TWI574536B - Domain name resolution using web address translation - Google Patents

Description

利用網路位址轉換之網域名稱解析方法

本發明是有關於一種網域名稱解析方法，特別是指一種利用網路位址轉換之網域名稱解析方法。

網路位址轉換(Network Address Translation，簡稱NAT)，是一種解決IPv4位址短缺的方案，讓多台電腦共用一個對外網際網路協定(Internet Protocol，簡稱IP)位址來連上網路。一台具有NAT功能的路由器，可以幫助內部電腦在私有網路和網際網路間做轉換。

藉由網路位址轉換技術，在路由器內的多台需要連上網路的設備只需要一個公有IP位址，即可與其他網際網路上的裝置通訊，大大減少了公有IP位址的使用量。

在一個具有NAT功能的路由器下的主機架設超文本傳輸協定(HyperText Transfer Protocol，簡稱HTTP)服務端時，由於並沒有真正的IP位址，因此必須藉由路由器的轉址功能(Port forwarding)，讓外部使用端可以經由路由器公有IP位址的HTTP 80連接埠，連線至服務提供者於NAT之下所架設的HTTP服務端。

然而，路由器只有一個公有IP位址，所以同一個具有NAT功能的路由器下只有一個HTTP服務端可使用 上述轉址功能來讓外部使用端連結。因此，在現有的NAT功能技術下，如果在同一個具有NAT功能的路由器下有多個HTTP服務端想要讓外部使用端進行連線時，便會產生衝突而無法運作。另外，由於該等HTTP服務端並沒有自己的公有IP位址，因此無法於動態網域名稱伺服器上註冊，而限制了動態網域名稱系統(Domain Name System，簡稱DNS)服務的使用，外部使用端無法利用網域名稱來連接至特定的服務端。

因此，本發明之目的，即在提供一種可供用戶利用網域名稱與連線埠號連結至一須經網路位址轉換之服務端的利用網路位址轉換之網域名稱解析方法。

於是本發明利用網路位址轉換之網域名稱解析方法，適用於解析一用戶端欲連線的一網域名稱，並藉由一包括一網路位址轉換器、一動態網域名稱伺服器及一遠端網域名稱伺服器的網域名稱解析系統來實施，該網路位址轉換器儲存有一包含一私有網際網路協定位址、一內部埠號及一外部埠號的第一對映表，該動態網域名稱伺服器儲存有一包含該網域名稱、一公有網際網路協定位址、該內部埠號及該外部埠號的第二對映表，該遠端網域名稱伺服器儲存有一包含該網域名稱及對應該網域名稱之該動態網域名稱伺服器之一網際網路協定位址的第三對映表，該網域名稱解析方法包含以下步驟：(A)當該用戶端傳送一包含該網域名稱與一連 線埠號的連線請求至該遠端網域名稱伺服器時，該遠端網域名稱伺服器根據該連線請求之網域名稱及該第三對映表，將該用戶端導向到該動態網域名稱伺服器；(B)該動態網域名稱伺服器根據該連線請求之該網域名稱與該連線埠號及該第二對映表，傳送一轉址請求至該用戶端，以使得該用戶端連結到對應該網域名稱的該公有網際網路協定位址及該外部埠號；及(C)該網路位址轉換器根據該外部埠號及該第一對映表將該公有網際網路協定位址及該外部埠號轉換為該私有網際網路協定位址及該內部埠號，以使得該用戶端連結到該私有網際網路協定位址及該內部埠號。

本發明之功效在於，藉由該動態網域名稱伺服器所儲存之該第二對映表，該用戶端即可簡單地利用該網域名稱及連線埠號連接至對應之該公有網際網路協定位址及該外部埠號，藉由該網路位址轉換器所儲存之該第一對映表，該網路位址轉換器可根據該用戶端所連接之該外部埠號及該第一對映表，將該用戶端連結到該私有網際網路協定位址及該內部埠號，藉此，即便該網路位址轉換器只有一個公有網際網路協定位址可轉換不同服務端的私有網際網路協定位址，然而，該網路位址轉換器可藉由同一公有網際網路協定位址之不同的外部埠號來提供不同服務端傳送與接收封包。

1‧‧‧網域名稱解析系統

2‧‧‧服務端

21‧‧‧處理單元

3‧‧‧網路位址轉換器

31‧‧‧儲存單元

311‧‧‧第一對映表

32‧‧‧處理單元

4‧‧‧動態網域名稱伺服器

41‧‧‧儲存單元

411‧‧‧第二對映表

42‧‧‧處理單元

5‧‧‧遠端網域名稱伺服器

51‧‧‧儲存單元

511‧‧‧第三對映表

52‧‧‧處理單元

6‧‧‧用戶端

7‧‧‧網際網路

801~810‧‧‧步驟

91~93‧‧‧步驟

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的 實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一方塊圖，說明實施本發明利用網路位址轉換之網域名稱解析方法的一網域名稱解析系統及一經由一網際網路與該網域名稱解析系統連接的用戶端；圖2是一流程圖，說明本發明利用網路位址轉換之網域名稱解析方法之實施例中的一註冊網域名稱程序；及圖3是一流程圖，說明本發明利用網路位址轉換之網域名稱解析方法之實施例中的一解析網域名稱程序。

