CN1547828A - 用于访问作为宽带接入终端的嵌入式万维网服务器的方法、系统和计算机程序产品 - Google Patents

用于访问作为宽带接入终端的嵌入式万维网服务器的方法、系统和计算机程序产品 Download PDF

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Abstract

提供一种用于访问宽带接入终端的嵌入式万维网服务器的方法、系统和计算机程序产品，采用的方法是：监视通过宽带接入终端的广域网连接和/或局域网连接的通信，以便确定与所述广域网连接相关联的并且所述用户终端利用所述宽带接入终端进行访问的域名服务器和/或网关。当检测到所述宽带接入终端的广域网连接为不可用的时，宽带接入终端响应从所述用户终端到域名服务器和/或网关的通信，好像域名服务器和/或网关可以通过广域网访问一样。

Description

用于访问作为宽带接入终端的嵌入式万维 网服务器的方法、系统和计算机程序产品
发明背景
本发明一般地涉及通信领域，更具体地说涉及诸如数字用户线路、电缆或卫星网络通信等宽带接入。
诸如电缆调制解调器、数字用户线路(DSL)调制解调器和卫星调制解调器等宽带接入终端，一般利用传输控制协议/网间协议(TCP/IP)提供到因特网的高速、永远接通的连接。为了便于迅速展开宽带业务，位于客户宅院的接入终端最好能够向用户提供诊断信息。这样的诊断信息，例如，可以由宽带接入终端中的嵌入式万维网服务器提供，后者可以由万维网浏览器等利用例如超文本传输协议(HTTP)和TCP/IP来访问所述万维网服务器。
在某些传统的宽带接入终端(BAT)中，把万维网服务器、动态主机配置协议(DHCP)服务器和域名服务器(DNS)的图形处理程序能力嵌入BAT。当广域网(WAN)链路不可用时，嵌入式万维网服务器一般把专用的IP地址分配给诸如个人计算机等用户设备。DNS的图形处理程序功能解释对预定的通用资源定位器(URL)的DNS查询，并用嵌入式万维网服务器的IP地址响应。当BAT刚上电后WAN链路可用时，这样的BAT一般允许访问由嵌入式万维网服务器提供的诊断万维网网页，或者当BAT刚上电时WAN链路不可用时，使得用户设备稍后上电时可以从嵌入式DHCP服务器获得IP地址。
遗憾的是，如上所述，若正常运行一段时间之后WAN链路变得不可用，则传统的BAT便可能无法向用户终端提供对嵌入式万维网服务器的访问。在这种情况下，通常，可以通过WAN访问的业务提供商的DHCP服务器已经给用户设备分配了可全局路由选择的IP地址。可全局路由选择的IP地址一般具有相对较长的租借期限(lease)(例如，一天到到一个星期)。当用户试图访问BAT的嵌入式万维网服务器时，嵌入式万维网服务器可能不可用，因为用户设备中与地址转换协议(ARP)高速缓存中嵌入式万维网服务器对应的入口已经期满。ARP高速缓存中的入口一般在相对较短的时间(例如，10分钟)内期满。若用户重新启动用户设备或重新配置所述设备，则万维网服务器可能被访问，但是这样的操作可能是不适宜的，例如，因为一般用户可能并非技术人员，或者因为潜在的重要的诊断信息可能在重新启动的过程中丢失。
发明概述
本发明的实施例提供一种用于访问宽带接入终端的嵌入式万维网服务器的方法、系统和计算机程序产品，所述访问的方法是：监视通过宽带接入终端的广域网连接或局域网连接中至少一个的通信，以便确定与广域网相联系并且由用户终端利用宽带接入终端进行访问的域名服务器和/或网关。当宽带接入终端的广域网连接被检测为不可用时，宽带接入终端响应从用户终端到域名服务器和/或网关的通信，就像是域名服务器和/或网关可以通过广域网访问一样。
在本发明具体的实施例中，通过识别目的地是所述用户终端的动态主机配置协议(DHCP)分组、从所识别的DHCP分组提取用户终端的因特网协议(IP)地址、并从所识别的DHCP分组提取所述用户终端的媒体访问控制(MAC)地址，来监视通信。还从所识别的DHCP分组提取域名服务器或网关的IP地址。根据域名服务器或网关的IP地址，确定域名服务器或网关的MAC地址，而用户终端的IP地址、用户终端的MAC地址、域名服务器或网关的IP地址以及域名服务器或网关的MAC地址都是彼此相关联的。
附图简要说明
图1是适合于包括本发明实施例的宽带接入网络系统的方框图；
图2是说明当广域网连接可用时，访问嵌入式万维网服务器的传统的操作的流程图；
图3是说明当广域网连接不可用时，传统的宽带接入终端访问嵌入式万维网服务器的操作的流程图；
图4是按照本发明实施例的宽带接入终端的方框图；
图5是说明按照本发明实施例的宽带接入终端的操作的流程图；
图6A，6B，6C和6D分别是说明按照本发明实施例的宽带接入终端的监视器模块/电路、ARP代理服务器模块/电路、DNS中继模块/电路和DHCP服务器的操作的流程图；
图7是说明按照本发明实施例的宽带接入终端的典型操作的流程图；以及
图8是说明如果网关或域名服务器(DNS)的媒体访问控制(MAC)地址无效，按照本发明实施例的宽带接入终端的典型操作的流程图。
详细描述
下面将参考附图更全面地描述本发明，附图中示出本发明的说明性的实施例。但是，本发明可以用许多不同的形式实施，而不应该将其解释为限于下面提出的实施例，反之，提供这些实施例是为了使本公开更加彻底和完全，将向本专业的技术人员充分传达本发明的范围。
本专业的技术人员应该明白，本发明可以作为方法、数据处理系统或计算机程序产品实现。相应地，本发明可以采取全硬件实施例、全软件实施例或软件和硬件结合的实施例实施，软件和硬件方面在这里一般地称作“电路”。另外，本发明采取计算机可用的存储介质上的计算机程序产品的形式，具有被收录在所述介质中的计算机可用的程序代码工具。任何适当的计算机可读的介质均可使用，包括硬盘、CD-ROM、光存储装置、诸如支持因特网或企业网等的传输介质或磁存储介质。
用于执行本发明操作的计算机程序代码可以用诸如Java，Smalltalk或C++等面向对象的编程语言编制。但是，用于执行本发明的操作的计算机程序代码也可以用诸如C编程语言等传统的程序性编程语言编制。程序代码可以作为独立的软件包完全在用户计算机上运行，作为独立的软件包部分在用户计算机，部分在用户计算机上而部分在远程计算机上运行，或者整个在远程计算机上运行。在后一种情况下，远程计算机可以通过局域网(LAN)或广域网(WAN)连接到用户计算机，或者可以连接到外部计算机，例如，利用因特网业务提供商通过因特网连接。
下面将参考按照本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图说明和/或方框图和/或流程图来描述本发明。应该明白，流程图说明和/或方框图中的每一个方框都可以用计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理设备的处理器，以产生一种机构，使得通过计算机或可编程数据处理设备执行的指令建立用于实现流程图和/或方框图或流程图方框中指定的功能的工具。
