DE69926388T2 - Digitales netzmodem mit einem integrierten dhcp server - Google Patents

Digitales netzmodem mit einem integrierten dhcp server Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Digitalnetz-Modem, wie beispielsweise ein ISDN- oder DSL-Modem, und insbesondere ein Digitalnetz-Modem mit einer in das Modem integrierten Serverfunktion für ein dynamisches Konfigurationsprotokoll für den Host (DHCP = Dynamic Host Configuration Protocol).
  • Hintergrund der Erfindung
  • Es ist bekannt, Server zur Verfügung zu stellen, die Server für ein dynamisches Konfigurationsprotokoll für den Host oder DHCP genannt werden, um ein Netzmanagement auf lokalen Netzen (LANs = Local Area Networks) zu erleichtern. Diese Server reagieren auf Anfragen von Clients, die an das Netz angeschlossen sind, um zugeordnete dynamische Adressen für Kommunikationszwecke auf dem Netz zu empfangen. Der Vorteil eines Verwendens einer derartigen dynamischen Adressenzuordnung besteht darin, dass neue Clients auf einfache Weise hinzugefügt werden können und dass der Aufwand zum Managen der Adressen, die auf dem Netz verwendet werden, reduziert wird. In den meisten Fällen ist ein DHCP-Server durch Software zur Verfügung gestellt, die einem Netzserver hinzugefügt ist.
  • Wenn ein Netz zuvor nicht mit anderen Netzen verbunden war oder wenn ein Netz eine schnellere oder eine zusätzliche Verbindung zu anderen Netzen benötigt, werden Digitalnetz-Modems hinzugefügt, um die erwünschte Verbindung zur Verfügung zu stellen. Netz-Modems, wie beispielsweise ISDN-Modems, ist eine Adresse auf dem LAN zugeordnet. Wenn DHCP verwendet wird, sind Clients auf dem LAN ihre Adressen zugeordnet, und sie können das Modem als Router oder Gateway durch Konsultieren des DHCP erkennen, und auf diese Weise muss nicht jeder Client eine frühere Kenntnis über irgendeine feste Adresse für das Modem haben.
  • Computernetze werden in immer mehr Wohn-, Büro- und Industrieumgebungen installiert, und die Erhöhung der Anzahl von solchen Netzen hat die Notwendigkeit nach erfahrenen Techniker erhöht, die erforderlich sind, um solche Netze zu konfigurieren und zu warten. Während Computernetze vor einigen Jahren für Heimanwender sehr ungewöhnlich waren, ist es nun ökonomisch möglich und wünschens wert, Computervorrichtungen in einer Heimumgebung miteinander zu verbinden. Jede Vereinfachung der Aufgabe eines Netzmanagements ist unter dem Gesichtspunkt von sowohl einer erhöhten Zuverlässigkeit als auch einer reduzierten Schulung für den Netzmanager wichtig. DHCP bietet daher viele praktische Vorteile beim Managen eines Netzes, und zwar selbst für relativ kleine Netze, die im Privaten oder in kleinen oder mittleren Betrieben gefunden werden. Während sich einige Netzadministratoren bzw. -verwalter die Zeit genommen haben, DHCP zu erhalten und zu installieren, haben es viele andere nicht, und zwar insbesondere in Umgebungen daheim und bei kleinen Betrieben.
  • Während es von Vorteil wäre, eine DHCP-Serverfunktion zur Verfügung zu stellen, die mit einer zu einem Netz hinzuzufügenden Komponente integriert ist, wie beispielsweise einem Digitalnetz-Modem, ist es für diejenigen, die einen Vorteil von einem DHCP haben würden, zwingend, ein Installieren von zwei DHCP-Servern auf demselben Netz zu vermeiden, da das Ergebnis eine Verwirrung und eine Fehlfunktion wäre. Weiterhin sind dann, wenn man eine Wahl zwischen einem Modem mit einer DHCP-Funktionsfähigkeit und einem anderen Modem ohne DHCP hat, die Herstellung, die Verteilung bzw. den Vertrieb und das Lagern von separaten Typen von Modems erforderlich, und es macht die Kaufentscheidung kompliziert.
