在網絡的選定部分中通信的製作方法

2023-07-16 11:41:16 2

專利名稱：在網絡的選定部分中通信的製作方法
技術領域：
本發明涉及在一個網絡的多個子網內的終端間的通信，網內的數據報文使用數據報文包含的目的標識進行路由，特別是涉及(但不限於)終端使用IP(Internet Protocol)協議尋址的情況。本發明應用於按造地理來劃分子網的情形，且子網是採用這一划分來描述的，但本發明的實施例也可適用於子網以其它標準進行劃分的情況。
背景技術：
現已存在多種方法在一個終端和網絡中其他多個終端間進行有選擇的通信，其中終端使用網技協議(IP)進行尋址，包括廣播(broadcasting)和多播(multicasting)。
最常見的IP通信的類型是單播(unicast)通信，即通信建立在各節點之間，其地址在傳輸的數據報文中標出。如果一個伺服器要向多於一個的地址發送數據報文，它必須對每個單獨的地址重複這一數據報文。因而單播方式的傳輸不適用於大量分發消息和其他內容到多個目的地，也不適於預定接受方的IP位址對發送方是未知的情況。
當地址對發送方可能未知時，為滿足傳送Internet通信到多個目的地這一需求，已存在改進的用於多播(multicast)服務的IP協議。IP多播是傳送一個IP數據報到一個「主機組」，即一個或一組由單個IP位址標識的主機。一個多播數據報被分發到主機組的所有的成員終端，並具有和通常的單播IP數據報相同的「盡最大可能」的可靠性，即數據報不能保證完整無缺地到達目的組的所有成員，也不保證各個數據報以相同的順序到達。主機組的成員是動態的；即主機可以在任何時間加入或離開。只有當一個IP模塊首先指明組的多播地址，發送加入組的請求後，才能接收數據報文。
對於主機組成員的數目或位置沒有約束。去向這些主機組之一的輸入數據報與去向個別主機地址的數據報被採用完全一致的方式進行處理。去向主機不屬於的主機組的輸入數據報由組地址標識，並且被丟棄，不產生錯誤報告或日誌條目。
除註冊到主機組的節點的地址外，多播不含任何使用其他標準來選擇目的終端的機制，特別是，不提供「特定位置」的通信，也就是說，與在選定地理範圍內未指定地址的節點(終端)進行通信。
專利說明書WO 0I/01718「Location management for cellularsystems(蜂窩系統的位置管理)」描述了一種基於移動終端向局部網絡控制器(RNC)發送的信息決定移動臺位置的方法。但是，它沒有公開任何根據選擇標準如地理位置、與在選定的多個移動終端進行數據報通信的方法。
數據廣播，特別是數位電視，是另外一種能夠通過電纜、衛星或地面無線電磁傳播傳輸節目或通信到許多目的地的服務。與IP傳輸不同，廣播的通信基本是單向的；如果需要與目的終端進行交互，目的終端的響應必須通過另外的鏈路，比如Internet或電話通信。一個給定頻道的傳輸到達連接到這一頻道的所有接收者。由於廣播的覆蓋範圍有些固有地受限於地理範圍，這並未提供利用選定的標準來選擇目的終端，尤其是不提供進行特定位置通信、即為通信選擇地理區域的可能性。
附加於廣播服務的數據流可以在同一廣播頻道中傳送(』打包』)。專利說明書WO 01/10081描述了一個用於傳送廣播信息的廣播網，以及將事件信息加入廣播信息的事件管理器。事件信息要麼包括定義/識別該事件消息被傳送到的特定終端用戶設備的信息，要麼不包括任何此類信息，並且不經任何選擇而被發送到所有的終端用戶設備。在兩種情況下，除了他們的地址，都不存在利用其他標準來選擇終端用戶設備，特別是不提供特定位置通信、即與選定地理區域進行通信的可能性。
國際專利申請WO 01/19029描述了一個包交換網絡，其中，路由裝置從發送者處接收數據包，並緩存目的地址是多播組的多播地址的數據包。控制裝置為每一接收者和/或由控制裝置決定的特定接收者的地址指定過濾器，並將決定的地址和指定的過濾器提供給路由裝置，該路由裝置用指定的過濾器為多播組內的每一接收者過濾多播數據包、決定的地址和決定的地址的多播數據包，將過濾後的多播數據包提供給過濾後的接收者地址。
