CN1600012B - 在网络的选定部分中通信 - Google Patents

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Abstract

一种通过由子网(1到5)组成的网络进行数据报通信的方法和设备，各子网由发送终端(15)通过各个子网服务器(7到11)提供服务，特别适用于移动终端通过无线链路进行通信，且多个目的终端(12到19)由多个所描述的子网(1到5)提供服务，其中数据报使用包含于数据报文中的目的标识进行路由。一个子网组服务器(20)选择多个子网服务器(1，4)，并在发送终端(15)和相应被选中的子网(1，4)内目的终端(12，13，16)间提供数据报通信。在没有发送终端(15)指定的目的终端(12到19)的各自的目的标识的条件下，根据被选作为从发送终端(15)导出的信息的函数的标准比如地理位置进行所述选择。

Description

在网络的选定部分中通信
技术领域
本发明涉及在一个网络的多个子网内的终端间的通信，网内的数据报文使用数据报文包含的目的标识进行路由，特别是涉及(但不限于)终端使用IP(Internet Protocol)协议寻址的情况。本发明应用于按造地理来划分子网的情形，且子网是采用这一划分来描述的，  但本发明的实施例也可适用于子网以其它标准进行划分的情况。 
背景技术
现已存在多种方法在一个终端和网络中其他多个终端间进行有选择的通信，其中终端使用网技协议(IP)进行寻址，包括广播(broadcasting)和多播(multicasting)。 
最常见的IP通信的类型是单播(unicast)通信，即通信建立在各节点之间，其地址在传输的数据报文中标出。如果一个服务器要向多于一个的地址发送数据报文，它必须对每个单独的地址重复这一数据报文。因而单播方式的传输不适用于大量分发消息和其他内容到多个目的地，也不适于预定接受方的IP地址对发送方是未知的情况。 
当地址对发送方可能未知时，为满足传送Internet通信到多个目的地这一需求，已存在改进的用于多播(multicast)服务的IP协议。IP多播是传送一个IP数据报到一个“主机组”，即一个或一组由单个IP地址标识的主机。一个多播数据报被分发到主机组的所有的成员终端，并具有和通常的单播IP数据报相同的“尽最大可能”的可靠性，即数据报不能保证完整无缺地到达目的组的所有成员，也不保证各个数据报以相同的顺序到达。主机组的成员是动态的；即主机可以在任何时间加入或离开。只有当一个IP模块首先指明组的多播地址，发送 加入组的请求后，才能接收数据报文。 
对于主机组成员的数目或位置没有约束。去向这些主机组之一的输入数据报与去向个别主机地址的数据报被采用完全一致的方式进行处理。去向主机不属于的主机组的输入数据报由组地址标识，并且被丢弃，不产生错误报告或日志条目。 
除注册到主机组的节点的地址外，多播不含任何使用其他标准来选择目的终端的机制，特别是，不提供“特定位置”的通信，也就是说，与在选定地理范围内未指定地址的节点(终端)进行通信。 
专利说明书WO 01/01718“Location management for cellularsystems(蜂窝系统的位置管理)”描述了一种基于移动终端向局部网络控制器(RNC)发送的信息决定移动台位置的方法。但是，它没有公开任何根据选择标准如地理位置、与在选定的多个移动终端进行数据报通信的方法。 
数据广播，特别是数字电视，是另外一种能够通过电缆、卫星或地面无线电磁传播传输节目或通信到许多目的地的服务。与IP传输不同，广播的通信基本是单向的；如果需要与目的终端进行交互，目的终端的响应必须通过另外的链路，比如Internet或电话通信。一个给定频道的传输到达连接到这一频道的所有接收者。由于广播的覆盖范围有些固有地受限于地理范围，这并未提供利用选定的标准来选择目的终端，尤其是不提供进行特定位置通信、即为通信选择地理区域的可能性。 
附加于广播服务的数据流可以在同一广播频道中传送(’打包’)。专利说明书WO 01/10081描述了一个用于传送广播信息的广播网，以及将事件信息加入广播信息的事件管理器。事件信息要么包括定义/识别该事件消息被传送到的特定终端用户设备的信息，要么不包括任何 此类信息，并且不经任何选择而被发送到所有的终端用户设备。在两种情况下，除了他们的地址，都不存在利用其他标准来选择终端用户设备，特别是不提供特定位置通信、即与选定地理区域进行通信的可能性。 