这些计算机程序指令也可以存储在计算机可读的存储器中，所述指令可以指导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式运行，因此存储在计算机可读存储器中的指令产生包括实现在流程图或方框图的一个或多个方框中指定的功能的指令工具的制品。
计算机程序指令也可以装入计算机或可编程数据处理设备，使准备在计算机或可编程数据处理设备上执行一系列操作步骤形成由计算机实现的过程，使得在计算机或可编程的数据处理装置上执行的指令提供一系列步骤，用于实现流程图和/或方框图的一个或多个方框中规定的功能。
本发明的实施例提供对宽带接入终端中的嵌入式万维网服务器的访问，其中万维网服务器和连接到宽带接入终端的用户终端在不同的子网上。在这种情况下，宽带接入终端可以提供对层2发现消息的响应，诸如若网关或域名服务器(DNS)无法访问，则代表网关或DNS对ARP请求提供ARP响应。于是，宽带接入终端起着ARP代理服务器的作用，刷新用户终端的ARP高速缓存，使得嵌入式万维网服务器对URL的DNS请求可以由宽带接入终端截获，并可提供嵌入式万维网服务器的IP地址。因此，即使在到DNS的链路不可用时用户终端也可以访问嵌入式万维网服务器。
图1说明包括本发明实施例的宽带接入网络系统。如图1所示，最终用户宅院10、10’利用宽带接入终端12、12’提供最终用户宅院10、10’处的局域网(LAN)24、24’和广域网(WAN)22之间的通信，并访问业务提供商网络38。用户宅院10、10’处的局域网(LAN)24、24’向用户室内设备20、20’、20”(这里亦称“用户终端”)提供对宽带接入终端12、12’的访问。为了说明，以电缆调制解调器的形式说明宽带接入终端10、10’，所述电缆调制解调器连接到起业务提供商网络38的网关的作用的电缆调制解调器终端系统(CMTS)30。但是，电缆调制解调器以外的宽带接入技术也可以用于本发明的实施例中，诸如数字用户线路(DSL)或卫星通信调制解调器。此外，用户室内设备20、20’、20”可以是任何能从万维网服务器请求万维网网页的装置，诸如个人计算机、个人数字助理(PDA)、万维网使能电话等(在这里集体称为用户终端)。
正如图1还示出的，业务提供商网络38可以包括动态主机配置协议(DHCP)服务器32，后者向诸如宽带接入终端12、12’和用户室内设备20、20’、20”等装置分配因特网协议(IP)地址。还可以设置域名服务器(DNS)34，以便把域名还原到IP地址。此外，网关36可以提供从业务提供商网络38到因特网40或其他这样的网络的访问，以便允许访问业务提供商网络38以外的万维网服务器42。
宽带接入终端12、12’起桥接LAN和WAN接口之间的以太网分组的层2桥的作用。宽带接入终端12、12’也是IP主机。DHCP服务器32一般给宽带接入终端12、12’分配IP地址。这种IP地址一般是专用地址。宽带接入终端上电之后，用户终端20、20’、20”一般也上电。DHCP服务器32给用户终端20、20’、20”分配IP地址。一般给用户终端20、20’、20”分配可全局路由选择的IP地址，所述可全局路由选择的IP地址处在不同于分配给宽带接入终端12、12’的IP地址的子网上。
尽管图1中示出了具体的网络结构，本发明的实施例也可以用于不同的网络结构中。例如，附加的用户宅院10、10’可以被利用作为业务提供商网络38的其他配置。类似地，尽管在这里参考广域网和局域网的连接来描述本发明，但是，本专业的技术人员会理解，本发明的实施例可以用于两个局域网和/或两个广域网之间的宽带接入终端。
图2是说明当WAN和LAN均可用时，宽带接入终端某些操作实例的流程图。在图2示出的实例中，宽带接入终端被分配一个固定的IP地址，诸如，192.168.100.1。在宽带接入终端12，12’上电序列过程中，即使在从DHCP服务器32获得IP地址之前，也可以从LAN 24、24’一侧访问宽带接入终端12，12’。例如，用户可以点击用户终端20、20’、20”的浏览器，从LAN 24、24’一侧到IP地址192.168.100.1，取得诊断信息。或者，用户终端20、20’、20”可以使用预定的URL，诸如，MyModem，而不用IP地址192.168.100.1，来取得这样的诊断信息。
宽带接入终端12、12’从DHCP服务器32获得IP地址之后，宽带接入终端12、12’仍旧维持固定内定地址192.168.100.1。这个地址仍旧只可以从LAN 24、24’一侧访问。于是，宽带接入终端12、12’完成上电序列之后，一般至少有两个IP地址，DHCP服务器32分配的和固定的IP地址。
在本实例中，业务提供商提供给宽带接入终端12、12’的IP地址是专用IP地址，诸如10.10.1.1。业务提供商还给用户终端20、20’、20”分配全局IP地址，诸如20.20.1.1。另外，在本实例中，CMTS 30是宽带接入终端12、12’和用户终端20、20’、20”的内定的网关。如上所述，宽带接入终端12、12’还包括DHCP服务器、万维网服务器以及解释和响应包含诸如URL“MyModem”的预定字符串的DNS查询的能力。
现转到图2的细节，当宽带接入终端12、12’上电后，它将DHCPDISCOVER初始化并通过诸如CMTS 30的网关将DHCPDISCOVER发送到DHCP服务器32(线200)。DHCP服务器32用DHCPOFFER(线202)响应。响应DHCPOFFER，宽带接入终端12、12’向DHCP服务器32发送DHCPREQUEST(线204)，并从DHCP服务器32接收DHCPACK(线206)。在本实例中，宽带接入终端12、12’被分配IP地址10.10.1.1，网关IP地址被标记为10.10.100.1，DHCP服务器32的IP地址被标记为为150.1.1.1，而DNS服务器34的IP地址被标记为150.2.1.1。此时，宽带接入终端12、12’已经成功完成初始化。
当用户终端20、20’、20”上电后，用户终端20、20’、20”向DHCP服务器32发送DHCPDISCOVER和DHCPREQUEST(线208)，并接收相应的DHCPOFFER和DHCPACK(线210)。在本实例中，用户终端20、20’、20”被分配IP地址20.20.1.1，网关IP地址被标记为20.20.100.1，DHCP服务器32的IP地址被标记为150.1.1.1，而DNS服务器34的IP地址被标记为150.2.1.1。
