自動驅使變更封包長度以符合通道寬度的系統與方法
2023-07-29 00:09:16
專利名稱：：自動驅使變更封包長度以符合通道寬度的系統與方法
技術領域：
：本發明提供一種自動驅使變更封包長度以符合通道寬度的系統與方法。當來源端主機收到ICMPUnreachable(FragmentationRequired)錯誤信息後，若來源端主機有處理此種ICMPUnreachable(FragmentationRequired)錯誤信息的能力，則之後傳送數據封包往該目的地主機時，數據封包便會予以切割以符合該MTU值，使得送出的封包能通過原先無法通過的路徑；但是，該MTU值只有記錄在該來源端單一主機上，其他主機並不知道這個MTU值，故當另一臺主機傳送數據封包到同一目的地主機時，須再經過相同的處理情形，即得等收到ICMPUnreachable(FragmentationRequired)錯誤信息，再重新切割重傳，造成時間效益上的浪費。若來源端主機並沒有處理這種ICMPUnreachable(FragmentationRequired)錯誤信息的能力，則不知傳送前，應該將數據封包做適當的切割，將使得數據封包依舊無法通過該繞送路徑，且會持續重傳數據封包，直到來源端主機與目的地主機間斷線。由此可知，已知的封包傳送方式仍存在有諸多缺點，而有必要予以改進，發明人爰因於此，本著積極發明的精神，亟思一種可以解決上述問題的「自動驅使變更封包長度以符合通道寬度的系統與方法」，幾經研究終至完成此項嘉惠世人的發明。根據本發明的一特色，所提出的自動驅使變更封包長度以符合通道寬度的系統，主要包括至少第一來源主機與第二來源主機；一第一路由器；一第二路由器，是與該第一路由器間存有一較小的通道寬度；一第三路由器，是與該至少第一來源主機與第二來源主機直接或間接連接，並與該第一路由器直接或間接相連接，且位於該第一路由器與該至少第一來源主機與第二來源主機之間；以及一目的主機，是與該第二路由器直接或間接相連接；其中，該第三路由器能自動收集網際網路控制信息協定的無法抵達錯誤信息(InternetControlMessageProtocolUnreachableError)，並記錄該信息中到該原目的主機間通道的最大傳輸單元(MaximumTransmissionUnit，MTU)的最小值與該原目的主機的網際網路IP位址，使得爾後當該第一或第二來源主機與該目的主機連線時，對該來源主機所發出的連線封包(SYNCPacket)中的最大數據段長度值(MaximumSegmentSize，MSS)與記錄的最大傳輸單元(MTU)做一比較處理，再傳送至該目的主機，而該目的主機將會比對該連線封包中的「最大數據段長度(MaximumSegmentSize，MSS)值與其所預設的最大數據段長度值，並採用較小的最大數據段長度值，該目的主機再傳回一含有該較小的最大數據段長度值的認可的連線封包(SYNC/ACKPacket)給該來源主機，該來源主機收到該認可的連線封包後，亦會採用該較小的最大數據段長度值，以達成來源端與目的端主機均採用相同較小的最大數據段長度值。其中該第三路由器對該來源主機所發出的連線封包進行比較處理，若該連線封包中的最大數據段長度值，大於該第三路由器的繞送路徑表記錄對應的同一目的地的最大傳輸單元減去特定固定長度標頭值，則依照傳輸單元值計算一新的最大數據段長度值，再將計算後的結果取代該連線封包中的最大數據段長度值，否則，保留原本的最大數據段長度值。其中該至少第一來源主機與第二來源主機是與該目的主機建立TCP連線。