或業(yè)務(wù)和/或其它可應(yīng)用的上下文為依據(jù)，則設(shè)置包括控制通信接口的內(nèi)部控制接口16。該快速和慢速途徑最好借助于共享高速緩存14和信令之間的通信進(jìn)行通信。幾個組件(未示出)參與哪個處理順序應(yīng)該施加于一個流的判決的作出，正如在該慢速路徑確定的，例如，業(yè)務(wù)類型、訪問類型、用戶等。一般說來，為了在一個支持本發(fā)明的功能的裝置或中間裝置內(nèi)進(jìn)行前轉(zhuǎn)，使用內(nèi)部前轉(zhuǎn)協(xié)議，它們假定是這樣的協(xié)議，其中原分組被封裝，而且與至少可應(yīng)用的流程順序和狀態(tài)或位置指示有關(guān)的附加信息，最好作為元數(shù)據(jù)，與該最初分組一起發(fā)送，然而對于外部通信，亦即，與不支持內(nèi)部前轉(zhuǎn)協(xié)議的部件或裝置的通信，使用非隧道IP分組。
應(yīng)該清楚，該快速路徑(以及該慢速路徑)包含若干協(xié)同操作的功能模塊，具有允許重用的功能拆分，亦即，某些模塊可以在FPC以外的其它實(shí)體，例如，該預(yù)處理器中重用。
參照圖5，對到達(dá)的分組在快速路徑中的操縱將進(jìn)行更深入的說明。因而，假定一個分組P1例如通過以太網(wǎng)接口到達(dá)分組預(yù)處理部件1。所收到的分組由該預(yù)處理部件處理，在該分組的檢查之后，這里包括將其識別有效負(fù)載分組，并為進(jìn)一步處理作準(zhǔn)備。在該實(shí)施例中，它包括從該分組報(bào)頭(下面將參照圖8表示一個分組的示例)提取所有必要的字段，例如，TCP/IP5元組和在支持VLAN加標(biāo)記的條件下的VLAN標(biāo)記。因?yàn)樵谶@種情況下，該分組以前尚未被分類，它將被發(fā)送到流檢測和控制模塊4，其中對照該順序信息保存部件，例如，流高速緩存，5中的內(nèi)容進(jìn)行匹配。若未能發(fā)現(xiàn)該流，則該流檢測和控制模塊將與慢速路徑6通信，以便對該分組進(jìn)行分類。那里(參考圖4)確定一個順序并在該共享流高速緩存中建立一個高速緩存條目。然后，該流檢測和控制模塊從該慢速路徑收到一個響應(yīng)之后，將建立必要的內(nèi)部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，使得可以發(fā)起內(nèi)部前轉(zhuǎn)7，包括設(shè)置加到該分組的處理順序和索引，并根據(jù)該所述處理順序和索引，內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件將相應(yīng)地發(fā)送或前轉(zhuǎn)該分組?？梢?，例如，根據(jù)它所登記的位置區(qū)域，通過內(nèi)部前轉(zhuǎn)，例如，利用TLV(類型、長度、數(shù)值)格式中的元數(shù)據(jù)隧道，或通過外部前轉(zhuǎn)9，把該分組前轉(zhuǎn)到一個局部處理功能8，至某些其它的單元，但這僅構(gòu)成某些示例。
特別是該快速路徑支持以太網(wǎng)MAC層。它最好支持IP完整性檢查和ARP(地址分辨協(xié)議)高速緩存查閱等。在該高速緩存中沒有條目的情況下，最好它還支持ARP查閱消息的觸發(fā)。
下面，將更深入一些描述該快速路徑的部件。
分組預(yù)處理部件11，參考圖4，包括一個模塊，它最好建立分組臨時地存貯器，根據(jù)該業(yè)務(wù)映射表中的信息識別控制信令，并當(dāng)需要時，亦即，當(dāng)在該流高速緩存沒有相關(guān)分組流用的信息時，操縱或發(fā)起向慢速路徑的前轉(zhuǎn)。另外，該分組預(yù)處理部件能夠識別封裝的(內(nèi)部隧道傳輸?shù)?有效負(fù)載分組，并將這樣的分組發(fā)送到內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件，后者負(fù)責(zé)提取與可應(yīng)用的流程順序和在該流中的位置的相關(guān)的信息的隧道元數(shù)據(jù)報(bào)頭，在這種情況下，該分組不一定要前轉(zhuǎn)到該慢速路徑。
該分組預(yù)處理部件還識別必須為分類而經(jīng)由該與該慢速路徑協(xié)同操作的流檢測和控制實(shí)體發(fā)送的非封裝的，例如，(“非隧道的”)有效負(fù)載分組。這樣的非隧道傳輸?shù)挠行ж?fù)載分組可以按照不同的實(shí)現(xiàn)，直接從分組預(yù)處理部件或經(jīng)由該內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件，發(fā)送到該流檢測和控制模塊。在一個特定的實(shí)現(xiàn)中，該分組預(yù)處理部件還包括一個提取分類所需要的分組報(bào)頭元件用的功能。該分組預(yù)處理部件還可以包含諸如，例如，根據(jù)該前轉(zhuǎn)到該慢速路徑用的業(yè)務(wù)映射表中的信息識別控制信令、識別指向FPC或以其作為主機(jī)的ARP/ICMP和在該慢速路徑中前轉(zhuǎn)到該ARP/ICMP模塊等一個或多個附加功能。
內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件12，參考圖4，特別是包括一個按照已定義的處理順序(或?yàn)榱双@得這樣的一個分組用的處理順序)前轉(zhuǎn)分組用的模塊。諸如處理功能或單元或裝置等能夠處理流程的單元或裝置，特別是模塊，或外部前轉(zhuǎn)部件將以該內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件登記，并提供有關(guān)它們服務(wù)的邏輯地址的信息。
在一個實(shí)施例中，為了能夠前轉(zhuǎn)一個分組，正如上面討論的，內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件12要求兩個信息要素，就是說，處理順序ID和處理索引。該處理順序身份唯一地識別該特定流的分組必須通過的處理步驟的順序。該索引指示在該有關(guān)處理順序中的當(dāng)前位置。該索引(若這樣使用)針對每一個處理步驟加一。
該處理順序身份根據(jù)檢查/分類附在該分組上，而且它可以在該分組預(yù)處理部件或在該流檢測和控制部件中完成。當(dāng)一個分組到達(dá)時，內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件12將對照該內(nèi)部前轉(zhuǎn)表，檢查貯存在該臨時分組存貯器上的處理順序身份和處理索引，該前轉(zhuǎn)表若已實(shí)現(xiàn)，則正如上面討論的，特別是已經(jīng)經(jīng)由信令通過該慢速路徑從該NIC準(zhǔn)備了。下面在圖6舉例說明前轉(zhuǎn)表的示例。
