周邊存取路由器的方法與裝置的製作方法
2023-07-26 15:04:16 4
專利名稱：周邊存取路由器的方法與裝置的製作方法
技術領域：
本發明有關一種周邊存取路由器的方法與裝置，特別是有關一種提供多個使用者存取於設備與網際網路的方法與裝置。
(2)背景技術使用TCP/IP通訊協定將電腦與數字裝置耦合併連接至網際網路的需求日漸增加。例如藉由配備無線數據機，多臺電腦可提供無線通訊(wirelesscommunication)。使用者與網絡之間使用的無線通訊，有許多重要的優點優於其他應用完全硬接線(hardwired)的通訊網絡。由於使用者至網絡集線器或路由器的連接沒有使用任何實體的電線或電纜，因此可以節省安裝電線或電纜的成本，當然在未來其他任何擴充或更換辦公室或工作場所設備的成本也可節省下來。對於在工作場所內，必須攜帶電腦至不同地點，且不能被單一又不可移動的工作站綁住的使用者而言，無線解決方案也可以提供機動性。
現在，使用者與網絡間的無線通訊可經由一無線網絡存取器(network accesspoint)來實現。此無線網絡存取器是一簡單的配接器(adaptor)，可轉換由使用者電腦送入的無線通訊成為網絡可懂的訊號，且使遠距離的電腦使用者可存取至除了此無線網絡存取器之外(硬接線連接至網絡)的所有設備。此概念如習知的圖1A所示。使用者可使用配備無線數據機的可攜式電腦10A或桌上型電腦10B。這些數據機傳送至且接收無線網絡存取器12的信息，此無線無線網絡存取器12以一單一乙太網絡14連接至區域網絡(local area network，LAN)16。無線網絡存取器12是電腦專用硬體設備，是特別設計用來提供多個使用者與單一乙太網絡的區域網絡連接的無線通訊。
一旦使用者連接上區域網絡16，便可存取許多的周邊設備，例如印表機、網絡硬碟、掃描器、電纜數據機、電話數據機等。但是這些設備普遍都需要一個第二界面以連接至區域網絡。舉例來說，一臺印表機連接至網絡需要一個界面裝置，此界面裝置具有一個乙太網絡連接輸入(從區域網絡)和一個標準通用非同步收發傳輸器(universal asynchronous receiver transmitter，UART)驅動的印表機端(line printer terminal，LPT)(被連接至印表機)。此外，區域網絡16通常需要各種的伺服器與可識別且繞徑至終端目標設備的交換集線器。
圖1B(現有技術)圖示一種名為Compex的類似設備，容許將標準的電腦18轉換成一種無線網絡存取器，用於運用乙太網絡14的區域網絡16。廠商提供包含一對無線收發器(wireless transceiver pair)的配套元件(kit)，其中一個用在使用者電腦10A或10B，而另一則用在與之相配的的相容PCI總線界面電路卡，此電路卡則被安裝在電腦18中。在配套元件中也包含使使用者電腦10與區域網絡16間能夠通訊的軟體。其中，要與連接在區域網絡16上的周邊設備連線必須經過區域網絡16，要與連接在區域網絡16上的周邊設備連線必須經過界面配接器，如前所述。
圖1C(現有技術)圖示當前由Lucent、3Com和Cisco等公司生產的另一種產品。家庭無線網關(wireless residential gateway)20提供一種無線網絡存取器，用於運用乙太網絡14的區域網絡16，通過標準V.90數據機連接22的標準電話線路24，與藉由RS232串列埠連接26的串列埠。此設備可提供除區域網絡外其他種類通訊技術的連接。但是，存取任何連接至RS232串列埠連接26的周邊設備，由於大多數並不會提供與串列埠相容的連接，因此仍然需要硬體的其他組件或額外的零件以連接至各式的設備。