当用户终端20、20’、20”输入URL，在浏览器上点击网址时，用户终端20、20’、20”通过向DNS服务器34发送DNS查询来还原(resolve)URL。因为DNS服务器34与用户终端并不在同一个子网上，所以用户终端20、20’、20”必须通过网关，例如CMTS 30向DNS服务器34发送DNS查询。为此，用户终端20、20’、20”向网关的IP地址发送ARP请求(线212)。网关发送包含其MAC地址的ARP响应(线214)。然后用户终端利用所接收的MAC地址向网关发送DNS查询(线216)，而网关继续向DNS服务器34发送DNS查询(线218)。DNS服务器34用URL的IP地址响应该DNS查询(线220)，把所述响应通过网关传送到用户终端20、20’、20”(线222)。然后通过网关把HTTP请求发送到所述网站(线224和226)。例如，用户在因特网上冲浪时，这些操作可以继续下去。
用户终端20、20’、20”的用户还可以在浏览器上点击URL“MyModem”。若用户终端的ARP表(亦即用户终端上其中MAC地址与IP地址相关联的表)是空的，因为DNS服务器34在不同的子网上，则用户终端20、20’、20”将为网关的MAC地址发送ARP请求(线228)，接收响应(线230)，并发送规定DNS服务器为查询目的IP地址的关于URL“MyModem”的DNS查询。但由于URL是“MyModem”，所以宽带接入终端12、12’截获所述查询(线232)并发送带有宽带接入终端12、12’固定IP地址(192.168.100.1)的DNS响应(线234)。用户终端20、20’、20”向网关发送HTTP请求，宽带接入终端12、12’检测到所述IP地址是它自己的，并截获所述请求(线236)并发送相应的响应(线238)。
图2说明的操作由宽带接入终端12、12’按照本发明的实施例进行，但也可以由传统的带有嵌入式万维网服务器的宽带接入终端进行。但是，图3流程图的操作说明万一WAN链路不可用时，这样的传统的宽带接入终端的潜在缺点。如图3所示，若当用户终端为URL向网关的MAC地址发送DNS查询时，WAN不可用并假定在用户终端的ARP表中网关MAC地址仍旧有效，则它由传统的宽带接入终端接收，但由于WAN不再可用(线300)而被废弃。类似地，当用户在浏览器点击其IP地址存入高速缓存的以前访问过的网站时，HTTP请求也被废弃(线302)。若用户试图访问URL“MyModem”以便诊断故障，而所述URL是以前没有还原(resolve)的，就是说，若ARP表没有网关的有效入口，而DNS在另一个子网上，则传统的宽带接入终端将为网关的MAC地址发送ARP请求，但是这也被废弃(线304)。类似地，如果在用户终端的浏览器上点击宽带接入终端的固定地址，诸如192.168.100.1，而且ARP表是空的，则将执行关于网关的ARP请求，但由于ARP请求被废弃而所述执行失败(线306)。
在这样的情况下，用户会改变用户终端的IP地址，使之与传统的宽带接入终端的固定IP地址在同一子网上，发送“route add”的命令，把网络192.168/16加到用户终端的路由表上，发送“ipconfig/release”和“ipconfig/renew”命令或重新启动用户终端。若用户终端的ARP表包含网关的MAC地址，则发往传统宽带接入终端固定IP地址的HTTP请求(线308)将造成从嵌入式万维网服务器响应的结果(线310)。但由于用户终端典型的ARP表每5至10分钟刷新一次，依靠用户终端的ARP表来访问嵌入式万维网服务器可能不可靠。
正如图3进一步表明的，若在WAN不可用时用户终端租借期限期满，则用户终端将向DHCP服务器32发送DHCPREQUEST，进行初始化，这将会失败(线312)。超时之后，用户终端将广播DHCPDISCOVER或DHCPREQUEST(线314)，这将由传统的宽带接入终端的DHCP服务器响应(线316)。于是用户终端会被分配与传统宽带接入终端固定IP地址处于同一子网上的IP地址，并因而可以访问嵌入式万维网服务器。但是，IP地址的租借期限一般约为1周。因而，依靠用户终端IP地址租借期限的更新只可以偶然提供对嵌入式万维网服务器的访问。
图4是方框图，说明宽带接入终端，诸如按照本发明实施例的宽带接入终端12、12’。如图4所示，宽带接入终端400包括宽带调制解调器电路450，后者提供通往LAN和WAN的接口。除了宽带调制解调器电路450外，宽带接入终端400还包括万维网服务器电路430、WAN/LAN监视电路405、永久性存储电路410和ARP代理服务器415。宽带接入终端400还可以包括DHCP服务器420和DNS中继电路425。示于图5的宽带调制解调器电路450、万维网服务器电路430和DHCP服务器420可以像传统的宽带接入终端一样工作，因此除涉及本发明的特定方面和/或实施例的操作之外，在这里不再进一步描述。
正如这里所描述的，WAN/LAN监视电路405监视LAN和/或WAN上的通信，以建立用户终端和网关和/或域名服务器的网络地址和层2地址之间的关系。这个关系可以存储在永久性存储电路410中。若WAN链路不可用，则ARP代理服务器电路415利用所述关系的信息，代表网关和/或域名服务器响应层2发现请求。类似地，当WAN不可用时，在响应层2发现消息而提供电子欺骗(SPOOFED)层2地址时，DNS中继电路425转发DNS消息。
尽管图4中示出了功能的具体划分，正如本专业的技术人员会认识到的，也可以提供其他划分，而同时可以从本发明的传授中得益。例如，可以把永久性存储器450包括在诸如宽带调制解调器450或WAN/LAN监视器450等其他电路之一中。这样，不应把本发明设想为限于图4中示出的特定划分，而是包括能够执行这里描述的操作的其他配置。
图5中一般地示出按照本发明实施例的宽带接入终端400的操作。如图5中所示，监视WAN和/或LAN，以便确定网关或域名服务器的网络地址(例如，路由层地址)和层2地址(例如，MAC地址)和与宽带接入终端400的LAN相关联的用户终端的网络地址和层2地址(方框500)。当检测到WAN不可用时(方框502)，宽带接入终端400代表DNS或网关用监视操作所获得的层2地址信息响应层2的发现通信(方框504)。
图6A至6D是本发明实施例的比较详细的流程图。图6A说明WAN/LAN监视电路405的实施例执行的操作。如图6A所示，WAN/LAN监视电路405监视WAN/LAN消息往来(方框600)直至LAN上检测到给用户终端(亦即本地装置)的DHCPACK消息(方框602)。当检测到DHCPACK时，从DHCPACK提取本地装置的IP地址和本地装置的MAC地址(方框604)。分析DHCPACK中的DNS信息，以便确定DNS和本地装置是否在同一子网上(方框606)。若DNS和本地装置在同一子网上(方框606)，则从DHCPACK中提取DNS的IP地址(方框608)。若DNS和本地装置不在同一子网上(方框606)，则从DHCPACK中提取网关的IP地址(方框608)。在任何一种情况下，DHCPACK均被转发到本地装置(方框612)。
