CN102833245B - 用于在无线网络中获得服务器信息的方法和设备 - Google Patents

Abstract

在通信系统中，移动节点通过首先向DHCP（动态主机配置协议）服务器提供通用位置信息和服务器节点的服务器类型，来设法建立与移动节点的本地网络内部或外部的服务器节点的联系。然后DHCP服务器将所提供的信息与它在存储器中的记录匹配，以到达所寻找的服务器节点的IP（因特网协议）地址。然后DHCP服务器向移动节点发送IP地址，从而允许移动节点直接访问服务器节点。

Description

用于在无线网络中获得服务器信息的方法和设备

本案是申请号为2005800139757，申请日为2005-3-31，题目为“用于在无线网络中获得服务器信息的方法和设备”的申请的分案。按照35U.S.C§119要求的优先权

本专利申请要求2004年3月31日提交的标题为“Method andApparatus for Obtaining Server Information in a Wireless Network”的美国临时申请第60/558,796号的优先权，该临时申请已被转让给其受让人，从而将其明确地引用在此作为参考。

技术领域

本发明一般涉及分组数据通信，并更具体涉及在分组数据通信期间对服务器位置的识别。

背景技术

网络的全球互连允许快捷地访问信息，而不管地理距离如何。图1示出了通常称为因特网的以附图标记20表示的网络的全球连接的简化示意图。因特网20本质上是连接在一起的具有不同分级等级的很多网络。因特网20依据由IETF（因特网工程任务组）发布的TCP/IP（传输控制协议/因特网协议）工作。TCP/IP可在由IETF公布的RFC（请求注解）703和RFC 791中找到。

连接到因特网20的是各种单独的网络，取决于网络大小而有时被称为LAN（局域网）或WAN（广域网）。图1中所示的是连接到因特网20的这样的网络22、24、26和28中的一些。

在每个网络22、24、26和28内，可以有相互连接并相互通信的各种装备。实例有计算机、打印机和服务器，仅是举出一些。每个装备具有唯一的硬件地址，通常称为MAC（媒体接入控制）地址。带有MAC地址的装备有时被称为节点。当节点经由因特网20超出其本身的网络通信时，需要给该节点分配IP地址。

IP地址的分配可以是手动的或自动的。IP地址的手动分配可由例如网络管理员来执行。更加普遍地，IP地址由位于节点的网络内部的称作DHCP（动态主机控制协议）服务器的服务器自动分配。

现在返回图1，作为一个实例，假定网络22中的节点30试图向网络28中的另一个节点32发送数据分组。依据TCP/IP，每个数据分组都需要具有源地址和目的地地址。在这种情况下，源地址是网络22中的节点30的地址。目的地地址是网络28中的节点32的地址。

作为另一个实例，当网络22中的节点30试图从另一个网络24中的节点34取得信息时，诸如在节点34作为虚拟主机的虚拟主机会话中，节点30必须为这样的会话提供网络24中的节点34的正确IP地址。

无线技术的出现允许节点离开它们初始登记的网络而到达另一个网络。例如，返回来参考图1，节点30可以是无线设备，诸如PDA（个人设备助理）、蜂窝电话、或移动计算机，而不是永久地用电线连接到网络22。无线节点30可以移动到其本地网络22的边界之外。这样，例如，节点30可以从它的本地网络22漫游至外地网络26。在这种情形下，分配给节点30的初始IP地址将不再适用于节点30。同样，发送给节点30的数据分组可能不能到达节点30。

由IETF提出的MIP（移动因特网协议）是为了解决节点移动性问题而提出的。根据IETF公布的RFC 2002，节点30被分配“转交地址”，缩写为CoA（Care-ofAddress）。依据RFC 2002，有两种类型的CoA，即，FA CoA（外地代理转交地址）和CCoA（同机配置转交地址）。FACoA本质上是FA（外地代理）（未示出）的地址，该FA是节点30所在的外地网络中的指定服务器。CCoA是由外地网络分配给节点30的单独的但是暂时的地址。在任何情况下，无论何时节点30在外地领域内，节点30必须向其本地网络22登记CoA，无论是FA CoA还是CCoA,使得本地网络22始终知道节点30的所在之处。在登记之后，CoA被存储在由称为本地网络22的HA（本地代理）（未示出）的指定服务器维护的路由表中。

