CN108886747A - 服务于休眠物联网装置的代理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

一种代理装置包括处理器电路、联接到处理器电路的存储器、以及联接到处理器电路的网络接口。处理器电路被配置为用作与物联网IoT装置的网络通信的代理，该IoT装置位于与代理装置相同的家庭网络内。处理器电路被配置为确定IoT装置是否处于IoT装置不能发送或接收网络通信的睡眠模式，并且响应于确定IoT装置处于睡眠模式而存储代表IoT装置从远程服务器接收的网络通信，直到确定IoT装置已经进入IoT装置能够发送和接收网络通信的活动模式为止。

Description

服务于休眠物联网装置的代理装置和方法
技术领域
本发明概念涉及管理通信网络中的装置的连接，并且特别涉及管理针对物联网中的机器类型通信配置的装置的通信网络中的连接。
背景技术
物联网(IoT)指装置的网络，这些装置装配有允许它们通过因特网与彼此通信的电子器件和软件。这种装置之间的通信有时被称为“机器类型通信”。即，通信的领域一般聚焦于促进人类之间或被人类操作或控制的装置之间的通信的技术的发展。由此可见，这些通信技术采用被设计为高效并且有利地承载以人为中心的通信流量的传输介质、传输设备、传输协议并且甚至计费和管理结构。
机器类型通信(MTC)或机器到机器(M2M)通信指没有或仅具有有限人类参与的机器之间的通信。通常，MTC用于从远程部署的“智能”装置(即，形成物联网的一部分的装置)收集数据。所收集的数据可以在能够远离收集数据的装置的集中位置处被处理。由此，MTC具有若干重要应用，诸如远程监视、远程测量、资产跟踪、自动化、通行费征收、排放管理以及许多其它应用。
使用MTC，物联网允许跨现有网络基础设施远程控制装置。这在具有大量伴随益处的情况下，允许许多不同类型的装置更直接地集成到基于计算机的系统中。例如，物联网启用技术的构造和操作，诸如智能电网、智能家居、智能交通以及智慧城市。据估计，到2020年，IoT将由差不多500亿个对象构成。
许多IoT装置将被容纳在网络地址转换器(NAT)和/或防火墙后面，诸如在局域网(LAN)、小传感器网络、公司内部网或移动网络(此处被称为IoT装置的“家庭网络”)上。因此，许多IoT装置将不可从位于家庭网络外部的服务器定址，装置定位在该家庭网络中。对于IPv4网络，这由于可用IPv4地址的缺乏而是自然限制；IPv6网络不具有该限制。然而，预期大多数IPv6网络将继续具有某一类型的防火墙来保护网络中的资源。由此，虽然从家庭网络外部定址IPv6网络中的装置在技术上将是可能的，但防火墙通常将阻止这种流量。
发明内容
根据一些实施方式的代理装置包括处理器电路、联接到处理器电路的存储器、以及联接到处理器电路的网络接口。处理器电路被配置为用作与物联网(IoT)装置的网络通信的代理，该IoT装置位于与代理装置相同的家庭网络内。处理器电路被配置为确定IoT装置是否处于IoT装置不能发送或接收网络通信的睡眠模式，并且响应于确定IoT装置处于睡眠模式而存储代表IoT装置从远程服务器接收的网络通信，直到确定IoT装置已经进入IoT装置能够发送和接收网络通信的活动模式为止。处理器电路还被配置为响应于确定IoT装置已经进入活动模式而向IoT装置发送所存储的网络通信。
处理器电路可以被配置为在IoT装置处于睡眠模式时向远程服务器发送保活消息。
处理器电路可以被配置为基于由IoT装置向代理装置提供的睡眠模式时间表确定IoT装置是否处于睡眠模式。
处理器电路可以被配置为响应于通过低功率无线电协议检测来自IoT装置的信令而确定IoT装置是否处于睡眠模式。
处理器电路可以被配置为响应于接收到来自IoT装置的显式控制消息而确定IoT装置不再处于睡眠模式。
处理器电路可以被配置为响应于接收到来自IoT装置的网络通信而确定IoT装置不再处于睡眠模式。
处理器电路可以被配置为实施传输控制协议TCP和低层协议，并且原样地把高层协议通信传递给IoT装置。
高层协议通信可以包括传输层安全TLS协议。
高层协议通信可以包括超文本传输协议HTTP协议。