国际专利申请WO 01/19029描述了一个包交换网络，其中，路由装置从发送者处接收数据包，并缓存目的地址是多播组的多播地址的数据包。控制装置为每一接收者和/或由控制装置决定的特定接收者的地址指定过滤器，并将决定的地址和指定的过滤器提供给路由装置，该路由装置用指定的过滤器为多播组内的每一接收者过滤多播数据包、决定的地址和决定的地址的多播数据包，将过滤后的多播数据包提供给过滤后的接收者地址。 
存在对如下方法的需求：它能够根据选择作为从发射终端导出的信息的函数的标准，通过通信网从一个终端到多个其他选定的终端进行数据报通信。 
发明内容
本发明提供了通过如所附的权利要求中描述的网络进行数据报通信的方法和设备。 
附图说明
图1是根据本发明的实施例的局域广播系统的示意图。 
图2是图1所示的广播系统向火灾临近地区的移动终端发送告警信息的应用的示意图。 
具体实施方式
在图1所示的本发明的优选实施例中，通信系统利用Internet骨干网，但本发明也可用于通过其他网络发送数据报文的其他实施例。图1所示的网络通信系统包括IP子网1到5，以分配给他们的Internet 地址的通用元素定义(IPv4的比特位或IPv6的前缀)，子网1到5被简单的路由器或网关从Internet骨干网中分离出来。根据本发明的实施例，相应的子网代理服务器7到11与子网1到5相关。子网代理服务器7到11最好直接与子网1到5相连，中间没有路由器；这样能使用IPv6协议的“所有节点”地址与子网中的所有节点联络。用户终端如12到19与IP子网1到5通信。 
在本发明的优选实施例中，用户终端是移动的，并通过无线连接与IP子网1到5通信。在这种情况下，用户终端12到10经常从一个IP子网移动到另一个IP子网。然而，本发明也适用于普通的不移动的终端，无论它们是否会改变子网，如便携式电脑可能做的那样。 
移动用户终端可能具有所谓的第3代蜂窝电话终端的形式，它允许通过包交换路由传送数据，语音和声音。第3代蜂窝电话标准包括UMTS 3GPP(第三代合作工程)，欧洲电信研究院(ETSI)的3GPP2标准和国际移动通信-2000(‘IMT-2000’)。根据本发明，可适用于系统中的用户终端的其他无线通信标准包括ETSI HiperLAN和IEEE 802.11b本地网标准等。 
在子网1到5中的节点与Internet骨干网，其他子网和终端采用IP协议准进行通信，本发明特别适用于采用因特网工程任务组(IETF)的IPv6标准的系统。然而本发明也适用于其他包交换协议，如InternetIPv4标准，和应用于其他数据报根据报文中包含的目的地标识或地址进行路由的网络通信系统。 
如前所述，存在对如下能力的需求：终端能够向多个其他终端发送消息，但在这样的系统中，难以指定各个目的终端的地址，地址对发送者它们甚至可能是未知的。在本发明的上下文中，不指明各个目的地址的消息传输(无论是单向传输或返回目的终端响应的双向传输)称为‘局域广播’。 
在图1所示本发明的实施例中，通信系统包括一个局域广播服务器20，它使用公共地址与Internet骨干网通信。局域广播服务器20组成一个子网组服务器，从而能够选择多个子网代理服务器，来自发送者的数据报文到达局域广播服务器20，再从局域广播服务器20到达在相应的被选择的子网内的目的终端。 
在运营中，用户终端如想要传送局域广播信息的15采用单播传送将数据报发送到局域广播服务器20。然后，局域广播服务器20选择多个子网代理服务器7到11，并在发送终端15和相应的选定子网(如本例中子网1和4)内的目的终端之间提供数据报通信。在没有发送终端15指定的目的终端的各个目的标识的条件下，根据被选作为自发送终端15导出的信息的函数的标准进行所述选择。因此，发送终端不必发送多个目的终端的各个目的地址，否则将给用户终端带来大量内存负载，并且给通信业务带来大的系统开销。此外，本发明使得在不知道终端的标识的情况下，例如基于它们位于特定地区附近的标准，发送终端选择这样的终端作为作为目的地。 