圖1D(現有技術)圖示可在使用者10與運用通用串列總線(universal seriesbus，USB)的網絡之間提供無線通訊的產品。無線USB配接器28連接至USB集線器30，此USB集線器30依序與多個USB設備32相連接。目前市面上有各種不同的USB裝置，例如掃描器、DVD/CD讀/寫機，可移動式儲存裝置與印表機等。但是不是所有的設備都與USB系統相容，且USB並不適用於高速數據傳輸，例如硬碟或全彩掃描器。
圖1E(現有技術)圖示可提供無線通訊至電纜數據機或數字用戶專線(digitalsubscriber line，DSL)的產品。無線基地臺(wireless base station)與電纜路由器34連接至電纜或數字用戶專線36，且設計成此用途專用，不能執行其他類型的周邊連接。
圖1F(現有技術)圖示可在使用者10和運用IEEE 1394(Fire Wire)的網絡之間提供無線通訊的產品。無線IEEE 1394配接器200連接至IEEE 1394集線器210，此IEEE 1394集線器210依序與多個IEEE 1394設備220相連接。目前市面上有各種不同的IEEE 1394裝置可供使用，例如掃描器、DVD/CD讀/寫機，可移動式儲存裝置與印表機等。但是，並不是所有的設備都與IEEE 1394系統相容，且當不需要高速傳輸速度時，例如只是將鍵盤或滑鼠連接至電腦上時，IEEE 1394並不是一個有成本效益的解決方案。
根據以上所舉出的例子，若要連接各式各樣的設備，無線PC使用者必須購買許多的配接器來連接各式各樣的設備。使用者可購買分離的配接器來直接連接各個末端使用設備(例如印表機或掃描器)，或是購買單一無線網絡存取器配接器來連接至區域網絡，併購買許多的分離的配接器來連接末端使用設備至區域網絡。當現今方法要對架構系統提供最更大的彈性時，這種高成本與嚴重的複雜性是非常不利的。這種複雜性也反映到執行此種網絡所需的軟體上，特別是當各種配接器是由不同廠商推出時。
這是非常重要的，讓使用者連接至網際網路時，也能存取多樣的多媒體周邊設備，且沒有費用支出，也沒有在運用乙太網絡的區域網絡時所必須配置分離的配接器以支援多樣的多媒體周邊設備的複雜性。
有鑑於此，目前需要的是一種裝置與方法，讓多個使用者經由無線數據機與網際網路連接至單一多重存取路由器，其能夠與許多的多媒體與周邊設備共享通訊。
(3)發明內容因此本發明的目的就是在提供一種周邊存取路由器的方法與裝置，使許多遠距離的使用者與數個連接至區域網絡路由器的周邊設備之間能夠通訊。使用者可使用無線設備或網絡來存取區域網絡路由器。周邊設備包含各式的多媒體儲存、錄放，列印或其他功能，經由區域界面(local interface)而連接至路由器。每個周邊設備都各有一個IP位址，以利使用者與周邊設備的直接通訊，且容許整個網絡中設備之間的直接通訊。
根據本發明，區域網絡路由器包含一中央處理裝置、數個的周邊設備與中央處理裝置連接，且各被提供一個IP位址，一個界面與中央處理裝置連接以提供該周邊設備與網際網路的連接。
根據本發明的另一實施例，區域網絡路由器還包含數個周邊設備連接至數個區域界面中至少其中之一，此區域界面與中央處理裝置連接，其中周邊設備使用周邊界面通訊協定與區域界面通訊。
根據本發明，區域界面連接至周邊設備例如數字或視訊攝影機、印表機、掃描器、複印機、硬碟、光碟機、DVD機/播放器、可移動式媒體儲存設備，限流磁帶機(streaming tape drive)、乙太網絡集線器或路由器、電話、數據機、遊戲控制器或USB集線器。