用一个实例来说明。假设节点30漫游到外地网络26中。在接收到来自外地网络26的公告之后，节点得知外地网络26的FA地址。然后节点30向本地网络22登记FA CoA。当外地网络26中的节点30向网络24中的节点34发送数据分组时，在得知网络24中的节点34的地址的情况下，可直接地发送数据分组。然而，反向业务不能这样直接。

在反向数据路由中，当网络24中的节点34试图向现在在外地网络26中的节点30发送数据分组时，如上所述，根据TCP/IP，源地址和目的地地址二者都必须在数据分组中被指定。在这种情况下，源地址是网络24中的节点34的IP地址。关于目的地地址，节点34仅知道节点30的由其本地网络22所分配的IP地址，称为HoA（本地分配地址），而不知道节点30的FA CoA。这样，目的地地址将被设置在节点30的HoA。不过，由于节点30的FA CoA被存储在本地网络22的路由表HA中，所以当数据分组到达本地网络22时，网络22的HA将接收到的数据分组与所存储的FA CoA封装在一起，并将其重新发送到外地网络26中的节点30。经封装的FA CoA作为重新发送的数据分组的目的地地址。一旦外地网络26接收到改换路由的数据分组，外地网络26就仅去掉封装的FA CoA并将初始分组传递到移动节点30。

以这种方式工作，虚拟数据隧道据称是建立在网络24中的节点34和在外地网络26中漫游的节点30之间，全部打算对用户透明。这是不管实际状况如何，虚拟隧道实际上涉及三向数据通信。

迄今为止，当节点30在漫游时，对于节点30来说，很难并且通常很不可能定位其它网络中的其它节点，即使节点30确切地知道它想访问的数据的类型。返回到上面刚提到的实例，外地网络26中的节点30能够向网络24中的节点34发送数据分组，因为节点30预先就非常了解节点34的IP地址。实际上，并不总是这样的情况。假设节点30仅知道要访问的信息的类型。节点30甚至可能知道具有持有要访问的信息的服务器的网络24的地址。然而，节点30不知道服务器节点34的确切IP地址，因此在到达节点34的过程中受阻。

因此，需要提供一种漫游节点，其具有便利地访问位于不同网络中的服务器信息的方法。

发明内容

在移动节点设法与本地网络内部或外部的服务器节点建立联系的通信系统中，移动节点首先定位DHCP（动态主机配置协议）服务器。然后移动节点将通用位置和所寻找的服务器节点的服务器类型提供给DHCP服务器。然后DHCP服务器将所提供的信息与其在存储器中的记录匹配，并到达所寻找的服务器节点的IP（因特网协议）地址或FQDN（完全合格域名）。然后DHCP服务器将IP地址或FQDN发送到移动节点，从而允许移动节点直接联系服务器节点。

在第一实施例中，在外地网络中漫游的移动节点使用FA CoA（外地代理转交地址）与DHCP服务器通信，并到达所寻找的服务器。

在第二实施例中，在外地网络中漫游的移动节点使用CCoA（同机配置转交地址）与DHCP服务器通信，并在那之后，与所寻找的服务器节点通信。

根据本发明，在网络间漫游的移动节点被设计成，能够从任何网络中的任何服务器访问信息。根据结合附图给出的下面的详细描述，对于本领域的那些技术人员而言，本发明的这些和其它特征及优点将是显而易见的，在附图中使用相似的附图标记来表示相似的部分。