若該前轉(zhuǎn)判定指示，要調(diào)用已經(jīng)用特定的邏輯地址登錄的處理功能，則該分組及其控制通過用該邏輯地址登錄的模塊操縱(若不能找到這樣的邏輯地址，則錯誤已經(jīng)發(fā)生)。
前轉(zhuǎn)表也可能指示，一個分組應(yīng)該內(nèi)部前轉(zhuǎn)到具有特定的IP地址的另一個單元或裝置。然后，內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件將封裝該分組，建立包括隧道報(bào)頭和有效負(fù)載的內(nèi)部隧道分組，參考圖8，和把該分組發(fā)送到指定的IP地址，例如，利用通過ARP找到的MAC地址。該內(nèi)部隧道格式可以包括一個基于TLV的方案，亦即，包括類型、長度、數(shù)值信息。因而，內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件需要知道，該處理順序和該索引是否已知、是否局部地把該分組發(fā)送到一個處理功能，在該情況下，它必須知道該順序中下一個處理步驟或功能的邏輯地址，或它是否應(yīng)該把該分組前轉(zhuǎn)到某個其它實(shí)體，例如，該深度檢查單元，例如，圖2的DIP40。在后一種情況下，內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件需要知道該實(shí)體的IP地址。
在圖6中舉例說明兩個硬件單元，其中第一單元60具有IP地址X和第二單元70具有IP地址Y。第一單元60包括內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件，它與內(nèi)部前轉(zhuǎn)表通信，并包括具有邏輯地址LA＝1，LA＝2，LA＝5的功能，而第二硬件單元包括內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件，與一個內(nèi)部前轉(zhuǎn)表通信，并且還包括具有邏輯地址LA＝3的功能和具有邏輯地址LA＝4的功能。在該內(nèi)部前轉(zhuǎn)表中包含順序A，B，其中順序A是由功能1，2，3，4給出的，而順序B是由功能4，1，5給出的。各內(nèi)部前轉(zhuǎn)表還包含索引，指示在此處理流程程中目前正在操縱該分組的位置。
一些邏輯地址LA可能對應(yīng)于外部實(shí)體，這意味著該分組將被發(fā)送到一個路由器，亦即，離開該系統(tǒng)，或發(fā)送到某個與此發(fā)生相互配合的節(jié)點(diǎn)。在這種情況下，該處理實(shí)體完成外部前轉(zhuǎn)操作，參考圖5，正如上面討論的，和下面的圖9。在一個實(shí)施例中，各處理裝置還包括某些類型的外部前轉(zhuǎn)表。在該實(shí)施例中，在圖6中示意地舉例說明，假定邏輯地址4和5是外部前轉(zhuǎn)部件，亦即，意味著一個分組將離開該系統(tǒng)。內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件還操縱從所收到的封裝，例如，隧道傳輸?shù)姆纸M提取數(shù)據(jù)、把這樣的數(shù)據(jù)貯存在內(nèi)部臨時分組存貯器等，供進(jìn)一步處理。再者，它負(fù)責(zé)負(fù)荷平衡。該內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件最好包括一個可以在其它的組件中，因此不僅在FPC中而且在其它的處理單元或部件，例如，在NIC(參考圖2)中重用的可再用組件；一般，在本發(fā)明的概念內(nèi)完成一個功能的任何部件。
流檢測和控制部件13，參考圖4，特別是包括一個識別一個分組所屬的亦即，它特別地把這些分組綁定到各流高速緩存條目用的模塊，其中貯存所有與該流相聯(lián)系的數(shù)據(jù)，而且若這樣的一個綁定特征包括在該實(shí)施例中，它可以，例如，包括要與該流的每一個分組一起發(fā)送，以便內(nèi)部前轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)變量。
當(dāng)新的分組到達(dá)流檢測和控制部件13時，它將在該流高速緩存中檢查，看看該流是否已經(jīng)被檢測。若是，則它將更新該臨時分組存貯器，而若可應(yīng)用，則更新必要的數(shù)據(jù)變量，以便把該分組放入可應(yīng)用的流上下文。該處理索引最好設(shè)定為由該高速緩存確定的初始值，一般為1，但是當(dāng)然還可以使用其它的索引方法或指示方法，主要的是，它可以按某種方式提供有關(guān)在此處理順序中，一個分組當(dāng)前在哪里被處理或要被處理等的信息。當(dāng)這已經(jīng)完成時，該分組被發(fā)送到該內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件。若未能找到高速緩存條目，則該流檢測和控制部件將與該慢速路徑互相作用，參考圖4，以便建立高速緩存條目，并定義可供該流使用的處理順序，它也可以是一個默認(rèn)的流。
該流檢測和控制部件最好只在該FPC內(nèi)使用，因?yàn)樵揊PC是想要作為完成分組檢查的點(diǎn)，以便識別一個分組所屬的流。但是，應(yīng)該清楚，在其他實(shí)施例中，若該流檢測和控制功能，例如，是指定來只完成數(shù)目有限的FPC功能的，則它們也可以包括在其它單元中。
流高速緩存14，見圖4，是用來保存有關(guān)活動流的高速緩存的信息的?？梢栽黾有碌臈l目，并可以刪除舊的條目。到來的分組對照該高速緩存的內(nèi)容進(jìn)行匹配。若對于到來的分組存在高速緩存條目，則使用該條目，否則，把該分組前轉(zhuǎn)到該慢速路徑，進(jìn)行分類。新條目總是由該慢速路徑建立，而舊條目總是由它刪除。該快速路徑將使用流高速緩存14來找出有關(guān)一個流的數(shù)據(jù)，亦即，把一個分組與一個流關(guān)聯(lián)起來。因而流高速緩存14在該快速和該慢速路徑之間共享，而且它包含前轉(zhuǎn)屬于一個相應(yīng)的流的分組，亦即，流處理順序、索引所需要的全部信息，取決于實(shí)現(xiàn)，可能包括可能是應(yīng)用特定的綁定變量。
