专利名称：通信网络的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信网络，其中，局域网(LAN)经由多个通信链路，来与广域网(WAN)相连接。
背景技术：
对国内用户而言，长期以来，一直采用电话线拨号连接方式，来访问因特网及环球网。宽带连接方式有日益增加的趋势，它采用有线电视网络或PSTN方式DSL。然而，对有些社区而言，因为距离有线电视网络或PSTN交换台太远，或者因为宽带用户数不多，网络运营商出于经济方面的考虑，而不能提供宽带连接服务。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供一种经由通信网络来发送数据的方法，该方法包括以下步骤发信终端对内容服务器生成请求；发信终端将请求分为多个分组；发信终端经由第一网络，将多个分组分配给第一多终端；第一多终端将在步骤中接收到的分组发送给处于第二网络内的重构服务器，第一多终端通过第二多连接线，来与第二网络相连接；重构服务器接收多个分组，并向内容服务器发送请求。此外，内容服务器根据以前接收到的请求，将多个内容数据分组发送给重构服务器，该重构服务器经由第二多连接线，将多个内容数据分组分配给第一多终端；第一多终端将多个内容数据分组发送给发信终端；并且发信终端接收多个内容数据分组，从而重新建立内容数据。
最好基于循环方式，来将多个分组分配给第一多终端。多个分组的循环分配最好被加权，根据终端与第二网络之间的连接带宽，来决定循环加权。
根据本发明的第二方面，提供一种通信网络，包括第一多终端，其中，各终端由第一网络来连接，且具有与第二网络连接的第二多连接线，第二网络包括一个重构服务器及多个内容服务器，其中，在使用过程中，发信终端对内容服务器之一生成请求，将请求分为多个分组，并经由第一网络，在第一多终端之间分配多个分组，多个分组经由第二多连接线，被发送给重构服务器，重构服务器将该多个分组发送给内容服务器。此外，内容服务器向重构服务器发送内容数据，重构服务器将内容数据分成多个内容数据分组，并经由第二多连接线，在第一多终端之间分配多个内容数据分组，第一多终端向发信终端分配多个内容数据分组；发信终端接收多个内容数据分组，并重新建立内容数据。
第一多终端多于第二多连接线，或者，第一多终端可少于第二多连接线。各第一多终端可包括一个用于识别其它动作终端的列表。各动作终端可向其它终端周期性发送第一状态消息，从而表明它的动作状态。此外，动作终端可在成为非动作之前，向其它终端发送第二状态消息。
根据本发明的第三方面，提供一种重构服务器，其中，该服务器在使用过程中，从第一多终端接收多个分组，并向由请求来识别的内容服务器发送请求。该服务器最好在使用过程中，根据请求，从内容服务器接收多个内容数据分组，并在第一多终端之间分配多个内容数据分组。重构服务器可经由第二多连接线，来与第一多终端进行通信。
以下参照附图，来说明本发明的优先实施方式，其中，图1是本发明的通信网络的示意图；以及图2是本发明通信网络中分层服务提供器(LSP)的实施方式示意图。
具体实施例方式
图1是本发明的通信网络的示意图，包括LAN100及WAN200。LAN100包括多个LAN终端110a、110b、110c，...它们通过LAN连接线115，各与一个或多个其它终端110相连接。此外，LAN包括一个或多个WAN连接线120，其将LAN终端连接到WAN200上。WAN200包括一个或多个网络访问服务器(NAS)210a、210b、重构服务器230及多个内容服务器240。LAN终端110c有一个WAN连接线120，其与NAS210a及210b相连，LAN终端110e没有WAN连接线120，而只有一个LAN连接线115。
在运行中，LAN终端110可以利用多个WAN连接线，来与内容服务器之一进行通信，从而提供被增大了的通信带宽。在传统技术中，访问存储于内容服务器内的数据资源的请求含有多个分组，这些分组通过与终端相连的WAN连接线，被传送给内容服务器。
利用本发明的方法，终端110a在其它LAN终端中，通过WAN连接线，向对WAN发送该请求分组的LAN终端分配请求分组。该请求分组被编制顺序号，并经由NAS210，被发送给重构服务器230，在此，请求分组被传送给相应的内容服务器240。
内容服务器以多个数据资源分组的形式，将所请求的数据资源传送给重构服务器。接下来，数据资源分组经由相应的NAS，并通过多个WAN连接线，被传送给多个LAN终端。
当LAN终端接收到数据资源分组时，该分组便被传送给曾经请求过数据的LAN终端，在此，数据资源分组可按正确的顺序以及被终端访问的数据资源来重新组装。这样，本发明可使LAN终端集合多个WAN连接线，从而提供一种带宽被扩大了的虚拟连接线。
