网络通信

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技术领域\n本发明涉及网络通信。\n背景技术\n移动装置，例如便携式计算机、移动电话、手提式数字助理，在无线网络上通信，使得它们的用户能在多个位置和移动中工作，例如在家里、机场、飞机和公共场所。典型的是移动装置运行应用程序，这些程序通过使用单一的“连接”通信，能在互联网上访问一台服务器。\n发明内容\n本发明提供了一种方法，它包括：在一个装置中，打开第一个连接至服务器；为了在第一个连接上通信而建立一个信息交换协议；在该装置中，打开第二个连接至服务器；从包括第一个连接和第二个连接的连接中选择一个连接作为有效的连接；及使用有效连接，为了信息交换协议而配置的通信信息。\n本发明还提供了一种方法，它包括：在一个服务器，接收来自一个装置的多个连接，通信信息是由信息交换协议配置的；检测或选择一个或几个连接作为一个有效连接；及使用有效连接，由信息交换协议配置的通信信息。\n本发明还提供了一个系统，它包括：一个装置，一个服务器，和其中装置所配置的通信连接；使用其中一个通信连接打开第一个连接至服务器；建立信息交换协议；使用另一个通信连接打开第二个连接至服务器；从包括第一个连接和第二个连接的连接中选择连接作为有效连接；为使用有效连接的信息交换协议而配置的通信信息。\n附图说明\n图1是在移动客户端和主代理器之间网络连接图。\n图2是通道状态机器的示意图。\n图3是连接移动客户端的过程的流程图。\n图4是一移动装置的示意图。\n图5是为某项应用提供信息的堆栈示意图。\n图6A、6B是由移动客户端实现的信息处理单元的示意图。\n图7A、7B、7C是用主代理器或服务器实现的信息处理单元的示意图。\n具体实施方式\n一个无缝和健全的信息交换协议，将一个装置连接到一个安全网络，该协议包括两个或几个开放的连接。这些连接可以是无线的，并且可以有选择地、有效地用作增强信息传输速度和可靠性。\n参照图1所示的例子，一个移动(或者非移动的)装置110与主代理器160建立四个示范性的连接或通道。移动装置的例子包括膝上电脑、手持式计算机\n(例如PalmPilotTM(掌上引航员TM)、手提式数字助理，键盘)，寻呼机，移动电话(例如无线应用协议(WAP)支持的电话)，移动图象专家组音频层3(MP3)播放器和游戏/娱乐站。非移动装置的例子包括桌上电脑、大型设备和工厂的机器。\n术语“连接”和“通道”指发送和/或接收信息的路由。信息指数据(例如文本、数字、布尔逻辑、图文及类似)和命令(例如，请求、指令、查询及类似的)。主代理器可以是计算机系统(例如桌面计算机、服务器、服务器场或电脑主机)。\n连接114是一无线电话链路(例如第三代无线网络(3G)、第2.5代无线网络(2.5G)，通用分组无线业务(GPRS)，I-模式TM(日本的NTT DoCoMo)、全球移动通信系统(GSM)、码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)/数字先进移动电话服务(D-AMPS)无线链路)。该连接可以是中继到互联网服务供应器的调制解调器连接，它将移动客户端110连接到互联网140。\n连接116是无线连接到一局域网(LAN)130(例如无线局域网由诸如无线以太网、蓝牙、电气与电子工程师学会(IEEE)802.11a或802.11b标准(IEEE标准802.11-1999)，1999出版)或蜂窝数字分组数据(CDPD)连接)。来自该连接的信息可以随意地经过外部网络地址转换器(NAT)/网络代理132，以从内部网130连接到互联网140。\n连接118是有线网络连接，例如，连接到公司内部网130。来自该连接的信息同样穿过外部网络地址转换器(NAT)/网络代理132连接到互联网140。