外部前轉(zhuǎn)部件19(參考圖4)負(fù)責(zé)前轉(zhuǎn)要發(fā)送輸出而又不封裝的分組，例如，不采取內(nèi)部隧道格式的分組，特別是原始的IP分組。在特定的實(shí)施例中，按照本發(fā)明的外部功能可以加到該IP流處理流程順序的鏈條中，而又不要求支持前轉(zhuǎn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議IP、以太網(wǎng)和以太網(wǎng)幀的VLAN加標(biāo)記以外的IP分組的任何專用的或?qū)Ｓ械母袷健＿@樣一個實(shí)現(xiàn)將在下面參照圖9更深入地描述。還應(yīng)該清楚，不一定要所實(shí)現(xiàn)以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，任何其它類似的標(biāo)準(zhǔn)，例如，Rapid In/Out(快速輸入/輸出)等也可以使用。
還參照圖4，現(xiàn)將簡短地討論該慢速路徑的組件或部件。該慢速路徑的一些模塊只通過提供數(shù)據(jù)表與該快速路徑互相作用，在該數(shù)據(jù)表上應(yīng)該運(yùn)行快速路徑，它貯存在一個共享的存貯器，流高速緩存14中。特別是這也包括發(fā)送相關(guān)的指針，以便允許該快速路徑訪問該數(shù)據(jù)區(qū)域。其它的功能具有一個更直接的通信接口，其中數(shù)據(jù)分別在該快速和該慢速路徑之間前轉(zhuǎn)或傳輸。來回于(可選的)NIC 50控制部件的所有內(nèi)部控制通信(參考圖2)都穿過該快速路徑。內(nèi)部控制接口16作為這相互作用的共同點(diǎn)而操作，亦即，它作為控制消息的發(fā)送者而操作，完成語法分析、格式化等。
流分類器部件13A，參考圖4，在一個有利的實(shí)現(xiàn)中，負(fù)責(zé)該流進(jìn)行分類、綁定該流的類、確定該處理順序(特別是綁定一個或多個變量)、利用該過濾規(guī)則評估器15評估過濾規(guī)則和正如所描述的，通過由規(guī)則管理器15A管理的過濾規(guī)則來綁定變量。另外，它負(fù)責(zé)安裝具有由流高速緩存模塊14綁定的所有變量的流高速緩存條目。再者，它可以與該NIC互相作用(見圖2)，以便得到策略決策(若只可以局部地作出默認(rèn)決策)。這相互作用最好是完全異步的，亦即，流分類器13A不包括任何等待模式或狀態(tài)。
過濾規(guī)則評估器15用于過濾規(guī)則評估。在該FPC10內(nèi)，特別是只由流分類器13A使用，但是它可以很好地被需要這樣的一個功能性的其它部件或功能重用。它特別是能夠操縱多個規(guī)則集合。例如，從配置器得到命令時，規(guī)則管理器15A負(fù)責(zé)安裝和刪除規(guī)則和規(guī)則集合。它最好支持靜態(tài)配置以及動態(tài)配置。動態(tài)規(guī)則可以在運(yùn)行時增加，而又不會影響正在進(jìn)行的操作，亦即，該規(guī)則表是在一個可以在所有必要的預(yù)處理已經(jīng)完成時激活的離線區(qū)域制備的。
正如上面討論的，內(nèi)部控制接口模塊16(參考圖4和圖7)完成該內(nèi)部控制接口的，特別是基于TLV的格式化和語法分析。另外，它負(fù)責(zé)把消息發(fā)送到特別是用具有它們操縱的消息類型(X1，y1)的內(nèi)部控制接口模塊登記的其它模塊，可以進(jìn)一步平衡送往NIC50的控制業(yè)務(wù)的負(fù)荷。
前轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)管理器17，例如模塊，負(fù)責(zé)管理涉及內(nèi)部和外部前轉(zhuǎn)的數(shù)據(jù)以及由分組預(yù)處理器11使用的業(yè)務(wù)映射表。它利用該靜態(tài)控制接口從配置器(未示出)接收這樣的管理數(shù)據(jù)，而且它將把該數(shù)據(jù)安裝進(jìn)可以由該快速路徑中的各種功能訪問的數(shù)據(jù)區(qū)域。該前轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)管理器最好是一個可以由操縱有效負(fù)載數(shù)據(jù)的其它部件重用的可再用的組件。
處理功能控制18F對應(yīng)于該快速路徑的可能的處理功能18。它們中沒有一個是為本發(fā)明起作用所必需的，而僅僅被包括來舉例說明該FPC本身可以在慢速路徑(18S)和/或快速路徑(18F)中包括處理功能。
在一個實(shí)施例中，協(xié)議組件是為ARP和ICMP協(xié)議21而設(shè)置的。然后，該FPC將起一個或幾個IP地址用的主機(jī)的作用(例如，向其內(nèi)部前轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)的和發(fā)送控制信令的地址)。
圖8舉例說明支持按照本創(chuàng)造性概念的分組，亦即，支持可以在本發(fā)明幾個裝置內(nèi)和它們之間使用的內(nèi)部協(xié)議的分組，進(jìn)行內(nèi)部前轉(zhuǎn)或交換的格式。該分組PME包括例如，基于TLV的隧道報(bào)頭、一個或多個處理標(biāo)記或例如，包括提供處理順序和有關(guān)在此處理順序中的位置信息的索引的標(biāo)記、一個或多個用戶和上下文識別標(biāo)記、可選地一個或多個其它數(shù)據(jù)標(biāo)記，例如，處理數(shù)據(jù)和有效負(fù)載，例如，“原來的”分組。
下面將討論往來于外部部件的流的交換。這應(yīng)該以這樣的方式完成，以便盡可能低地保持效率和靈活性的損失。
最好允許定義的任何數(shù)目的其中進(jìn)行處理功能的處理順序。再者，最好應(yīng)該避免處理功能的，例如處理功能的級聯(lián)的嚴(yán)格和靜態(tài)排序。再者，交換必須有效，而且分組不應(yīng)該發(fā)送到處理功能，除非它們實(shí)在是必須發(fā)送。除其他外，由于正如上面所描述的，該分類器和內(nèi)部前轉(zhuǎn)的使用，可以保持高的靈活性和效率。
正如下面將要說明的，就外部前轉(zhuǎn)而言，這可以減少問題。若一個分組在由該外部功能處理之后要送回FPC，因?yàn)橥獠抗δ軟]有內(nèi)部前轉(zhuǎn)器，則該分組是作為原始的分組外部前轉(zhuǎn)到該外部功能。處理之后該分組必須回到流處理核，因?yàn)楸仨氝M(jìn)行新的內(nèi)部前轉(zhuǎn)判定，而且因?yàn)樵撏獠抗δ軟]有內(nèi)部前轉(zhuǎn)器，正如上面提到的，而且因?yàn)樵摲纸M可能要前轉(zhuǎn)到另一個處理功能。但是，當(dāng)該分組到達(dá)FPC時，它需要重新檢查/分類，因?yàn)闆]有為該分組保留狀態(tài)，這是不希望有的。若已經(jīng)處理了該分組的外部功能沒有對該分組報(bào)頭做任何改動，則該檢查或分類的結(jié)果將剛好與該分組第一次進(jìn)入該系統(tǒng)時相同。這意味著，該分組可能進(jìn)入一個無限循環(huán)。
