CN1357187A - 用于通信的方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明总地涉及在通信WAN中路由器的配置,并且更具体地涉及在WAN中人工配置路由器的大量工作的问题和对自动化该配置过程的需要。一个新节点被添加到内部网络内的一个现有路由器上。将对该节点进行配置以使其作为一个路由器。在该现有路由器和该新节点之间建立一条物理连接和一条点到点链路。启动一个路由协议以使得该新节点发送和检索IP业务成为可能。新节点自动发现必要资源以便接收配置信息。通过该配置信息,新节点被自动配置。

Description

用于通信的方法和系统
发明领域
本发明涉及IP(互联网协议)内部网络领域，以及更具体涉及用于自动配置通信系统中的路由器的方法、IP内部网络和路由器。
相关技术描述
为基于IP的LAN上的主机提供自动配置的业务是可用的并且被广泛地使用。
已经开发了几种协议和业务以在IP网络中执行自动配置。然而，现有的用于IP自动配置的解决方案中大多数方案被设计成仅用于LAN(局域网)并且没有涉及WAN(广域网)和路由器。DHCP(动态主机配置协议)RFC甚至明确地说不应该自动配置路由器。按照DHCP FAQ(常见问答)的理由是路由器不应该依靠其他的服务器来起作用，并且在维护和调试路由器中重要的是知道它们的确切配置而不是依靠一个自动配置的路由器。
对于LAN这是正确的，因为路由器数量很少并且人工地配置它们并不是一个大问题。但另一方面，在一个WAN中，路由器是频繁出现的并且某种自动配置似乎是必要的。
网络情况：
大多数时间传输网络是静态的。当用一个新的主机或者路由器扩展该网络时会发生变化。当一个新节点被连接到WAN中的一个现有路由器上时，需要配置它。第一步将该节点配置作为一个主机工作，但是当串联连接另一个节点时，它必须也准备进行路由器操作。在另一情况中能有几个同时增加的串联节点，并且必须逐个配置以使其作为一个路由器。在这些网络情况中主机被动态地添加。
现在描述几个用于自动配置的公知协议。给出为何这些协议中的某些协议不与上述的网络情况相关的一些说明。
ARP/RARP，地址解析协议和反向地址解析协议仅用于具有类似以太网和令牌环网的物理链路层地址的网络中。当从一个IP地址解析一个物理地址以及从一个物理地址解析一个IP地址时使用该协议。
当一个主机正在发送IP数据报给相同物理网络上的另一主机时始终使用ARP。该发送主机进行对该接收器的物理地址的ARP请求，然后向该物理地址发送IP数据报。
RARP用于自动配置。当一个不知道其IP地址的主机启动时，它发出一个包含其自己的物理地址(该地址已知)的RARP请求。具有一个包含物理地址以及对应IP地址的数据库的RARP服务器通过向该主机发送IP地址来应答该请求。
所有ARP/RARP通信都在物理层上使用物理层分组来执行。因此在一个RARP响应中发送的信息量受到该物理层分组大小的限制。将在当前网络情况中使用的点到点链路没有物理层地址，因而没有ARP/RARP。
引导自举协议类似用于自动配置的RARP，但是引导比RARP更复杂。RARP仅向主机提供一个IP地址，而引导还将会发送类似缺省路由器，子网屏蔽，TFTP(琐碎文件传输协议)服务器地址及其他可配置信息的其他的配置参数。一个引导服务器提供被给予主机的信息。包括主机IP地址的所有信息必须在该引导服务器中被预配置；因而引导对于动态地增加主机并没有帮助。
使用UDP(用户数据报协议)/IP数据报来执行引导通信。当一个主机启动并且需要被配置时，它在其子网上广播一个引导请求。该引导请求包含一个唯一地识别该主机的标志符串。经常使用该主机的物理层地址。一个引导服务器拾取该请求并且对比其数据库来匹配该标志符。如果该服务器拥有用于该主机的配置信息，则通过广播送回一个引导响应。
因为引导依靠UDP/IP数据报，所以在被配置以自己的IP地址之前，将被配置的主机必须能够通过广播来发送和接收IP数据报。将用于当前网络情况中的PPP链路不能发送或者接受IP数据报，直到该链接被配置以IP地址。