根据一些实施方式的方法包括以下步骤：在联接到家庭网络的代理装置处确定家庭网络中的物联网IoT装置是否处于IoT装置不能发送或接收网络通信的睡眠模式；响应于确定IoT装置处于睡眠模式，存储网络通信，该网络通信发往IoT装置并且在代理装置处代表IoT装置从家庭网络外部的远程服务器被接收，直到确定IoT装置已经进入IoT装置能够发送和接收网络通信的活动模式为止；以及响应于确定IoT装置已经进入活动模式而向IoT装置发送所存储的网络通信。
该方法还可以包括以下步骤：在IoT装置处于睡眠模式时向远程服务器发送保活消息。
该方法还可以包括以下步骤：基于由IoT装置向代理装置提供的睡眠模式时间表确定IoT装置是否处于睡眠模式。
该方法还可以包括以下步骤：响应于通过低功率无线电协议检测来自IoT装置的信令而确定IoT装置是否处于睡眠模式。
该方法还可以包括以下步骤：响应于接收到来自IoT装置的显式控制消息而确定IoT装置不再处于睡眠模式。
该方法还可以包括以下步骤：响应于接收到来自IoT装置的网络通信而确定IoT装置不再处于睡眠模式。
该方法还可以包括以下步骤：在代理装置处实施传输控制协议TCP和低层协议；以及原样地把高层协议通信透过代理装置传递给IoT装置。
根据另外实施方式的代理装置包括：处理器电路；存储器，该存储器联接到处理器电路；存储器中的代理模块，该代理模块用于确定IoT装置是否处于IoT装置不能发送或接收网络通信的睡眠模式；存储器中的缓冲模块，该缓冲模块用于响应于确定IoT装置处于睡眠模式而存储代表IoT装置从远程服务器接收的网络通信，直到确定IoT装置已经进入IoT装置能够发送和接收网络通信的活动模式为止；以及发送模块，该发送模块用于响应于确定IoT装置已经进入活动模式而向IoT装置发送所存储的网络通信。
附图说明
图1是例示了可以采用根据一些实施方式的代理装置的网络环境的简化示意框图。
图2是例示了根据一些实施方式的代理装置在网络中的放置的简化示意框图。
图3、图4以及图5是例示了与根据一些实施方式的代理装置的通信的流程图。
图6、图7A以及图7B是例示了根据一些实施方式的代理装置的操作的流程图。
图8是根据一些实施方式的代理装置的简化示意框图。
图9是例示了根据一些实施方式的代理装置中的功能模块的简化示意框图。
具体实施方式
如上所述，物联网(IoT)装置通常由于控制到网络的接入的NAT/防火墙的存在而不可从装置操作的网络(诸如局域网(LAN))外部直接定址。为了解决该问题，一个可能的解决方案是借助NAT/防火墙维持长期TCP连接。通过从装置定期发送“保活”消息，可以保持借助NAT/防火墙进行的连接开放。该方法例如由谷歌云消息(Google Cloud Messageing)传递和W3C推送使用。然而，长期连接的使用在诸如IoT装置的资源受限装置上实施不太可行。资源受限装置通常具有少量的可用存储器、有限CPU容量以及有限功率资源。例如，IoT中的许多远程传感器仅对电池电力操作。可能期望这种装置在不对电池再充电或更换电池的情况下运行许多年。为了实施长电池寿命，这种装置可以被设计为具有功耗被保持为绝对最小值的长深度睡眠周期。具有长睡眠周期的IoT装置在此处被称为“休眠”IoT装置。通常，“休眠”IoT装置是具有睡眠周期的装置，该睡眠周期比装置为了维持与远程服务器的活动TCP连接而必须向远程服务器发送保活消息的时段更长。在装置变得活动(即，“醒来”)时，重要的是保持装置处于活动模式的时间尽可能短，以降低功耗。
然而，将长期连接用于IoT装置具有若干缺点。例如，“保活”消息和分组到IoT装置的发送必须与IoT装置的醒来周期同步。而且，发送保活消息消耗功率，并且即使IoT装置没有任何有效载荷数据要发送或接收，装置也必须是活动的以发送消息。
如果IoT装置处于睡眠模式，则不可以向IoT装置递送分组。如果一个或若干分组丢失，则在TCP层将触发拥塞控制。这将使得服务器自动压制从服务器到IoT装置的数据流量，该数据流量在装置醒来时可能使得装置在活动模式下保持更长时间段。
另外，在接触云服务器时经历的往返行程传输时间与接入装置的家庭网络中的资源所需的时间相比可能长。长往返行程时间可能使得IoT装置在活动模式下保持比期望更长的时间，这导致IoT装置的不期望功耗。