在本发明的这个实施例中，取自用户终端1 5的信息用于选择目的子网的服务器(在本例中是代理服务器)，其信息包含了与选择标准相关的子网特征，子网组服务器存储了指出子网特征和子网地址之间的对应关系的相关数据。然后，如在本发明的这一优选实施例中，使用IPv6的“所有节点”多播地址，被选中的代理服务器将局域广播信息传送到它们服务的全部节点。 
在本发明的优选实施例中，子网1到5是地理位置受限的，且选择标准包括子网相对与特定地理区域的地理位置。 
在本发明的一个实施例中，用来选择子网代理服务器的信息包含在发送终端发送的数据报中。在这种情况下，用户终端存储、或从局 域广播服务器20接收对应由各个代理服务器服务的地理区域的列表，用户终端发送到局域广播服务器20的信息包含了从这一列表中选定的所要区域的标识。局域广播服务器20使用其内部数据库选择以这一方式标识的区域相应的子网。 
可选地(或，此外)，可以建立其他选择标准，例如，一个加密传输，如视频传输，可以带着不同的密钥发送给不同的子网代理服务器，只有带有在相应子网中的用户终端使用的密钥的传输才会发送到那个子网。发送传输的终端识别每次传输所用的密钥，局域广播服务器20使用相应的密钥选择子网并将传输发送给选中的子网代理服务器。 
在本发明的其他实施例中，局域广播服务器从发送终端的位置中取得信息来选择子网服务器。发送终端可以采用单独的定位系统如全球定位系统(GPS)来确定其位置，并将相应数据放入发往局域广播服务器的数据报文中。局域广播服务器握20存储子网代理服务器的位置坐标，作出发送终端15的GPS位置到局域广播代理服务器7到11位置的地图，并选择那些位置在指定距离内的局域广播代理服务器。此外，局域广播服务器20也可以从代理服务器9的标识中得到发送终端15的位置，代理服务器9为发送终端15从中访问通信系统的子网提供服务。 
在本发明的一个简单实施例中，IP子网的位置以它们的近似中心来定义。在这种情况下，选择标准包括一个中心位置周围的半径，它由发送终端15指定或包含在局域广播服务器20的选择参数中。另外，局域广播服务器20也可以存储地理数据，更详细定义各IP子网服务器7到11覆盖的区域，举例来说，可以选择那些至少覆盖了部分由发送终端15指定的区域的子网。 
当用于以JAVA写成的应用程序时，局域广播的JAVA应用程序 接口(API)可以被实现为一个RB类且包括以下两个方法： 
static void regional_broadcasting_send(network_position region_centre， 
                                       double region_radius， 
                                       byte[]broadcast_message) 
static byte[]  regional_broadcasting_receive() 
第一个方法允许向特定位置的区域广播消息。它将消息(字节表)，区域的中心位置和区域的半径作为输入。第二种方法允许一个终端接收已经发送到终端所在区域的消息，消息以字节表的形式返回。 
以上描述的接口的方法是发送请求到/和从局域广播服务器20接收回应的客户端框架。图1示出了当调用局域广播接口时消息产生的序列。 
如图1所示，对1到5的每一个子网，局域广播服务器20上的数据库包括其地址Loc.1到Loc.5，以及相应的局域广播代理服务器7到11的IP地址。局域广播服务器20将此数据库作为一个静态数据库管理。此数据库可以在服务开始时由网络管理员手工填入并根据需要更新。此结构是可扩展的，易于管理，易于实现；如果必要的话，它可以在没有真实的或仿真的外部定位系统如GPS的情况下工作，但它也可以与外部定位系统一起来实现。特别地，每个IP子网中的局域广播服务器和局域广播代理服务器是非常简单的服务器，可以用UDP套接字实现。由于服务器没有复杂的状态机，它们的行为直接了当，数据库的格式也非常简单。由于无需管理网络中所有节点的位置，将 消息传送到局域代理服务器识别的目的终端，增强了系统的可扩展性。 
一个数据库格式的例子可以是：(IPv6) 
 IP子网前缀            类GPS位置坐标              RB-Proxy地址 