本發明還包含區域網絡路由器的一種方法，檢測自起始IP位址至目的IP位址途中的網絡封包(data pocket)。若目的IP位址不在區域IP位址的列表上，發送此網絡封包至一廣域網絡(wide area network)。若目的IP位址在區域IP位址的列表上，發送此網絡封包至一區域界面，其中此區域界面與具有此目的IP位址的周邊設備相連接。更進一步而言，此方法亦說明此數據封包是成為適合周邊連接至區域界面的通訊協定。
(4)
為讓本發明的上述和其他目的、特點、和優點能更明顯易懂，下文特舉一較佳實施例並配合所附圖進行詳細說明如下圖1A(現有技術)是繪示習知無線網絡存取器至一網際網路的通訊。
圖1B(現有技術)是繪示習知無線網絡存取器使用一臺電腦以及Compex軟體與組件至一網際網路的通訊。
圖1C(現有技術)是繪示習知家庭無線網關至一網際網路的通訊。
圖1D(現有技術)是繪示習知無線USB配接器與網絡至一網際網路的通訊。
圖1E(現有技術)是繪示習知無線基地臺連接至電纜或數字用戶專線的通訊。
圖1F(現有技術)是繪示一種提供使用者與IEEE 1394(火線)間通訊的產品。
圖2是繪示依照本發明一較佳實施例的一種彈性周邊存取路由器。
圖3A是繪示依照本發明一較佳實施例的周邊存取路由器的方塊圖。
圖3B是繪示依照本發明一較佳實施例中儲存於存儲器中的埠與IP位址的示意圖。
圖4是繪示依照本發明一較佳實施例中接收進來的IP封包並安排埠號碼的方法的流程圖。
圖5是繪示圖4中「處理埠改變」步驟較詳細過程的方塊圖。
圖6是繪示圖4中「封包繞徑至IP位址」步驟較詳細過程的方塊圖。
圖7是繪示本發明一較佳實施例的方塊圖。
(5)具體實施方式
圖1A至1F討論各種不同的現有技術系統。
圖2圖示本發明。使用者經由電腦10內的無線數據機，可存取周邊存取路由器38或區域網絡路由器38。使用者也可以經由網際網路42或區域網絡40，來存取路由器38。周邊設備44-58是連接至路由器38。這些周邊設備包含(但不只限制於)攝影機44、數字視訊盤(digital video disk，DVD)46、光碟讀寫機(compact disk reader/writer，CD-R/W)、儲存硬碟50、掃描器52、印表機54、影印機56與電話58等。其他未特別在上面列出的設備，也可以連接至路由器38。周邊設備44-58經由已建立的通訊協定60，例如無線通訊的802.11b、通用串列總線(USB)、乙太網絡、IEEE 1394(火線)、印表機埠(LPT)、數字用戶專線(DSL)、電話線路、視訊電纜與小型電腦系統界面(small computersystem interface，SCSI)等，來與路由器38通訊。當然，也可以使用其他未特別提及的通訊協定。
圖3A圖示根據本發明的一實施例的周邊存取路由器的方塊圖。中央處理單元(CPU)62經由埠號碼0、1、2、3…N連接至各個周邊設備，提供總數N+1個埠。儲存在存儲器64中的信息(如圖3B所示)提供每個周邊設備76-84專用的IP位址。如上所述，每個區域界面分配一個專用的埠號碼(如第3A圖所示)，且每個周邊設備有一專用的IP位址。CPU 62存取儲存的信息，此信息關於每一個(周邊設備連接的)埠與區域界面的周邊IP位址，並發送一特定周邊的信息封包至正確的埠與界面。
舉例來說，輸入進來的信息，以IP封包形式經由它的IP位址指定給串列設備78，且繞徑至提供RS232通訊協定的區域界面68。此具有適當IP位置的IP封包，藉由CPU 62而繞徑至埠號碼1，該CPU 62可經由儲存在存儲器64中的信息決定適當的埠號碼。區域界面68會轉換IP封包成為一合適的格式，此格式具有與串列設備78通訊所需的通訊協定。