\n连接120直接连接到互联网140，例如数字用户线(DSL)，综合业务数字网(ISDN)，或电缆调制解调器连接。互联网140将这些连接指向主代理器160，后者通过企业级防火墙152连接到互联网。主代理器160也可以连接到第二个内部网150。\n为了在例如内部网150上与主代理器160通信，移动客户端110可以设计成灵活地使用许多通信协议(例如传输控制协议(TCP)/网际协议(TCP/IP)，用户数据报协议(UDP)，超文本传输协议(HTTP)，简单邮件传送协议(SMTP)，邮件协议(POP3)，或其它互联网协议)。例如，对移动客户端110分配安全内部网150上的一个网际协议(IP)地址。在移动客户端110上运行的应用程序使用所分配的IP地址发出网络呼叫，典型地是使用在主代理器160上的代理模块。不过，在移动客户端110和主代理器160之间的连接可以请求不同套的地址。例如，移动客户端110可以是具有第二个内部网130上的游客IP地址的游客系统，，或者可使用临时互联网IP地址连接到互联网140，例如通过第三方服务供应商。地址，例如游客IP地址和临时IP地址，对于在移动客户端110上运行的应用程序来说是无法看见的，但是由网络接口或操作系统用来连接到主代理器160。\n通信连接可以使用网络地址转换器(NAT)。NAT使得机器能够在安全内部网上使用一套所分配的IP地址。NAT将这些所分配的IP地址转换成外部IP地址，用于与内部网以外的装置通信。该协议增强网络安全性，并允许更有效地在内部网内分配IP地址。一般来说，移动客户端110将与主代理器通过NAT，例如外部NAT/代理器132建立连接。NAT 132将信息例如经过公用或不安全的网络，送到主代理器160，主代理器160安全地驻留在防火墙152的后面。主代理器160处理来自移动客户端110的信息(例如解压缩和解密信息)，使得移动客户端110能安全地工作，其优点是直接连接到内部网或虚拟个人网络(VPN)150。\n参考图2，每个连接作为有限状态机。该连接可以是断开210、连接220、无效(passive)230或有效240。在有效状态，该连接关于服务器发送和接收信息。在某些情况下，有效连接240切换到无效230，例如，如果另一个连接更有效、安全或经济。一个用户或系统管理员可以为这种转换定义参数。系统可以监视有效连接240和/或无效连接230的以下一个或几个参数：信号强度、传输率、等待时间、传输费用和连接完整性。在用户没有注意到时，也可以进行连接的监视和切换。\n有效连接240切换到断开状态210，例如，在连接完整性有损耗时(例如突然中断或安全性被破坏)。适当时，断开连接210切换到连接220。\n一旦连接220建立并适当启动，它就切换到无效连接230。除非需要监视或维持它的完整性，无效连接230一般不用来发送或接收信息。特别是，无效连接230不用来发送或接收应用程序信息。无效连接230可以用来发送它自己启动的指令。例如，如果有效连接240突然断开，服务器160和移动客户端110的任一个或两个可在无效连接230上发出命令，表明它应该启动。\n在一给定的时间，可以有超过一个的连接是活动的。信息例如与某一连接的传输速率、它的等待时间、它的可靠性等成比例地在这些活动的连接240之间分担。在一个时间里有多个连接的使用，增加了总的信息传输速率。\n现在请参考图3，移动客户端110扫描310可用网络接口，检查那些允许连接到主代理器160的接口。连接过程包括启动通信协议320。典型的是，在步骤320中包括的步骤仅仅是在初始连接312中所需要的。这样，增加其它无效连接230和在有效连接240之间切换是快速和有效的。\n为了启动连接320，启动网络寻址322。例如，移动客户端110接收来主代理器160或其它服务器的“动态主机配置协议”(DHCP)地址。移动客户端110也可以检测在主代理器160上是否存在代理模块。像压缩协议326一样，安全协议被建立和认证324。