CN104488222A - 家庭网络系统及其中的路由器的网络设置方法 - Google Patents

家庭网络系统及其中的路由器的网络设置方法 Download PDF

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Abstract

提供用于网络设置的方法和系统。该网络设置方法包括：由第一路由器确定第一路由器是否属于多个段中的顶级段；如果第一路由器属于顶级段，则由第一路由器产生用于将所述多个段整合到单个段中的组播分组；以及由第一路由器向包括在所述多个段中的至少一个另外的路由器发送该组播分组。

Description

家庭网络系统及其中的路由器的网络设置方法
技术领域
本发明通常涉及家庭网络系统，更具体地，涉及可以很容易地将家庭网络系统的多个段整合到单个段中的家庭网络系统、以及该家庭网络系统中的路由器的网络设置方法。
背景技术
在家庭中可以安装多个住宅网关设备。例如，家庭里的网络中可以同时存在由互联网协议电视(IPTV)公司提供的网关、由互联网协议语音(VoIP)公司提供的有线-无线路由器、用户单独购买的有线-无线路由器等。
用户可以通过家庭中的设备来使用家庭网络设备以及互联网之间的联网服务。零配置协议支持家庭网络设备间的服务的自动发现功能。然而，由于与网关设备对应的每个网络作为单个网段(segment)工作，因此每个网络不可能与由另外一个网关设备形成的网络通信。
因此，用户在访问家庭网络的有线-无线路由器设置页面后直接更改网络配置。如果用户期望直接设置家庭网络，则用户需要具备网络设置的相应知识。此外，需要若干步骤用于更改家庭网络的设置(例如，模式)。因此，对于用户而言更改家庭网络的设置可能会很困难。
图1是示出一般家庭网络的图。
参照图1，家庭网络1包括连接到网络10的调制解调器20、第一路由器22、第二路由器24、以及第三路由器26。第二路由器24或者第三路由器26可以是有线-无线路由器。第一路由器22连接到调制解调器20并且从调制解调器20分配到广域网(WAN)互联网协议(IP)地址。此外，第二路由器24和第三路由器26均从第一路由器22分配到IP地址。
由第一路由器22形成的段被称为第一段S1，由第二路由器24形成的段被称为第二段S2，并且由第三路由器26形成的段被称为第三段S3。图1中的家庭网络1包括三个段S1、S2、和S3，即，多个段。然而，第一段S1、第二段S2、以及第三段S3中的每个段是独立的段。具体地，即使当第二路由器24和第三路由器26从第一路由器22分配到IP时，由第二路由器24和第三路由器26形成的段S2和S3与第一路由器22的第一段S1也是分离的。由于S1、S2、和S3中的每个段是单独的段，因此很难在包括在每一个段S1、S2、和S3中的设备间直接通信，即使当这些段都在同一个家庭网络中配置。
如图1所示，假定第一段包括第十一设备#11、第十二设备#12、和第十三设备#13，第二段包括第二十一设备#21、第二十二设备#22、第二十三设备#23、和第二十四设备#24，并且第三段包括第三十一设备#31、第三十二设备#32、和第三十三设备#33。虽然图1中第十一设备#11和第二十二设备#22通过第一路由器22接入调制解调器20，但是第一段S1和第二段S2是分离的段。结果，第二十二设备#22无法发现第十一设备#11的服务。同理，第二段S2和第三段S3也是分离的段。结果，第二十二设备#22无法发现第三十三设备#33的服务。因此，家庭中的多个单独的段可能会降低网络的可用性。
发明内容
技术问题
然而，如上所述，用户可以直接访问有线-无线路由器22、24、和26的设置页面，并且更改网络设置以实现段S1、S2和S3间的通信。然而，这个方法可能很难施行，因为用户需要具备网络配置的知识才能直接更改网络设置，而且更改网络设置需要设置若干步骤。另一个能够设置网关的方法是使用通用即插即用(UPnP)互联网网关设备(IGD)服务。然而，在这个方法中，当网络设置出现错误时是不可能获取UPnP IGD服务的。
解决方案