  • Die europäische Patentanmeldung Nr. 0 843 440 für Danknick, Dan und mit dem Titel "Network Device Which Maintains A List Of Device Addresses" beschreibt ein Verfahren, das eine Netzvorrichtung an einem lokalen Netz steuert, um als Listenmanager zu arbeiten, der eine Liste von Vorrichtungsadressen für das LAN unterhält. Es erfasst, ob ein Listenmanager am LAN arbeitet, und wenn es so ist, steuert es die Vorrichtung, um als Slave zu arbeiten. Wenn es nicht so ist, wird die Vorrichtung der Listenmanager am LAN für die verschiedenen Vorrichtungen am LAN.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, in einem Digitalnetz-Modem (d.h. einer Router- oder Gateway-Vorrichtung) einen Mechanismus zum dynamischen Zuordnen von Netzadressen an einem LAN zur Verfügung zu stellen, wie beispielsweise DHCP, welcher Mechanismus eine Auto-Erfassungseigenschaft hat, um sich selbst automatisch abzuschalten, wenn das Modem erfasst, dass eine gleiche Vorrichtung am LAN vorhanden ist.
  • Gemäß der Erfindung ist eine Netz-Modemvorrichtung zur Verfügung gestellt, die einen integrierten Mechanismus zum dynamischen Zuordnen von Netzadressen an einem Netz aufweist, wobei die Netz-Modemvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie folgendes aufweist: eine Steuerschaltung, die ein Vorhandensein eines dynamischen Adressenzuordnungsservers an dem Netz erfasst; einen Unterbrecher, der den integrierten Mechanismus sperrt, wenn die Steuerschaltung den Server erfasst; und ein Speicherlager von unbekannten verwendeten Adressen; wobei der integrierte Mechanismus folgendes aufweist: einen Start- bzw. Hochfahrmechanismus, der die Verfügbarkeit von Adressen an dem Netz prüft und verwendete Adressen in dem Speicherlager von unbekannten verwendeten Adressen platziert; einen Adressenmanager, der neue Adressen, die nicht in dem Lager von unbekannten verwendeten Adressen enthalten sind, auswählt und Adressen aus dem Lager von unbekannten verwendeten Adressen entfernt, wenn ein Client mit einer der Adressen in dem Lager von unbekannten verwendeten Adressen nach einer dynamisch zugeordneten Adresse fragt.
  • Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Freigeben/Sperren eines Mechanismus zum dynamischen Zuordnen von Netzadressen an einem Netz zur Verfügung, wobei der Mechanismus in eine Netz-Modemvorrichtung integriert ist, wobei das Verfahren folgendes aufweist: Erfassen eines Vorhandenseins, eines dynamischen Adressenzuordnungsservers an dem Netz; und Sperren des integrierten Mechanismus, wenn der Server erfasst wird; Prüfen der Verfügbarkeit von Adressen an dem Netz nach einem Einschalten und einem Verlust eines Speichers von zuvor dynamisch zugeordneten Adressen; Speichern bzw. Lagern der verwendeten Adressen in einem Speicher bzw. Lager von unbekannten verwendeten Adressen; Auswählen neuer Adressen, die nicht gelagert sind, in Reaktion auf eine Anfrage nach einer dynamisch zugeordneten Adresse; und Entfernen einer Adresse aus dem Lager von unbekannten verwendeten Adressen, wenn ein Client mit einer der Adressen in dem Lager von unbekannten verwendeten Adressen nach einer dynamisch zugeordneten Adresse fragt.
  • Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, einen Mechanismus zum dynamischen Zuordnen von Netzadressen auf einem LAN zur Verfügung zu stellen, wie beispielsweise DHCP, welcher Mechanismus eine erneute Initialisierung handhaben kann, wie beispielsweise als Ergebnis davon, dass er aus- und eingeschaltet wird, ohne irgendwelche Clients auf dem Netz zu unterbrechen. Gemäß diesem Merkmal schwirrt (pings) der Mechanismus zum dynamischen Zuordnen von Netzadressen beim Einschalten um alle Adressen innerhalb seines Bereichs bzw. fragt sie ab. Der Mechanismus reserviert dann irgendwelche Adressen, die reagiert haben. Neuen Clients, die nach dynamischen Adressen fragen, werden neue Adressen innerhalb des Bereichs zugeordnet, und existierende Clients fragen periodisch nach einer neuen Adresse. Wenn ein existierender Client mit einer der reservierten Adressen nach einer neuen dynamischen Adresse fragt, wird die Adresse aus der Liste von unbekannten und reservierten Adressen entfernt.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung wird anhand der folgenden detaillierten Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verstanden werden, wobei:
  • 1 ein schematisches Blockdiagramm des LAN-ISDN-Modems gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist, welches Modem an ein LAN angeschlossen ist, an welches auch eine Konfigurationsstation und ein Netz-DHCP-Server angeschlossen ist.
  • Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
  • Wie es in 1 dargestellt ist, ist das digitale Modem 10 gemäß dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein ISDN-Modem mit einer Vielzahl von Funktionskomponenten, die in 1 gezeigt sind. Die Trennung von Komponenten, die in 1 in den getrennten Blöcken dargestellt sind, dient nur Darstellungszwecken und zeigt nicht notwendigerweise die physikalische Trennung von Komponenten in der tatsächlichen Vorrichtung, welche aus sowohl Hardware- als auch Software/Firmware-Komponenten gebildet ist.
  • Wenn das Modem 10 an das lokale Ethernet-Netz (LAN) 22 angeschlossen ist und eingeschaltet wird, werden eine LAN-Schnittstelle 12 und eine Modemadresseninitialisierereinheit 14 aktiv. Beim Betrieb führt das Modem 10 einen Datenverkehr über einen Router 18 auf den ausgewählten ISDN-Kanal 20. Die Initialisierereinheit 14 sendet eine DHCP-Entdeckungsnachricht auf dem LAN 22 rund, um zu erfassen, ob ein Server mit einem dynamischen Konfigurationsprotokoll für den Host (DHCP-Server) 28 auf dem LAN 22 vorhanden ist. Während es wesent lich ist, beim Hochfahren auf die Existenz eines Servers 28 zu prüfen, ist es auch bevorzugt, periodisch auf die Existenz eines solchen Servers 28 zu prüfen.
  • Wenn eine Antwort vom Server 28 empfangen wird, sendet der Initialisierer ein Sperrsignal zu dem eigenen DHCP-Server 16 des Modems. Dem Modem wird entweder durch eine direkte Kommunikation über eine Konsole 15 oder durch eine Fernkommunikation bei einer Konfigurationsstation 24 unter Verwendung des Modem-Monitorprogramms 26 eine statische Adresse zugeordnet werden.
  • Wenn kein Netz-DHCP-Server 28 auf dem LAN 22 vorhanden ist, dann wird keine Antwort auf die durch den Initialisierer 14 gesendete DHCP-Entdeckungsnachricht empfangen. Der DHCP-Server 16 wird dann nicht gesperrt und er wird als DHCP-Server auf dem Netz 22 arbeiten können. Dem Modem 10 wird entweder durch eine direkte Kommunikation über die Konsole 15 oder durch eine Fernkommunikation bei der Konfigurationsstation 24 unter Verwendung des Modem-Monitorprogramms 26 eine statische Adresse zugeordnet. Wenn das Modem 10 als DHCP-Server funktioniert, wird der DHCP-Server 16 auf durch Clients 30 und 32 (und möglicherweise durch eine Station 24) rundgesendete DHCP-Entdeckungspakete antworten, um ihre IP-Adressen zu konfigurieren. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel werden dann, wenn die Clients 30, 32 dynamische Adresse verwenden und der einzige DHCP-Server der Server 16 ist, alle Clients durch die DHCP-Komponente 16 des Modems unter Verwendung von Adressen in dem fabrikdefinierten Bereich von Adressen konfiguriert: 192.168.1.2,.... 192.168.1.50.
  • Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält eine Client-Station 24 einen Modem-Monitor 26, der dem Anwender erlaubt, den aktiven/inaktiven Zustand des DHCP-Servers in dem Fall manuell einzustellen, in welchem der Netzmanager wünscht, den DHCP-Server 16 zu sperren, oder den DHCP-Server 16 zu einer späteren Zeit wieder freizugeben. Die Modem-Monitorschnittstelle basiert auf HTML und stellt eine einfache Schnittstelle zur Verfügung.