根據本發明的另一特色，所提出的自動驅使變更封包長度以符合通道寬度的方法，主要包括下述的步驟(A)若該第一來源主機經由該第三路由器、第一路由器、及第二路由器傳送一大於該第一路由器與第二路由器間通道寬度的數據封包至該目的主機，且該數據封包的IP標頭設定了不可分割比特(Don’tFragmentBit)，則該第一路由器將會拋棄數據封包，並傳回一個網際網路控制信息協定的無法抵達錯誤信息(InternetControlMessageProtocolUnreachableError)封包給該第一來源主機，該信息封包中並含有無法通過的通道寬度的最大傳輸單元(MaximumTransmissionUnit，MTU)值；(B)當該網際網路控制信息協定的無法抵達錯誤信息封包經過該第三路由器，則由該第三路由器將該信息封包中的最大傳輸單元值及原無法送達的目的主機的網際網路地址，記錄儲存於其繞送路徑表中；(C)當該第一或第二來源主機與該目的主機再建立連線，該來源主機所送出的連線封包將先通過該第三路由器，該第三路由器將查詢繞送路徑表以比對處理該連線封包中的最大數據段長度值與先前記錄的最大傳輸單元值，再將該連線封包送至該目的主機；(D)該目的主機接收該連線封包，並比對該連線封包的最大數據段長度值與該目的主機預設的最大數據段長度值，且採用較小的最大數據段長度值；以及(E)該目的主機傳回一含有較小的最大數據段長度值的認可連線封包(SYNC/ACKPacket)至該來源主機，使得該來源主機與該目的主機達成採用相同較小的最大數據段長度值。其中於步驟(A)，當該大於該第一路由器與第二路由器間的通道寬度的數據封包通過該第一路由器，則該第一路由器丟棄該數據封包，並發出一網際網路控制信息協定的無法抵達錯誤信息封包給該第一來源主機，且該信息封包中尚含有該第一路由器與該第二路由器間通道寬度的最大傳輸單元值。其中於步驟(B)，該第三路由器能取出該網際網路控制信息協定的無法抵達錯誤信息封包中的最大傳輸單元值以及無法送達的目的主機的網際網路地址，並記錄儲存於該第三路由器的繞送路徑表中。其中於步驟(C)，若該連線封包的最大數據段長度值，大於該第三路由器的繞送路徑表記錄對應的同一目的地的最大傳輸單元減去特定固定長度標頭值，則依該最大傳輸單元值計算一新的數據段長度值，且將計算後的結果取代該連線封包中的最大數據段長度值，否則，保留該連線封包原本的最大數據段長度值。其中該至少第一來源主機與第二來源主機是與該目的主機建立TCP連線。由於本發明構造新穎，能提供產業上利用，且確有增進功效，故依法申請發明專利。圖4是本發明的儲存於第三路由器中的繞送路徑表的一部份；圖5是本發明再度連線時第三路由器比對、修改MSS值的動作流程圖。請先參閱圖1所顯示的系統架構圖，其包括有網路中的來源端1、第三路由器2、第一路由器3、第二路由器4、以及目的主機5。其中，來源端1中包括第一來源主機11、第二來源主機12、以及第三來源主機13等三臺主機。前述中本發明的第三路由器2，可能直接或間接與第一來源主機11、第二來源主機12、及第三來源主機13相連接。第三路由器2可能直接或間接與第一路由器3相連接，而第一路由器3與第二路由器4間為直接連接，中間存在一較小的通道。第二路由器4的另一端則可能直接或間接連接至目的主機5。圖2顯示本發明的來源端送出數據封包過大時，第一路由器3及第三路由器2的動作流程圖，當來源端1中的第一來源主機11已經與目的主機5建立TCP連線，且第一路由器3與第二路由器4間的連線通道寬度為522字符(byte)。第一來源主機11開始傳送數據封包(步驟S201)，直到突然有一個數據封包長度為600字符(且IP標頭設定了不可分割比特)，其超過第一路由器3與第二路由器4間的連線通道寬度，則第一路由器3將會丟棄該長度為600字符的數據封包(步驟S202)，且第一路由器3會傳送一個網際網路控制信息協定(InternetControlMessageProtocol，ICMP)的無法抵達(Unreachable)必須分割(FragmentationRequired)的錯誤信息(type＝3，code＝4)封包給第一來源主機11，以告知第一路由器3與第二路由器4間所允許傳送的「最大傳輸單元」(MaximumTransmissionUnit，MTU)值為552字符(步驟S203)。圖3顯示出ICMPUnreachable(FragmentationRequired)錯誤信息的內容，其包含著二路由器間所允許傳送的MTU值。當此ICMPUnreachable(FragmentationRequired)錯誤信息封包經過第三路由器2時，第三路由器2會將封包中原IP標頭的目的主機5的IP位址及MTU值取出，以記錄到本身的繞送路徑表(routingtable)中(步驟S204)。