附图说明

图1是网络的全球互连的示意图；

图2是表示本发明的第一实施例的示意图；

图3是表示根据本发明的第一实施例的步骤的流程图；

图4是表示本发明的第二实施例的示意图；

图5是根据本发明的移动节点的电路的示意图；和

图6是根据本发明的配置服务器的电路的示意图。

具体实施方式

下面的描述是提供用来使本领域的任何专业技术人员能够做出和使用本发明的。在以下描述中阐述的细节是出于说明的目的。应该理解的是，本领域的普通专业技术人员将会认识到，本发明可以不使用这些具体细节来实施。在其它例子中，公知的结构和处理不再详细描述，以便本发明的描述不会由不必要的细节所遮掩。因此，本发明并不是要用所示出的实施例进行限制，而是要符合与本文中公开的原理和特征相一致的最宽的范围。

现直接参考图2，其示意性地示出了本发明的第一实施例。

整个系统总体是用附图标记40来表示的，包括骨干网络42，诸如企业内部互联网或因特网。举例来说，如图2所示，连接到骨干网络42的是HN（本地网络）44和FN（外地网络）46。为了说明的清楚和简短起见，没有具体示出其它网络。在系统40中，存在有初始被登记到HN 44、但是能够迁移到诸如FN 46的其它外地网络的节点48。

在下文中，需要定义很少的术语。根据IP的两个标准版本IPv4和IPv6，能够移动并改变所连接的网络的节点被称为“移动节点”。移动节点初始被连接到的网络称为“本地网络”。出现在本地网络中并在移动节点不在期间负责的节点，被称为“本地代理”。移动节点实际连接到的网络被称为“外地网络”。出现在外地网络中以便在移动节点处于外地网络中时照管移动节点的节点，被称为“外地代理”。外地网络有时可被称为“被访问网络”。

现返回来参考图2。在HN 44中，除了移动节点48外，还有其它节点在HN 44内，但是为了清楚起见没有示出。这些节点可以是各种规格的计算机，打印机，以及可以是移动的或非移动的任何其它设备。此外，在HN 44中，存在有HA（本地代理）50，其主要是承担管理HN 44内的数据业务的责任并且还控制HN 44的向内和向外路由的数据业务的节点。

除了HA 50外，HN 44内还有执行不同任务的其它专用节点。例如，存在有诸如以下的节点：BCMCS（广播多播服务）控制器52、DHCP（动态主机控制协议）服务器54、DNS（域名系统）服务器56和SIP（会话启动协议）代理服务器58，仅是举出一些。

BCMCS控制器52主要是提供广播和多播配置信息以便在用户请求时允许用户细读可用的广播或多播会话的服务器。

DHCP服务器54被安装以便在启动期间给HN 44中的节点自动分配IP地址和其它配置参数，从而允许HN 44中的节点与系统40中的其它节点通信。DHCP服务器54还可以在工作期间向各节点提供更新的配置信息。

有时，在系统40中传播的数据分组并不采用通常在IPv4下使用的4个八位组的IP地址或者在IPv6下使用的16个八位组的格式来指定，而是采用以文本表达的域名来指定。DNS 56主要把以文本表达的域名翻译成系统40中的机器可读的数字的IP地址。

SIP代理服务器58本质上是在代表其它客户机节点改换数据分组的路由的过程中扮演主机和客户机的双重角色的中间路由器。

同样地，为了解释的简单易懂，FN 46被示为与HN 44大致相同。应该理解的是，取决于用途，FN 46的结构可以完全不同。因此，在这种情况下，FN 46还在其中包括BCMCS控制器58、DHCP服务器60、DNS 62以及SIP代理服务器66。FN 46内部和之外的数据业务的协调是由FA（外地代理）66处理的。

假设MN 48正在FN 46中漫游。在该具体实例中，MN 48想要来自广播服务的新闻事件的视频片段，在该广播服务中MN 48的用户是订户。广播服务可以是例如服务公众的出版商或媒体组织。为了满足该需要，广播服务具有安装在诸如HN 44和FN 46的很多网络中的不同的BCMCS控制器。MN 48想要访问HN 44中的BCMCS控制器52或者FN 46中的BCMCS控制器58，但是优选的是后者，因为MN 48现在是在FN 46中并且因而具有邻近的优势。