上述问题对于采用正常请求/响应范式的休眠IoT装置可能发生。例如，在传输层安全(TLS)握手期间，可以转移若干千字节的数据。在IoT装置的睡眠周期被调谐以用于发送/接收少量数据时，如果向IoT装置发送响应花费非常长的时间，则可能触发TCP重新传输，因为IoT装置在发送响应时可能离线。在这种情况下，数据可能多次被发送到IoT装置，并且副本将用TCP副本去除来去除。另外，由于重新传输而可能触发TCP拥塞控制，这将压制数据流量。
本发明概念的一些实施方式提供一种解决通过TCP/IP通信网络与休眠IoT装置通信的问题的架构。特别地，一些实施方式提供一种家庭网络中的管理用于休眠IoT装置的TCP/IP通信链路的代理服务器。凭借如此处描述那样配置的代理服务器的存在，云服务器可以没有任何修改地运行用于到休眠IoT装置的TLS/TCP连接的标准配置文件。此处所描述的架构还提供与使用COAP/DTLS至HTTP/TLS协议转换器的解决方案不同的端到端传输层安全。此处所描述的功能作为IoT装置与代理服务器之间的密切关系的结果来实施。而且，IoT装置可以将任务委托给跟踪IoT装置的睡眠周期/状态的代理。
一些实施方式提供一种在此处被称为用于休眠装置的代理(PSD)的网络元件。PSD充当IoT装置与远程服务器之间的节点。PSD处理两个TCP连接：从IoT装置到PSD的一个、从PSD到远程服务器的一个。PSD在连接之间中继分组。因为中继所有分组，所以TCP以上的所有协议保持不被PSD触摸。例如，可以在IoT装置与远程服务器之间设置具有TLS的端到端传输安全。
图1例示了设置在家庭网络100中的PSD 20。家庭网络100例如可以为公司LAN、传感器网络、家庭网络或包括IoT装置10的任意其它通信网络。家庭网络100还包括网络地址转换(NAT)防火墙功能30，该NAT防火墙功能控制分组到家庭网络100中和离开家庭网络100的流动。NAT/防火墙功能30例如可以在网关中实施，该网关将家庭网络100连接到外部网络，诸如可以为例如因特网的IP网络40。现有技术中公知NAT/防火墙功能。
IoT装置10借助家庭网络100和外部网络40与远程服务器50通信。远程服务器50可以被称为“云服务器”。然而，将理解，远程服务器可以为与IoT装置10通信的任意装置。在许多IoT应用中，远程服务器50借助IP网络40从多个IoT装置收集数据。例如，由远程服务器50收集的数据可以包括由远程服务器50处理、存储、转发或以其它方式处理的传感器数据。
PSD 20设置在IP网络40与IoT装置10之间，特别是位于IoT装置10与家庭网络40的NAT/防火墙功能30之间。从该位置，PSD 20管理IoT装置10的所有进入和外出通信。如以下将更详细描述的，IoT装置10可以为“休眠”装置，因为IoT装置10可以尝试在低功率或睡眠模式下保持尽可能多的时间。因此，IoT装置10可以寻求限制在IoT装置10“醒着”时数据到小活动窗口的发送和接收。
在IoT装置10醒着的时间期间，它可以与远程服务器50维持活动分组数据协议(PDP)上下文。根据各种实施方式，在IoT装置“睡着”或处于低功率模式时，可以由PSD 20代表IoT装置10维持IoT装置10的PDP上下文。由此，从远程服务器50的角度来看，即使在IoT装置10处于睡眠模式时，可能看起来IoT装置10也是醒着的并且响应。
为了避免在IoT装置10处于睡眠模式时从服务器发送的分组被丢弃，PSD 20可以被配置为缓冲从远程服务器50接收的分组，直到IoT装置10再次变得活动。这将在IoT装置10处于睡眠模式的同时避免分组丢失。另外，因为一旦已经缓冲分组，则PSD 20可以向远程服务器50发送分组的应答，所以不在远程服务器50处触发重新传输和拥塞控制。
在IoT装置10变得活动时，PSD 20可以被配置为向IoT装置10发送所有之前已排队的分组。因为PSD 20位于IoT装置10的家庭网络100中，所以可以以低时延递送所缓冲的分组，并且与IoT装置10必须等待来自远程服务器50的分组的情形相比，IoT装置10可以更快速地返回到更低功率模式。