本发明解决至少上述问题和/或缺点并且提供至少下述优点。因此，本发明的一方面提供能够很容易的将家庭网络系统中多个段整合到单个段中的家庭网络系统、以及该家庭网络系统中路由器的网络设置方法。
根据本发明的一个方面，提供一种家庭网络系统中的路由器的网络设置方法，该网络设置方法包括：由第一路由器确定第一路由器是否属于多个段中的顶级段；如果第一路由器属于顶级段，则由第一路由器产生用于将所述多个段整合到单个段中的组播分组；以及由第一路由器向包括在所述多个段中的至少一个另外的路由器发送该组播分组。根据本发明的一个方面，提供一种网络系统，该网络系统包括：第一路由器，用于确定第一路由器是否属于家庭网络的多个段中的顶级段，并且当第一路由器属于顶级段时，产生用于将所述多个段整合到单个段中的组播分组，并且将该组播分组发送到所述多个段；以及至少一个另外的路由器，包含于所述多个段中，用于从第一路由器接收组播。
有益效果
本发明提供能够很容易的将家庭网络系统的多个段整合到单个段中的家庭网络系统、以及该家庭网络系统中路由器的网络设置方法。
附图说明
为了更全面地理解本公开及其优点，现在结合附图给出以下说明，其中类似的引用数字代表类似的部分：
图1是示出一般家庭网络的图；
图2是示出根据本发明的实施例的家庭网络的配置的图；
图3是示出根据本发明的实施例的图2的家庭网络的网络设置方法的流程图；
图4是示出根据本发明的另一实施例的图2的家庭网络的网络设置方法的流程图；以及
图5是示出根据本发明的另一实施例的图2的家庭网络的网络设置方法的流程图。
全部附图中，相同的引用数字将被理解为指代相同的元件、特征和结构。
具体实施方式
结合附图对本发明的实施例进行更加详细的描述。相同或者相似的部分被指定为相同或者相似的引用数字即便它们示出于不同的附图中。已知技术的结构或者处理的详细描述可能被省略以免模糊本发明的主题内容。而且，以下描述中的各种具体定义仅仅用于帮助一般理解本发明。
图2是示出根据本发明的实施例的家庭网络的配置的图。
参照图2，家庭网络100通过调制解调器20连接到互联网10。而且，家庭网络包括通过调制解调器20接入互联网10的第一路由器110、以及通过第一路由器110接入互联网10的第二路由器120和第三路由器130。
如图2所示，第一路由器110连接到第一设备111、第二路由器120、第二设备112、以及第三路由器130。第二路由器120连接到第三设备123、第四设备124、以及第五设备125。第三路由器130连接到第六设备136和第七设备137。
图2的家庭网络可以包括分别由路由器110、120、和130形成的多个段M1、M2、和M3。由路由器110形成的段被成为第一段M1，由路由器120形成的段被称为第二段M2，并且由第三路由器130形成的段被称为第三段M3。包括在第一段M1中的第一设备111以及第二设备112从第一路由器110分配到IP地址。包括在第二段M2中的第三设备123、第四设备124、以及第五设备125从第二路由器120分配到IP地址。包括在第三段M3中的第六设备136和第七设备137从第三路由器130分配到IP地址。
本发明的实施例提出将分别由路由器110、120和130形成的多个段M1、M2和M3整合到单个段S中的方法。当如上所述多个段M1、M2和M3已经被整合到单个段S中时，包括在第一到第三段M1、M2、和M3中的设备111、112、123、124、125、136和137之间的直接通信成为可能，这些设备，成为可能。例如，包含于第一多个段M1的第一设备111与包含于第二多个段M2的设备124间的直接通信成为可能。
图2中，属于顶级段(top segment)的路由器(以下，称为顶级路由器)直接连接到调制解调器20上并且将IP地址分配到第二路由器120以及第三路由器130。因此，图2所示的属于家庭网络100的顶级段的路由器(即，顶级路由器)是第一路由器110。