  <fec000000000398c>    {1.00.0:1.00.0:.104.0:}     fec0:398c:2d0:59ff:fe05:c9ff  <fec000000000398c>    {1.00.0:1.00.0:1.0:4.0:}    fec0:3988:2d0:59ff:fe12:d67b
第1个域是子网地址，第2个域是子网位置，第3个域是相关的局域广播地理服务器的地址。 
图2示出了图1所示系统类型的应用的例子，其中，消防队向火灾临近地区的所有用户终端广播涉及火灾的警告。 
特征： 
-选择标准：IP子网的位置 
-没有期望的、来自接收者的回应 
-内容：文本/语音/视频消息 
-任何接入网类型/多个管理域 
-固定或移动的接收者 
图2所示系统包括一个私有的内部互联网21，其可由消防队和警察在紧急情况下可访问，并且包括局域广播服务器22。可以访问私有网络21以与移动终端如属于现场消防员的23进行通信。局域广播服务器22被链接到公共运营商#1的、包括一个局域广播服务器25的通信网络24以进行通信，并且被链接到公共运营商#2的、包括一个局域广播服务器27的通信网络26以进行通信。 
一旦在区域28中发现火灾(例如在森林或其他不容易由临近地 区人员进行检查的区域)，消防员可以使用终端23触发区域28临近区域的火警消息广播，以便位于或穿过此区域、并装备用户终端12到19的任何人员能够马上得到警告。作为一项紧急业务，这一警告信息可以通过覆盖此区域的任何公共或私有通信系统(如公共的GSM/GPRS/UMTS/DAB-DVB运营商，消防员/警察专用安全网等)进行广播。 
在这一例子中，消防员/警察总部放置主要的“子网组服务器”，局域广播服务器22将选择运营商的网络(比如覆盖火灾区域的24和26)，并将消息传送到在这些运营商网络中的相应的局域广播服务器25和27。然后，局域广播服务器25和27选择必须将警告消息广播到其内的子网的集合，并发送消息。 
因此，最初的警告消息可由位于火灾地点28的消防员产生，并被发往总部，总部通过覆盖火灾区域的网络基础设施将该消息向所有相关的地理区域广播。消息广播可以向位于这一区域的任何人提供了本地情况的实时信息。信息的内容可以是任何合适的类型(文本，语音，视频...)，可以根据网络广播信息的能力进行调整。 
如图1所示系类型的应用的另一个例子是将其用于发现临近地理范围内的服务。 
特征： 
-选择标准：IP子网的位置 
-期望从接收者处得到回应 
-内容：结构化的信息：服务描述，发送者的响应信息...等 
-发送/接收者可以是固定或移动的 
-基于位置的服务发现的架构 
在本例中，由希望向其客户提供位置敏感(location-aware)的服 务发现拥有局域广播服务器20。在其当前位置一定距离内(如10公里)的寻找某种服务(如餐馆)的游走的用户则将其请求发往运营商。更具体地说，用户终端如15向运营商的局域广播服务器20发送一条消息。根据在请求中描述的区域，局域广播服务器20得出应当将该请求广播到其中的子网1和4，并且从消息内容中识别出消息应发送给餐馆。子网代理服务器可选择对应于请求的性质的不同多播地址，使得在本例中，只有拥有用户终端如链接到已经注册到“餐馆”多播地址的选择的子网1和4的12，13和16的那些餐馆才会收到请求。广播消息的内容包括允许响应信息，如传真号码或电子邮件的地址，也可包括用户可能指定的额外要求，例如有禁烟区的餐馆的规定。通过潜在客户在请求中指定的方式与该客户直接接触，收到消息的餐馆会响应请求(如发送带有价格的菜单)。当然，多个运营商可以合作在它们的所有网络中展开这项业务，以便客户能从更广泛的服务社区中获益。 
为支持动态的位置敏感发现任意类型的服务以及客户和服务提供者之间的互相理解，本发明的优选实施例采用一种通用语言(语法和句法)来描述复杂服务。一个现存的标准(例如XML)被用来帮助进行这一定义。除了服务描述，服务发现请求本身也被构造，以便客户和服务提供者都能理解。 
以下是服务发现请求的一个例子： 
    项目    内容
    目的地    广播区域(一个或多个)的描述(类型，坐标，...等)   如：巴黎，我的当前位置10公里内，...等
    请求    服务(一个或多个)描述   如：有禁烟区的匹萨店等
    期望的响应    希望包含在回应中的信息(内容，格式，...等)   如：到匹萨店的地图和导向，菜单，图片，...等