图2例示了在由各装置实施的协议方面在IoT装置10、PSD 20、NAT/防火墙功能30以及远程服务器50之间的逻辑关系。图2所例示的层与计算机通信的开放系统互连(OSI)模型中的层大致对应。OSI模型是将用于通信任务的响应度分成层的公知模型，这些层包括(自下而上)物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、应用层以及表示层。
如图2中可以看到的，PSD 20仅实施与OSI模型的传输层、网络层以及物理层对应的TCP、IP以及更低协议。PSD 20不与传输层以上的层交互，传输层是实施事务层安全(TLS)协议和超文本传输协议(HTTP)的位置。由此，HTTP和TLS流借助PSD 20从IoT装置10传递到远程服务器50，并且不受PSD 20影响。这样，系统可以维持用于IoT装置10与远程服务器50之间的连接的端到端事务层安全。同时，PSD 20通过使用由PSD 20代表IoT装置10向远程服务器50发送的保活消息和应答(ACK)，在即使IoT装置10处于睡眠模式时也维持IoT装置10与远程服务器50之间的TCP连接(连同有关PDP上下文一起)。
在一些实施方式中，PSD 20可以具有允许PSD 20检测IoT装置10何时活动的机制。这种功能可以以若干方式来实施。例如，在一些实施方式中，IoT装置10和PSD 20可以使用时间同步协议来同步它们的时钟。如果IoT装置10向PSD 20公开其睡眠周期，则PSD 20仅可以在IoT装置10活动时向IoT装置10发送分组。在一些实施方式中，PSD 20可以被配置为通过使用低功率无线电协议检测来自装置的信令来检测IoT装置10是活动的。例如，PSD 20可以被配置为检测IoT装置10是否正在使用蓝牙或Zigbee发送器发送。
在一些实施方式中，PSD 20可以通过监视来自IoT装置10的信令来了解IoT装置10从活动状态过渡到不活动状态的周期性。
在其它实施方式中，PSD 20可以通过接收来自IoT装置10的显性控制消息或任意其它类型的网络流量二者之一来检测何时存在从IoT装置10到网络生成的流量。来自IoT装置10的IP流量在PSD 20处的接收可以触发PSD 20清空针对IoT装置10缓冲的所有分组。
如上所述，长期TCP连接可以用于维持借助NAT/防火墙进行的TCP连接。通过将PSD20定位在保护IoT装置10的最后一个NAT或防火墙后面，足以从PSD 20向远程服务器发送保活消息。因此，IoT装置10在发送新保活消息时不需要醒来。PSD 20将维持长期连接。
PSD 20在IoT装置10具有有限资源的系统中可以是特别有利的，在该系统中，从在IoT装置10与位于IoT装置10的家庭网络外部(诸如在云中)的远程服务器之间的端到端提供传输层安全。
根据各种实施方式，PSD 20可以被配置为在IoT装置10处于睡眠模式时缓冲分组，并且向远程服务器发回应答(ACK)，使得不由远程服务器发起TCP重新传输/拥塞控制。
例如，图3是例示了IoT装置10、PSD 20以及远程服务器50之间的各种消息流。参照图3，远程服务器50可以借助于TCP发送消息来向IoT装置10发送大量分组112。PSD 20用TCPAck消息114来应答分组，然后确定IoT装置10当前是活动还是睡着。在该示例中，PSD 20确定IoT装置当前睡着，因此PSD 20将分组缓冲在存储器中(框115)，直到IoT装置10在时间T1变得活动为止。一旦IoT装置10已经变得活动，则PSD 20开始向IoT装置10发送所缓冲的分组。在该示例中，在家庭网络中发送的分组的分组尺寸小于从远程服务器50接收的分组的分组尺寸，因此PSD 20可以将分组重新封装为更大数量的更小分组。
在该示例中，PSD 20缓冲来自远程服务器50的三个分组，并且将分组重新封装为用于发送到IoT装置10的四个分组。在该示例中，PSD 20经由TCP发送消息向IoT装置10发送两个分组116。两个分组由IoT装置10经由TCP ACK消息118来应答，其后，IoT装置10在时间T2返回到睡眠模式。
PSD 10然后等待，直到IoT装置10在经由TCP发送消息发送剩余的两个分组120之前在时间T3再次变得活动为止。IoT装置10对分组进行应答，并且在时间T4返回到睡眠模式。