在该实施例中，为了访问BCMCS控制器，MN 48向HN 44中的DHCP服务器54或者FN 46中的DHCP服务器60寻求帮助。

如果MN 48知道DHCP 54或60中的任何一个的确切地址，则MN 48可直接向DHCP服务器54或60发送DHCPINFORM消息。另一方面，如果MN 48没有任何一个DHCP服务器的直接地址，则MN48可以一直通过发送DHCPINFORM消息以到达可用的DHCP服务器，来执行受限的广播。应注意的是，在IPv6下，等效的消息被称为INFORMATION REQUEST。在本说明书中，为了描述实施例的一致性和简洁性，使用IPv4的术语。应注意的是，本领域的普通专业技术人员能够很容易地使用与IPv4消息相对应的IPv6中的等效消息来实现本发明。

此外，依据IETF发布的DHCP，可使用各种类型的消息与DHCP服务器通信。例如，在启动期间，也就是说，在节点做出请求以拥有分配的IP地址的时间期间，可以使用诸如DHCPDISCOVER、DHCPOFFER、DHCPREQUEST、DHCPACK等的消息类型。在启动之后，通常还使用诸如DHCPRELEASE、DHCPINFORM、DHCPACK等的消息类型。依据DHCP，在每个消息类型中有出于灵活性目的的用户可用的不同“选项”。在IETF的RFC 2131、2132和3315中阐述了DHCP的细节和可用选项。

依据DHCP，DHCPINFORM消息一般用于改变已配置节点的网络参数。在DHCPINFORM消息中，有可用作输入的选项VCI（供应商类别标识符）和VSI（供应商特定信息）。VCI和VSI这两个选项包含特定信息以帮助任何DHCP服务器正确地配置可能不是能够进行例行配置的普通节点的客户机节点。

迄今为止，DHCPINFORM消息类型大部分用于网络内部配置。根据本发明，DHCPINFORM消息类型被用于网络之间的配置。首先，MN 48需要通知DHCP主机所寻找的服务器所在的网络。MN 48能够通过提供正在寻找的服务器的网络的IP地址或者FQDN（完全合格域名）来满足该要求。在这种情况下，由于所寻找的服务器位于HN 44或FN 46，所以可提供HN 44或FN 46的IP地址或FQDN来满足该要求。此外，MN 48还需要告知DHCP主机MN 48正在寻找的服务器的类型。在这种情况下，它是BCMCS控制器。应注意的是，即使用这两条基本信息，MN 48还是不能直接联系所寻找的服务器，因为MN 48没有到达可达所寻找的服务器的直接IP地址的所有必要信息。例如，MN 48没有所寻找的服务器的MAC地址或域名以便得出可用的IP地址。

为了满足上述目标，在DHCPINFORM消息中，MN 48用具有MN48想要访问的服务器的网络的IP地址或者FQDN填充VCI选项。

服务器所在的并且具有MN 48试图到达的服务器的网络的IP地址或者FQDN可从各种源中提取出来。

例如，如果MN 48想要HN 44中的BCMCS控制器52，MN 48可简单地使用其本地地址作为请求的IP地址来提交给DHCP服务器。作为另一选项，MN 48可使用与MN 48的本地地址的域名相对应的其NAI（网络访问标识符）的领域部分。

如果MN 48想要FN 46中的BCMCS控制器58，则当MN进入FN 46的领域时，MN 48可从在FN 46的公告期间可获得的其FA CoA中提取FN 46的IP地址，以便允许MN 48向HN 44登记FA CoA。

对于MN 48正在寻找的服务器的类型，MN 48可填充DHCPINFORM消息的任何可用选项。一些示例性选项是路由器选项、名称服务器选项、域名选项，仅列举出一些。如上所述，在该实例中，MN 48想要的服务器的类型是BCMCS控制器。