    响应的标识    如何联络感兴趣的各方   如：我的传真/电子邮件是...等
应当理解，本发明的实施例的上述的应用例子是以示例说明的方式给出的。 

Claims (18)

1.一种用于在通信网络中传送局域广播数据报的方法，该方法包括：
在子网组服务器从发送终端接收局域广播数据报，用于转发到由多个子网提供服务的多个目的终端；
子网组服务器在没有由所述发送终端指定的所述目的终端的各自的目的标识的条件下根据由所述发送终端定义的并且作为从所述发送终端导出的信息的函数选择的标准来选择多个子网；
经由所述子网组服务器从所述发送终端将局域广播数据报传送给与所述选定的子网相对应的多个服务器，用于将所述局域广播数据报从所述多个服务器转发到在相应选定的子网内的多个目的终端。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述多个服务器中的每一个直接连接到所述选定的子网中的相应一个。
3.如权利要求1所述的方法，无线地从所述发送终端接收所述局域广播数据报。
4.如权利要求1所述的方法，在所述子网组服务器基于存储在所述子网组服务器的相关数据确定在所述标准和所述子网的目的标识之间的对应关系。
5.如权利要求1所述的方法，从所述发送终端导出用于从所述发送终端发送的广播数据报中选择所述子网的信息。
6.如权利要求1所述的方法，基于包含所述子网相对于各个地理区域的地理位置的标准而地理地限制由所述子网组服务器选择的所述子网。
7.如权利要求6所述的方法，所述子网组服务器选择在服务所述发送终端的通信访问点的子网服务器的地理临近区域中的所述选中的子网。
8.如权利要求1所述的方法，将所述数据报发往由所述选中的子网服务的所有所述目的终端。
9.如权利要求1所述的方法，使用网际协议来路由所述数据报。
10.如权利要求1所述的方法，经由多播或广播传输将局域广播数据报提供给多个目的终端。
11.一种通过包括子网的网络、从发送终端到由多个所述子网提供服务的多个目的终端传送数据报的设备，所述设备包括：
子网服务器，用于将消息发送到所述子网中的每一个；以及
子网组服务器，用于选择所述子网中的一个或多个，并将局域广播数据报从所述发送终端传送到用于所述选中的子网的相应子网服务器，选中的子网被布置为将局域广播数据报发送到在相应选中的子网内的多个目的终端，
所述局域广播数据报是被利用单播传输、在所述子网组服务器从所述发送终端接收的，且所述子网组服务器在没有由所述发送终端指定的所述目的终端的各自的目的标识的条件下，根据由所述发送终端定义的并且作为从所述发送终端导出的信息的函数选择的标准来选择所述子网。
12.如权利要求11所述的设备，其中，从所述发送终端导出的、用于选择所述子网的信息与选择所述子网的标准相关，所述子网组服务器存储指出所述标准和所述子网的目的标识之间对应关系的相关数据。
13.如权利要求11所述的设备，其中，所述子网是地理上受限的，所述标准包含所述子网的相对于各个地理区域的地理位置。
14.如权利要求13所述的设备，其中，从所述发送终端导出的、用于选择所述子网的信息包含子网服务器的标识，所述子网服务器作为所述发送终端到所述网络的通信访问点，所述子网组服务器被用于在作为所述发送终端的通信访问点的所述子网服务器的地理临近区域中选择子网。
15.如权利要求11所述的设备，其中，所述数据报发往由所述选中的子网服务的所有所述的目的终端。
16.如权利要求11所述的设备，其中，使用网际协议来路由数据报。
17.如权利要求11所述的设备，其中每个选中的子网被布置为经由多播或广播传输将局域广播数据报发送到多个目的终端。
18.一种用于在通信网络中传送局域广播数据报的子网组服务器，所述子网组服务器包括：
用于从发送终端接收局域广播数据报，用于转发到由多个子网提供服务的多个目的终端的装置；
用于在没有由所述发送终端指定的所述目的终端的各自的目的标识信息的条件下，根据由所述发送终端定义的并且作为从所述发送终端导出的信息的函数选择的标准来选择多个子网的装置；
用于经由所述子网组服务器从所述发送终端将局域广播数据报传送给与所述选定的子网相对应的多个服务器，用于将所述局域广播数据报从所述多个服务器转发到在相应选定的子网内的多个目的终端的装置。
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