WAN/LAN监视电路405把ARP请求发送到DNS或网关的IP地址(方框614)，并等待响应(方框616)。若接收不到响应(方框616)，例如，若在接收到响应之前WAN变得不可用，则与DNS或网关相联系的MAC地址被标记为无效(方框618)。若接收到响应(方框616)，则从响应中提取MAC地址(方框620)。在任何一种情况下，把来自响应或无效识别符的MAC地址与本地装置的IP地址和MAC地址以及DNS或网关的IP地址相关联(方框622)并且把这个元组永久地存储在例如永久性存储装置410中(方框624)。
此外，在本发明另一个实施例中，若这个元组中的MAC地址被指示为无效，则当WAN可用时，可以周期性地重发ARP请求，直至接收到有效的ARP响应为止。正如由以上讨论可以看出的，存储的元组数目一般取决于用户终端和业务提供商网络上DHCP服务器分配的全局IP地址的数目。每一个用户终端最好都只有一个元组。若用户终端被分配多于一个元组，则IP地址最近/最新的元组可以取代IP地址较老的元组。最后，若宽带接入终端400检测到具有用户终端DNS或网关的MAC地址的入站ARP响应，则用户终端相应的元组可以用来自所述响应的MAC地址更新。
图6B说明按照本发明实施例的ARP代理服务器电路415的操作。正如图6B所说明的，ARP代理服务器电路415监视从LAN向WAN发出的ARP请求(方框630)。若WAN可用(方框632)，则把ARP请求转发到WAN(方框634)。若WAN不可用(方框632)，则判断ARP请求是否来自一个其元组已经存储的本地装置(方框636)。若没有存储元组(方框636)，则废弃此ARP响应(方框646)。例如，把所述ARP请求的源IP地址和/或MAC地址与由WAN/LAN监视电路405永久地存储的元组的本地装置的IP地址和/或MAC地址加以比较，即可作此判断。若已经存储一个元组(方框636)，则判断所述ARP是用于所述元组的网关还是用于所述元组的DNS(方框638)。例如，通过把所述ARP请求的目的IP地址与存储在与本地装置相关联的元组中DNS或网关的IP地址和/或MAC地址加以比较，即可作此判断。
若所述ARP不是用于所述元组的网关和DNS的(方框638)，则废弃所述ARP请求(方框646)。若所述ARP是用于元组的网关或DNS的(方框638)，则判断在所述元组中是否有有效的网关或DNS的MAC地址(方框640)。例如，通过判断是否有无效的识别符与上述的元组一起存储，即可作此判断。若在所述元组中没有有效的DNS或网关的MAC地址(方框640)，则利用宽带接入终端400的MAC地址作为网关或DNS的MAC地址向所述本地装置发送ARP响应(方框642)。若在所述元组中有有效的DNS或网关的MAC地址(方框640)，则利用来自所述元组的DNS或网关的MAC地址作为网关或DNS的MAC地址向所述本地装置发送ARP响应(方框644)。
图6C说明按照本发明实施例的DNS中继电路425的操作。DNS中继电路425在WAN可用时被激活，并监视从LAN向WAN发出的DNS查询(方框图650)，并判断所述DNS查询是不是给嵌入式万维网服务器430的URL以外的URL(方框652)。若不是，则继续监视。若所述DNS查询是给嵌入式万维网服务器430的URL以外的URL的(方框652)，则判断所述DNS查询的目的MAC地址是不是宽带接入终端400的MAC地址(方框654)。若不是，则继续监视。若所述DNS查询的目的MAC地址是宽带接入终端400的MAC地址(方框654)，则判断是否已经永久地存储所述DNS查询的源IP地址的元组(方框656)。若否。则废弃所述DNS查询(方框664)。若已经存储所述源IP地址的元组(方框656)，则向所述元组的网关或DNS的IP地址发送ARP请求(方框658)。若接收不到对所述ARP请求的响应(方框660)，则废弃所述DNS查询(方框664)。若接收到响应(方框660)，则向对所述ARP请求的响应中回复的MAC地址发出DNS查询(方框662)。最好在IP层分组不作改变的情况下转发所述DNS查询。
于是，如上所述，DNS中继425只可以偶尔被激活。DNS中继425可以在所述元组不具有所述内定网关或DNS的有效MAC地址时被激活，宽带接入终端400已经用它自己的MAC地址响应ARP请求，而当WAN恢复时，用户终端在其ARP表中仍旧具有内定网关或DNS的不正确的入口。
图6D说明按照本发明实施例的DHCP服务器420的控制操作。如图6D所示，监视WAN的链路(方框680)，直至WAN不可用(方框682)。若WAN链路不可用(方框682)，则激活DHCP服务器420(方框684)并把DHCP服务器420的租借期限周期设置为非常短的时间(方框686)，诸如10至30秒。当DHCP服务器被激活时，它分配一个与宽带接入终端400的固定IP地址处于同一子网的地址(方框688)。WAN链路可用时，停用DHCP服务器420。
图7是按照本发明实施例的典型操作的流程图。对于图7和8的实例，IP地址与上面参考图2描述的相同。如图7所示，若WAN不可用而用户终端的ARP高速缓存仍旧包含网关的MAC地址，则当用户终端向宽带接入终端400发送关于新的URL的DNS查询(线700)时，接收不到响应。类似地，若用户在用户终端的万维网浏览器上点击以前访问过的网址，则用户终端还可以知道所述网址的IP地址和网关的MAC地址，并向所述IP地址和MAC地址发送HTTP请求(线702)。但是，接收不到响应，因为WAN已经不可用了。
若用户在用户终端的万维网浏览器上点击URL“MyModem”并且用户必须还原(resolve)所述URL并执行ARP，则用户终端将向宽带接入终端400发送用于网关的MAC地址的ARP(线704)。由于没有WAN可用，所以宽带接入终端检测到从宽带接入终端的LAN的用户终端发出的用于网关的IP地址的ARP请求，并执行ARP代理服务器操作。于是，从存储的元组提取网关的MAC地址，并用所述网关的MAC地址向用户终端发送ARP响应(线706)。然后，用户终端利用所接收的网关MAC地址发送URL“MyModem”的DNS查询(线708)。宽带接入终端400截获DNS查询，因为它包含字符串“MyModem”，并用包含宽带接入终端的固定IP地址(192.168.100.1)的DNS响应来响应(线710).然后用户终端IP地址192.168.100.1发送HTTP请求(线712)，并接收到来自嵌入式万维网服务器430的响应(线714)。
当WAN再次可用时，若点击用户终端的浏览器上新的网址并且用户终端还具有高速缓存保存的网关MAC地址，则用户终端为新网址发送一个通过宽带接入终端400到网关的DNS查询(线716)。网关把所述DNS查询转发到DNS服务器(线718)。DNS服务器向网关发送响应(线720)，而网关通过宽带接入终端400向用户终端发送响应(线722)。然后，用户终端向通过网关路由选址到万维网服务器的DNS响应中的IP地址发送HTTP请求(线724和726)。于是，在WAN变得可用时，访问立即回复正常操作。