DHCP，动态主机配置协议是以引导为基础的并且很相似，而且提供向网络动态添加主机的功能性。当DHCP服务器从未知主机接收一个IP地址的请求时，该服务器从其空闲的地址池中选取一个IP地址并且给该主机一个限时的租用。该主机遂不得不在该期限到期之前发送另一请求以重新开始该租用。DHCP服务器在一个数据库中存储有关租用的IP地址的信息。这样当从一个已知的主机接收到请求时，能够在该响应中发送与该主机上次具有的相同的IP地址。
类似于引导，DHCP不在PPP链路上工作。
IPCP，IP控制协议是PPP中网络层控制协议族中的其中一个协议。一旦点到点链路层建立，该网络层控制协议被用于配置网络层(在目前网络中是IP)的必要的属性。
IPCP提供用于IP地址，IP压缩协议以及DNS服务器的配置的选项。怎样选取分配的IP地址取决于该PPP服务器的实施。一种可能性是可以从DHCP服务器检索该地址。在那种情况下该PPP服务器的动作如同一个DHCP客户机。
DNS，域名系统将互联网主机名转换成为IP地址并且进行相反方向的转换。每当一个应用需要与仅已知主机名的另一主机通信时，必须首先执行该IP地址的DNS查找。该DNS查找通常通过主机操作系统的TCP/IP实施中的解析器业务来执行。该解析器向通常位于本地网络上的DNS服务器发送一个请求。该解析器需要被预配置有主用和备用DNS服务器的IP地址。DNS服务器从其名称到地址映射的数据库中查找所请求的IP地址并且将一个应答发送回该解析器。
在类似互联网的大型网络上，DNS服务器以一种分级的方式连接。下级的服务器在该分级结构中向上递送对它们未知的主机的请求。上级的服务器知道下级的所有服务器以及它们管理哪些服务器。在最高级上有一种用于每个互联网顶级域(类似.se，.com和.net)的顶级服务器。该顶级服务器知道所有其他的顶级服务器并且可以向适当的服务器递送请求。所有服务器都高速缓冲存储所递送请求的结果以便有更好的性能。
DNS服务器必须配置有对于该服务器负责的所有主机的名称到地址以及地址到名称的映射。这个配置以前是非常静态的，所以在DNS与DHCP一起使用时会引起问题。如果一个主机经由DHCP得到一个新的IP地址，则其DNS映射不再适用。对于DNS和DHCP的扩展允许一个主机请求该DHCP服务器更新该DNS映射。
TFTP琐碎文件传输协议是文件传输协议(FTP)的一种简单形式。TFTP经常被用于向主机和路由器传递配置数据。无盘主机经常使用引导或者DHCP来检索其IP地址和TFTP IP地址以及一条通向TFT服务器上文件的路径。包含主机操作系统的文件被从该TFTP服务器下载并且启动。
在WAN中要被配置的路由器数量增加的情况中，会产生大量人工工作，所以需要一种更自动的解决方案。
发明概要
本发明总地涉及在通信WAN中路由器的配置，并且更具体地涉及在WAN中人工配置路由器的大量工作的问题和对自动化该配置过程的需要。
一个自动配置路由器的问题是该路由器发现到拥有配置信息的必要资源的地址。
因此本发明的目的是解决以上问题。
上述的问题通过一种通信系统来解决，其中要被配置的路由器自动发现它可以从中获得配置信息的必要资源。
以下自动配置路由器的情况描述了本发明的构思。
一个新节点被添加到该内联网内现有的路由器上。将对该节点进行配置以使其作为一个路由器。在该现有路由器和该新节点之间建立一条物理连接和一条点到点链路。启动一个路由协议以使得该新节点发送和检索IP业务成为可能。该新节点自动发现必要资源以便接收配置信息。通过该配置信息，该新节点被自动配置。
本发明的一个优点是不要求人工配置。
另一个优点是本发明使执行一个远程配置成为可能。
再一个优点是本发明使配置全部的内联网即集中进行配置成为可能，并且使将该配置服务器放置到内部网络内的一个中央位置成为可能。
本发明的又一个优点是可以使用标准协议，而不需要特别设计的协议。
本发明的另一个优点是将更快地执行配置。
本发明适用性的更大范围将从以下给定的详述中变得明显。然而应当理解在指出本发明的优选实施方案时是仅仅通过例证的方式给定详述和特定例子，因为根据这个详述，本发明精神和范围内的种种变化和修改对本领域的技术人员将变得明显。
附图简述
图1显示本发明的一般方法的流程图。
图2显示一个按照本发明的路由器。
图3显示一个按照本发明的IP内部网络的概观。