參閱圖1，本發明利用網路位址轉換之網域名稱解析方法，適用於解析一用戶端6欲連線的一網域名稱，並藉由一網域名稱解析系統1來實施。該網域名稱解析系統1包括至少一服務端2、一電連接該服務端2的網路位址轉換器3、一經由一網際網路7與該網路位址轉換器3連接的動態網域名稱伺服器4及一經由該網際網路7與該動態網域名稱伺服器4連接的遠端網域名稱伺服器5。

該用戶端6可經由該網際網路7而與該服務端2、該網路位址轉換器3、該動態網域名稱伺服器4及該遠端網域名稱伺服器5連接。

該服務端2包括一網路通訊介面(圖未示)及一電連接該網路通訊介面的處理單元21。在本實施例中，該服務端2可被實施為一HTTP服務伺服器，該服務端2之網路通訊介面係藉由該網路位址轉換器3的轉址功能來連接至該網際網路7。

該網路位址轉換器3包括一儲存單元31、一連接該網際網路7的網路通訊介面(圖未示)及一電連接該網路通訊介面及該儲存單元31的處理單元32。該儲存單元31儲存有一包含一私有IP位址、一內部埠號及一外部埠號的第一對映表311。表1是一示例的第一對映表311。在本實施例中，該服務端2之數目為2，其所對應的私有IP位址分別為192.168.0.1及192.168.0.2。該網路位址轉換器3可被實施為一路由器，但不限於此。

該動態網域名稱伺服器4包括一儲存單元41、一連接該網際網路7的網路通訊介面(圖未示)及一電連接該網路通訊介面及該儲存單元41的處理單元42。該儲存單元41儲存有一包含該網域名稱、一公有IP位址、該內部埠號及該外部埠號的第二對映表411。表2是一示例的第二對映表411。在本實施例中，私有IP位址為192.168.0.1之服務端所對應之該網域名稱即為www.engenius11.com，私有IP位址為192.168.0.2之服務端所對應之該網域名稱即為www.engenius12.com。

該遠端網域名稱伺服器5包括一儲存單元51、一連接該網際網路7的網路通訊介面(圖未示)及一電連接該網路通訊介面及該儲存單元51的處理單元52。該儲存單元51儲存有一包含該網域名稱及對應該網域名稱之該動態網域名稱伺服器4之一IP位址的第三對映表511。表3是一示例的第三對映表511。

以下將配合圖2~3之流程圖來說明本發明利用網路位址轉換之網域名稱解析方法的步驟以及該網域名稱解析系統11之各元件的細節，並將步驟歸納成一註冊網域名稱程序及一解析網域名稱程序。

參閱圖1與圖2，該網域名稱解析系統1實施本發明利用網路位址轉換之網域名稱解析方法之註冊網域名稱程序，並包含下列步驟。

在步驟801中，該服務端2的處理單元21藉由一已知的通用隨插即用(Universal Plug and Play，簡稱UPnP)技術傳送一包含該私有IP位址、該內部埠號及該外部埠號的連接埠請求至該網路位址轉換器3。由於本發明之特徵並不在於熟知此技藝者所已知的該通用隨插即用技術，為了簡潔，故在此省略了他們的細節。

在步驟802中，當該網路位址轉換器3的處理單元32接收到包含該私有IP位址、該內部埠號及該外部埠號的該連接埠請求時，該網路位址轉換器3判定該外部埠號是否已被使用。若是，則繼續進行步驟803之處理；否則，繼續進行步驟804之處理。

在步驟803中，該網路位址轉換器3的處理單元32藉由該已知的通用隨插即用技術，傳送一連接埠回覆至該服務端2，其中該連接埠回覆包含該公有IP位址、該外部埠號及一對應該外部埠號之特定IP位址。

在步驟804中，該網路位址轉換器3的處理單元32藉由該已知的通用隨插即用技術將該私有IP位址、該內部埠號及該外部埠號儲存於該第一對映表311中，並傳送該連接埠回覆至該服務端2。

在步驟805中，當該服務端2的處理單元21接收到該連接埠回覆時，該服務端2的處理單元21判定該連 接埠回覆之該特定IP位址是否相符於該私有IP位址。若是，則繼續進行步驟807之處理；否則，繼續進行步驟806之處理。