圖4顯示出數據封包中的目的主機IP位址，搭配MTU值552字符儲存於繞送路徑表的一部份。圖5顯示來源端1的主機建立新連線時，驅使連線後，來源端送出數據封包長度符合通道寬度的動作流程圖。當第一來源主機11或第二來源主機12或第三來源主機13與目的主機5建立新的TCP連線時，由來源端1所發出的連線封包經過第三路由器2(步驟S501)，則第三路由器2將會比對連線封包的目的地欄位與繞送路徑表中的目的地欄位，並比較繞送路徑表中所儲存的MTU值552字符與連線封包中的MSS值，若連線封包中所帶的MSS值1500字符，大於其儲存的MTU值552字符減去某些固定長度標頭的值(假設為40字符)，則第三路由器2將依照MTU值552字符，計算出適當的新MSS值512字符，並取代原連線封包的MSS值1500字符(步驟S502)，反之，若是連線封包中所帶的MSS值，小於或等於其儲存的MTU值552字符減去某些固定長度標頭的值，則保留原連線封包中的MSS值(步驟S503)，再傳送至該目的主機5。當目的主機5收到連線封包時，目的主機5會比較連線封包中的MSS值512字符與其本身所預設的MSS值1500字符，若目的主機5所預設的MSS值1500字符大於修改過的連線封包中的MSS值512字符，目的主機5將採用修改過較小的MSS值512字符(步驟S504)，並傳回一個含有修改過較小的MSS值512字符的認可的連線封包給原先的來源端1的主機(第一來源主機11或第二來源主機12或第三來源主機13)(步驟S505)，則來源端1的主機將會認為目的主機5的MSS值512字符是其允許的MSS值，小於原先來源端1的主機的MSS值1500字符，而達成協定採用此一較小MSS值512字符，來切割送出的數據封包。如此，來源端1的主機所送出的數據封包便能通過第一路由器3與第二路由器4間較小的連線通道寬度，並節省來源端1的主機處理ICMPUnreachable(FragmentationRequired)錯誤信息，及再切割重傳的時間，也解決來源端1的主機因不能處理ICMPUnreachable(FragmentationRequired)錯誤信息，而無法將數據封包切割，使得數據封包無法送至目的主機5而導致斷線的問題。綜上所述，本發明無論就目的、方法及功效，再均顯示其迥異於已知技術的特徵，實為一極具實用價值的發明。惟應注意的是，上述諸多實施例僅為了便於說明而舉例而已，本發明所主張的權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。權利要求1.一種自動驅使變更封包長度以符合通道寬度的系統，其特徵在於，主要包含至少第一來源主機與第二來源主機；一第一路由器；一第二路由器，其是與該第一路由器直接連接，且其間存有一較小的通道寬度；一第三路由器，是與該至少第一來源主機與第二來源主機直接或間接連接，並與該第一路由器直接或間接相連接，且位於該第一路由器與該至少第一來源主機與第二來源主機之間；以及一目的主機，是與該第二路由器直接或間接相連接；其中，該第三路由器能自動收集網際網路控制信息協定的無法抵達錯誤信息，並記錄到該目的主機間通道的最大傳輸單元的最小值與該目的主機的網際網路地址，使得當該第一或第二來源主機與該目的主機連線時，對該來源主機所發出的連線封包做一比較處理再傳送至該目的主機，而該目的主機將會比對該連線封包中的最大數據段長度值與其所預設的最大數據段長度值，並採用較小的最大數據段長度值，該目的主機再傳回一含有該較小的最大數據段長度值的認可連線封包給該來源主機，該來源主機收到該認可的連線封包後，並採用該較小的最大數據段長度值，以達成來源端與目的端均採用相同較小的最大數據段長度值。2.根據權利要求1所述的自動驅使變更封包長度以符合通道寬度的系統，其特徵在於，其中該第三路由器對該來源主機所發出的連線封包進行比較處理，若該連線封包中的最大數據段長度值，大於該第三路由器的繞送路徑表記錄對應的同一目的地的最大傳輸單元減去特定固定長度標頭值，則依照傳輸單元值計算一新的最大數據段長度值，再將計算後的結果取代該連線封包中的最大數據段長度值，否則，保留原本的最大數據段長度值。