图4显示一个按照本发明的IP内部网络的实施例。
图5显示另一个按照本发明的IP内部网络的实施例
图6显示再一个按照本发明的IP内部网络的实施例。
图7显示又一个按照本发明的IP内部网络的实施例。
优选实施例描述
图1显示在一个IP内部网络中自动配置一个新节点以便使其作为一个路由器的可能情况的流程图，例如当将该新节点添加到一个IP内部网络内的现有路由器上时。配置意味着下载软件、调节参数和启动。第一步将在该新节点和该现有路由器之间建立101一条物理连接。在该物理连接上是一条已经建立的点到点链路102。一个例子是PPP(点到点的协议)链路，但是它也可能使用另一个支持IP的链路协议。当已经建立点到点链路时，现有路由器注意到该新节点。为了能够使得IP通信成为可能，该新节点必须通过IPCP(IP控制协议)经由现有路由器向DHCP(动态主机配置协议)服务器请求一个IP地址103。该新节点不知道DHCP IP地址，但是首先接收该请求的现有路由器知道该DHCP IP地址，并将它添加到该请求中以及还将它发送到该DHCP服务器。该现有路由器还接收该IP地址请求的应答，并且将它递送给该新节点。还可能同时获得稍后可能有用的DNS IP地址或者DHCP IP地址。
为了继续该配置，该新节点必须能够自动地识别104到该内部网络上必要资源的地址，例如DNS(域名系统)服务器，一个所谓的DRC(动态路由器配置)服务器和一个所谓的RA(资源分配)服务器，它们都具有重要的配置信息，例如IP地址，地址掩码，用于接口的配置信息和内部网络配置信息。DRC和RA将在以后描述。这可以以不同的方式执行，这里给出三种不同的方式：
1.在本发明的一个实施例中，使用预配置的IP地址。在一个内联网内，在所有该网络内的路由器上可以对必要资源使用相同的静态的地址。现有路由器被预配置以该必要资源的地址，因而使得新节点经由该现有路由器从该必要资源获得该配置信息成为可能。
2.在本发明的另一个实施例中，该DNS和预配置的主机名被使用。对于所有必要资源定义和在该内联网内的所有现有路由器中预配置标准主机名。新节点可以向现有路由器请求标准主机名或者可以在该新节点中预配置该标准主机名。新节点然后使用同时检索的作为IP地址103的DNS IP地址来发送将该标准主机名解析成IP地址的请求。
3.在又一个实施例中，DHCP(动态主机配置协议)被使用。如果DHCP业务被扩展到允许已经有一个IP地址的主机检索配置信息，则这是可能的。新节点联系DHCP并且检索到该必要资源的IP地址。同时检索DHCP IP地址作为IP地址103。
在下载该配置信息到新节点并且设定该新节点内的相关参数之后，启动一个路由协议，例如OSPF(开放式最短路径优先)。此后称做新路由器的新节点联系DRC(动态路由器配置)服务器以得到OSPF配置信息。通过上面描述的其中一种方式来定位DRC服务器。启动例如OSPF的路由协议以在该新路由器和网络的其余部分之间建立网络连通性。
新路由器通过发送一个所谓的‘你好’(hello)消息而启动它自身，该消息通知该内部网络内的其他路由器有关它作为新添加到该内部网络的路由器的存在。
在本发明方法的一个实施例中，该内部网络是一个蜂窝系统内一个BSS(基站系统)的一部分。在这种情况下该新节点位于一个BTS(基站收发信台)内的同一位置，它必须启动以作为一个路由器。
将在后面描述BSS系统。
图2显示一个按照本发明的路由器201。该路由器是经由点到点链路202互连的IP内部网络的一部分并且该路由器具有用于检测203一个新添加的节点204的装置，该节点经由点到点链路202连接到该路由器。该路由器被连接到拥有配置信息的必要资源205。该新添加的路由器204识别该必要资源并且经由该路由器201获得配置信息以及被自动配置成作为一个路由器。
图3描述一个按照本发明的IP内部网络301。该内联网包括按照上面描述的路由器的路由器201，302以及必要资源，类似例如DNS(域名系统)服务器303，DHCP(动态主机配置协议)服务器304，一个所谓的DRC(动态路由器配置)服务器305以及一个所谓的RA(资源分配)服务器306，它们具有必要的配置信息，例如IP地址、地址掩码、用于接口的配置信息以及内部网络配置信息。路由器204，302以及必要资源303，304，305，306经由点到点链路202互连。当一个新节点204被添加到该内部网络301内的一个现有路由器201上时，该新节点204将通过自动地联系该必要资源以下载配置信息，校准相关参数以及启动它自身作为一个路由器来被自动配置成作为一个路由器。