PSD 20可以在时间T3检测IoT装置10何时变得活动，并且在该时间向IoT装置10递送所缓冲的分组。此外，PSD 20可以向远程服务器发送保活消息，以在不唤醒IoT装置10的情况下借助任意防火墙/NAT代表IoT装置10保持连接。
图4是例示了使用保活消息来维持IoT装置10与远程服务器50之间的TCP连接的流程图。在醒着时，IoT装置10向远程服务器50发送TCP连接消息122。(将理解，如针对TCP连接消息122(甚至在图4中被示出为穿过PSD 20的单个消息的消息)例示的，在IoT装置10与远程服务器50之间发送/接收的所有消息首先由PSD 20接收并且被转发到远程服务器50或IoT装置10上。)
然后，远程服务器50和IoT装置10执行TLS握手交换124，以在节点之间建立端到端事务层安全。在仍然处于活动模式时，IoT装置10向远程服务器50发送HTTP请求126，该请求用HTTP响应128来响应。在接收到HTTP响应128之后，在时间T1，IoT装置10进入睡眠模式。例如基于预定时间表，IoT装置10可以通知PSD 20它正进入睡眠模式，或者PSD 20可以知晓IoT装置处于睡眠模式。IoT装置10可以保持在睡眠模式，直到稍后时间T2为止。在T1与T2之间的时段期间，PSD 20可以向服务器50发送周期“保活”消息130，以保持服务器50与IoT装置10之间的TCP连接活动。
在时间T2之后，IoT装置10醒来。因为在IoT装置处于睡眠模式时，已经由PSD 20维持IoT装置10与远程服务器50之间的TCP连接，所以IoT装置可以在不必须经由TCP连接消息和TLS握手重建与远程服务器50的TLS会话的情况下，向远程服务器50立即发送HTTP请求132。远程服务器50还可以用HTTP响应134来响应。
图5例示了在用保活消息维持TCP连接时由PSD 20进行的缓冲的使用。在图5所例示的示例中，IoT装置10借助于TCP连接消息142发起与远程服务器50的TCP连接。一旦已经发起TCP连接，远程服务器就可以通过发起与IoT装置10的TLS握手144来建立事务层安全。IoT装置10然后可以经由PSD 20向远程服务器50发送HTTP请求146。PSD 20接收HTTP请求146，并且作为响应向IoT装置10发送请求的应答。IoT装置然后可以在不必须等待来自远程服务器的应答的情况下，在时间T1进入睡眠模式。同时，PSD 20向远程服务器50转发HTTP请求，作为HTTP请求148。HTTP请求148可以在IoT装置已经进入睡眠模式之后由远程服务器50来应答。在IoT装置10处于睡眠模式时，PSD 20可以向远程服务器50发送一个或更多个“保活”消息，以代表IoT装置10维持TCP连接。
在IoT装置处于睡眠模式时，PSD 20可以接收、缓冲并且应答由远程服务器50向IoT装置10发送的HTTP请求和响应152。一旦PSD已经检测到IoT装置10在时间T2再次是活动的，则PSD 20可以向IoT装置10转发所缓冲的HTTP请求/响应152，作为HTTP请求/响应154。
虽然缓冲分组和发送应答在分组切换通信系统(诸如IETF CoAP<->HTTP代理)中是常见活动，但这种系统无法提供服务器与IoT装置之间的端到端安全性。而且，IETF HTTP不为休眠装置提供支持。
另外，在松散同步的网络(诸如3GPP)可以检测装置何时活动并且仅在活动PDP上下文存在时发送分组时，这种系统无法支持端到端TLS/TCP连接。相反，如此处所描述的使用PSD 20来代表IoT装置维持HTTP/TLS连接可以在维持端到端传输层安全的同时良好地拓展到大量用户。
图6中例示了根据各种实施方式的PSD 20的操作。参照图1和图6，在将IoT装置10添加到家庭网络100时，IoT装置10可以向PSD 20登记其自己(框620)。作为登记处理的一部分，IoT装置10可以向PSD 20可选地提供睡眠模式或睡眠时间表，该睡眠模式或睡眠时间表通知PSD 20IoT装置何时将睡着和它将何时醒来(框622)。IoT装置10和PSD 20还可以可选地交换用于同步的时间戳。