作为一个替代方案，可将IP名或者FQDN填充到DHCPINFORM消息的VSI选项中，而可将服务器类型信息填充到如前面所述的其它可用选项中。

作为另一个替代方案，所有所需的信息，即，IP名或FQDN和所寻找的服务器类型，可全部被填充到VCI选项或者VSI选项中。

在接收到DHCPINFORM消息后，DHCP主机通过参照DHCP主机本身的存储记录，将两条信息映射到一起。如果DHCP主机先前处理过所寻找的服务器，则通常可发现带有所寻找的信息的处理记录。如果发现匹配，则所寻找的服务器的IP地址可被重建，然后被传送到发往MN 48的DHCPACK消息中的VSI选项中。另一方面，如果没有发现匹配，则DHCPNACK消息被发送到MN 48。

图3的流程图中示出了如上所述的处理。

图4示出了本发明的另一个实施例。在该实施例中，省去外地网络中的外地代理（诸如图2中所示的FN 46中的FA 64）的责任。而是由MN 48来充当其本身的代理。

当MN 48漫游到远离HA 44时，根据MIP，MN 48可经由MN 48所在的任何外地网络（诸如，图4中所示的FN 72）中的DHCP服务器请求CCoA（同机配置转交地址），而不请求FA CoA（外地代理转交地址）。然而，除了由FN 72执行的CCoA分配之外，MN 48执行外地代理的所有功能。而且，MN 48需要向HN 44登记CCoA。

例如，为了与CN（对应网络（correspondent network））76一致，MN 48发送带有两层地址的数据分组。在外层，源地址被设置为CCoA，目的地地址被设置为HA 50。在内层，源地址是MN 48的HoA（本地分配地址），目的地地址是CN 76的地址。在接收到来自漫游的MN 48的数据分组后，HA 50剥去外部的地址层并用内部地址层向CN 76重新发送数据分组。

在反向数据路径中，也就是说，当CN 76向MN 48发送数据分组时，数据分组只具有一个地址层，源地址设置在CN 76，目的地地址设置在MN 48的HoA。在接收到数据分组后，HA 50将数据分组与作为目的地地址的CCoA封装起来，并向MN 48重新发送数据分组。MN48在其自身上执行解封装，而不经过FA 74。

在该实施例中，假设MN 48需要访问SIP代理服务器78。MN 48知道在CN 76中有这样的SIP代理服务器，但是不知道其确切的IP地址。MN 48首先需要通过直接联系例如网络44、72和76中的一个，来定位DHCP服务器。可替代地，DHCP服务器可通过如上面所解释的受限的广播而被定位。然后MN 48以上述方式将CN 76的IP地址或域名提供给被选择的DHCP服务器。此外，MN 48通知被选择的DHCP服务器所寻找的服务器类型为SIP代理服务器。余下的操作与前面的实施例中所述的大致相同。为了清楚和简明起见，操作细节不再重复。

图5示意性地示出了根据本发明的以附图标记80所表示的移动节点设备的硬件实现部分。设备80可嵌入或结合在各种设备中，诸如膝上型计算机、PDA或蜂窝电话中。设备80包括将若干电路连接在一起的中央数据总线82。这些电路包括CPU（中央处理单元）或控制器84、接收电路86、发射电路88和存储器电路90。

接收和发射电路86和88可连接到RF（射频）电路，但是附图中未示出。接收电路86在将接收到的信号发送至数据总线82之前处理和缓冲接收到的信号。另一方面，发射电路88在将来自数据总线82的数据发送出设备80之前处理和缓冲来自数据总线82的数据。CPU/控制器84执行数据总线82的数据管理的功能，并进一步执行通用数据处理的功能，包括执行存储器电路90的指示内容。

存储器电路90包括总体用附图标记92表示的一组指令。在该实施例中，指令包括诸如MIP客户机94、SIP客户机96、DHCP客户机98、DNS客户机100和BCMCS客户机102、节点定位客户机104的部分，仅是举出一些。在该实施例中，存储器电路90是RAM（随机存取存储器）电路。示例性的指令部分94、96、98、100、102和104是软件模块。存储器电路90可被捆绑到可以是易失性或非易失性类型的另一个存储器电路（未示出）上。可替代地，存储器电路90可由其它电路类型构成，诸如EEPROM（电可擦可编程只读存储器）、EPROM（电可编程只读存储器）、ROM（只读存储器）、磁盘、光盘以及技术领域中公知的其它电路类型。