DRC服务器305是一个服务器，它自动地向该新节点提供配置信息，例如OSPF(开放式最短路径优先)配置信息。
RA服务器306控制该传输网络内的资源，它获得有关该网络的自动配置信息并且当资源被需要时分配资源，即所谓的“按要求的资源分配”。
图4显示一个本发明的实施例，其中IP内部网络是蜂窝系统内BSS(基站系统)401的一部分。BSS 401包括经由点到点链路202互连的一个BSC(基站控制器)402、多个BTS(基站收发信台)403以及标准路由器404。BSC 402和上面描述的按照本发明的路由器406位于一处，以及BTS 403还和上面描述的按照本发明的路由器的各个路由器位于一处。当一个新BTS 407被连接到BSS 401内的现有BTS 403或者路由器404上时，它必须被配置。第一步将配置该新BTS 407以便使其充当一个主机BTS。然而当串联连接另一个BTS时，它还必须为路由器操作准备好。IP内部网络被连接到拥有配置信息的必要资源408，因而使自动配置该新BTS 407以使其作为一个路由器成为可能。
对于被自动配置的网络的三种可能的变化是：
1.一个新BTS 407被连接到在图4中的一个现有BTS 403上。
2.图5显示一个新BTS 501被连接到一个标准路由器404的实施例。
3.图5还说明另一个实施例，其中一个新路由器502被连接到一个BTS404。
图6显示一组新节点，包括BTS 601，603和标准路由器602，604，它们被同时级联添加，即串联连接。它们被添加到一个现有路由器404上，但是它们还可以被添加到一个和路由器位于一处的现有BTS上。该节点组被逐个地自动配置，从最靠近现有路由器404或者BTS的节点601开始，当节点601被自动配置时，后面是顺序的下一个节点602等等，以及节点603和604，直到该全部节点组被自动配置。
图7说明本发明的又一个实施例，其中除了一个已经被配置的并且因而是现有路由器的路由器706之外，内联网401中的所有路由器701，703，705和BTS 702，704正在被自动配置。最靠近该现有路由器706的路由器/BTS 701启动自动配置，当它们被配置时它们触发相邻路由器/BTS 702的自动配置，而当它们被配置时，它们触发它们的相邻路由器/BTS 703的自动配置，等等704，705，706，直到全部的BSS被自动配置。本发明这样被描述，显然同样可以在许多方面改变。这样的改变不应被认为是偏离本发明的范围，以及对本领域的技术人员很明显的所有这类的修改被确定为包括在以下权利要求的范围内。

Claims (18)

1.用于自动配置一个新节点(204)以使其作为一个路由器的方法，该节点是一个IP内部网络(301)的一部分，该IP内部网络(301)包括经由点到点链路(202)互连的路由器(201，302)，该方法包括以下步骤：
在该内部网络(301)内该新节点(204)和现有路由器(201)之间建立(101)一条物理连接；
在该物理连接上该新节点(204)和该现有路由器(201)之间建立(102)一条点到点链路(202)；
请求和检索(103)一个IP地址以便使得在该点到点链路(201)上该新节点(204)和该现有路由器之间的IP通信成为可能；
自动识别(104)对检索用于该新节点(204)的配置信息必不可少的资源(205)；
借助于该配置信息自动配置(105)该新节点(204)；以及
启动(103)一个路由协议以在该新节点(204)和内部网络(301)的其余部分之间建立网络连通性。
2.按照权利要求1的方法，还包括步骤：
向现有路由器(201)提供IP地址，识别所述必要资源，因而使得新节点经由现有路由器从该必要资源(205)获得配置信息成为可能。
3.按照权利要求1的方法，其中该方法还包括以下步骤：
向该新节点(204)提供为该必要资源(205)定义的标准主机名；