当路由器的电源开启时，或者接收到来自用户的切换输入时，根据本发明的实施例，每个路由器110、120和130可以确定它是否是属于顶级段的路由器，即，顶级路由器。第一路由器110直接连接到调制解调器20上并且从调制解调器分配到WANIP地址。当第一路由器110的电源被开启、或者接收到来自用户的切换输入时，第一路由器110确定第一路由器110是否是属于顶级段的路由器，例如，顶级路由器。具体地，第一路由器110确定由第一路由器110形成的段M1是否高于由第二路由器120和第三路由器130形成的段M2和M3。
根据本发明的另一个实施例，每个路由器110、120、和130可以确定直接连接到调制解调器20的第一路由器110是顶级路由器。每个路由器110、120、和130可以通过检查调制解调器20与路由器110、120和130的网络连接状态来确定哪一个路由器直接连接到调制解调器20，然后确定直接连接的路由器为顶级路由器。
此外，当在家庭网络中形成多个段M1、M2和M3时，根据本发明的实施例，可以从用户接收来自于用户的切换输入以将多个段M1、M2和M3改变为单个段S。
根据本发明的实施例，每个路由器110、120和130可以通过作为用户数据报协议(UDP)简单穿越网络地址转换器(NAT)(STUN)客户端工作而获得分配的IP地址。根据本发明的实施例，每个路由器110、120和130可以包括STUN客户端。因此，每个路由器110、120和130可以有用于使用STUN服务器的账户。包括在路由器110、120、和130中的STUN客户端可以与STUN服务器进行通信，以使得路由器110、120、和130能够分别获得路由器110、120、和130的IP地址。STUN服务器可以由商业运营商或制造商提供，其分配IP地址以便配置家庭网络。
每个路由器110、120、和130将WAN接口的IP地址与STUN结果值进行比较。当WAN接口的IP地址与STUN结果值相同时，每个路由器110、120、和130确定它是属于顶级段的路由器，即，顶级路由器。图2中，假定路由器110有与WAN接口的IP地址相同的STUN结果值。
第一路由器110产生指示它是属于顶级段的路由器(即，顶级路由器)的组播分组，然后将组播分组发送至家庭网络100中的其他路由器，例如，图2的第二路由器120和第三路由器130。根据本发明的实施例，第一路由器110可以通过确定家庭网络的第二和第三路由器120和130为目标来产生组播分组。其WAN接口的IP地址不同于STUN结果值的第二和第三路由器120和130从第一路由器110接收组播分组，然后将他们自己的接口转发(改变)为LAN接口(I/F)。
根据本发明的实施例，在执行动态主机配置协议(DHCP)服务器时，第二路由器120和第三路由器130可以具有由DHCP服务器分配的DHCP IP地址。因此，根据本发明的实施例，第二路由器120和第三路由器130可能导致DHCP IP地址期满并且可以终止DHCP服务器。此外，根据本发明的另一实施例，每个第二路由器120和第三路由器130可以通过将WAN端口改为局域网(LAN)端口将它们自己的接口转发到LAN I/F。根据本发明的实施例，作为顶级路由器的第一路由器110可以将组播发送至第二路由器120和第三路由器130，以请求第二路由器120和第三路由器130导致第二路由器120和第三路由器130的DHCP IP地址期满并且分别将第二路由器120和第三路由器130的WAN端口更改为LAN端口。
当已经从第一路由器110接收组播分组的第二路由器120和第三路由器130的接口已经改变为LAN接口时，基于第一路由器110形成单个段S。具体地，第二路由器120和第三路由器130，类似于第一设备111和第二设备112，可以从第一路由器110分配到IP地址然后执行数据发送/接收。
根据本发明的实施例，第一路由器110可以通过在每个预存储的时间点发送组播分组到第二和第三路由器120和130来维持单个段S。此外，根据本发明的另一实施例，第二路由器120或第三路由器130可以包括用于形成单个段S的一个或多个开关，并且可以仅在接收到来自于用户的切换输入时执行用于形成单个段S的操作，。
