TWI415425B

TWI415425B - The home network gateway provides a domain name assignment method for multiple WAN connections

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Publication number: TWI415425B
Application number: TW99124478A
Authority: TW
Original assignee: Chunghwa Telecom Co Ltd
Priority date: 2010-07-26
Filing date: 2010-07-26
Publication date: 2013-11-11
Also published as: TW201206122A

Description

家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法

本發明係關於家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法，特別為一種利用家庭網路閘道器所提供之網域名稱指派機制，使得DSL家庭網路閘道器在多個廣域網路Routed連線的服務架構下得以快速且正確地執行網域名稱的查詢動作、有效地降低網域名稱查詢的等候時間、避免網域名稱查詢的廣播封包流竄於不必要的廣域網路連線電路之中，並可達到任何一個用戶服務終端設備均可使用任何一個廣域網路連線電路所提供服務之目的。

DSL家庭網路閘道器在多個廣域網路Routed連線的服務架構下，用戶服務終端設備若以DHCP的方式向家庭網路閘道器動態取得IP、Gateway、DNS等資訊，則家庭網路閘道器會提供LAN端介面的IP位址當作用戶服務終端設備的Gateway IP與DNS Server IP位址，此時用戶服務終端設備應用服務執行網域名稱查詢時，家庭網路閘道器使用的方法較常見者包括廣播查詢與循序查詢兩種方法。廣播查詢的網域名稱查詢方法是當用戶服務終端設備發出網域名稱查詢之廣播封包後，家庭網路閘道器會接收這些封包，並轉發廣播至所有的廣域網路Routed連線電路，試圖取得正確之網域名稱伺服器的回應。但這樣的實施方式可能發生錯誤的網域名稱伺服器先回應，而正確的網域名稱伺服器較慢回應的狀況，使得家庭網路閘道器接收了第一個回應訊息後就不再處理第二個回應訊息，進而導致判斷錯誤，使得用戶的應用服務無法使用。此外網域名稱查詢之廣播封包會發送於不必要的廣域網路連線電路之中，增加網路的負擔並使得網路頻寬的可使用率降低。

循序查詢的網域名稱查詢方法是當用戶服務終端設備發出網域名稱查詢之廣播封包後，家庭網路閘道器將之接收並轉發至預設路徑的主要網域名稱伺服器查詢，倘若在規範的時間區間內得不到回應的話，則家庭網路閘道器會向同一連線電路的次要網域名稱伺服器查詢；或者在規範的時間區間內得不到查詢網址對應的主機IP位址，則向下一個廣域網路Routed連線電路之主要網域名稱伺服器查詢，依此類推，直到取得查詢網址對應的主機IP位址，或者全部連線電路的網域名稱伺服器都查詢不到才會終止。這樣的實施方式會使得部分服務的網域名稱查詢作業耗費過多的時間，甚至可能讓用戶服務終端設備的應用服務誤以為無法連線而終止服務，而且也會造成網域名稱查詢之廣播封包傳送於不必要的廣域網路Routed連線電路之中，增加網路的負擔並使得網路頻寬的可使用率降低。

由此可見，上述習用方式仍有諸多缺失，實非一良善之設計，而亟待加以改良。

本案發明人鑑於上述習用方式所衍生的各項缺點，乃亟思加以改良創新，並經苦心孤詣潛心研究後，終於成功研發完成本件家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法。

達成上述發明目的之家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法，係利用DSL家庭網路閘道器的網域名稱指派列表指配對應的網域名稱伺服器(DNS Server)路徑，以及使用預設(Default)路徑來指配其它不屬於網域名稱指派列表內網址的網域名稱伺服器路徑，使得上網、視訊、語音等服務之用戶服務終端設備，透過家庭網路閘道器所提供之功能，得以快速且正確地執行網域名稱的查詢動作、有效地降低網域名稱查詢的等候時間、避免網域名稱查詢的廣播封包流竄於不必要的廣域網路連線電路之中，並可達到任何一個用戶服務終端設備均可使用任何一個廣域網路連線電路所提供服務之目的。

請參閱圖一所示，為本發明家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法之網路連線架構圖，係包括：BRAS或Router網路設備1、彙集網路2、機房端接取網路設備3(包括多重服務接取設備(Multiple Service Access Multiplexer，MSAM)或者用戶迴路多工接取設備(Digital Subscriber Line Access Multiplexer，DSLAM))、數位用戶迴路(Digital Subscriber Line，DSL)4、用戶端接取網路設備(或稱之為家庭網路閘道器)5、以及用戶服務終端設備6。其中數位用戶迴路技術可包含非對稱數位用戶技術(Asymmetric Digital Subscriber Line，ADSL)ADSL/ADSL2/ADSL2+、超高速數位用戶技術(Very high speed Digital Subscriber Line，VDSL)VDSL/VDSL2之xDSL接取網路技術，服務提供者透過接取網路設備3與家庭網路閘道器5，以及數位用戶迴路4，提供客戶高速上網服務、多媒體視訊服務以及網路電話等服務。