但是，按照本發(fā)明，這個問題可以利用虛擬的地址加標(biāo)記，例如，以太網(wǎng)VLAN加標(biāo)記進(jìn)行操縱，參考圖9。因而，參照圖9，假定一個分組首次在VLAN1上到達(dá)。預(yù)處理部件111檢測到該分組，并在這里，假定支持VLAN加標(biāo)記，該預(yù)處理部件111將提取該VLAN標(biāo)記。該值或該VLAN標(biāo)記將在檢查/分類過程中使用，以便識別該流并指定一個處理順序。這里假定，選定順序A，它依次由邏輯地址2、邏輯地址7構(gòu)成。又定義一個順序，標(biāo)示為順序B，這里假定由依次具有邏輯地址3、邏輯地址8的步驟構(gòu)成。在該實(shí)施例中，假設(shè)選定順序A。在此處理順序中的某個點(diǎn)上，假定分組將被發(fā)送到外部功能90。然后，該處理順序指出，該分組將被外部前轉(zhuǎn)，而且它被發(fā)送到該外部前轉(zhuǎn)功能。外部前轉(zhuǎn)器191將考察該處理順序中的下一個跳躍“邏輯地址”(LA＝7)，并將進(jìn)行前轉(zhuǎn)判定，在這種情況下，假定分組將被在VLAN3上發(fā)送到外部功能。該外部前轉(zhuǎn)功能90在這里可以被看作為起代表該外部功能作用的中介機(jī)構(gòu)。在這種情況下，它將表現(xiàn)的就像是它正在實(shí)現(xiàn)與LA＝7對應(yīng)的功能。該外部前轉(zhuǎn)部件191對前轉(zhuǎn)表進(jìn)行操作，把有關(guān)應(yīng)該使用哪個VLAN、默認(rèn)路由等的信息組合起來。在這種情況下，該路由將指示該外部功能90的IP地址。
外部功能90處理結(jié)束之后，該分組在一個特定的VLAN上，這里是VLAN2上回到流處理核。該外部功能可以說是使用該FPC作為它的默認(rèn)路由，而使用VLAN2作為它的默認(rèn)接口。另一方面，若該外部節(jié)點(diǎn)不支持VLAN加標(biāo)記，則可以通過一個為在特定端口上收到的所有分組的VLAN標(biāo)記設(shè)置為2的中間的以太網(wǎng)交換機(jī)，完成類似的程序。
隨著該分組再一次進(jìn)入FPC101和該預(yù)處理器111，將提取一個不同的VLAN標(biāo)記。因?yàn)樵揤LAN標(biāo)記是該流的識別的一部分，它以某種方式貯存在該高速緩存中，該分組現(xiàn)將被作為屬于一個不同的流進(jìn)行處理、并可以被賦予一個不同的處理順序；在圖9中這假定是流B。該分組現(xiàn)在再一次通過內(nèi)部前轉(zhuǎn)121發(fā)送，并將最后離開該系統(tǒng)。然后，它再一次發(fā)送到外部前轉(zhuǎn)器191，但是這一次是為了離開該系統(tǒng)。因?yàn)檫@個處理順序具有不同的結(jié)束邏輯地址，LA＝8，所以做出不同的前轉(zhuǎn)判定，亦即，它將不會被再一次發(fā)送到外部功能90。相應(yīng)的程序可以按任何數(shù)目的處理功能重復(fù)任何次。
正如可以看到的，該解決方案可以輕易地被擴(kuò)展為多個邏輯網(wǎng)絡(luò)的虛擬化環(huán)境。若例如，有兩個邏輯網(wǎng)絡(luò)，都攜帶潛在地需要發(fā)送到外部功能的業(yè)務(wù)，則該外部功能可以被指配兩個進(jìn)入的VLAN和外出的VLAN。那樣，該預(yù)處理器可以正確地設(shè)置兩個邏輯網(wǎng)絡(luò)ID和返回分組的源點(diǎn)變量。
若不支持VLAN加標(biāo)記，或作為一個替代VLAN加標(biāo)記方案，例如，可以使用MAC地址。然后，該源點(diǎn)變量可以由該預(yù)處理部件根據(jù)該發(fā)送者的MAC地址設(shè)置。
另外，不是像在圖9那樣利用兩個處理順序，以前＝A，之后＝B，而是可以使用單一的處理順序。在這種情況下，該處理索引的初始值必須通過應(yīng)用規(guī)則設(shè)置得不同，該分組第二次進(jìn)入該系統(tǒng)，(在所示示例中是3而不是1)。
正如早先說到的，在本申請書中流的基本交換或分類可以取決于諸如例如用戶(和用戶能力)、所使用的訪問類型、所尋址的業(yè)務(wù)等多個因素。在一個特別有利的實(shí)施例中，可以考慮這些因素，以便提供一個動態(tài)和寬闊的基礎(chǔ)，可供流的分類使用?？赡苄枰嘘P(guān)該用戶或該用戶的知識的信息，以便能夠?qū)φ_的用戶收費(fèi)，而且還為了知道該用戶允許做什么。考慮到在該訪問上可用的資源，為了能夠優(yōu)化業(yè)務(wù)，可能需要有關(guān)訪問的信息，而且為了能夠應(yīng)用相關(guān)費(fèi)率，還為了能夠知道如何優(yōu)化內(nèi)容，可能需要業(yè)務(wù)信息。因而，需要一些機(jī)制，以便允許根據(jù)一個或多個這些因素進(jìn)行交換和分類。當(dāng)然或者作為另一方案，還可以關(guān)心其它的因素，但只是這些因素將在本文獻(xiàn)中進(jìn)一步討論。
圖10舉例說明一個如何識別用戶或用戶會話的示例。能夠把數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)綁定到生成它的用戶會話是有利的，因?yàn)椴呗詻Q策以及許多處理功能要單獨(dú)地施加在每會話上。
低級分組處理功能使用該用戶會話的IP地址，作為把流綁定至用戶的主要手段。因?yàn)樵揑P地址不是全局唯一的，該邏輯網(wǎng)絡(luò)，例如，APN/VPN，還可以用來唯一地把業(yè)務(wù)綁定到一個用戶會話上。(在較高控制層次可以使用其它的身份，諸如MSISDN，NAI等)。
一般說來，該用戶會話IP地址包含在該分組中，而該邏輯網(wǎng)絡(luò)是通過該分組所經(jīng)過而到達(dá)的接口確定的。為了把一個流綁定到一個用戶，還需要知道是否需要源IP地址或目的地IP地址。有時從該流的分類和應(yīng)用過濾器綁定可以明顯看出，過濾器可以綁定該用戶會話IP地址。但是，在某些情況下這是不夠的，例如，對于點(diǎn)到點(diǎn)業(yè)務(wù)。然后分類器(和該流高速緩存)用來通過檢查這里稱作“源點(diǎn)”的變量確定差異，該變量根據(jù)分組通過其到達(dá)的接口(例如，VLAN)而被設(shè)置。分類時，將有一個“方向”變量的綁定，它指示該流的方向，亦即，上行鏈路或下行鏈路。對于上行業(yè)務(wù)，該源IP地址綁定該用戶，而對于下行業(yè)務(wù)該目的地IP地址綁定該用戶。