当如上所述多个段M1、M2和M3已经被整合到单个段S中时，包含于第二段M2以及第三段M3中的设备123、124、125、136和137的IP地址可以改变。例如，在多个段M1、M2和M3被整合到单个段S中之前，假定第一设备111的IP地址为“10.81.1.1”并且第四设备124的IP地址为“192.168.1.103”。当多个段M1、M2和M3已经被第一路由器110整合到单个段S中时，第四设备124的IP设备可以改变为“10.81.1.4”。结果，第一设备111可以发现第四设备124，而且变得有可能在第一设备111和第四设备124之间执行直接的通信。
图3是示出根据本发明的实施例的图2的家庭网络的网络设置方法的流程图。假定执行图3的网络设置方法的路由器是第一路由器110。
参照图3，在步骤S302，第一路由器110被通电，并且在步骤S304，第一路由器110确定它是否是属于顶级段的路由器，即，顶级路由器。
当第一路由器110是顶级路由器时(步骤S304的‘是’)，在步骤S306，第一路由器110产生用于通知包括在家庭网络100中的另一个路由器(例如，第二路由器120或者第三路由器130)第一路由器自身为顶级路由器的组播分组。在步骤S308中，第一路由器110向包括在家庭网络中的第二和第三路由器120和130发送组播分组。当第二和第三路由器120和130已经接收到组播分组并将它们自己的接口改变为LAN I/F时，在步骤S314，在家庭网络100中由第一路由器110形成单个段S。根据本发明的实施例，第一路由器110可以通过在每个预存的时间点向第二和第三路由器120和130发送组播分组来维持单个段S。
作为步骤304的确定的结果，当第一路由器110不是顶级路由器时(步骤S304的‘否’)，在步骤S301，第一路由器110确定第一路由器110是否从第二或第三路由器120或130接收到组播分组，即，它是否从顶级路由器接收到组播分组。根据本发明的实施例，第一路由器110可以在每个预存的时间点确定它是否从顶级路由器接收到组播分组。当第一路由器110从顶级路由器接收到组播分组时(步骤S310的‘是’)，在步骤S312，第一路由器110将路由器的设置转发到LAN接口。结果，在步骤S314，形成单个段S。
图4是示出根据本发明的实施例的图2的家庭网络的网络设置方法的流程图。假定在图4的家庭网络中顶级路由器是第一路由器110。图4示出的网络设置方法代表除了作为顶级路由器的第一路由器110之外的路由器(即，第二路由器120或第三路由器130)的网络设置方法。以下，将描述第二路由器120作为示例。
参照图4，在步骤S322，第二路由器120被通电，并且在步骤S324，第二路由器120确定第二路由器是否为顶级路由器。
当第二路由器120为顶级路由器时(步骤S324的‘是’)，在步骤S322，第二路由器120产生用于将家庭网络设置为单个段S的组播分组。当已经产生组播分组时，在步骤S334，第二路由器120向另一个路由器(例如，第一路由器110或第三路由器130)发送组播分组。
作为步骤S324的确定的结果，当第二路由器120不是顶级路由器时(步骤S324的‘否’)，在步骤S326，第二路由器120确定它是否接收到用于将家庭网络设置为单个段S的组播分组，例如，IP分组。
当第二路由器已经从UPnP控制点(CP)接收到简单服务发现协议(SSDP)的M-搜索消息时，第二路由器120被视为已经接收到用于将家庭网络设置为单个段S的IP分组。根据本发明的实施例，SSDP的M-搜索消息可以是已经从作为家庭网络的顶级路由器的第一路由器110发送的消息。此外，在步骤S326被第二路由器120接收的IP分组可以是通过SSDP的具有目标地址“239.255.255.250”的IP分组。另外，根据本发明的另一实施例，在步骤S326被第二路由器120接收的IP分组可以是通过协议的具有目标地址“244.0.0.251”的IP分组。
当第二路由器120没有接收到用于设置单个段S的IP分组(步骤S326的‘否’)时，第二路由器120不执行特定的操作。根据本发明的实施例，第二路由器120可以维持当前的设置，直到它接收到组播分组(例如，来自于第一路由器110的IP分组)为止。