在该点到点链路建立(102)过程中获得一个DNS(域名系统)地址；以及
使用该DNS服务器(303)将该主机名解析成IP地址，因而使得该新节点(204)发现在该必要资源(205)处的配置信息成为可能。
4.按照权利要求1的方法，还包括以下步骤：
在该点到点链路的建立(102)过程中获得一个DHCP(动态主机配置协议)地址；以及
使用该DHCP服务器地址来识别提供该配置信息的必要资源(205)。
5.按照权利要求1的方法，还包括联系其中一个必要资源(205)以获得例如OSPF(开放式最短路径优先)的路由协议配置信息的步骤。
6.按照权利要求1的方法，其中启动(105)路由协议的步骤的执行是通过以下方式进行的，即：
发送一个所谓的“你好消息”以通知内部网络(301)内其他的路由器(302)：从此以后一个新路由器(204)是该内部网络(301)的一部分。
7.按照权利要求1的方法，其中IP内部网络是一个蜂窝系统内一个BSS(基站系统)(401)的一部分，以及要被配置成像一个路由器一样工作的新节点(407)和该内联网内的一个BTS(基站收发信台)位于一处。
8.按照权利要求1的方法，其中要被自动配置的一组新节点(601；602；603；604)被串联地添加到现有路由器上，其中连接到现有路由器(404)的第一新节点(01)被按照权利要求1中的步骤自动配置，然后还包括以下步骤：
启动最近地连接到上次配置的路由器的新节点的自动配置；以及
重复前一步骤直到该组中的所有节点被自动配置。
9.一种路由器(201)，其特征在于，包括用于检测(203)经由一条点到点链路(202)连接到该路由器(201)的新添加节点(204)的装置，该路由器(201)具有到具备配置信息的必要资源(205)的连接以便该新节点(204)可以经由该路由器(201)识别该必要资源(205)，获得配置信息以及被自动配置成开始作为一个路由器。
10.按照权利要求9的路由器(201)，其特征在于，至少其中一个必要的服务器是所谓的RA(资源分配)服务器(306)，它处理按要求的资源分配，该RA具有用于自动地获得有关该内部网络(301)的配置信息的装置。
11.按照权利要求9或者10的路由器，其特征在于，至少其中一个必要资源是所谓的DRC(动态路由器配置)服务器(305)，它具有用于自动地产生给该新节点的配置信息的装置。
12.按照权利要求9-11中任一权利要求的路由器，其特征在于，该(201)路由器与一个BTS(基站收发信台)(403)位于一处。
13.按照权利要求12的路由器，其特征在于，该要被自动配置的新添加节点是一个BTS(407)。
14.一种IP内部网络(301)，包括至少一个按照权利要求9-13中任一权利要求的路由器，该至少一个路由器经由点到点链路(201)通信，其特征在于，该内部网络(301)还包括具备配置信息的必要资源(304；305；306)，而且一个被添加到现有路由器(201)上的新节点(204)借助于该配置信息而被自动配置成开始作为该内部网络(301)内的一个路由器。
15.按照权利要求14的IP内部网络(301)，其特征在于，至少其中一个必要资源是所谓的DRC(动态路由器配置)服务器(305)，它能够自动地产生给该新节点(204)的配置信息。
16.按照权利要求14或者15的IP内部网络(301)，其特征在于，至少其中一个必要的服务器是所谓的RA(资源分配)服务器(306)，它能够自动地获得有关该内部网络(301)的配置信息并且处理按要求的资源分配。
17.按照权利要求9的IP内部网络，其特征在于，该IP内部网络是一个蜂窝系统内的BSS(基站系统)(401)的一部分，包括与路由器(406)位于一处的一个BSC(基站控制器)(402)和与一个路由器位于一处的至少一个BTS(基站收发信台)(403)，BSC和BTS经由点到点链路(202)互连。
18.按照权利要求12的IP内部网络，其特征在于，该新节点是一个BTS(407)，它被添加到一个现有BTS(403)上并且被自动配置成作为一个路由器。
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