PSD 20然后进入被动监视模式，在该模式下，PSD 20监视到/来自IoT装置10的网络通信(框624)，但不具有分组缓冲器中的任何已存储分组。在框626处，PSD 20确定是否已经从外部服务器接收发往IoT装置10的分组。如果否，则PSD在框624处继续监视通信。
如果PSD 20在框626处接收到发往IoT装置10的分组，则PSD 20将分组存储在分组缓冲器中(框628)。
PSD 20然后确定IoT装置10当前是否处于睡眠模式(框630)。该确定可以通过向IoT装置10发送测试分组或由任意其它合适的方法，基于由IoT装置10提供的睡眠模式来进行。
如果在框630处确定IoT装置当前不处于睡眠模式，则PSD 20清空分组缓冲器，这使得分组借助家庭网络100被发送到IoT装置10。
然而，如果确定IoT装置10处于睡眠模式，则PSD 20将已存储的分组保持在分组缓冲器中，并且进入主动监视模式，在该模式下，PSD 20在将分组存储在分组缓冲器中的同时继续监视针对发往IoT装置的分组的网络(框634)。在主动监视模式下，PSD 20在框636处确定是否在PSD 20处接收发往IoT装置的分组。如果是这样，则PSD 20将分组存储在分组缓冲器中(框628)，并且在框630处再次检查以查看IoT装置10是否仍然处于睡眠模式。如果在框636处没有分组被接收，则PSD 20再次检查以查看IoT装置10是否处于睡眠模式，并且如果是这样，则PSD保持在主动监视模式。
图7A是可以由PSD 20执行的另外操作的框图。图6和图7A所例示的操作可以彼此同时、连续地或排它地执行。
参照图1和图7A，在将IoT装置10添加到家庭网络100时，IoT装置10可以向PSD 20登记其自己(框720)。作为登记处理的一部分，IoT装置10可以向PSD 20可选地提供睡眠模式或睡眠时间表，该睡眠模式或睡眠时间表通知PSD 20IoT装置何时将休眠和它将何时醒来。IoT装置10和PSD 20还可以可选地交换用于同步的时间戳。
PSD 20在框722处等待，直到IoT装置10已经与远程服务器建立TCP连接为止。
PSD 20然后在框726处确定IoT装置10是否处于睡眠模式。如果否，则PSD 20可以继续监视IoT装置10，直到它确定IoT装置10处于睡眠模式为止。一旦IoT装置已经进入睡眠模式，则PSD 20在框728处启动定时器，并且在框730处监视定时器是否到期。定时器可以被设置为小于针对与IoT装置的TCP连接设置的超时时段的值。即，定时器值可以基于预期最短可能时间间隔，在该间隔之后，网络NAT/防火墙将在消息已经穿过它之后关闭TCP连接。
一旦定时器到期，PSD 20就在框732处确定IoT装置是否仍然处于睡眠模式，并且如果是这样，则PSD 20向与IoT装置10具有TCP连接的远程服务器发送保活消息(框734)。操作然后进行到框728，其中，PSD 20再次启动定时器。如果IoT装置不处于睡眠模式，则PSDD20检查以查看它是否已经缓冲用于IoT装置10的任意分组(框736)，并且如果是这样，则代表IoT装置10发送保活消息，使得TCP连接将在IoT装置处理所缓冲分组的同时不超时。如果没有分组被缓冲，则操作返回到框726。
图7B例示了另选方法，在该方法中，PSD 20不检查以查看IoT装置10是否处于睡眠模式，而是简单地等待IoT装置10创建到远程服务器的TCP连接(框722)，然后启动定时器(框728)，等待定时器到期(框730)，然后向远程服务器发送保活消息(框734)。
图8是被配置为执行根据此处所公开的一个或更多个实施方式的操作的PSD 20的示意框图。PSD 20包括收发器220、处理器电路202以及包含计算机可读程序代码212的存储器电路210。
收发器220被配置为借助无线空中接口与网络节点通信，该网络节点的示例是IoT10。处理器电路202可以包括一个或更多个数据处理电路，诸如通用和/或专用处理器，例如，微处理器和/或数字信号处理器。处理器电路202被配置为执行存储电路210中的计算机可读程序代码212，以执行此处被描述为由PSD执行的操作中的至少一些。