安全协议的例子包括传输层安全性(TLS)、安全接口层(SSL)和无线TLS(WTLS)。压缩协议的非限制例子包括：“无损压缩”(LZS)和Microcom网络协议-5(MNP5)。任选地，移动客户端110和主代理器160交换第二个认证信息，例如经认证的姓名、数字证书和cookie。\n一旦某一会话启动了协议，到主代理器160的另外连接(例如至少是第二个连接)的启动只需要认证314，以证实新的连接是在移动客户端110和/或主代理器160之间，它们已经是会话的两方。相同的网络、安全性和压缩协议和参数被用作关于初始连接的信息交换。例如，多方会话的共用参数可以包括密钥、网络地址赋值和压缩格式(例如压缩字典)。因此，在这种例子中，所有无效230和有效连接240使用相同的安全级。精确的级别可以由系统管理员或用户确定。\n在另一例子中，系统对不同的连接使用不同的安全协议和/或压缩级别。根据连接类型，主代理器160和移动装置110对每个连接，例如每个无效或有效通道，建立不同的安全过程。这样，要求防火墙穿越的连接，例如一个移动电话连接到互联网，需要高级别的安全性，而到一局域网的有线以太网连接不需要这样高的安全性级别。\n可以对移动客户端110和或主代理器160编程以确定是否应打开另外的连接342。例如，对打开连接可以根据使用某一连接所收的费用、连接速度、功耗(例如需要的电池功率)和安全性来设置参数。系统可以用许多种标准来扫描可获得的无效连接230和有效连接240。例如，移动客户端110可以估计当前连接的数量(例如有效或无效连接)、它们的信号强度和连接速度。移动客户端110也可例如通过使用全球定位系统(GPS)探测它自己的地理位置以确定它是否应该在传送中或正离开当前连接的有效范围。这些参数可以用来确定是否其它连接打开342，有效连接240是否应该切换344和是否应关闭现有的连接。\n同样，可以对移动客户端110和/或主代理器160编程以确定有效连接240是否应切换360。用于决定的参数可以包括不同的连接的相对信号强度、等待时间、传输率、安全性、费用(例如，每分钟或每字节收费)、功耗和可靠性。从有效240到无效230的一个连接和从无效230到有效240的另一个连接的切换360的过程被定义为“换手”。对所有连接的公共信息交换协议的使用使得换手很方便。例如，换手时无需对TCP定时器、信息包大小和窗口重新配置。当有效连接240意外地丢失及无效连接230必须晋升为有效240时，这一点对于突然换手很重要。\n请看图4，示范性的装置110配备有用于执行指令的存储器412和处理器413。装置110还有用于发送结果到用户和接收用户命令的控制台414(例如包括键盘和显示器)。装置410包括用于连接装置子系统的芯片组420或其它接口。芯片组420包括输入/输出(I/O)接口430，例如I/O控制器集线器(ICH)或基本的I/O系统(BIOS)。例如，ICH可以是Intel82801 ICH。I/O接口连接到两个或几个I/O装置432和434。这些I/O单元432和434用来建立与主代理器160的通信信道。例如，I/O单元可包括调制解调器(例如连接到内部或外部移动电话的调制解调器、电缆调制解调器)、I/O端口、网卡、蓝牙、信息包蜂窝通信装置、卫星连接或无线接口(例如，用于CDPD、GPRS、GSM、802.11a、802.11b或蓝牙的无线接口)。\n请看图5，来自运行在移动客户端110的应用程序510的信息被映射到运行在目标服务器170(即，除了主代理器160以外的服务器)的应用程序560上。移动客户端110通过主代理器160连接到目标服务器170。信息传递到速率限制器520，后者监视信息传输速率和应用程序的服务质量参数。\n在某些例子中，速率限制器520实现了所需要的服务质量策略，这样给予某些应用程序数据超过其它应用程序数据的带宽优先权。