图8说明在用户终端元组中宽带接入终端没有有效的网关或DNS的MAC地址的情况下的通信流程图。例如，若在接收到对宽带接入终端400所发送的ARP请求的响应之前WAN变得不可用，则这种情况便会出现。如图8所示，和图7一样，当WAN不可用时，对MyModem以外的URL的DNS查询和对嵌入式万维网服务器以外的万维网服务器的HTTP请求都得不到响应(线800和802)。但若用户在用户终端的浏览器上点击“MyModem”的URL，则用户终端为网关的MAC地址向宽带接入终端发送ARP请求(线804)。由于用户终端的元组不包含有效的网关MAC地址，所以宽带接入终端便用它自己的MAC地址向用户终端返回ARP响应(线806)。然后，用户终端发送关于具有宽带接入终端400的MAC地址的“MyModem”URL的DNS查询(线808)，如上所述，所述DNS查询被宽带接入终端400截获。把具有宽带接入终端400的固定IP地址的DNS响应发送到用户终端(线810)。然后，用户终端向IP地址192.168.100.1发送HTTP请求，并接收到从嵌入式万维网服务器431发来的响应(线812和814)。
当WAN再次可用时，若用户终端ARP高速缓存中的网关MAC地址尚未期满，则用户终端在其ARP高速缓存中可能仍旧具有不正确的网关MAC地址(亦即，宽带接入终端400的MAC地址)。于是，若点击用户终端浏览器上新的URL，则用户终端将为所述URL发送DNS查询(线816)。但是，所述DNS查询的MAC地址将为宽带接入终端400的MAC地址，而非网关的MAC地址。如上所述，宽带接入终端400的DNS中继电路425检测到IP地址是网关的IP地址而MAC地址不正确，于是向网关的IP地址发送ARP请求(线818)。接收到带有网关MAC地址的ARP响应(线820)，并在不对IP层分组作任何修改的情况下将DNS查询转发到网关的MAC地址(线822)。网关向DNS服务器发送DNS查询(线824)，而DNS服务器向网关发送DNS响应(线826)。
网关向用户终端发送ARP请求(线828)，并接收到具有用户终端的MAC地址的响应(线830)。ARP请求包含网关的MAC地址和IP地址，而用户终端则用所述IP地址/MAC地址信息更新其ARP高速缓存。然后，网关利用所接收到的MAC地址向用户终端发送DNS响应，其中包含它自己的MAC地址作为DNS响应的源地址(线832)。然后，用户终端利用网关的MAC地址作为目的MAC地址向所接收到的IP地址发送HTTP请求(线834)，并且将把所述HTTP请求发送到万维网服务器(线836)。当ARP高速缓存的入口期满时，用户终端一般会包含正确的网关MAC地址，并且此后将返回正常操作。
图1、2、4、5、6A-6D、7和8的流程图和方框图说明用于按照本发明的各个实施例访问宽带接入终端中的嵌入式万维网服务器的系统、方法和计算机程序产品的可能的实现方案的结构、功能和操作。在这方面，流程图或方框图中的每一个方框都可以用包含一个或多个可执行指令以便实现规定的逻辑动作的模块、代码片断或部分。还应指出，在某些替代的实现中，方框中指出的动作可以不按图中指出的顺序执行。例如，依次显示的两个方框，事实上，可以基本上同时执行，或者有时方框可以以相反的顺序执行，取决于所涉及的功能。
在附图和说明书中，已经公开了本发明的典型的说明性实施例，尽管采用了具体的术语，但它们只用于一般的和描述性的意义，并非用于限制目的。本发明的范围由权利要求书陈述。

Claims (38)

1.一种访问宽带接入终端的嵌入式所述万维网服务器的方法，所述方法包括：
监视所述宽带接入终端的广域网连接和局域网连接中至少一个上的通信，以便确定与所述广域网相关联的并且由所述用户终端利用所述宽带接入终端进行访问的域名服务器和网关中的至少一个；
检测到所述宽带接入终端的所述广域网连接为不可用的；以及
若所述广域网连接为不可用的，则响应从所述用户终端到所述域名服务器和所述网关中的所述至少一个的通信，好像所述域名服务器和所述网关中的所述至少一个可以通过所述广域网访问一样。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：监视所述宽带接入终端的所述广域网连接和所述局域网连接中至少一个上的通信，以便确定与所述广域网相联系并且所述用户终端利用所述宽带接入终端进行访问的所述域名服务器和所述网关中至少一个的步骤包括：
识别目的地为所述用户终端的动态主机配置协议分组；
从所述识别的动态主机配置协议分组提取所述用户终端的因特网协议地址；
从所述识别的动态主机配置协议分组提取所述用户终端的媒体访问控制地址；
从所述识别的动态主机配置协议分组提取所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述因特网协议地址；
根据所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述因特网协议地址，确定所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述媒体访问控制地址；以及
使所述用户终端的所述因特网协议地址、所述用户终端的所述媒体访问控制地址、所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述因特网协议地址和所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述媒体访问控制地址相联系。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：根据所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述因特网协议地址，确定所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述媒体访问控制地址的步骤包括：
向所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述因特网协议地址发送所述地址转换协议请求；以及
从对所述地址转换协议请求的响应中提取所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述媒体访问控制地址。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于还包括永久地存储所述用户终端的所述因特网协议地址、所述用户终端的所述媒体访问控制地址、所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述因特网协议地址以及所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述媒体访问控制地址。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于：当所述广域网连接不可用时，就好像所述域名服务器和所述网关中至少一个可以通过所述广域网进行访问一样地对从所述用户终端到所述域名服务器和所述网关中至少一个的通信作出响应的所述步骤包括：