当第二路由器120接收到用于设置单个段S的IP分组时(步骤S326的‘是’)，在步骤S328，第二路由器120将它自己的接口从WAN I/F转发(或改变)到LAN I/F。结果，在步骤S330，在家庭网络中形成单个段S。
图5是示出根据本发明的实施例的图2的家庭网络的网络设置方法的流程图。如同图4，图5同样基于家庭网络中属于顶级段的路由器(即，顶级路由器)是第一路由器110的假定。图5所示的网络设置方法代表第二路由器120或第三路由器130的网络设置方法。下文中，第二路由器120将被作为例子进行描述。
参照图5，在步骤S342，第二路由器120被通电，在步骤S344，第二路由器120确定它是否为顶级路由器。
当第二路由器120为顶级路由器时(步骤S344的‘是’)，第二路由器120在步骤S346产生用于将家庭网络设置为单个段S的组播分组。在步骤S348，第二路由器120向另一个路由器(例如，第一路由器110或第三路由器130)发送组播分组。结果，在步骤S350，在家庭网络中形成单个段。
当第二路由器120不是顶级路由器时(步骤S344的‘否’)，在步骤S352，第二路由器确定它是否从属于顶级段的第一路由器(即，顶级路由器)接收到发现请求。当第二路由器120未接收到来自于第一路由器110的发现请求时(步骤S352的‘否’)，第二路由器120可以等待，直到它接收到来自于第一路由器110的发现请求为止。
当第二路由器120已经接收到来自于第一路由器110的发现请求时(步骤S352的‘是’)，在步骤S354，第二路由器120将WAN IP地址改变为LANIP地址。因此，第二路由器可以将WAN I/F改变为LAN I/F。根据本发明的实施例，第二路由器120可以通过使用应用层网关(ALG)将包含于第二段M2中的设备123、124和125的WAN IP地址改变为LAN IP地址。例如，第二路由器120可以将第五设备125的IP地址从“192.168.1.103”改变为“10.81.1.5”或者将第六设备126的IP地址从“192.168.1.106”改变为“10.81.1.6”。
根据本发明的实施例，当通过基于自动发现协议的实现家庭网络时，第二路由器120可以在接收到m-DNS消息时将WANIP地址改变为LAN I/F地址。
当WAN IP地址已经改变为LAN IP地址时，在步骤S356，第二路由器120通过使用LAN IP地址响应在步骤S352接收的发现请求。根据本发明的实施例，第二路由器120可以向第一路由器110通知在步骤S354改变的LANIP地址替代第二路由器120自身的WAN IP地址，作为发现响应。
在步骤S358，第二路由器120通过使用带外协议改变IP地址来发送和接收数据，例如，数据分组。在这种情况下，带外协议指示与由第二路由器120形成的第二段M2之外的段M1和M3对应的路由器110和130的协议。例如，从第六设备136发送的数据分组与通过使用带外协议发送的数据分组对应，因为第六设备136不包括在第二段M2中。因此，当第五设备125期望向第六设备136发送数据分组时，第二路由器120可以将分配给第五设备125的WAN IP地址改变为LAN IP地址，并且向第六设备136发送包含LANIP地址的数据组。
此外，在步骤S358执行的操作可以在由第一路由器110形成的第一段M1和由第二路由器120形成的第二段M2还未相互整合的状态下执行。更具体地，第二路由器120可以通过使用ALG功能将WAN IP地址改变为LANIP地址，以便使得路由器120能够以与通过第一路由器110为包含于第二段M2中的设备123、124以及125分配LAN IP地址相同的方式进行操作。根据本发明的实施例，包含于第二段M2中的设备123、124、和125可以将不仅从第一路由器110和第三路由器130而且从外部发送和接收的数据改变为用于带外协议的IP地址，然后发送和接收该数据。