最好利用因特网协议，并经由LAN来连接LAN终端。可采用任何LAN传输媒体，包括标准的以太网电缆、无线LAN技术(比如802.11b/g或蓝牙技术)、基于电线的IP等。除了LAN接口之外，各LAN终端最好具有一个动作WAN链路(可以具有一个或多个没有WAN连接线的LAN终端，尽管这样会降低本发明的效率，因为LAN终端与WAN连接线之比会减小)。在典型的情况下，WAN链路是一种PSTN或ISDN拨号连接线，可经由任何ISP来与全球的因特网相接。然而应理解的是，也可利用本发明的方法，来共享其它访问技术，比如DSL、电缆调制解调器及卫星等。在典型情况下，对WAN而言采用因特网，尽管它可能是一种公司或团体的WAN。对NAS而言，在典型情况下是一种操作协议，比如SLIP(共享线路因特网协议)及/或PPP(点对点协议)，用来对多个WAN连接线进行通信控制。
LAN终端在典型情况下包括一个标准PC，该PC运行通用客户机应用程序，比如电子邮件、WWW浏览器、流行媒体及网络游戏等。在LAN终端内安装附加路由软件，该终端确保输出分组可被重新引入动作LAN终端内。有各种方法可完成这一功能，包括将网络卡设置成杂乱方式、建立一个‘缺省路由’或建立一种平台特定方法，比如用于微软Windows的分层服务提供器(LSP)。在下列示例中，假设采用LSP方法。应理解的是，本发明也可以在采用其它运行系统的PC上实施，比如Linux及Macintosh操作系统，或者在其它装置上实施，比如顶置盒及游戏控制台等可进行网络连接的装置。
图2是LSP的实施方式示意图，其中，LSP(分层服务提供器)113被设置成一个‘虚拟’层，处于TCP/IP应用程序112与TCP/IP堆栈114之间。当执行LSP时，输出分组便中断如果分组被发往本地主机，则可将分组不加改动地传送给TCP/IP堆栈；而如果分组被发往远程网络，则将分组发送给LAN终端之一。由于此时分组的目标地址已改变，因而需要将原目标IP地址及端口附加到分组的有效负载内。可以通过已知的方法，比如通过确认LAN卡的主掩模，来确定是将分组发送给远程主机还是发送给本地主机。
为了有效地将分组发送给LAN终端，各LAN终端有必要知晓哪些LAN终端正在动作。各动作LAN终端周期性发送一个“ACTIVE”消息，从而向其它LAN终端及重构服务器发出通知，表明它们仍然处于动作状态。如果LAN终端需要关闭，即，该终端正在关断，则发送一个“SHUT DOWN”消息。如果一个LAN终端意外停机，比如断电，则在收不到“ACTIVE”消息的情况下，其它LAN终端及重构服务器便可判断出该LAN终端不再动作。
如果一个LAN终端在预定的时间内未发送“ACTIVE”消息，则将其从动作LAN终端表格中删除，该表格用来确定可发送分组的目标终端。如果一个LAN终端意外关机，而其它LAN终端仍然向它发送分组，则无法挽救该局面。对生成请求分组的应用程序而言，该局面类似于发生了网络拥挤，因而分组会丢失。如果应用程序采用可靠的传送方法比如TCP，则所丢失的分组便可自动恢复。
可以利用单播(典型的是UDP)消息，来向各其它LAN终端发送LAN终端状态消息，然而，由于LAN一般是一种共享媒体，因而更有效的弥补措施是发送多播消息或广播消息。对LAN终端而言，最好采用UDP或TCP，来向重构服务器发送状态消息。在优先实施方式中，如果某个LAN终端仍然发送分组，而且不需要正在发送分组的其它LAN终端发送状态消息，则认为该LAN终端处于动作状态。
表1表1是一种典型的LAN终端路由器表。除了动作LAN终端的IP地址之外，还列出了端口号。这样，一台LAN终端便可运行多个路由器软件，比如，一台计算机可以拥有8个电话线及与其相连的调制解调器。LAN终端分配一个端口，其它LAN终端对该端口发送分组，还可以再分配一个正从重构服务器接收的分组的端口。
如果一个LAN终端向其它LAN终端发送请求，则可利用一种简单的循环技术来发送该请求。尽管它易于实施，但如果各LAN终端配有带宽能力显著不同的WAN连接线，则不一定特别有效。
根据本发明的优先实施方式，全部LAN终端均有一个相关的加权值，它表示WAN连接线向WAN发送分组的能力。比如，一个28.8kbps调制解调器的权重可以是1，一个56kbps调制解调器的权重可以是2，双ISDN拨号的权重可以是4，一个500kbps的ADSL的权重可以是18等。这些权重用来确定对其发送分组的LAN终端。比如，如果LAN终端A配有一个56kbps连接线，LAN终端B配有一个28.8kbps连接线，LAN终端C配有一个56kbps连接线，而重构服务器欲发送一个5分组回应，则它便如下所示在这三个LAN终端之间平衡该回应A，B，C，A，C。