圖10舉例說明FPC1002的一部分，具有流分類和處理控制部件13A2和與高速緩存通信的流檢測和控制部件132。過濾規(guī)則和變量綁定可以用于分類目的。假定在一個流分類和處理控制部件中，根據(jù)“源點(diǎn)”，亦即，上行鏈路或下行鏈路綁定方向。一個分組可以通過VLAN1到達(dá)，這里包括邏輯網(wǎng)絡(luò)A、上行鏈路、或VLAN2、邏輯網(wǎng)絡(luò)B、上行鏈路、VLAN3、邏輯網(wǎng)絡(luò)A、下行鏈路或VLAN4、邏輯網(wǎng)絡(luò)B、下行鏈路。對于VLAN1和VLAN2，在該流檢測控制器132中，“源點(diǎn)”設(shè)定為“訪問”，該邏輯網(wǎng)絡(luò)分別設(shè)定為A或B，然而對于VLAN3和4、下行方向、源點(diǎn)設(shè)定為“網(wǎng)絡(luò)”，而該邏輯網(wǎng)絡(luò)是設(shè)定為A或B。
在某些情況下，對于一個流，見圖11，該處理鏈條中可能會有NAPT功能183等。然后可能要求某些特殊處理，因?yàn)樵撓滦蟹纸M不會全都包含用戶會話IP地址。這樣的一個情況在圖11的裝置1003中舉例說明，它表示一個用戶會話IP地址可以如何針對NAPT業(yè)務(wù)進(jìn)行綁定。假定已經(jīng)建立每個用戶會話唯一的一個過濾器，因此，它可以用來綁定將攜帶該用戶會話IP地址的變量。在其它的方面，該功能類似于圖10，因此，這里不再贅述。相應(yīng)的部件以與圖10相同的附圖標(biāo)記給出，但是具有索引3。
正如上面提到的，可以使用的另一個因數(shù)是有關(guān)訪問類型的信息。按照本發(fā)明的一個裝置或方法最好與所使用的訪問或訪問類型無關(guān)，但同時最好它意識到所用的訪問類型，以便能夠把這個因數(shù)用于變量綁定等。這里訪問是獨(dú)立的，意味著各組件與任何訪問特定部分沒有任何緊密耦合，而且從實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)看，它可以被退耦，在不同的平臺上設(shè)置。其優(yōu)點(diǎn)是，同一組件可以用于不同的訪問技術(shù)的解決方案，用于多路訪問的解決方案，而且它們也可以用于完全不可知訪問的配置。
因而，訪問的獨(dú)立性顯然是有利的，但是仍舊至少在某種程度上，認(rèn)知訪問是所希望的。在一個有利的實(shí)現(xiàn)中，有可能在策略和處理用的不同訪問鏈接之間進(jìn)行區(qū)分。例如，在GPRS的情況下，可能會需要在主和輔助PDP上下文之間進(jìn)行區(qū)分，例如，可存在對某些流進(jìn)行授權(quán)，只是為了主PDP上下文，可以應(yīng)用不同的費(fèi)率等。還在多路訪問的場景下，具有有關(guān)訪問或訪問類型的某些信息顯然是有利的。例如，當(dāng)從GPRS交換至無線局域網(wǎng)或費(fèi)率可以變化時，可以旁路優(yōu)化器。
圖12表示按照本發(fā)明的裝置，具有不同的GPRS訪問鏈路、主PDP上下文、輔助PDP上下文和WLAN訪問鏈路。按照本創(chuàng)造性概念，訪問信息或訪問認(rèn)知可以通過邏輯鏈路的實(shí)現(xiàn)達(dá)到。不同的訪問技術(shù)和訪問鏈路可以映射到唯一的邏輯鏈路上，正如從圖12可以看到的，其中主PDP上下文映射到邏輯鏈路0上，而輔助PDP上下文映射到邏輯鏈路1上，以及WLAN訪問映射到邏輯鏈路2上。對于該上行鏈路，映射是在從該訪問的入口上完成的，亦即，該邏輯鏈路變量綁定至映射至訪問或該分組到達(dá)的鏈路上。對于該下行鏈路，該映射是在流分類過程中完成的，亦即，有一個過濾器，它為該流綁定該邏輯鏈路值。在該往來于該接入節(jié)點(diǎn)通信接口上，需要一個傳送這樣的信息的途徑。這可以用不同的方式提供。在一個實(shí)施例中，使用IP報(bào)頭的現(xiàn)存部分。作為另一方案，可以使用VLAN標(biāo)記。參考圖2，映射是在例如，一個NIC系統(tǒng)50內(nèi)往來于該邏輯鏈路完成的(與所用的方法無關(guān))。
有關(guān)訪問的顯式信息可以是通過該控制功能的信令發(fā)出信號，并且例如，可以向NIC提供一個具有有關(guān)目前使用哪種訪問技術(shù)，例如，多路訪問和/或與業(yè)務(wù)應(yīng)該如何映射到該邏輯鏈路上有關(guān)的過濾器的信息。當(dāng)輔助PDP上下文在GPRS中建立時，例如，需要安裝一個將把某些特定的下行業(yè)務(wù)映射至該P(yáng)DP上下文的新的過濾規(guī)則，所謂業(yè)務(wù)流模板(TFT)過濾器。最好完成來確定對于一個分組可應(yīng)用的處理順序的策略評估，將使用一個邏輯鏈路作為它的輸入?yún)?shù)之一。這意味著該判定可以是不同的，取決于所使用的PDP上下文。該邏輯鏈路ID也將與該分組一起被前轉(zhuǎn)到該處理功能作為元數(shù)據(jù)。取決于邏輯鏈路，可以把不同的費(fèi)率，例如，施加于輔助PDP上下文上的業(yè)務(wù)?？梢灶愃频靥幚矶嗦反嫒　Ｈ粼撚脩?，例如，從GPRS交換至WLAN(或相反)，則可以激活一個新的過濾器，把所有業(yè)務(wù)映射到WLAN的邏輯鏈路。即使終端用戶IP地址不變化(本不應(yīng)如此)，這也可以完成。在有關(guān)訪問的所有信息都可以通過不要求緊密地與實(shí)現(xiàn)該訪問技術(shù)本身的功能綁定的一般接口進(jìn)行通信的意義上，上面討論的所有機(jī)制都是獨(dú)立于訪問。所安裝的部件用與前面的圖中相同的附圖標(biāo)記標(biāo)示，但是具有索引4。
為了更進(jìn)一步增大或優(yōu)化該分類，有關(guān)訪問業(yè)務(wù)的信息構(gòu)成一個重要的因數(shù)，它具有可以考慮的優(yōu)點(diǎn)，以便能夠適當(dāng)?shù)卦试S用不同的方式提供基于業(yè)務(wù)的收費(fèi)、基于業(yè)務(wù)的授權(quán)、業(yè)務(wù)適應(yīng)等業(yè)務(wù)信息或業(yè)務(wù)認(rèn)知。在一個實(shí)施例中，用特定的IP地址識別業(yè)務(wù)，正如上面提到的，它類似于用戶信息的提供。作為另一方案，例如，可以用端口號例如，在不同的業(yè)務(wù)之間進(jìn)行區(qū)分?？梢杂肐P過濾規(guī)則來，例如，根據(jù)該信息設(shè)置處理順序。為了更進(jìn)一步增大該所謂業(yè)務(wù)認(rèn)知，選定的流可以交換至一個專門用來對該流完成深度分析，以便確定該業(yè)務(wù)內(nèi)容的單元。