接收所述地址转换协议请求；
判断所述地址转换协议请求是否来自所述用户终端，并到所述域名服务器和所述网关中至少一个；以及
若所述地址转换协议请求来自所述用户终端，则向所述用户终端发送所述地址转换协议响应，所述地址转换协议响应包含所述域名服务器和所述网关中至少一个的与所述用户终端相关联的所述媒体访问控制地址。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于：确定所述地址转换协议请求是否来自所述用户终端并到所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述步骤包括：
判断所述地址转换协议请求的源因特网(因特网协议)地址是否与所述用户终端的所述因特网协议地址对应；以及
判断所述地址转换协议请求的目的因特网协议地址是否与所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述因特网协议地址对应。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于还包括：
判断所述域名服务器和所述网关中至少一个的有效媒体访问控制地址是否与所述用户终端相关联；以及
其中，若所述地址转换协议请求来自所述用户终端，则向所述用户终端发送包含所述域名服务器和所述网关中至少一个的与所述用户终端相关联的所述媒体访问控制地址的所述地址转换协议响应的步骤包括：若所述地址转换协议请求来自所述用户终端而且所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述有效媒体访问控制地址与所述用户终端相关联，则向所述用户终端发送所述地址转换协议响应，所述地址转换协议响应包括所述域名服务器和所述网关中至少一个的与所述用户终端相关联的所述媒体访问控制地址；以及若所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述有效媒体访问控制地址不与所述用户终端相关联，则向所述用户终端发送所述地址转换协议响应，所述地址转换协议响应包含所述宽带接入终端的所述媒体访问控制地址。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包括：
在所述广域网连接被检测为不可用之后，检测所述广域网连接的可用性；以及
当所述广域网连接被检测为可用时，若所述域名服务器和所述网关中至少一个的有效媒体访问控制地址与所述用户终端无关，则把域名服务器分组中继到所述域名服务器和所述网关中至少一个。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：若所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述有效媒体访问控制地址与所述用户终端无关，则把所述域名服务器分组中继到所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述步骤包括：
若所述分组的目的因特网协议地址是所述域名服务器和所述网关中至少一个的因特网协议地址，而且所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述有效媒体访问控制地址与所述用户终端无关，则把所述地址转换协议请求从所述用户终端发送到所述域名服务器分组的目的因特网协议地址；以及
向在响应发送到所述域名服务器分组的所述目的因特网协议地址的所述地址转换协议请求时接收的所述媒体访问控制地址转发所述域名服务器分组。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述宽带接入终端包括电缆调制解调器。
11.如权利要求1所述的方法，其特征在于还包括对检测到所述宽带接入终端的所述广域网连接不可用作出响应而激活与所述宽带接入终端相关联的动态主机配置协议服务器。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于：所述动态主机配置协议服务器只分配所述宽带接入终端的固定因特网协议地址的子网中的因特网协议地址。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：与由所述动态主机配置协议服务器分配的所述因特网协议地址相关联的租借期限小于5分钟。
14.如权利要求12所述的方法，其特征在于：与由所述动态主机配置协议服务器分配的所述因特网协议地址相关联的租借期限小于30秒。
15.一种宽带接入终端，它包括：
宽带调制解调器，配置成在所述广域网和所述局域网之间通信；
所述万维网服务器，用固定的专用因特网协议(因特网协议)地址配置；
监视器电路，配置成监视通过所述广域网连接和所述局域网连接中至少一个的通信，以便确定与所述广域网相关联并且由所述用户终端利用所述宽带接入终端进行访问的域名服务器和网关中的至少一个；
地址转换协议代理服务器电路，配置成若所述广域网连接不可用，则对从所述用户终端到所述域名服务器和所述网关中至少一个的通信作出响应。
16.如权利要求15所述的宽带接入终端，其特征在于：所述监视器电路还配置成识别其目的地地址为所述用户终端的动态主机配置协议分组；从所述识别的动态主机配置协议分组提取所述用户终端的因特网协议地址；从所述识别的动态主机配置协议分组提取所述用户终端的媒体访问控制地址以及所述域名服务器和所述网关中至少一个的因特网协议地址；根据所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述因特网协议地址，确定所述域名服务器和所述网关中至少一个的媒体访问控制地址；以及使所述用户终端的所述因特网协议地址、所述用户终端的所述媒体访问控制地址、所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述因特网协议地址以及所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述媒体访问控制地址相联系。