而上述接取網路設備3與家庭網路閘道器5連接之接取網路技術更包含乙太網路技術或被動光纖網路技術。

請參閱圖二所示，為本發明家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法之服務架構與連線示意圖，在此示意圖中僅以兩個廣域網路連線電路為例作說明。用戶端接取網路設備(或家庭網路閘道器)以兩個廣域網路Routed連線電路(IPoE或PPPoE)分別連接網路A與網路B，提供用戶Triple-play多重服務，為了使網路的規劃與維運保持彈性，這兩個Routed連線電路的IP、Gateway、DNS等資訊都是採用DHCP或PPPoE的方式動態取得，而且網路A與網路B各自擁有主要與次要的DNS Server，各自提供網路服務相關的網域名稱查詢服務。對於家庭網路閘道器LAN端介面的用戶服務終端設備，家庭網路閘道器設定DHCP Server功能，提供用戶服務終端設備IP指派的服務，因此用戶服務終端設備會以DHCP的方式動態取得IP、Gateway、DNS等資訊，且用戶服務終端設備取得的Gateway與DNS Server IP是家庭網路閘道器LAN埠的IP位址。

請參閱圖三所示，為本發明家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法之功能模組示意圖，家庭網路閘道器在多個廣域網路Routed連線電路的架構下，用戶服務要能正常運作，而且達到任何一個用戶服務終端設備均可使用任何一個廣域網路連線電路所提供服務之目的，必須符合三個條件，第一是廣域網路Routed連線電路必須正常連線，並取得WAN介面的相關IP位址資訊；第二是家庭網路閘道器的路由表必須包含用戶服務所需之IP位址或網段；第三是用戶服務所需之網域名稱查詢可以正確地取得對應的主機IP位址資訊，如此用戶服務的IP封包便可依據路由資訊正確地轉送至目的地。而本發明提出的DNS指派列表方式，搭配預設路徑以及網址(Domain Name)模糊比對的功能，可以提供快速且正確的網域名稱查詢動作，並可達到任何一個用戶服務終端設備均可使用任何一個廣域網路連線電路所提供服務之目的。

為了避免家庭網路閘道器之DNS指派列表所需設定的項目過多，造成家庭網路閘道器整體效能嚴重的劣化，特別利用模糊比對的概念來群組化服務所需的網域名稱，讓屬於同一廣域網路連線電路DNS Server的網域名稱先行整合，藉以降低DNS指派列表所需設定的數量。例如假設用戶服務須使用『111.abc.com.tw』、『222.abc.com.tw』以及『333.abc.com.tw』網址，且這三個網址屬於同一Routed電路之DNS Server所服務，則家庭網路閘道器在設定時可以輸入『*.abc.com.tw』，如此三個網址的DNS查詢利用模糊比對的功能，將會向同一Routed電路之DNS Server詢問。此外，在DNS指派列表中，提供子網遮罩(Subnet Mask)參數，各個服務之網域名稱所對應的主機IP可以藉由Subnet Mask參數的整合，再自動加入家庭網路閘道器的路由表(Routing Table)中，藉此降低Routing Table的Routing Entry，避免家庭網路閘道器之Routing Entry過多而造成整體性能的劣化。

請參閱圖四所示，為本發明家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法之運作流程圖，首先家庭網路閘道器的廣域網路Routed連線電路必須正常連線並取得WAN介面的相關IP位址資訊，而且必須將DNS Server的IP位址自動加入Routing Table中，避免人工輸入的遺漏與錯誤。然後用戶服務終端設備以DHCP的方式向家庭網路閘道器取得動態IP、Gateway、DNS等資訊。當用戶服務終端設備執行DNS查詢時，DNS封包傳送至家庭網路閘道器後，家庭網路閘道器會先檢查是否存在歷史資訊，可以馬上回覆用戶服務終端設備。如果沒有快速緩衝貯存區的設計或者不存在歷史資訊，則將進行DNS指派列表中網址的模糊比對，並確認查詢網址是否可歸納隸屬於DNS指派列表之中。若查詢網址資訊存在於列表之中，則會依據對應的連線電路向DNS Server查詢；反之，若欲查詢的網址資訊不存在於DNS指派列表之中，則家庭網路閘道器會向預設(Default)路徑之DNS Server查詢。