  • Der Server 16 behandelt auch eine erneute Initialisierung, wie beispielsweise als Ergebnis davon, dass er aus- und eingeschaltet wird, ohne irgendwelche Clients auf dem Netz zu unterbrechen. Der Server 16 schwirrt beim Einschalten um alle Adressen innerhalb seines Bereichs bzw. fragt oder klopft sie ab. Irgendwelche Adressen die auf das Umschwirren bzw. Abfragen oder Abklopfen reagiert haben, werden in einer Reserveliste 17 von unbekannten Statusadressen platziert. Diese unbekannten Adressen könnten DHCP-Clients oder statische Adressen sein. Neuen Clients, die nach dynamischen Adressen fragen, werden neue Adressen zugeordnet, die innerhalb des Bereichs des Modems sind und die nicht in der reservierten Liste oder einer Liste von anderen Adressen sind, die bereits seit einem Einschalten DHCP-Clients zugeordnet sind. Existierende Clients fragen basierend auf ihrer Mietzeit, welche von Minuten bis zu Monaten variieren kann, periodisch nach einer neuen Adresse. Wenn ein existierender Client mit einer der reservierten Adressen nach einer neuen dynamischen Adresse fragt, wird die Adresse aus der Liste von unbekannten und reservierten Adressen entfernt. Dies gibt die sonst reservierte Adresse frei. Wie es erkannt werden wird, würde ein DHCP-Server normalerweise alle Adressen- und Mietzeitdaten zu einem festen Speicher kopieren und aus einem Herunterfahren bzw. Abschalten durch Wiedergewinnen der Daten aus dem festen Speicher entdecken. Gemäß der Erfindung erfordert der DHCP-Mechanismus, der in das Modem integriert ist, aufgrund der Verwendung seiner Hochfahr- bzw. Startprüfung auf Adressen in einem Einsatz und eines darauf folgenden Freigebens von denjenigen Adressen, die zu DHCP-Clients gehören, auf eine Erneuerung hin, keinen festen Speicher.

Claims (10)

  1. Netz-Modemvorrichtung (10) mit einem integrierten Mechanismus (14, 16) zum dynamischen Zuordnen von Netzadressen auf einem Netz, wobei die Netz-Modemvorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie folgendes aufweist: eine Steuerschaltung (14, 16), die ein Vorhandensein eines dynamischen Adressenzuordnungsservers auf dem Netz erfasst; einen Unterbrecher (14, 16), der den integrierten Mechanismus sperrt, wenn die Steuerschaltung den Server erfasst; und einem Speicher (17) von unbekannten verwendeten Adressen; wobei der integrierte Mechanismus folgendes aufweist einen Startmechanismus, der die Verfügbarkeit von Adressen im Netz prüft und verwendete Adressen im Speicher unbekannter verwendeter Adressen platziert; einen Adressenmanager (14, 16), der neue Adressen, die nicht im Speicher unbekannter verwendeter Adressen enthalten sind, auswählt und Adressen aus dem Speicher unbekannter verwendeter Adressen entfernt, wenn ein Client mit einer der Adressen in dem Speicher unbekannter verwendeter Adressen nach einer dynamisch zugeordneten Adresse fragt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Netz-Modemvorrichtung ein Digitalnetz-Modem ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Netz-Modemvorrichtung ein ISDN-Modem ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der integrierte Mechanismus eine DHCP-Servertunktion zur Verfügung stellt.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Steuerschaltung eine DHCP-Entdeckungsnachricht auf dem Netz rundsendet und auf eine Antwort horcht, um das Vorhandensein des Servers zu erfassen.
  6. Verfahren zum Freigeben/Sperren eines Mechanismus zum dynamischen Zuordnen von Netzadressen auf einem Netz, wobei der Mechanismus in eine Netz-Modemvorrichtung integriert ist, wobei das Verfahren folgendes aufweist: Erfassen eines Vorhandenseins eines dynamischen Adressenzuordnungsservers in dem Netz; und Sperren des integrierten Mechanismus, wenn der Server erfasst wird; Prüfen der Verfügbarkeit von Adressen in dem Netz nach einem Einschalten und einem Verlust eines Speichers von zuvor dynamisch zugeordneten Adressen; Speichern der verwendeten Adressen in einem Speicher unbekannter verwendeter Adressen; Auswählen von neuen Adressen, die nicht gespeichert sind, in Reaktion auf eine Frage nach einer dynamisch zugeordneten Adresse; und Entfernen einer Adresse aus dem Speichern unbekannter verwendeter Adressen, wenn ein Client mit einer der Adressen in dem Speicher unbekannter verwendeter Adressen nach einer dynamisch zugeordneten Adresse fragt.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die Vorrichtung ein Digitalnetz-Modem ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Vorrichtung ein ISDN-Modem ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei der integrierte Mechanismus eine DHCP-Serverfunktion zur Verfügung stellt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Erfassen ein Rundsenden einer DHCP-Entdeckungsnachricht von der Vorrichtung auf das Netz und ein Horchen auf eine Antwort zum Erfassen des Vorhandenseins des Servers aufweist.
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