圖13表示如何在不同的信息類型之間相互作用作準(zhǔn)備的實(shí)現(xiàn)，它可以用于適當(dāng)?shù)胤诸惖牧鳎T如用戶信息、訪問信息和業(yè)務(wù)信息。應(yīng)該清楚，這些不同的信息類型和如何可以識別或確定該信息是取決于彼此的。如上所述，有關(guān)用戶的信息取決于IP地址，但是它也可以取決于不同的地址，例如，由于NAPT和事實(shí)上用戶可以是多主頁，利用多路存取等。業(yè)務(wù)信息可以觸發(fā)新的用戶流的建立，它要求該用戶的新的NAPT地址。因而，該業(yè)務(wù)信息間接地影響用戶認(rèn)知或用戶信息。
圖14是一個非常示意的流程圖，當(dāng)一個新流的一個分組到達(dá)時，描述本創(chuàng)造性概念的一個實(shí)現(xiàn)。首先檢查對于該到達(dá)的分組所屬于的流是否定義了任何策略，200。若存在一個策略，則處理順序身份(和索引)被指配，202，綁定可選的變量，203，和檢查它是否屬于一個內(nèi)部流，204，因此將內(nèi)部前轉(zhuǎn)，204A，或若非如此，在這種情況下，它將被外部前轉(zhuǎn)，204B。若沒有定義策略，則可以暫時性設(shè)置一個默認(rèn)的順序身份，200A，或是否或何時采取可能的策略決策，201，給順序ID指配，202，等。正如上面所描述的。特別是使用一個默認(rèn)的順序ID直到策略決策可用為止。
在一個特別有利的實(shí)施例中，為通知該外部功能地址映射、用戶傳略等設(shè)置向著該外部功能的信令接口。
本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是，可以提供一個分布式系統(tǒng)，其中不同的功能可以應(yīng)用于不同的流，而且其中該流的分類只做一次和不是針對每一個功能。還有一個優(yōu)點(diǎn)，幾個組件，諸如該內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件，可以為不同的處理功能重用。
本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)是，可以是輕易地增加新的處理功能，例如，增加新的硬件部件，而又對FPC不產(chǎn)生任何影響，只是它必須提供過濾規(guī)則和前轉(zhuǎn)表，使得該新的功能可以使用。因而該系統(tǒng)可以輕易地?cái)U(kuò)建和適應(yīng)。
因?yàn)榭梢员苊馑型ㄟ^處理功能的不必要的交換，在處理功能上的以及在連接該功能的網(wǎng)絡(luò)上的負(fù)荷可以保持低，這也是一個優(yōu)點(diǎn)。一個特定的優(yōu)點(diǎn)是，在具體的實(shí)現(xiàn)中，可以控制業(yè)務(wù)量，并交換至外部功能，而又不要求該外部功能支持任何專用的協(xié)議，例如，封裝協(xié)議等。因?yàn)樗屯獠抗δ艿姆纸M是非封裝發(fā)送的。在這樣的情況下，在這樣的外部功能上的負(fù)荷還可以控制或減少，它也是本發(fā)明一個優(yōu)點(diǎn)。再者，可以控制分組的傳輸延遲時間，該是一個優(yōu)點(diǎn)。在NAT的情況下，可以識別用戶，這特別是本發(fā)明的一個優(yōu)點(diǎn)。再者，使能該專用邏輯網(wǎng)絡(luò)或鏈接至專用的訪問和與該策略和分類系統(tǒng)的相互作用，另外，可以識別該業(yè)務(wù)，特別是其中控制和數(shù)據(jù)平面隔開并與用戶相聯(lián)系的地方，這是一個優(yōu)點(diǎn)。
在其中該問題與外部部件相聯(lián)系的實(shí)施例中，可以映射和操縱外部前轉(zhuǎn)或處理的數(shù)據(jù)，而又不丟失所有流的狀態(tài)信息，這是一個特別的優(yōu)點(diǎn)。再者，可以用該VLAN加標(biāo)記來控制處理次序，特別是對于控制處理次序和仍舊維護(hù)網(wǎng)絡(luò)虛擬的雙重目的，這是一個優(yōu)點(diǎn)。再者，它允許自適應(yīng)的外部前轉(zhuǎn)，因而允許前轉(zhuǎn)一個外部功能或前轉(zhuǎn)或路由器，這是本發(fā)明的一個特定的優(yōu)點(diǎn)。
應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于具體地舉例說明的實(shí)施例，在后附的權(quán)利要求書的范圍內(nèi)，它可以按若干種方法改變。
特別是應(yīng)該清楚，它可以涉及，也可以不涉及操縱具有外部功能的問題的案例，和諸如用戶信息、業(yè)務(wù)信息和訪問類型信息等因素。可以使用或不使用，并且在不同的范圍內(nèi)取決于流程順序分類的實(shí)現(xiàn)和要求的程度。
再者，本發(fā)明不限于以太網(wǎng)或VLAN加標(biāo)記的使用，其它的技術(shù)也可以使用，主要的是，以某種方式把有關(guān)流程順序和最好還有關(guān)它在一個流程順序中的位置的信息提供給分組，使得這樣的信息可以被其它的部件或裝置或該裝置本身的不同的部分或部件中利用。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括在支持分組數(shù)據(jù)通信的通信系統(tǒng)中用于操縱把數(shù)據(jù)分組或數(shù)據(jù)分組流交換到對所述數(shù)據(jù)分組完成操作的功能單元或處理裝置的部件，其特征在于，它包括具有分類部件的核心處理部件，用以對分組/分組流進(jìn)行分類并為所述分組/分組流定義可應(yīng)用的處理流程順序；分配部件，按照可應(yīng)用的流程順序把所述分組/分組流分配或交換到適當(dāng)?shù)墓δ軉卧蛱幚硌b置；指示提供部件，用以指示各分組/分組流在相應(yīng)可應(yīng)用的處理流程順序中的當(dāng)前位置；以及用于檢測或檢索分組流程順序信息的部件，以便可以避免已經(jīng)分類的分組被重新分類。
2.按照權(quán)利要求1的裝置，其特征在于，所述分配部件包括前轉(zhuǎn)控制部件(AWN)，負(fù)責(zé)對分組流或流中已分類的分組作出交換/分配判定。
3.按照權(quán)利要求1或2的裝置，其特征在于，它包括功能處理部件，用以完成至少一個有效負(fù)載處理功能性。
4.按照權(quán)利要求2的裝置，其特征在于，所述有效負(fù)載處理功能性包括與防火墻有關(guān)的處理功能性或NAPT。