对于上行传送及下行传送，LAN终端可以具有不同的权重，因为许多处理方法没有对称的上行及下行带宽。权重可以由用户(或网络管理者)来手动设置，也可以通过监视与各种上下行数据传输相关联的流通量，来自动生成。
当LAN终端从其它LAN终端之一接收到分组后，它便检验该分组是否合法，比如，检查和是否正确，如果不合法，便丢弃该分组。如果该分组合法，便修改分组标题，即，使新的源IP地址及端口代表LAN终端的源IP地址及端口，并使新的目标地址代表重构服务器的目标地址。
在LAN终端设置中，该终端与重构服务器进行联系，从而向服务器登录(可能需要某种形式的终端识别及授权)。重构服务器通知LAN终端应与哪个端口进行通信，并将该信息作为附加字段，来存储到重构服务器内的动作LAN终端表中。LAN终端利用该端口，来与重构服务器进行通信，直至重构服务器发出更新建议为止。
除了修改分组标题之外，LAN终端需要将发信LAN终端的IP地址附加到分组内，并对有效负荷附加4个字节。另外还有已被附加的6个有效负荷字节，其用于当LSP层发送分组时，记录内容服务器IP地址及端口。发信LAN终端的端口号无需被包容到有效负荷内，因为该分组的输出端口将被设置成具有相同的值。
当重构服务器从LAN终端接收到一个IP分组时，它便检查该发送者是否具有使用该服务的授权。接下来，它建立一个专用输出端口，该端口与发信LAN终端的IP地址及端口相关联。然后，它便知晓在该专用端口上接收到的任何回应均被发往特定的IP地址及端口。
表2重构服务器保持专用输出端口的表格以及变址主机的表格(见图2)。如果在预定期间内，比如5分钟内，不使用输入专用端口，则在假设没有通信输入的情况下，可再次使用该端口。当使用该端口时，‘最后一次使用’时标便被更新，其中，以32位UTC时间格式(UTC表示自1970年1月1日开始的毫秒数)，来存储该时标。当接收到一个包含当前未处于该表格内的发信LAN终端的IP地址及端口号的分组时，便生成一个新的端口项目。
在删除附加于有效负荷的不再需要的10个字节之后，重构服务器从专用端口将该分组发送给内容服务器的IP地址及端口(将它自己的IP地址指定为该过程的源IP地址)。当内容服务器做出回应时，它将向重构服务器的专用端口发送它自己的回应。重构服务器确定向哪个LAN发送分组，并决定加权后的循环，从而确定应向哪个LAN终端发送分组。在发送分组之前，将内容服务器的IP地址、以及发信LAN终端的IP地址及端口号，附加到分组有效负荷中，这样，发信LAN终端便可重新建立所需的分组标题。将输出端口号设置到内容服务器的端口号内，便可建立内容服务器的端口号-这样可节省2个字节的有效负荷开销。
当LAN终端接收到一个分组时，它便抽出并删除发信LAN终端IP地址及内容服务器IP地址/端口号。接下来，它通过更替源/目标IP地址及端口，来重新建立发信LAN终端希望观看的标题。LAN终端上的LSP堆栈只修改输出分组，而不修改输入分组，从而将该分组发送给未修改的应用层。
该系统采用与IP防火墙及网络/端口地址转换软件相类似的原理，包括其固有的限制，比如，只允许输出启动型数据传送，而如果没有软件建筑例外法规，则一般不允许外部启动型数据传送。这样可防止比如多个点对点及本地主网业务同时运行。
下列的附录A-D表示分组路由示例。假设采用被称为‘AddItUp’的UDP客户机服务器应用程序，其中，客户机发送各有一个号码的三个分组。服务器通过将负号返回到客户机，来做出回应。当服务器接收到第三个号码时，它将所有这三个号码相加，并发回含有三个号码之和的第四个分组。
LAN终端IP地址是10.0.1.1，并利用端口8111来进行该应用的输入及输出。内容服务器的IP地址是132.146.15.101，并利用端口7111来进行该应用的输入及输出。覆盖LAN终端的LAN的识别号是15，其在重构服务器上的端口是10015，用于通信输入。重构服务器的IP地址是200.101.55.1。重构服务器及发信LAN终端已知下列LAN终端当前在LAN15上动作
表3
即使LAN终端采用不同的ISPs来连接因特网，也可应用本发明。然而，如果所有的LAN终端均采用同一ISP，而且ISP在其网络上采用重构服务器，则可减少中框通信总量，因为中框网络的传输量较少。此外，数据流可进一步预测，从而增加诸如流行媒体之类的某些业务的质量，因为经由ISPs网络来传送的分组可采用因特网上的不同路径，从而会造成分组波动。
进一步的研究发现，对各用户的因特网接入而言，在90％-95％的时间内线路未得到使用。因此不可能引起局部拥挤的问题。可以容易地附加保障策略，从而确保社区内的各用户不使用不成比例量的共享带宽。