存在對如下方法的需求它能夠根據選擇作為從發射終端導出的信息的函數的標準，通過通信網從一個終端到多個其他選定的終端進行數據報通信。

發明內容
本發明提供了通過如所附的權利要求中描述的網絡進行數據報通信的方法和設備。


圖1是根據本發明的實施例的局域廣播系統的示意圖。
圖2是圖1所示的廣播系統向火災臨近地區的移動終端發送告警信息的應用的示意圖。
具體實施例方式
在圖1所示的本發明的優選實施例中，通信系統利用Internet骨幹網，但本發明也可用於通過其他網絡發送數據報文的其他實施例。圖1所示的網絡通信系統包括IP子網1到5，以分配給他們的Internet地址的通用元素定義(IPv4的比特位或IPv6的前綴)，子網1到5被簡單的路由器或網關從Internet骨幹網中分離出來。根據本發明的實施例，相應的子網代理伺服器7到11與子網1到5相關。子網代理伺服器7到11最好直接與子網1到5相連，中間沒有路由器；這樣能使用IPv6協議的「所有節點」地址與子網中的所有節點聯絡。用戶終端如12到19與IP子網1到5通信。
在本發明的優選實施例中，用戶終端是移動的，並通過無線連接與IP子網1到5通信。在這種情況下，用戶終端12到10經常從一個IP子網移動到另一個IP子網。然而，本發明也適用於普通的不移動的終端，無論它們是否會改變子網，如可攜式電腦可能做的那樣。
移動用戶終端可能具有所謂的第3代蜂窩電話終端的形式，它允許通過包交換路由傳送數據，語音和聲音。第3代蜂窩電話標準包括UMTS 3GPP(第三代合作工程)，歐洲電信研究院(ETSI)的3GPP2標準和國際移動通信-2000(『IMT-2000』)。根據本發明，可適用於系統中的用戶終端的其他無線通信標準包括ETSI HiperLAN和IEEE 802.11b本地網標準等。
在子網1到5中的節點與Internet骨幹網，其他子網和終端採用IP協議準進行通信，本發明特別適用於採用網際網路工程任務組(IETF)的IPv6標準的系統。然而本發明也適用於其他包交換協議，如InternetIPv4標準，和應用於其他數據報根據報文中包含的目的地標識或地址進行路由的網絡通信系統。
如前所述，存在對如下能力的需求終端能夠向多個其他終端發送消息，但在這樣的系統中，難以指定各個目的終端的地址，地址對發送者它們甚至可能是未知的。在本發明的上下文中，不指明各個目的地址的消息傳輸(無論是單向傳輸或返回目的終端響應的雙向傳輸)稱為『局域廣播』。
在圖1所示本發明的實施例中，通信系統包括一個局域廣播伺服器20，它使用公共地址與Internet骨幹網通信。局域廣播伺服器20組成一個子網組伺服器，從而能夠選擇多個子網代理伺服器，來自發送者的數據報文到達局域廣播伺服器20，再從局域廣播伺服器20到達在相應的被選擇的子網內的目的終端。
在運營中，用戶終端如想要傳送局域廣播信息的15採用單播傳送將數據報發送到局域廣播伺服器20。然後，局域廣播伺服器20選擇多個子網代理伺服器7到11，並在發送終端15和相應的選定子網(如本例中子網1和4)內的目的終端之間提供數據報通信。在沒有發送終端15指定的目的終端的各個目的標識的條件下，根據被選作為自發送終端15導出的信息的函數的標準進行所述選擇。因此，發送終端不必發送多個目的終端的各個目的地址，否則將給用戶終端帶來大量內存負載，並且給通信業務帶來大的系統開銷。此外，本發明使得在不知道終端的標識的情況下，例如基於它們位於特定地區附近的標準，發送終端選擇這樣的終端作為作為目的地。
在本發明的這個實施例中，取自用戶終端15的信息用於選擇目的子網的伺服器(在本例中是代理伺服器)，其信息包含了與選擇標準相關的子網特徵，子網組伺服器存儲了指出子網特徵和子網地址之間的對應關係的相關數據。然後，如在本發明的這一優選實施例中，使用IPv6的「所有節點」多播地址，被選中的代理伺服器將局域廣播信息傳送到它們服務的全部節點。
在本發明的優選實施例中，子網1到5是地理位置受限的，且選擇標準包括子網相對與特定地理區域的地理位置。