虽然图5中未示出，但是根据本发明的另一实施例，当通过实现家庭网络时，可以通过改变服务发布消息的服务(SRV)记录端口来将WAN IP地址改变为LAN IP地址。的SRV记录包括主机名和端口号。因此，根据本发明的实施例，路由器可以通过更改主机名或端口号将WAN IP地址改变为LAN IP地址。
虽然已经参照其特定实施例图示和描述本发明，但是本领域技术人员不难理解，其中可以进行形式和细节上的各种变更而不背离由所附权利要求限定的本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种家庭网络系统中的路由器的网络设置方法，该方法包括步骤：
由第一路由器确定第一路由器是否属于多个段中的顶级段；
如果第一路由器属于顶级段，则由第一路由器产生用于将所述多个段整合到单个段中的组播分组；以及
由第一路由器向包括在所述多个段中的至少一个另外的路由器发送该组播分组；
2.如权利要求1所述的方法，其中确定第一路由器是否属于顶级段包括：
当第一路由器作为用户数据报协议(UDP)简单穿越网络地址转换器(NAT)(STUN)客户端工作时，由第一路由器确定第一路由器的广域网(WAN)互联网协议(IP)地址是否与STUN结果值相同；以及
如果第一路由器的WAN IP地址与该STUN结果值相同，则由第一路由器确定第一路由器属于顶级段。
3.如权利要求1所述的方法，其中通过以该至少一个另外的路由器为目标来产生该组播分组，并且该组播分组表明第一路由器属于顶级段。
4.如权利要求1所述的方法，其中第一路由器在每个预存储的时间点向该至少一个另外的路由器发送该组播分组。
5.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
如果第一路由器不属于顶级段，则由第一路由器确定第一路由器是否接收到来自于至少一个另外的路由器当中的第二路由器的组播分组，第二路由器属于顶级段；以及
如果第一路由器接收到来自于第二路由器的组播分组，则由第一路由器将第一路由器的WAN接口改变为局域网(LAN)接口。
6.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
如果第一路由器不属于顶级段，则由第一路由器确定第一路由器是否接收到用于将家庭网络设置为单个段的IP分组；以及
如果第一路由器没有接收到该IP分组，则由第一路由器将第一路由器的WAN接口改变为LAN接口。
7.如权利要求6所述的方法，其中该IP分组是简单服务发现协议(SSDP)的M-搜索消息。
8.如权利要求1所述的方法，进一步包括：
如果第一路由器属于顶级段，则由第一路由器确定第一路由器是否从至少一个另外的路由器当中的第二路由器接收到发现请求，第二路由器属于顶级段；
如果第一路由器接收到来自于第二路由器的发现请求，则由第一路由器将第一路由器的WAN IP地址改变为LAN IP地址；以及
由第一路由器使用该LAN IP地址响应该发现请求。
9.如权利要求8所述的方法，进一步包括：
如果已经通过带外协议接收数据，则由第一路由器将该数据的IP地址改变为LAN IP地址。
10.一种家庭网络系统，包括：
第一路由器，用于确定第一路由器是否属于家庭网络多个段中的顶级段，并且当第一网络属于顶级段时，产生用于将所述多个段整合到单个段中的组播分组，并且向所述多个段发送该组播分组；以及
至少一个另外的路由器，包括在所述多个段中，用于从第一路由器接收组播。
11.如权利要求10所述的家庭网络系统，其中通过以该至少一个另外的路由器为目标来产生该组播分组，并且该组播分组表明第一路由器属于顶级段。
12.如权利要求10所述的家庭网络系统，其中如果第一路由器作为用户数据报协议(UDP)简单穿越网络地址转换器(NAT)(STUN)客户端工作，则第一路由器确定第一路由器的广域网(WAN)互联网协议(IP)地址是否与STUN结果值相同，并且如果第一路由器的WAN IP地址与该STUN结果值相同，则第一路由器确定第一路由器属于顶级段。
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