利用共享网络连接性，用户可以在同时利用因特网的情况下，通过自家的电话线来进行语音呼叫等(经由集约连接线)。一般情况下，为通过电话线来进行呼叫，用户必须断开因特网。对诸如AppleTalk的非IP网络技术而言也同样如此。
应注意的是，本发明适用于出于经济或技术原因而不可能提供广播业务的社区，比如DSL或有线因特网链路。通过集约大量的PSTN及/或ISDN链路，可以向用户提供大量用户可访问的或超过DSL技术的较大带宽。本发明还可用于集约宽带连接线，从而提供一种具有较大带宽的连接。数组LAN终端可以集合成一种共享大量WAN连接线的统一体。一个LAN可以包括一个以上的这种LAN终端统一体，LAN终端可以同时是一个以上的LAN终端统一体之一。
本发明还可适用于办公室及校园内等，因为电话线在不用于语音业务时可用于数据业务。可用电话线来取代或补充专用因特网连接线。ISDN可良好地用于该用途，因为它可以迅速接通/断开。
附录A分组1
附录B分组2
附录C分组3
附录D分组4(分组之和)
权利要求
1.一种经由通信网络来发送数据的方法，该方法包括以下步骤(a)发信终端对内容服务器生成请求；(b)发信终端将请求分为多个分组；(c)发信终端经由第一网络，将多个分组分配给第一多终端；(d)第一多终端将在步骤(c)中接收到的分组发送给处于第二网络内的重构服务器，第一多终端通过第二多连接线，来与第二网络相连接；(e)重构服务器接收多个分组，并将该多个分组发送给内容服务器。
2.根据权利要求1所述的方法，其还包括下列步骤(f)内容服务器根据在步骤(e)中接收到的请求，将内容数据发送给重构服务器，该数据作为多个内容数据分组来发送；(g)重构服务器经由第二多连接线，将多个内容数据分组分配给第一多终端；(h)第一多终端将多个内容数据分组发送给发信终端；以及(i)发信终端接收多个内容数据分组，从而重新建立内容数据。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征是，在步骤(c)及/或步骤(g)中，基于循环方式，来将多个分组分配给第一多终端。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是，多个分组的循环分配被加权。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，根据终端与第二网络之间的连接带宽，来决定循环加权。
6.一种通信网络，包括第一多终端，其中，各终端由第一网络来连接，且具有与第二网络连接的第二多连接线；第二网络包括一个重构服务器及多个内容服务器；其特征是，在使用过程中，发信终端对内容服务器之一生成请求，将请求分为多个分组，并经由第一网络，在第一多终端之间分配多个分组；多个分组经由第二多连接线被发送给重构服务器，重构服务器将该多个分组发送给内容服务器。
7.根据权利要求6所述的通信网络，其特征是，在使用过程中，内容服务器以多个内容数据分组的形式，向重构服务器发送内容数据；重构服务器经由第二多连接线，在第一多终端之间分配多个内容数据分组；第一多终端向发信终端分配多个内容数据分组；发信终端接收多个内容数据分组，并重新建立内容数据。
8.根据权利要求6或7所述的通信网络，其特征是，第一多终端多于第二多连接线。
9.根据权利要求6或7所述的通信网络，其特征是，第一多终端少于第二多连接线。
10.根据权利要求6至9之一所述的通信网络，其特征是，各第一多终端包括一个用于识别其它动作终端的列表。
11.根据权利要求10所述的通信网络，其特征是，在使用过程中，各动作终端向其它终端周期性发送第一状态消息，从而表明它的动作状态。
12.根据权利要求10或11所述的通信网络，其特征是，动作终端在成为非动作之前，向其它终端发送第二状态消息。
13.一种重构服务器，其特征是，该服务器在使用过程中，从第一多终端接收多个分组，并向由请求来识别的内容服务器发送多个分组。
14.根据权利要求13所述的重构服务器，其特征是，该服务器在使用过程中，根据请求，从内容服务器接收多个内容数据分组，并在第一多终端之间分配多个内容数据分组。
15.根据权利要求13或14所述的重构服务器，其特征是，重构服务器经由第二多连接线，来与第一多终端进行通信。
全文摘要
本发明提供一种通信网络，其可经由多个通信链路，将数据从终端发送给WAN，通信链路将多个终端连接到WAN上，全部终端由LAN来互相连接。
文档编号H04L12/56GK1830195SQ200480022200
公开日2006年9月6日 申请日期2004年7月27日 优先权日2003年8月7日
发明者保罗·安德鲁·埃文斯 申请人:共享频带有限公司