在成功取得查詢網址對應之主機IP後，家庭網路閘道器必須將此IP與先前設定的Subnet Mask參數整合，並自動加入Routing Table之中，避免人工設定的遺漏以及人為設定錯誤的情形發生，藉此貫徹家庭網路閘道器整體連線與服務自動化之目的。然後再回覆DNS查詢資訊給用戶服務終端設備。如此，用戶服務終端設備不會侷限於僅能使用某一個廣域網路連線電路所提供的服務，可以達到任何一個用戶服務終端設備均可同時使用任何一個廣域網路連線電路所提供服務之目的，而且DNS查詢之廣播封包也不會流竄於不必要的廣域網路連線電路之中，進而增加網路的負擔。

1‧‧‧BRAS/Router網路設備

2‧‧‧彙集網路

3‧‧‧機房端接取網路設備

4‧‧‧DSL用戶迴路

5‧‧‧用戶端接取網路設備(家庭網路閘道器)

6‧‧‧用戶服務終端設備

請參閱有關本發明之詳細參數說明及其附圖，將可進一步瞭解本發明之技術內容及其目的功效；有關附圖為：圖一為本發明家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法之網路連線架構圖；圖二為該家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法之服務架構與連線示意圖；圖三為該家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法之功能模組示意圖；圖四為該家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法之運作流程圖。

1．．．BRAS/Router網路設備

2．．．彙集網路

3．．．機房端接取網路設備

4．．．DSL用戶迴路

5．．．用戶端接取網路設備(家庭網路閘道器)

6．．．用戶服務終端設備

Claims

一種家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法，該方法係應用於一連線架構，該連線架構包含：至少一網路設備，各用以連結至少一廣域網路；一彙集網路，與該至少一網路設備電信連接；一機房端接取網路設備，與該彙集網路電信連接；一家庭網路閘道器，使用一接取網路技術與該機房端接取網路設備電信連接，該接取網路技術包含一數位用戶迴路(Digital Subscriber Line,DSL)接取技術；以及一用戶服務終端設備，與該家庭網路閘道器電信連接；該家庭網路閘道器更包含：一廣域網路連線電路，係與外部之一廣域網路通訊連接，且包含二路由(Routed)連線電路；一網域名稱系統(Domain Name System,DNS)指派列表，包含用戶服務所需之一網路協定(IP)位址或一網段，該DNS指派列表更設有一預設路徑及一網址模糊比對功能；一本地網路連線電路，係與外部之該用戶服務終端設備通訊連接；該方法包含下列步驟：(a)該家庭網路閘道器連線並取得一廣域網路資訊(Wide area network,WAN資訊)、一閘道器資訊、一DNS資訊；(b)該家庭網路閘道器將該DNS資訊之一伺服IP位址加入該DNS指派列表； (c)該家庭網路閘道器透過動態主機設定協定(Dynamic Host Configuration Protocol,DHCP)方式傳送一動態IP位址、該閘道器資訊以及該DNS資訊至該用戶服務終端設備；(d)該家庭網路閘道器於該用戶服務終端執行一DNS查詢即檢查一DNS封包之內容是否存在於一歷史資訊，若是，回覆該用戶服務終端設備，若否，進行該DNS指派列表之該網址模糊比對功能以判斷向對應連線電路之一DNS伺服器查詢或向該預設路徑之一DNS伺服器查詢並取得一查詢IP；以及(e)該家庭網路閘道器將該查詢IP與一子網遮罩參數整合並加入該DNS指派列表。
如申請專利範圍第1項所述之家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法，其中該二路由連線電路，可以依照多重服務的需求或者網路架構的需求，擴充至多個路由廣域網路連線。
如申請專利範圍第1項所述之家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法，其中該DSL接取技術包括非對稱數位用戶技術(Asymmetric Digital Subscriber Line,ADSL)、ADSL2、ADSL2+、超高速數位用戶技術(Very high speed Digital Subscriber Line,VDSL)、以及VDSL2之數位用戶技術(Digital Subscriber Line,xDSL)。
如申請專利範圍第1項所述之家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法，其中該接取網路技術更包含一乙太網路技術或一被動光纖網路技術。
如申請專利範圍第1項所述之家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法，其中該家庭網路閘道器更包含一低階功能之用戶端接取網路之用戶終端設備(Customer premises equipment,CPE)以及外接式的家庭網路閘道器設備。
如申請專利範圍第1項所述之家庭網路閘道器提供多個廣域網路連線之網域名稱指派方法，其中該DNS指派列表中之該網址模糊比對功能，可有效降低該DNS指派列表中的設定項目，避免比對項目過多進而影響家庭網路閘道器的效能。