在步驟806中，該服務端2的處理單元21更新該連接埠請求中的該外部埠號，且重新傳送該連接埠請求至該網路位址轉換器3，並繼續進行該步驟802之處理。

值得特別說明的是，當該特定IP位址相符於該私有IP位址時，即代表該外部埠號已被指定給對應該私有IP位址之該服務端2使用；當該特定IP位址不相符於該私有IP位址時，即代表該外部埠號已被指定給其他服務端2使用，因此，對應該私有IP位址之該服務端2須請求其他外部埠號來使用。

在步驟807中，該服務端2的處理單元21傳送一包含該網域名稱、該公有IP位址、該內部埠號及該外部埠號的第一註冊請求至該動態網域名稱伺服器4。

在步驟808中，當該動態網域名稱伺服器4的處理單元42接收到該第一註冊請求時，該動態網域名稱伺服器4的處理單元42根據該第一註冊請求，將該網域名稱、該公有IP位址、該內部埠號及該外部埠號儲存於該儲存單元41的該第二對映表411中。

在步驟809中，該動態網域名稱伺服器4的處理單元42傳送一包含該網域名稱及該動態網域名稱伺服器4之該IP位址的第二註冊請求至該遠端網域名稱伺服器5。

在步驟810中，當該遠端網域名稱伺服器5的處理單元52接收到該第二註冊請求時，該遠端網域名稱伺服器5的處理單元52根據該第二註冊請求將該網域名稱及該動態網域名稱伺服器4之IP位址儲存於該儲存單元51的該第三對映表511中。

參閱圖1與圖3，該網域名稱解析系統1配合該用戶端6實施本發明利用網路位址轉換之網域名稱解析方法之解析網域名稱程序，並包含下列步驟。

在步驟91中，當該用戶端6傳送一包含該網域名稱與一連線埠號的連線請求至該遠端網域名稱伺服器5時，該遠端網域名稱伺服器5的處理單元52根據該連線請求之網域名稱及該第三對映表511，將該用戶端6導向到該動態網域名稱伺服器4。在本實施例中，該連線請求包含一HTTP封包，該HTTP封包包含一記錄有該網域名稱與該連線埠號的HOST欄位。

值得一提的是，該用戶端6所傳送之該連線埠號係為預設之埠號碼，例如，在本實施例中，所有服務端2的埠號碼8080皆預設用來提供HTTP服務、所有服務端2的埠號碼9000皆預設用來提供USB服務等。用戶在使用該服務端2所提供之服務前，可藉由例如，服務使用手冊的方式得知不同服務所對應的不同連線埠號。

在步驟92中，該動態網域名稱伺服器4的處理單元42根據該連線請求之該網域名稱與該連線埠號及該第二對映表411，傳送一轉址請求至該用戶端6，以使得該用 戶端6連結到對應該網域名稱的該公有IP位址及該外部埠號。在本實施例中，該動態網域名稱伺服器4的處理單元42根據該連線請求中之HOST欄位獲得該網域名稱與該連線埠號後，再根據該網域名稱與該連線埠號及該第二對映表411傳送該轉址請求。該轉址請求包含一超文本傳輸協定暫時轉移封包，亦即HTTP 302 Moved Temporarily封包。

在步驟93中，該網路位址轉換器3的處理單元32根據該外部埠號及該第一對映表311將該公有IP位址及該外部埠號轉換為該私有IP位址及該內部埠號，以使得該用戶端6連結到該私有IP位址及該內部埠號。

以下舉例說明本發明之網域名稱解析系統1利用表1、表2及表3所示之第一對映表311、第二對映表411及第三對映表511所執行的網域名稱解析程序。

一開始，當該用戶端6傳送包含該網域名稱，例如www.engenius11.com與該連線埠號，例如8080的該連線請求至該遠端網域名稱伺服器5時，該遠端網域名稱伺服器5的處理單元52根據該連線請求之網域名稱及該第三對映表511，將該用戶端6導向到該動態網域名稱伺服器4(亦即，導向到該動態網域名稱伺服器4之IP位址210.65.11.45)。

接著，該動態網域名稱伺服器4的處理單元42根據該連線請求之網域名稱www.engenius11.com與連線埠號8080及該第二對映表411判定出該第二對映表411中網 域名稱為www.engenius11.com且內部埠號為8080的一對應者，並根據該判定結果傳送該轉址請求(亦即，轉址該用戶端6至201.150.243.117：50010之請求)至該用戶端6，以使得該用戶端6連結到對應該網域名稱的該公有IP位址201.150.243.117及該外部埠號50010。

最後，該網路位址轉換器3的處理單元32根據該外部埠號50010及該第一對映表311將該公有IP位址201.150.243.117及該外部埠號50010轉換為該私有IP位址192.168.0.1及該內部埠號8080，以使得該用戶端6連結到該私有IP位址192.168.0.1及該內部埠號8080。