在本發明的一個實施例中，用來選擇子網代理伺服器的信息包含在發送終端發送的數據報中。在這種情況下，用戶終端存儲、或從局域廣播伺服器20接收對應由各個代理伺服器服務的地理區域的列表，用戶終端發送到局域廣播伺服器20的信息包含了從這一列表中選定的所要區域的標識。局域廣播伺服器20使用其內部資料庫選擇以這一方式標識的區域相應的子網。
可選地(或，此外)，可以建立其他選擇標準，例如，一個加密傳輸，如視頻傳輸，可以帶著不同的密鑰發送給不同的子網代理伺服器，只有帶有在相應子網中的用戶終端使用的密鑰的傳輸才會發送到那個子網。發送傳輸的終端識別每次傳輸所用的密鑰，局域廣播伺服器20使用相應的密鑰選擇子網並將傳輸發送給選中的子網代理伺服器。
在本發明的其他實施例中，局域廣播伺服器從發送終端的位置中取得信息來選擇子網伺服器。發送終端可以採用單獨的定位系統如全球定位系統(GPS)來確定其位置，並將相應數據放入發往局域廣播伺服器的數據報文中。局域廣播伺服器握20存儲子網代理伺服器的位置坐標，作出發送終端15的GPS位置到局域廣播代理伺服器7到11位置的地圖，並選擇那些位置在指定距離內的局域廣播代理伺服器。此外，局域廣播伺服器20也可以從代理伺服器9的標識中得到發送終端15的位置，代理伺服器9為發送終端15從中訪問通信系統的子網提供服務。
在本發明的一個簡單實施例中，IP子網的位置以它們的近似中心來定義。在這種情況下，選擇標準包括一個中心位置周圍的半徑，它由發送終端15指定或包含在局域廣播伺服器20的選擇參數中。另外，局域廣播伺服器20也可以存儲地理數據，更詳細定義各IP子網伺服器7到11覆蓋的區域，舉例來說，可以選擇那些至少覆蓋了部分由發送終端15指定的區域的子網。
當用於以JAVA寫成的應用程式時，局域廣播的JAVA應用程式接口(API)可以被實現為一個RB類且包括以下兩個方法static void regional_broadcasting_send(network_position region_centre，double region_radius，byte[]broadcast_message)static byte[] regional_broadcasting_receive第一個方法允許向特定位置的區域廣播消息。它將消息(字節表)，區域的中心位置和區域的半徑作為輸入。第二種方法允許一個終端接收已經發送到終端所在區域的消息，消息以字節表的形式返回。
以上描述的接口的方法是發送請求到/和從局域廣播伺服器20接收回應的客戶端框架。圖1示出了當調用局域廣播接口時消息產生的序列。
如圖1所示，對1到5的每一個子網，局域廣播伺服器20上的資料庫包括其地址Loc.1到Loc.5，以及相應的局域廣播代理伺服器7到11的IP位址。局域廣播伺服器20將此資料庫作為一個靜態資料庫管理。此資料庫可以在服務開始時由網絡管理員手工填入並根據需要更新。此結構是可擴展的，易於管理，易於實現；如果必要的話，它可以在沒有真實的或仿真的外部定位系統如GPS的情況下工作，但它也可以與外部定位系統一起來實現。特別地，每個IP子網中的局域廣播伺服器和局域廣播代理伺服器是非常簡單的伺服器，可以用UDP套接字實現。由於伺服器沒有複雜的狀態機，它們的行為直接了當，資料庫的格式也非常簡單。由於無需管理網絡中所有節點的位置，將消息傳送到局域代理伺服器識別的目的終端，增強了系統的可擴展性。
一個資料庫格式的例子可以是(IPv6)IP子網前綴 類GPS位置坐標 RB-Proxy地址

第1個域是子網地址，第2個域是子網位置，第3個域是相關的局域廣播地理伺服器的地址。
圖2示出了圖1所示系統類型的應用的例子，其中，消防隊向火災臨近地區的所有用戶終端廣播涉及火災的警告。
特徵-選擇標準IP子網的位置-沒有期望的、來自接收者的回應-內容文本/語音/視頻消息-任何接入網類型/多個管理域-固定或移動的接收者圖2所示系統包括一個私有的內部網際網路21，其可由消防隊和警察在緊急情況下可訪問，並且包括局域廣播伺服器22。可以訪問私有網絡21以與移動終端如屬於現場消防員的23進行通信。局域廣播伺服器23被連結到公共運營商#1的、包括一個局域廣播伺服器25的通信網絡24以進行通信，並且被連結到公共運營商#2的、包括一個局域廣播伺服器27的通信網絡26以進行通信。