速率限制器520还防止移动客户端110发送数据到主代理器160比主代理器160将数据送到它最终目标，如目标服务器170快。当主代理器160过量地缓存数据时，它指令客户端上的速率限制器520放低速度或停止发送数据到特定的目标(例如目标服务器170)。例如，当移动客户端160用较低的无线连接发送数据到系统(例如移动客户端160正通过主代理器160发送信息到另一个移动客户端)时，会产生这种情况。\n流程指示器521监视应用程序传出和传入的请求和信息。流程指示器521也可将来自应用程序中的信息与其它应用程序的信息组帧。移动缓存器522储存传出信息(例如类似信息包)，直到从主代理器160获得已接收到的确认。如果隔一段时间后，没有收到对已接收到的确认，则切换有效连接240，且信息(例如信息包)可以重新发送。同样，移动缓存器522对接收自主代理器160的信息发出确认。可以临时与传出数据一起发出确认，以清除另一方的移动缓存器。通知可以不受时间影响。例如另一方的移动缓存器可以在收到确认之前发送其它信息。发出确认的数量可被设计成反映其它尺寸的移动缓存器的容量。当在客户端和主代理器之间打开第一个连接时，可以协商移动缓存器的大小。\n然后经过防火墙523发送信息。该过程可以包括压缩或解压缩和/或加密或解密。下一步，信息发送到有效连接240的传送端口524。\n信息通过有效连接240从移动装置110的传输端口524发送到主代理器160的传送端口534。主代理器160以相应的方法通过防火墙穿越533、移动缓存和确认532、应用程序端口控制531——该应用端口控制531类似地掩饰经组帧的信息并将数据路由到其在网络上最后的目的地(例如内部网或互联网)——以及移动速率控制器530来处理信息。这些过程将传入信息映射到主代理器160上的应用端口540。按照顺序，该端口可以连接到目标服务器170上的应用端口550，它由VPN150连网到主代理器160。尽管上述的过程是关于从移动装置110发送信息到主代理器160的，然而，对信息从主代理器160流到移动装置110可以执行相同的过程。\n应用程序专用信息可以以各种途径进入有效连接240。有效连接240可以分别通知应用程序，并且应用程序本身可以将信息传到有效连接240。在其它的例子中所有应用程序专用信息进入网络拦截者，它将信息路由到有效连接240。例如，可以从应用程序中直接捕捉应用程序网络呼叫和数据，并将这些转发主代理器160。在其它的例子中，应用程序使用本地代理器，例如运行在移动客户端110的代理器，来发送信号到有效连接240。\n在某些例子中，“端口”作为软件对象来产生，它将应用程序输入/输出流连接到网络接口。也使用代理器处理来自其它应用程序的信息。\n请参考图6A和6B，自右向左，移动装置110正在运行使用三个应用程序端口610、611和612的几个应用程序。需要网络连接的应用程序可以使用应用程序端口610、611和612中的一个或几个。由流程指示器616和端口控制器620监视去往和来自端口的信息交换。\n传出信息由流程指示器616和速率限制器622处理。速率限制器622提供服务质量并防止主代理器160缓存器的溢出；主代理器160为速率限制器622提供流量控制通知。流量控制系统(例如XON/XOFF或根据速率的流量控制系统)监视信息传送速率、缓存器负载和接收确认。流量控制可以在应用程序以及在移动客户端110和主代理器160两者处的传输端口上实现。例如，如果主代理器160发送信息到第三个目标170无法像它从移动客户端110接收地那样快，则通知移动客户端110上的溢出端口。这样的测量可以防止主代理器160缓存过量的数据。\n来自多个应用程序端口的信息由包括高端编码器624和低端编码器630的这些装置，经过移动缓存器626打包、压缩、加密和组帧。移动缓存器626保持传出数据的复印件一直到收到被确认。