图9是根据一些实施方式的PSD 20的功能框图。特别地，PSD 20包括代理模块232，该代理模块用于监视(624)向/从IoT装置10发送的分组，并且确定(630)IoT装置10是否处于睡眠模式。PSD 20可以包括：缓冲模块234，该缓冲模块用于存储(628)发往IoT装置的分组；和发送模块236，该发送模块用于在IoT装置10不再处于睡眠模式时向IoT装置10发送(632)所缓冲的分组。
另外定义和实施方式：
在本公开的各种实施方式的以上描述中，应理解，此处所用的术语仅是为了描述特定实施方式的目的且不旨在限制本发明。除非另外限定，否则此处所用的所有术语(包括科技术语)具有与由本公开所属领域中的一个普通技术人员通常理解的相同含义。还将理解，诸如在常用词典中定义的那些术语的术语应被解释为具有与它们在本说明书和相关领域的语境中的含义一致的含义，并且将不在此处明确地如此定义的理想化或过于正式的意义上解释。
附图中的流程图和框图例示根据本公开的各种方面的系统、方法以及计算机程序产品的可能实施的架构、功能以及操作。在这一点上，流程图或框图中的各框可以表示包括用于实施指定逻辑功能的一个或更多个可执行指令的模块、片段或代码的一部分。还应注意，在一些另选实施中，框中注释的功能可以在附图中所注释的顺序之外的顺序发生。例如，连续示出的两个框实际上可以大致同时执行，或者框有时可以以相反的顺序来执行，这取决于所涉及的功能。还将注意，框图和/或流程图的各框以及框图和/或流程图中的框的组合可以由基于专用硬件的系统来实施，这些系统执行专用硬件和计算机指令的指定功能或动作或组合。
此处所用的术语仅用于描述特定方面的目的，并且不旨在限制本公开。如这里所用的，单数形式“一”和“一个”旨在也包括复数形式，除非上下文另外清楚指示。还将理解，术语“包括”在本说明书中使用时指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组的存在或添加。如此处所用的，术语“和/或”包括关联所列项中的一个或更多个的任意和所有组合。同样的附图标记贯穿附图的描述表示同样的元件。
以下权利要求中的任意装置或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作以及等同物旨在包括用于结合如特别要求保护的其它要求保护元件来执行功能的任意所公开结构、材料或动作。对本公开的描述是为了例示和描述的目的而提出的，并非旨在穷尽的或者限于所公开形式的公开。许多修改例和变型例将在不偏离本公开的范围和精神的情况下对于本领域普通技术人员是显而易见的。选择并描述此处公开的方面以便最佳地说明本公开的原理和实际应用，并且使得本领域其它普通技术人员能够理解本公开以及适合于所设想的具体用途的各种修改。

Claims (19)

1.一种代理装置，所述代理装置包括：
处理器电路(202)；
存储器(210)，所述存储器联接到所述处理器电路；以及
网络接口(220)，所述网络接口联接到所述处理器电路；
其中，所述处理器电路被配置为用作与物联网IoT装置的网络通信的代理，所述IoT装置位于与所述代理装置相同的家庭网络内；
其中，所述处理器电路被配置为确定(630)所述IoT装置是否处于所述IoT装置不能发送或接收网络通信的睡眠模式；
其中，所述处理器电路被配置为响应于确定所述IoT装置处于睡眠模式，存储(628)代表所述IoT装置从远程服务器接收的网络通信，直到确定所述IoT装置已经进入所述IoT装置能够发送和接收网络通信的活动模式为止；以及
其中，所述处理器电路被配置为响应于确定所述IoT装置已经从睡眠模式切换到活动模式，向所述IoT装置发送(632)所存储的网络通信。
2.根据权利要求1所述的代理装置，其中，所述处理器电路被配置为基于确定所述IoT装置处于睡眠模式，向所述远程服务器发送保活消息。