5.至少按照權(quán)利要求2的一種裝置，其特征在于，它包括內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件，它支持把數(shù)據(jù)分組前轉(zhuǎn)至支持同一前轉(zhuǎn)協(xié)議的其它單元或裝置的前轉(zhuǎn)協(xié)議。
6.按照以上權(quán)利要求中任何一個的裝置，其特征在于，所述分類部件包括用于在分類時把元數(shù)據(jù)信息加入到來的分組的部件，或與該部件相關(guān)聯(lián)，所述元數(shù)據(jù)至少包括有關(guān)適當(dāng)?shù)牧魈幚眄樞虻男畔ⅰ?br> 7.按照權(quán)利要求6的裝置，其特征在于，所述元數(shù)據(jù)包括處理順序身份和標(biāo)出哪些被更新或修改的索引，例如，隨著完成所述順序的處理步驟，所述索引增加。
8.至少按照權(quán)利要求5的裝置，其特征在于，所述內(nèi)部前轉(zhuǎn)控制部件與所述核心處理部件通信或被其包括，所述核心處理部件包括所述分類部件或與其通信，并且它還包括前轉(zhuǎn)信息保存部件或與其通信。
9.按照權(quán)利要求8的裝置，其特征在于，所述前轉(zhuǎn)信息保存部件包括用于保存信息的內(nèi)部前轉(zhuǎn)表，該信息涉及把分組交換/分配至支持對加到分組的分組流程順序信息的發(fā)送的單元或裝置。
10.按照權(quán)利要求5的裝置，其特征在于，它還包括外部前轉(zhuǎn)部件和外部前轉(zhuǎn)信息保存部件。
11.按照權(quán)利要求8，9或10的裝置，其特征在于，所述內(nèi)部前轉(zhuǎn)信息保存部件，例如內(nèi)部前轉(zhuǎn)表，包括與至少所有支持分組流處理順序信息供應(yīng)的內(nèi)部處理單元或處理部件有關(guān)的邏輯地址。
12.按照權(quán)利要求11的裝置，其特征在于，對于不形成所述處理流程的一部分的內(nèi)部裝置或單元，所述邏輯地址信息包括IP-地址。
13.至少按照權(quán)利要求10的一種裝置，其特征在于，所述外部前轉(zhuǎn)信息保存部件包括指示外部單元或裝置的地址的邏輯地址。
14.按照權(quán)利要求13的裝置，其特征在于，當(dāng)邏輯地址或分組指示外部單元時，所述數(shù)據(jù)分組在沒有流程順序信息的情況下被發(fā)送，而且所述分組被提供有它應(yīng)當(dāng)返回到所述發(fā)送裝置的指示。
15.按照權(quán)利要求14的裝置，其特征在于，對從邏輯地址所指示的外部部件收到的分組進(jìn)行分類，或利用所述邏輯地址作為分類的附加輸入對它們進(jìn)行重新分類。
16.按照權(quán)利要求10-15中任何一個的裝置，其特征在于，處理流程順序的一個或多個處理功能/步驟取決于各動態(tài)指配的變量，而且所述核心處理部件支持或包括把處理專用變量綁定至流程順序信息數(shù)據(jù)、例如綁定至所述元數(shù)據(jù)的可選功能性。
17.按照權(quán)利要求16的裝置，其特征在于，處理專用變量的綁定是由所述核心處理部件所保存或可訪問的過濾值的實(shí)現(xiàn)完成的。
18.按照以上權(quán)利要求中任何一個的裝置，其特征在于，處理順序包括與一個或多個授權(quán)、策略、收費(fèi)數(shù)據(jù)有關(guān)的操作、QoS控制等。
19.按照以上權(quán)利要求中任何一個的裝置，其特征在于，對于不能被分類成具有給定處理流程順序的分組流的分組，分配要求重新分類的臨時默認(rèn)處理流程，直到可以完成永久性分類為止。
20.按照以上權(quán)利要求中任何一個的裝置，其特征在于，所述核心處理部件支持快速路徑和慢速路徑，所述快速路徑用于已經(jīng)永久性分類的分組，而所述慢速路徑用于未分類的分組或默認(rèn)分類的分組，檢測部件被提供用于將分組發(fā)送至適當(dāng)?shù)牧骱?或用于從所述快速流向所述慢速流發(fā)送分組或反之亦然。
21.按照上列權(quán)利要求中任何一個的裝置，其特征在于，它包括預(yù)處理部件，用以分析到來的分組，并且最好用以建立臨時分組存貯器，和用以在內(nèi)部隧道有效負(fù)載分組和非隧道的分組之間進(jìn)行識別和區(qū)分。
22.按照權(quán)利要求21的裝置，其特征在于，它支持以太網(wǎng)VLAN加標(biāo)記，以及在所述預(yù)處理部件中對分組VLAN標(biāo)記進(jìn)行分析。
23.按照以上權(quán)利要求中任何一個的裝置，其特征在于，在分類之后，若按照分類，所述分組要被前轉(zhuǎn)至的其它裝置或單元操縱相關(guān)的處理步驟，則所述分配部件與這樣的其它裝置或部件中的分配部件進(jìn)行通信。
24.按照權(quán)利要求23的裝置，其特征在于，分組發(fā)送到其它的分配部件作為具有指示、例如元數(shù)據(jù)的封裝的IP-分組。
25.按照以上權(quán)利要求中任何一個的裝置，其特征在于，它包括用于確定所收到的分組屬于哪個用戶會話的部件，并利用例如APN/VPN將它們綁定至所述用戶會話。
26.按照以上權(quán)利要求中任何一個的裝置，其特征在于，所述處理核包括用以把不同的訪問鏈接映射至相應(yīng)的唯一邏輯鏈接的部件，最好規(guī)定程度可控的訪問鏈路或訪問技術(shù)認(rèn)知。
27.按照以上權(quán)利要求中任何一個的裝置，其特征在于，它包括用特定的IP-地址來識別業(yè)務(wù)或確定所收到的業(yè)務(wù)內(nèi)容的部件或與其通信。
28.按照以上權(quán)利要求中任何一個的裝置，其特征在于，它包括在GGSN(網(wǎng)關(guān)GPRS支持節(jié)點(diǎn))或CGSN(組合GPRS支持節(jié)點(diǎn))或具有類似功能性的任何其它分組數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)中。
29.按照權(quán)利要求7-28中任何一個的裝置，其特征在于，它實(shí)現(xiàn)為與GGSN或CGSN或具有類似功能性的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信的獨(dú)立單元。
30.包括如權(quán)利要求1-28中任何一個所述的裝置的GGSN/CGSN。