一旦在區域28中發現火災(例如在森林或其他不容易由臨近地區人員進行檢查的區域)，消防員可以使用終端23觸發區域28臨近區域的火警消息廣播，以便位於或穿過此區域、並裝備用戶終端12到19的任何人員能夠馬上得到警告。作為一項緊急業務，這一警告信息可以通過覆蓋此區域的任何公共或私有通信系統(如公共的GSM/GPRS/UMTS/DAB-DVB運營商，消防員/警察專用安全網等)進行廣播。
在這一例子中，消防員/警察總部放置主要的「子網組伺服器」，局域廣播伺服器22將選擇運營商的網絡(比如覆蓋火災區域的24和26)，並將消息傳送到在這些運營商網絡中的相應的局域廣播伺服器25和27。然後，局域廣播伺服器25和27選擇必須將警告消息廣播到其內的子網的集合，並發送消息。
因此，最初的警告消息可由位於火災地點28的消防員產生，並被發往總部，總部通過覆蓋火災區域的網絡基礎設施將該消息向所有相關的地理區域廣播。消息廣播可以向位於這一區域的任何人提供了本地情況的實時信息。信息的內容可以是任何合適的類型(文本，語音，視頻...)，可以根據網絡廣播信息的能力進行調整。
如圖1所示系類型的應用的另一個例子是將其用於發現臨近地理範圍內的服務。
特徵-選擇標準IP子網的位置-期望從接收者處得到回應-內容結構化的信息服務描述，發送者的響應信息...等-發送/接收者可以是固定或移動的-基於位置的服務發現的架構在本例中，由希望向其客戶提供位置敏感(location-aware)的服務發現擁有局域廣播伺服器20。在其當前位置一定距離內(如10公裡)的尋找某種服務(如餐館)的遊走的用戶則將其請求發往運營商。更具體地說，用戶終端如15向運營商的局域廣播伺服器20發送一條消息。根據在請求中描述的區域，局域廣播伺服器20得出應當將該請求廣播到其中的子網1和4，並且從消息內容中識別出消息應發送給餐館。子網代理伺服器可選擇對應於請求的性質的不同多播地址，使得在本例中，只有擁有用戶終端如連結到已經註冊到「餐館」多播地址的選擇的子網1和4的12，13和16的那些餐館才會收到請求。廣播消息的內容包括允許響應信息，如傳真號碼或電子郵件的地址，也可包括用戶可能指定的額外要求，例如有禁菸區的餐館的規定。通過潛在客戶在請求中指定的方式與該客戶直接接觸，收到消息的餐館會響應請求(如發送帶有價格的菜單)。當然，多個運營商可以合作在它們的所有網絡中展開這項業務，以便客戶能從更廣泛的服務社區中獲益。
為支持動態的位置敏感發現任意類型的服務以及客戶和服務提供者之間的互相理解，本發明的優選實施例採用一種通用語言(語法和句法)來描述複雜服務。一個現存的標準(例如XML)被用來幫助進行這一定義。除了服務描述，服務發現請求本身也被構造，以便客戶和服務提供者都能理解。
以下是服務發現請求的一個例子

應當理解，本發明的實施例的上述的應用例子是以示例說明的方式給出的。
權利要求
1.一種通過包括子網(1到5)的網絡、從發送終端(15)到多個由所述子網(1到5)提供服務的目的終端(12到19)進行數據報通信的方法，其中，使用所述報文中包含的目的標識來路由所述數據報文，其特徵在於，子網伺服器(7到11)，其發送消息到所述的子網(1到5)中的每一個，子網組伺服器(20)，其選擇多個所述子網伺服器(1，4)，並通過所述選定的子網伺服器(7到11)從所述發送終端(15)將數據報傳送給在相應的選定子網(1，4)內的目的終端(12，13，16)，在沒有由所述發送終端(15)指定的所述目的終端(12到19)的各自的目的標識的條件下，所述選擇是根據被選作為從所述發送終端(15)導出的信息的函數的標準作出的。
2.如權利要求1所述的方法，其中，所述子網伺服器(7到11)直接連接到各個子網(1到5)。
3.如權利要求1或2所述方法，其中，至少所述的發送終端(15)是移動的。
4.如任何前述權利要求之一所述的方法，其中，至少所述的發送終端(15)與所述網絡通過無線通訊進行通信。