如果有效连接丢失并重新建立(可能在不同的网络接口上)，移动缓存器626的内容可以立即重新发送，或者计算机(主代理器或客户端)可以在重新发送另一方所需要的来自移动缓存器的确切数量的数据之前，等待移动缓存器确认(当连接变成有效时发送出的)。在发送之前，发送或等待的决定可以根据移动缓存器的数据数量、有效接口的估算的比特率、接口的费用和其它值来作出。\n路由器640将来自低端编码器630的信息送到有效传输端口(例如660、670或680的一个低端编码器)。有效传输端口对流到有效连接240的信息是专用入口。从传输端口到应用程序端口的信息是双向的。使用TLS或SSL协议666可以使信息安全。信息由防火墙穿越单元664来发送跨越网络防火墙。溢出信息由移动客户端110使用传出溢出缓存器662来缓存。该信息一直储存到主代理器160确认已收到内容(例如内容的每个数据段)。\n每个传输端口660、670或680也由传输监视器661、671和681监视。由移动控制装置642监视总的传输控制692。总的信息流也由统计(Stats)收集器646监视。\n传入信息被处理成穿过防火墙664，然后由TLS/SSL装置666验证和解密。一旦处理，信息经由单元640发送到低端解码器636、低端分配器638和高端解码器634和高端分配器632。这些装置可以进行多信息处理步骤，例如去除帧信息以及对信息流或信息包解压缩和解密。例如，端口控制器620将信息包路由到适当的应用程序端口610、611和612。\n流量指示器622确定传输端口的信息传输率并适当地对信息进行缓存和/或压缩。例如，对一个慢的连接，压缩信息使信息的大小(例如字节的数量)最小化，尽管在计算时间中有用于处理信息的开销。作为对比，对快速连接，例如当传输率不限制时，信息要么不压缩，要么使用快速算法压缩以获得信息大小的更适度的减低。\n信息发送速率也可以由表明有效连接240容量的应用程序来监视。例如，如果可以获得容量，应用程序可以处理低级的后台网络任务，例如将文件备份和更新。如果容量有限，应用程序可以减少它们的通信负担，例如，通过请求文本或WAP页来代替图形。\n现在请看图7A，7B和7C，自左到右，主代理器160有一个过程配置，它与移动客户端110的类似。来自连接的信息被映射到传输端口760和770。信息发送到防火墙穿越764和774，然后用于安全验证和解密766和776。路由器将传入信息送到低端解码器736。传出信息也由路由器740通过输出溢出缓存器762和772发往传输端口760和770。\n移动控制742监视这些缓存器762和772中的信息溢出，并通过速率限制器772、路由器740和低端编码器730适当地调节传出信息。\n传入信息由低端解码器736和高端解码器734处理。这些解码器连接到能发出通道或连接专用命令的低端分配器738以及能发出应用程序专用命令的高端分配器732。已解码的信息被掩饰成各个项目，然后分配到在主代理器160上正确的应用程序端口710、711和712。因此，来自在主代理器上运行的应用程序端口610、611和612的信息被映射到主代理器160上的相对应应用程序端口710、711和712。如上所述，这些应用程序端口也会产生需传输到移动装置110的信息。\n信息可以通过有效连接240用许多种方法传输，例如以信息包或作为连续的数据流的方法。\n作为信息包的发送的信息可被组帧。来自从不同应用程序端口的信息可以集合起来，这样来自不同应用程序的各个命令和数据项目可以包括在单独的信息包里。使用先前初始化的协议来加密和压缩该信息包作为单独的单元，这样就不需要包括认证、密码和压缩报头。信息包用最小的报头信息，例如校验和和信息包标识符，来组帧。一旦接收到信息包，对于对整个包发出确认，例如接收到信息的校验和和信息包标识符。数据的集合是与系统来作对比的，这些系统对每个已完成的网络呼叫发出个别的数据信息包或由个别的应用程序发送的数据项目。除了减少报头之外，将多种项目一起形成帧产生了更大的信息包，它有可能包括相关项目。