31.一種系統(tǒng)，包括許多節(jié)點(diǎn)或裝置，其支持分組數(shù)據(jù)通信和通過許多訪問網(wǎng)絡(luò)的訪問；和許多裝置，用以操縱把數(shù)據(jù)分組流的數(shù)據(jù)分組前轉(zhuǎn)或交換至用以對分組流的分組完成一個或多個操作的功能處理設(shè)備或裝置，其特征在于，多個所述裝置包括具有分類部件的核心處理部件，用以通過定義可應(yīng)用于各分組/分組流的處理流程而對于分組/分組流進(jìn)行分類；分配部件，用以把所述各分組/分組流分配或交換至適當(dāng)?shù)墓δ芑蛱幚韱卧蛱幚硌b置；和指示部件，用以指示各分組/分組流在相應(yīng)可應(yīng)用的流程順序中的當(dāng)前位置；和用于檢測或檢索分組流程順序信息的部件，使得已經(jīng)分類的分組可以避免重新分類。
32.一個按照權(quán)利要求31的系統(tǒng)，其特征在于，所述分配部件包括內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件，用以前轉(zhuǎn)到內(nèi)部功能或處理單元或裝置并且至其它所述多個裝置中的其它的內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件；和最好還有外部前轉(zhuǎn)部件，用以前轉(zhuǎn)到外部前轉(zhuǎn)部件，以便把分組/分組流前轉(zhuǎn)到其它的裝置和/或用以在上行鏈路/下行鏈路上前轉(zhuǎn)輸出業(yè)務(wù)。
33.一個按照權(quán)利要求31或32的系統(tǒng)，其特征在于，所述分組被提供有元數(shù)據(jù)信息，其指示可應(yīng)用的處理流程順序和當(dāng)前位置指示。
34.一個按照權(quán)利要求33的系統(tǒng)，其特征在于，所述分組是封裝的，而且加上所述元數(shù)據(jù)信息作為元數(shù)據(jù)報(bào)頭，以便在支持同一前轉(zhuǎn)協(xié)議的所述多個裝置之間，特別是在內(nèi)部前轉(zhuǎn)部件之間發(fā)送，然而由所述外部前轉(zhuǎn)部件前轉(zhuǎn)的分組作為非封裝的分組、特別是作為標(biāo)準(zhǔn)IP分組發(fā)送。
35.按照權(quán)利要求31-34中任何一個的系統(tǒng)，其特征在于，每一個所述裝置都包括單獨(dú)或組合的前轉(zhuǎn)信息保存部件，用于內(nèi)部和外部信息，例如前轉(zhuǎn)表用，以及所述信息是由所述內(nèi)部和外部前轉(zhuǎn)部件使用。
36.按照權(quán)利要求31-35中任何一個的系統(tǒng)，其特征在于，至少形成處理順序的一部分的內(nèi)部處理功能或裝置是通過邏輯地址識別的。
37.按照權(quán)利要求31-36中任何一個的系統(tǒng)，其特征在于，若分組的邏輯地址指示外部單元或裝置，則沒有流程順序信息加到所述分組和/或所述分組被提供有它要求(重新)分類的指示。
38.按照權(quán)利要求36-37中任何一個的系統(tǒng)，其特征在于，一個或多個處理流程順序取決于動態(tài)指配變量，以及所述核心處理部件支持或包括把處理專用變量綁定加至所述流程順序信息數(shù)據(jù)上，例如至所述元數(shù)據(jù)的(可選)功能性。
39.一個按照權(quán)利要求38的系統(tǒng)，其特征在于，所述核心處理部件包括過濾值保存部件，或與其聯(lián)系，以及這樣的過濾值用于處理專用變量的綁定。
40.按照權(quán)利要求31-39中任何一個的系統(tǒng)，其特征在于，對于不能分類成具有給定處理流程順序的分組流的分組，被分配要求重新分類的臨時默認(rèn)處理流程順序，直到可以完成永久性分類為止，以及所述核心處理部件支持快速路徑和慢速路徑，所述快速路徑用于已經(jīng)永久性分類的分組，而所述慢速路徑用于未分類的分組或默認(rèn)分類的分組。
41.一種在支持分組數(shù)據(jù)通信的通信系統(tǒng)中用于操縱把數(shù)據(jù)分組交換到完成對數(shù)據(jù)分組的操作的功能或處理單元或裝置的方法，其特征在于，它包括所下步驟-通過檢驗(yàn)至少身份信息、分組類型、源點(diǎn)和目的地信息，來檢查在裝置中經(jīng)由到訪問網(wǎng)絡(luò)、例如以太網(wǎng)的接口收到的分組；-確定對于所述分組，例如在臨時流信息保存部件、如高速緩存中的處理流程順序是否已經(jīng)可用，若是，則-把所述分組與可應(yīng)用的流程順序和所述流程順序的相關(guān)處理步驟相關(guān)聯(lián)；-若提供有臨時流信息保存部件，則對其進(jìn)行更新，并-把所述分組前轉(zhuǎn)到所述流程順序中相關(guān)的處理單元或裝置，若否，則-特別是通過利用有關(guān)一個或多個訪問類型、用戶、業(yè)務(wù)類型的信息，分類所述分組，因而，在可應(yīng)用的策略可用時指配包括相關(guān)可應(yīng)用的處理步驟順序的分組流程順序，否則，-臨時或默認(rèn)地對所述分組進(jìn)行分類，-把所述分組前轉(zhuǎn)到所述相關(guān)處理單元。
42.按照權(quán)利要求41的方法，其特征在于，它包括以下步驟-加入含有流處理順序信息和涉及在例如當(dāng)前/前面/后續(xù)步驟的順序中的處理步驟的指示的元數(shù)據(jù)信息，使得所述分組，在另一個支持同一(內(nèi)部)前轉(zhuǎn)協(xié)議的處理單元/裝置中被接受時，可以適當(dāng)?shù)卦诓贿M(jìn)行分類的情況下前轉(zhuǎn)，因而避免重新分類。
43.按照權(quán)利要求41或42的方法，其特征在于支持VLAN加標(biāo)記，以及它包括以下步驟至少針對檢查目的檢驗(yàn)VLAN標(biāo)記。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝置，包括在支持分組數(shù)據(jù)通信的通信系統(tǒng)中用于操縱將數(shù)據(jù)分組或數(shù)據(jù)分組流交換至對數(shù)據(jù)分組完成操作的功能單元或處理裝置的部件。它包括具有分類部件(13)的核心處理部件(10)，用以分類分組/分組流和定義該對于該分組/分組流可應(yīng)用的處理流程順序；分配部件(12；19；22)，用以按照該可應(yīng)用的流程順序把該分組/分組流分配或交換至該適當(dāng)?shù)墓δ軉卧蛱幚硌b置；指示提供部件，用以指示該各分組/分組流在該相應(yīng)可應(yīng)用的處理流程順序的當(dāng)前位置；和檢測或檢索分組流程順序信息用的部件(11)，以便可以避免已經(jīng)分類的分組的重新分類。
文檔編號H04L12/46GK101088256SQ200480044671
公開日2007年12月12日 申請日期2004年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月21日
發(fā)明者F·林德霍爾姆, H·巴西利爾 申請人:艾利森電話股份有限公司