图6示意性地示出了根据本发明的用附图标记106表示的DHCP设备的硬件实现部分。DHCP设备106包括将若干电路连接在一起的中央数据总线108。这些电路包括CPU（中央处理单元）或控制器120、接收电路112、发射电路114、存储器电路116和数据存储单元130。

接收和发射电路112和114可连接到DHCP设备106所连接到的网络数据总线（未示出）。接收电路112在将从网络数据总线（未示出）接收到的信号经路由传送至内部数据总线108之前处理和缓冲从网络数据总线接收到的信号。发射电路114在将来自数据总线108的数据发送出设备106之前处理和缓冲来自数据总线108的数据。CPU/控制器120执行数据总线96的数据管理的职责，并执行通用数据处理的功能，包括执行存储器电路116的指示内容。

存储器电路116包括总体用附图标记118表示的一组指令。在该实施例中，指令尤其包括DHCP主机122和节点定位主机124的部分。数据存储单元130包括DHCP设备106的过去的处理记录，这些记录可由CPU/控制器120经由数据总线108检索。存储器电路116和数据存储单元130可由如上所述的存储器电路类型构成，并且不再重复。此外，存储器电路116和数据存储单元130尽管在图6中是分离地示出的，但是也可将它们制成一个单元。

最后，在各实施例中描述的仅是被绑到骨干网络的一些网络。显而易见的是，可以包含网络的多样性。此外，移动节点可访问除所述节点类型之外的其它节点。另外，结合各实施例描述的任何逻辑块、电路和算法步骤，可用硬件、软件、固件、或者它们的组合来实现。本领域的专业技术人员应该理解，这里可做出的这些和其它形式上和细节上的改变并不脱离本发明的范围和精神。

Claims (9)

1.一种在通信系统中获得信息的方法，包括：

从配置服务器中请求同机配置转交地址；

在通知消息中提供通用位置信息和正在被寻找的通信节点的节点类型；和

使用所述同机配置转交地址向所述配置服务器发送所述通知消息，以获得正在被寻找的通信节点的信息。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括：

从所述配置服务器接收确认消息，所述确认消息包括所述通信节点的具体位置信息；和

使用所述具体位置信息访问所述通信节点。

3.如权利要求2所述的方法，其中，所述配置服务器包括DHCP服务器，所述通知消息包括DHCPINFORM消息，并且所述接收确认消息包括接收DHCPACK消息。

4.如权利要求1所述的方法，进一步包括在从所述配置服务器请求之前，广播对可用配置服务器的搜索。

5.一种通信系统中的设备，包括：

用于从配置服务器中请求同机配置转交地址的装置；

用于在通知消息中提供通用位置信息和正在被寻找的通信节点的节点类型的装置；和

用于使用所述同机配置转交地址向所述配置服务器发送所述通知消息，以获得正在被寻找的通信节点的信息的装置。

6.如权利要求5所述的设备，进一步包括：

用于从所述配置服务器接收确认消息的装置，所述确认消息包括所述通信节点的具体位置信息；和

用于使用所述具体位置信息访问所述通信节点的装置。

7.如权利要求6所述的设备，其中，所述具体位置信息选自所述通信节点的IP地址和所述通信节点的域名中的一种。

8.一种通信系统中的设备，包括：

存储器电路，其被配置成从配置服务器中请求同机配置转交地址；在通知消息中提供通用位置信息和正在被寻找的通信节点的节点类型；以及使用所述同机配置转交地址向所述配置服务器发送所述通知消息，以获得正在被寻找的通信节点的信息；和

处理器电路，其被连接到所述存储器电路。

9.如权利要求8所述的设备，其中，所述存储器电路进一步配置成从所述配置服务器接收包括所述通信节点的具体位置信息的确认消息，以及使用所述具体位置信息访问所述通信节点。