17.如权利要求16所述的宽带接入终端，其特征在于：所述监视器电路配置成根据所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述因特网协议地址，通过向所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述因特网协议地址发送所述地址转换协议请求来确定所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述媒体访问控制地址；并且所述监视器电路配置成从对所述地址转换协议请求的响应中提取所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述媒体访问控制地址。
18.如权利要求16所述的宽带接入终端，其特征在于还包括永久存储器，所述永久存储器配置成存储所述用户终端的所述因特网协议地址、所述用户终端的所述媒体访问控制地址、所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述因特网协议地址以及所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述媒体访问控制地址。
19.如权利要求15所述的宽带接入终端，其特征在于：所述地址转换协议代理服务器电路配置成接收所述地址转换协议请求；判断所述地址转换协议请求是否来自所述用户终端并到达所述域名服务器和所述网关中至少一个；并且若所述地址转换协议请求来自所述用户终端，则向所述用户终端发送所述地址转换协议响应，所述地址转换协议响应包含所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的与所述用户终端相关联的所述媒体访问控制地址。
20.如权利要求19所述的宽带接入终端，其特征在于：所述地址转换协议代理服务器电路配置成通过判断所述地址转换协议请求的源因特网协议地址是否与所述用户终端的因特网协议地址对应并判断所述地址转换协议请求的目的因特网协议地址是否与所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的因特网协议地址对应，来判断所述地址转换协议请求是否来自所述用户终端并到达所述域名服务器和所述网关中至少一个。
21.如权利要求19所述的宽带接入终端，其特征在于：所述地址转换协议代理服务器电路还配置成判断所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的有效媒体访问控制地址是否与所述用户终端相关联的；以及
其中，所述地址转换协议代理服务器电路还配置成若所述地址转换协议请求来自所述用户终端并且所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的有效媒体访问控制地址与所述用户终端相关联，则向所述用户终端发送包含所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的与所述用户终端相关联的媒体访问控制地址的所述地址转换协议响应；并且
所述地址转换协议代理服务器电路还配置成若所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的有效媒体访问控制地址与所述用户终端无关，则向所述用户终端发送所述地址转换协议响应，所述地址转换协议响应包括所述宽带接入终端的媒体访问控制地址。
22.如权利要求21所述的宽带接入终端，其特征在于还包括域名服务器中继电路，所述域名服务器中继电路配置成若所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的有效媒体访问控制地址与所述用户终端无关，则把分组中继到所述域名服务器和所述网关中所述至少一个。
23.如权利要求22所述的宽带接入终端，其特征在于：所述域名服务器中继电路还配置成若所述分组的所述目的因特网协议地址是所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的因特网协议地址而且所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的有效媒体访问控制地址与所述用户终端无关，则向来自所述用户终端的域名服务器分组的目的因特网协议地址发送地址转换协议请求；并向在对发往所述域名服务器分组的所述目的因特网协议地址的所述地址转换协议请求作出响应时接收的媒体访问控制地址转发所述域名服务器分组。
24.如权利要求15所述的宽带接入终端，其特征在于：所述宽带接入终端包括电缆调制解调器。
25.如权利要求15所述的宽带接入终端，其特征在于还包括动态主机配置协议服务器，所述动态主机配置协议服务器配置成在检测到所述宽带接入终端的所述广域网连接不可用时被激活。
26.如权利要求25所述的宽带接入终端，其特征在于：所述动态主机配置协议服务器配置成只分配所述宽带接入终端的固定因特网协议地址的子网中的因特网协议地址。
27.如权利要求26所述的宽带接入终端，其特征在于：与由所述动态主机配置协议服务器分配的所述因特网协议地址相关联的租借期限小于5分钟。
28.如权利要求26所述的宽带接入终端，其特征在于：与由所述动态主机配置协议服务器分配的所述因特网协议地址相关联的租借期限小于30秒。
29.一种用于访问宽带接入终端的嵌入式所述万维网服务器的系统，所述系统包括：
用于监视通过所述宽带接入终端的广域网连接和局域网连接中至少一个进行的通信，以便确定与所述广域网相关联并且由用户终端利用所述宽带接入终端进行访问的域名服务器和网关中至少一个的装置；
用于检测所述宽带接入终端的所述广域网连接不可用的装置；以及
一种装置，用于在所述广域网连接不可用时，好像所述域名服务器和所述网关中所述至少一个可以通过所述广域网访问一样，响应从所述用户终端到所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的通信。
30.如权利要求29所述的系统，其特征在于：用于监视通过所述宽带接入终端的广域网连接和局域网连接中至少一个进行的通信，以便确定与所述广域网相关联并且由用户终端利用所述宽带接入终端进行访问的域名服务器和网关中至少一个的所述装置包括：
用于识别其目的地地址为所述用户终端的动态主机配置协议分组的装置；
用于从所述识别的动态主机配置协议分组提取所述用户终端的因特网协议地址的装置；
用于从所述识别的动态主机配置协议分组提取所述用户终端的媒体访问控制地址的装置；
用于从所述识别的动态主机配置协议分组提取所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的因特网协议地址的装置；
用于根据所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述因特网协议地址，确定所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的媒体访问控制地址的装置；以及