5.如任何前述權利要求之一所述的方法，其中，從所述發送終端(15)導出的、用於選擇所述子網伺服器(1，4)的信息與選擇所述子網(1到5)的標準相關，所述子網組伺服器(20)存儲指出所述選擇標準和子網的目的標識之間的對應關係的相關數據。
6.如任何前述權利要求之一所述的方法，其中，從所述發送終端(15)導出的、用於選擇所述子網伺服器(1，4)的信息包含在所述發送終端(15)送出的數據報中。
7.如任何前述權利要求之一所述的方法，其中，所述子網(1到5)是地理上受限的，所述標準包含所述子網(1到5)相對於各個地理區域的地理位置。
8.如權利要求7所述的方法，其中，從所述發送終端(15)導出的、用於選擇所述子網伺服器(1，4)的信息包含子網伺服器(9)的標識，所述通信子網伺服器(9)作為所述發送終端(15)到所述網絡的通信訪問點，所述被選定的子網(1，4)是在作為所述發送終端(15)服務的通信訪問點的所述子網伺服器(9)的地理臨近區域中被選中。
9.如任何前述權利要求之一所述的方法，其中，所述數據報發往由所述選中的子網伺服器(7，10)服務的所有目的終端(12，13，16)。
10.如任何前述權利要求之一所述的方法，其中，使用網際協議來路由所述數據報。
11.一種通過包括子網(1到5)的網絡、從發送終端(15)到由多個所述子網(1到5)提供服務的多個目的終端(12到19)傳送數據報的設備，數據報是使用包含在該數據報中的目的標識來進行路由的，其特徵在於，所述設備包括子網伺服器(7到11)，用於將消息發送到所述的子網(1到5)中的每一個；子網組伺服器(20)，用於選擇多個所述子網伺服器(1，4)，並將數據報從所述發送終端(15)傳送到在相應的選擇的子網(1，4)內的目的終端(12，13，16)，在沒有由所述發送終端(15)指定的所述目的終端(12到19)的各自的目的標識的條件下，所述選擇是根據被選中作為從所述發送終端導出的信息的函數的標準作出的。
12.如權利要求11所述的設備，其中，從所述發送終端(15)導出的、用於選擇所述子網伺服器(1，4)的信息與選擇所述子網(1到5)的標準相關，所述子網組伺服器(20)存儲指出所述選擇標準和所述子網的目的標識之間對應關係的相關數據。
13.如權利要求11或12所述的設備，其中，所述子網(1到5)是地理上受限的，所述標準包含所述子網(1到5)的相對於各個地理區域的地理位置。
14.如權利要求13所述的設備，其中，從所述發送終端(15)導出的、用於選擇所述子網伺服器(1，4)的信息包含子網伺服器(9)的標識，所述子網伺服器作為所述發送終端(15)到所述網絡的通信訪問點，所述子網組伺服器(20)被用於在作為所述發送終端(15)的通信訪問點的所述子網伺服器(9)的地理臨近區域中選擇子網(1，4)。
15.如權利要求11或14所述的設備，其中，所述數據報發往由所述選中的子網伺服器(1，4)服務的所有所述的目的終端(12，13，16)。
16.如任何權利要求11到15所述的設備，其中，使用網際協議來路由數據報。
全文摘要
一種通過由子網(1到5)組成的網絡進行數據報通信的方法和設備，各子網由發送終端(15)通過各個子網伺服器(7到11)提供服務，特別適用於移動終端通過無線鏈路進行通信，且多個目的終端(12到19)由多個所描述的子網(1到5)提供服務，其中數據報使用包含於數據報文中的目的標識進行路由。一個子網組伺服器(20)選擇多個子網伺服器(1，4)，並在發送終端(15)和相應被選中的子網(1，4)內目的終端(12，13，16)間提供數據報通信。在沒有發送終端(15)指定的目的終端(12到19)的各自的目的標識的條件下，根據被選作為從發送終端(15)導出的信息的函數的標準比如地理位置進行所述選擇。
文檔編號H04L12/28GK1600012SQ02824011
公開日2005年3月23日 申請日期2002年12月18日 優先權日2001年12月28日
發明者克裡斯託夫·雅內託, 鴻-約恩·拉赫, 奈斯林·沙赫爾 申請人:摩託羅拉公司