3.根據權利要求1所述的自動驅使變更封包長度以符合通道寬度的系統，其特徵在於，其中該至少第一來源主機與第二來源主機是與該目的主機建立TCP連線。4.一種自動驅使變更封包長度以符合通道寬度的方法，是利用至少第一來源主機及第二來源主機，與一目的主機建立連線及傳送數據封包，一第一路由器與一第二路由器間存在一較小的通道寬度，且有一第三路由器與該第一來源主機與第二來源主機直接或間接相連接，該第一路由器直接或間接與該第三路由器相連接，該第二路由器直接或間接與該目的主機相連接，其特徵在於，該方法主要包括下述的步驟(A)若該第一來源主機經由該第三路由器、第一路由器、及第二路由器傳送一大於該第一路由器與第二路由器間通道寬度的數據封包至該目的主機，且該數據封包的IP標頭設定了不可分割比特，則該第一路由器將會丟棄該數據封包，並傳回一網際網路控制信息協定的無法抵達錯誤信息封包給該第一來源主機，該信息封包中並含有無法通過的通道寬度的最大傳輸單元值；(B)當該網際網路控制信息協定的無法抵達錯誤信息封包經過該第三路由器，則該第三路由器將該信息封包中的最大傳輸單元值及無法送達的目的主機的網際網路地址，記錄儲存於其繞送路徑表中；(C)當該每一或第二來源主機與該目的主機再度建立連線，該來源主機所發出的連線封包將先通過該第三路由器，該第三路由器將查詢繞送路徑表以比對處理該連線封包中的最大數據段長度值與先前記錄的最大傳輸單元值，再將該連線封包送至該目的主機；(D)該目的主機接收該連線封包，並比對該連線封包的最大數據段長度值與該目的主機預設的最大數據段長度值，且採用較小的最大數據段長度值；以及(E)該目的主機傳回一含有較小的最大數據段長度值的認可連線封包至該來源主機，使得該來源主機與該目的主機達成採用相同較小的最大數據段長度值。5.根據權利要求4所述的自動驅使變更封包長度以符合通道寬度的方法，其特徵在於，其中於步驟(A)，當該大於該第一路由器與第二路由器間的通道寬度的數據封包通過該第一路由器，則該第一路由器丟棄該數據封包，並發出一網際網路控制信息協定的無法抵達錯誤信息封包給該第一來源主機，且該信息封包中尚含有該第一路由器與該第二路由器間通道寬度的最大傳輸單元值。6.根據權利要求4所述的自動驅使變更封包大小以符合通道寬度的方法，其特徵在於，其中於步驟(B)，該第三路由器能取出該網際網路控制信息協定的無法抵達錯誤信息封包中的最大傳輸單元值以及無法送達的目的主機的網際網路地址，並記錄儲存於該第三路由器的繞送路徑表中。7.根據權利要求4所述的自動驅使變更封包大小以符合通道寬度的方法，其特徵在於，其中於步驟(C)，若該連線封包的最大數據段長度值，大於該第三路由器的繞送路徑表記錄對應的同一目的地的最大傳輸單元減去特定固定長度標頭值，則依該最大傳輸單元值計算一新的數據段長度值，且將計算後的結果取代該連線封包中的最大數據段長度值，否則，保留該連線封包原本的最大數據段長度值。8.根據權利要求4所述的自動驅使變更封包大小以符合通道寬度的方法，其特徵在於，其中該至少第一來源主機與第二來源主機是與該目的主機建立TCP連線。全文摘要一種自動驅使變更封包長度以符合通道寬度的系統與方法，是利用本發明的路由器自動蒐集網際網路控制信息協定的無法抵達必須分割的錯誤信息封包，記錄某一目的端主機間的最大傳輸單元的最小值，及目的端主機的IP位址，使得當某來源端主機欲與系統記錄中的目的端主機進行連線時，來源端主機所發出的連線封包將在路由器上進行一比較處理後，再傳送至目的端主機，而目的端主機將會比對連線封包中最大數據段長度值與其原先預設最大數據段長度值，並採用較小最大數據段長度值放在認可的連線封包中傳回來源主機，以達成來源端與目的端主機均採用相同較小最大數據段長度值，自動驅使兩端連線後送出的封包大小符合經過的通道寬度。文檔編號H04B1/66GK1426204SQ01144118公開日2003年6月25日申請日期2001年12月11日優先權日2001年12月11日發明者林軍鼐申請人:財團法人資訊工業策進會