通过将相关项目放在一起，会减少由于例如当传统的信息包到达时的失序而发生的信息包错误排序引起的等待时间。\n可选择地，协议包括减少“往返行程(round trip)”信息交换。当需要时，该特征确定在移动装置和目标系统170(即，除了主代理器160以外的系统)之间多次信息交换是否可以由运行在主代理器160上的代理器模块来模拟。代理器模块与代表移动客户端110的目标系统170互相起作用，而不是必须与移动客户端110交换信息。代理器模块的使用减少了网络信息，克服了由于某些无线连接的等待时间引起的无效率。代理器模块可以是通用的，例如能支持超过一个应用程序，或者可以是专用的，例如应用程序专用。\n例如，网页浏览器的使用需要至少往返行程，而通过代理器模块可以避免。传统的方法是，当用户输入网站的统一资源定位符(URL)时，移动客户端110上的网页浏览器首先发送请求到域名服务器以获得URL的实际IP地址。然后，移动客户端110发起与IP地址处的网络服务器的TCP连接。只有当确认之后，移动客户端110才发送超文本传输协议(HTTP)请求到网络服务器并且接下来接收超文本的内容。\n代理器模块代替网络浏览器的使用，将三次网络往返行程更改为在主代理器160和移动客户端110之间的一次信息交换，这样减少了在有效连接240中的信息通信量。当用户输入一个网站的URL，该URL请求在有效连接240上发送到主代理器160或者目标服务器170上的代理器模块。代理器模块查询域名服务器，启动TCP连接并发送HTTP请求。这些步骤进行不需要与移动客户端110联系。当代理器模块接收到超文本内容，它通过主连接240将这些文本发回到移动客户端110。\n另一种减少网络通信量的方法是使用与应用程序专用内容的重建(re-purposing)。该特征使信息，特别是内容重新格式化。无关的内容可以去除，以减少数据量。例如，数据由主代理器160从超文本标记语言(HTML)和图形格式翻译成i-模式或WAP兼容信息。\n客户端110和/或服务器160经常有超过一个的应用程序沿单个的有效连接发送信息。利用服务质量协议以确定哪一个应用程序有通信信息的优先权。可以在多个级实现服务质量参数，例如，在高端编码器624和低端编码器630的级，它将网络呼叫和不同应用程序的数据组帧。每个经组帧帧的数据信息包的相关内容可以按照服务质量参数而变化。\n进一步，主代理器160和移动客户端110可以确定服务质量。服务质量可以是不对称的，这样应用程序在主代理器160上有发送数据到移动装置110的高优先权，但是在移动装置110上可具有发送数据到主代理器160的低优先权。表明信息交换的优先权的服务质量参数可以从主代理器160发送到移动装置110或从移动装置110发送到主代理器160。\n其它的实现也在本权利要求的范围之内。\n例如，此处描述的技术并不限于任一特殊的硬件或软件配置；它们在任何计算或处理环境中可以发现其应用。该技术可以用硬件、软件或两者结合来实现。该技术可以在可编程机器上，例如移动或固定计算机、个人数字助理和类似的装置上用程序实现，该类似的装置每个都包括一个处理器、可以由处理器阅读的存储介质(包括易失性和/或非易失性存储器和/或存储元件)、至少一个输入装置和一个或几个输出装置。\n每个程序可以用高级的程序语言或面向对象的编程语言来与机器系统通信。不过，如果需要，程序可以用汇编或机器语言来实现。任何情况下，语言可以是编译语言或解释语言。\n每个这样的程序可以储存在存储介质或装置上，例如只读光盘存储器(CD-ROM)、硬盘、磁盘或类似的介质或装置，它们可以由通用或专用可编程机器读取以便在存储介质或设备被计算机读取以进行本文中描述的过程时配置和操作该机器。该系统也可以作为机器可读存储介质来实现，与程序一起配置，其中存储介质被配置成使机器工作在特别的和预定的方式。\n此处所描述的过程可以由嵌入系统来实现。