綜上所述，藉由該網路位址轉換器3指定不同的外部埠號給不同服務端2所對應的不同服務，並藉由該動態網域名稱伺服器4所儲存之該第二對映表411，以使得該用戶端6即可簡單地利用該網域名稱及該連線埠號連接至對應之該公有IP位址及該外部埠號，此外，由於對應於不同服務端2所提供之不同服務的外部埠號皆不相同，該網路位址轉換器3即可根據該外部埠號及該第一對映表311將該用戶端6連結到該私有IP位址及該內部埠號，藉此，可達成兩個以上之服務端2可藉由同一公有IP位址之不同外部埠號來提供服務，並讓用戶端6根據同一公有IP位址之不同的外部埠號來連結到不同服務端2所對應之私有IP位址及內部埠號，故確實能達成本發明之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專 利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

91~93‧‧‧步驟

Claims (4)

1. 一種利用網路位址轉換之網域名稱解析方法，適用於解析一用戶端欲連線的一網域名稱，並藉由一包括一網路位址轉換器、一動態網域名稱伺服器、一遠端網域名稱伺服器，及一服務端的網域名稱解析系統來實施，該網路位址轉換器儲存有一包含一私有網際網路協定位址、一內部埠號及一外部埠號的第一對映表，該動態網域名稱伺服器儲存有一包含該網域名稱、一公有網際網路協定位址、該內部埠號及該外部埠號的第二對映表，該遠端網域名稱伺服器儲存有一包含該網域名稱及對應該網域名稱之該動態網域名稱伺服器之一網際網路協定位址的第三對映表，該服務端電連接該網路位址轉換器且對應於該網域名稱及該私有網際網路協定位址，該網域名稱解析方法包含以下步驟：(A)當該網路位址轉換器接收到一包含該私有網際網路協定位址、該內部埠號及該外部埠號的連接埠請求時，該網路位址轉換器判定該外部埠號是否已被使用；(B)當判定結果為否時，該網路位址轉換器將該私有網際網路協定位址、該內部埠號及該外部埠號儲存於該第一對映表中，並傳送一連接埠回覆至該服務端，其中該連接埠回覆包含該公有網際網路協定位址、該外部埠號及一對應該外部埠號之特定網際網路協定位址；(C)當該服務端接收到該連接埠回覆時，該服務端判定該連接埠回覆之該特定網際網路協定位址是否相符 於該私有網際網路協定位址；(D)當該服務端之判定結果為是時，該服務端傳送一包含該網域名稱、該公有網際網路協定位址、該內部埠號及該外部埠號的第一註冊請求至該動態網域名稱伺服器；(E)當該動態網域名稱伺服器接收到該第一註冊請求時，該動態網域名稱伺服器根據該第一註冊請求，將該網域名稱、該公有網際網路協定位址、該內部埠號及該外部埠號儲存於該第二對映表中；(F)該動態網域名稱伺服器傳送一包含該網域名稱及該動態網域名稱伺服器之該網際網路協定位址的第二註冊請求至該遠端網域名稱伺服器；(G)當該遠端網域名稱伺服器接收到該第二註冊請求時，該遠端網域名稱伺服器根據該第二註冊請求將該網域名稱及該動態網域名稱伺服器之網際網路協定位址儲存於該第三對映表中；(H)當該用戶端傳送一包含該網域名稱與一連線埠號的連線請求至該遠端網域名稱伺服器時，該遠端網域名稱伺服器根據該連線請求之網域名稱及該第三對映表，將該用戶端導向到該動態網域名稱伺服器；(I)該動態網域名稱伺服器根據該連線請求之該網域名稱與該連線埠號及該第二對映表，傳送一轉址請求至該用戶端，以使得該用戶端連結到對應該網域名稱的該公有網際網路協定位址及該外部埠號；及 (J)該網路位址轉換器根據該外部埠號及該第一對映表將該公有網際網路協定位址及該外部埠號轉換為該私有網際網路協定位址及該內部埠號，以使得該用戶端連結到該私有網際網路協定位址及該內部埠號。
2. 如請求項1所述的利用網路位址轉換之網域名稱解析方法，該網域名稱解析系統還包括至少一電連接該網路位址轉換器且對應於該網域名稱及該私有網際網路協定位址之服務端，在該步驟(A)之前，還包含一步驟(K)，該服務端傳送包含該私有網際網路協定位址、該內部埠號及該外部埠號的該連接埠請求至該網路位址轉換器。
3. 如請求項1所述的利用網路位址轉換之網域名稱解析方法，其中，在該步驟(H)中，該連線請求包含一超文本傳輸協定封包，該超文本傳輸協定封包包含該網域名稱與該連線埠號。
4. 如請求項1所述的利用網路位址轉換之網域名稱解析方法，其中，在該步驟(I)中，該轉址請求包含一超文本傳輸協定暫時轉移封包。