3.根据权利要求1或2所述的代理装置，其中，所述处理器电路被配置为基于由所述IoT装置向所述代理装置提供的睡眠模式时间表，确定所述IoT装置是否处于睡眠模式。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的代理装置，其中，所述处理器电路被配置为响应于通过低功率无线电协议检测来自所述IoT装置的信令，确定所述IoT装置是否处于睡眠模式。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的代理装置，其中，所述处理器电路被配置为响应于接收到来自所述IoT装置的显式控制消息，确定所述IoT装置不再处于睡眠模式。
6.根据权利要求1至5中的任一项所述的代理装置，其中，所述处理器电路被配置为响应于接收到来自所述IoT装置的网络通信，确定所述IoT装置不再处于睡眠模式。
7.根据权利要求1至6中的任一项所述的代理装置，其中，所述处理器电路被配置为实施传输控制协议TCP和低层协议，并且原样地把高层协议通信传递给所述IoT装置。
8.根据权利要求7所述的代理装置，其中，所述高层协议通信包括传输层安全TLS协议。
9.根据权利要求7所述的代理装置，其中，所述高层协议通信包括超文本传输协议HTTP协议。
10.一种方法，所述方法包括以下步骤：
在联接到家庭网络的代理装置处确定(630)所述家庭网络中的物联网IoT装置是否处于所述IoT装置不能发送或接收网络通信的睡眠模式；
响应于确定所述IoT装置处于所述睡眠模式，存储(628)发往所述IoT装置并且在所述代理装置处代表所述IoT装置从所述家庭网络外部的远程服务器接收的网络通信，直到确定所述IoT装置已经进入所述IoT装置能够发送和接收网络通信的活动模式为止；以及
响应于确定所述IoT装置已经进入活动模式，向所述IoT装置发送(632)所存储的网络通信。
11.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在所述IoT装置处于睡眠模式时，向所述远程服务器发送(734)保活消息。
12.根据权利要求10或11所述的方法，所述方法还包括以下步骤：基于由所述IoT装置向所述代理装置提供的睡眠模式时间表，确定所述IoT装置是否处于睡眠模式。
13.根据权利要求10至12中的任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：响应于通过低功率无线电协议检测来自所述IoT装置的信令，确定所述IoT装置是否处于睡眠模式。
14.根据权利要求10至13中的任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：响应于接收到来自所述IoT装置的显式控制消息，确定所述IoT装置不再处于睡眠模式。
15.根据权利要求10至14中的任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：响应于接收到来自所述IoT装置的网络通信，确定所述IoT装置不再处于睡眠模式。
16.根据权利要求10至15中的任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：在所述代理装置处实施传输控制协议TCP和低层协议，并且原样地把高层协议通信透过所述代理装置传递给所述IoT装置。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述高层协议通信包括传输层安全TLS协议。
18.根据权利要求16所述的方法，其中，所述高层协议通信包括超文本传输协议HTTP协议。
19.一种代理装置，所述代理装置包括：
处理器电路(202)；
存储器(210)，所述存储器联接到所述处理器电路；
所述存储器中的代理模块(232)，所述代理模块用于确定所述IoT装置是否处于所述IoT装置不能发送或接收网络通信的睡眠模式；
所述存储器中的缓冲模块(234)，所述缓冲模块用于响应于确定所述IoT装置处于睡眠模式，存储代表所述IoT装置从远程服务器接收的网络通信，直到确定所述IoT装置已经进入所述IoT装置能够发送和接收网络通信的活动模式为止；以及
发送模块(236)，所述发送模块用于响应于确定所述IoT装置已经进入活动模式，向所述IoT装置发送所存储的网络通信。
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