用于使所述用户终端的所述因特网协议地址、所述用户终端的所述媒体访问控制地址、所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述因特网协议地址以及所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述媒体访问控制地址相联系的装置。
31.如权利要求30所述的系统，其特征在于：用于根据所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述因特网协议地址，确定所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的媒体访问控制地址用的所述装置包括：
用于向所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述因特网协议地址发送所述地址转换协议请求的装置；以及
用于从对所述地址转换协议请求的响应中提取所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述媒体访问控制地址的装置。
32.如权利要求29所述的系统，其特征在于：用于在所述广域网连接不可用时，好像所述域名服务器和所述网关中所述至少一个可以通过所述广域网访问一样，响应从所述用户终端到所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的通信的所述装置包括：
用于接收所述地址转换协议请求的装置；
用于判断所述地址转换协议请求是否来自所述用户终端并到达所述域名服务器和所述网关中至少一个的装置；以及
用于在所述地址转换协议请求来自所述用户终端时向所述用户终端发送所述地址转换协议响应的装置，所述地址转换协议响应包含所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的与所述用户终端相关联的媒体访问控制地址。
33.如权利要求32所述的系统，其特征在于：用于判断所述地址转换协议请求是否来自所述用户终端并到达所述域名服务器和所述网关中至少一个的所述装置包括：
用于判断所述地址转换协议请求的源因特网协议地址是否对应于所述用户终端的因特网协议地址的装置；以及
用于判断所述地址转换协议请求的目的因特网协议地址是否与所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的因特网协议地址对应的装置。
34.如权利要求32所述的系统，其特征在于还包括：
用于判断所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的有效媒体访问控制地址是否与所述用户终端相关联的的装置；以及
其中，用于当所述地址转换协议请求来自所述用户终端时向所述用户终端发送包含所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的与所述用户终端相关联的媒体访问控制地址的所述地址转换协议响应的装置包括：
用于当所述地址转换协议请求来自所述用户终端并且所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的有效媒体访问控制地址与所述用户终端相关联时向所述用户终端发送地址转换协议响应的装置，所述地址转换协议响应包含所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的与所述用户终端相关联的媒体访问控制地址；以及
用于当所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的有效媒体访问控制地址与所述用户终端无关时向所述用户终端发送所述地址转换协议响应的装置，所述地址转换协议响应包括所述宽带接入终端的媒体访问控制地址。
35.如权利要求34所述的系统，其特征在于还包括：
用于在所述广域网连接被检测为不可用之后，检测所述广域网连接可用性的装置；以及
用于当所述广域网连接已被检测为可用时，若所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的有效媒体访问控制地址与所述用户终端无关，则把域名服务器分组中继到所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的装置。
36.如权利要求35所述的系统，其特征在于：用于当所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的有效媒体访问控制地址与所述用户终端无关时把域名服务器分组中继到所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的所述装置包括：
用于当所述分组的所述目的因特网协议地址是所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的因特网协议地址而且所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的有效媒体访问控制地址与所述用户终端无关时向来自所述用户终端的所述域名服务器分组的目的因特网协议地址发送地址转换协议请求的装置；以及
用于把所述域名服务器分组转发到在对发送到所述域名服务器分组的所述目的因特网协议地址的所述地址转换协议请求作出响应时接收的媒体访问控制地址的装置。
37.如权利要求29所述的系统，其特征在于：所述宽带接入终端包括电缆调制解调器。
38.一种用于访问宽带接入终端的嵌入式万维网服务器的计算机程序产品，所述计算机程序产品包括：
计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质具有被收录在其中的计算机可读程序代码，所述计算机可读程序代码包括：
计算机可读程序代码，它监视通过所述宽带接入终端的所述广域网连接和所述局域网连接中至少一个的通信，以便确定与所述广域网相关联并且用户终端利用所述宽带接入终端进行访问的域名服务器和网关中的至少一个；
计算机可读程序代码，它检测所述宽带接入终端的所述广域网连接为不可用的；以及
计算机可读程序代码，用以在所述广域网连接不可用时，好像所述域名服务器和所述网关中所述至少一个可以通过所述广域网访问一样，响应从所述用户终端到所述域名服务器和所述网关中所述至少一个的通信。
CNA02816489XA 2001-08-24 2002-08-22 用于访问作为宽带接入终端的嵌入式万维网服务器的方法、系统和计算机程序产品 Pending CN1547828A (zh)

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