區域界面66-74也包含IP位址識別信息，使連接在一單一區域界面的多個周邊設備可以被識別與使用。以上面的例子來說，串列設備78可以是數據機或印表機。此數據機或印表機各自擁有一個專用的IP位址，使CPU 62可以在串列設備連接時與它們通訊。一些區域界面，例如USB、乙太網絡、SCSI容許同時連接多個周邊設備。對於多個USB設備80連接在一USB區域界面70上而言，送至USB總線上設備的信息會經由專用的IP位址被送至個別的設備。在此例中，多個IP位址是通過區域界面70而繞徑至埠號碼2。區域界面70轉換IP封包成為USB相容的通訊協定，並利用與此封包相關的IP位址來將信息繞徑至適當的目標周邊設備。
圖3B圖示根據本發明的一實施例，儲存於存儲器中的埠與IP位址的關係示意圖。表格87顯示IP位址86為埠號碼88的函數，其以一簡單查詢表格儲存在存儲器64中。對於每個埠號碼來說，對應至各個安裝在埠上的設備的專用IP位址，會儲存在存儲器中。當改變或加入周邊設備時，新的IP位址會加入至表格87(以適當的埠號碼)。當移除設備時，舊的地址會被移除(或被標記成不使用)。以此方法，CPU與系統軟體可知道目前的周邊設備配置。新設備的IP位址可以在該設備安裝時當作安裝過程的一部份，或經由先前已儲存於存儲器64內的配置檔來提供。
圖4展示封包繞徑與處理埠改變的開始流程。當發生一接收IP封包事件或檢測埠改變事件時，步驟92會產生一個中斷。必須檢測埠的改變才能夠知道路由器38的配置，並且不需要關機與重新開機就可改變周邊設備的號碼與類型。換言之，本發明容許埠與設備的「熱插拔(hot swapping)」。若由於埠改變而產生一個中斷，便執行步驟96，步驟96更多的細節在圖5中展示。若由於接收到IP封包而產生一個中斷，便執行步驟94，步驟94更多的細節在圖6中展示。經過步驟94或96來執行中斷步驟92之後的過程後，此系統會回到開始步驟90。
圖5圖示圖4中步驟96更多的細節。從步驟98開始，在步驟100決定埠改變的類型，例如為加入設備或移除設備。若是加入設備，就執行步驟104，系統會動態分配一個內部IP位址，並儲存此內部IP位址於表86中。然後，執行步驟106，上述改變會通知使用者，或公布於一個共同區域。若是移除設備，與此設備相關的IP位址會在步驟102中被移除，接著，執行步驟106，使用者會被通知這個改變。上述流程可以被應用在移除、更換或加入周邊設備時。例如，移除設備會依序進行步驟98、100、102、106與107。而更換設備時，會依序先進行步驟98、100、102、106與107，接著再進行步驟98、100、104、106與107。至於加入設備在相同的埠上(如USB、SCSI等)時，則會依序進行步驟98、100、104、106與107。
上述流程也可以應用在區域界面的改變上。舉例來說，若要在圖3A移除連接至從埠1的RS232串列區域界面68與連接在上面的串列設備78，並換上一個第二乙太網絡區域界面與區域網絡設備，也以上面描述的步驟來進行。首先，移除串列設備78，包括區域界面68(步驟98、100、102、106與107)，然後加上乙太網絡設備，包括此第二乙太網絡區域界面(步驟98、100、104、106與107)。在埠1的串列設備IP位址會被撤銷，而區域網絡設備的IP位址則開始可以使用。這使得若有需要，具有不同通訊協定的周邊設備可以在同一個埠上使用(當然並不是同時)。
圖6是圖4中封包繞徑步驟94的流程圖。從步驟108開始，步驟110會判斷此封包是否從網際網路到達路由器。若不是，則執行步驟112，比較此封包的IP位址與表86內所儲存的IP位址。若找到相符合的，則執行步驟120，此信息會繞徑至適當的埠號碼88。若找不到符合的，則執行步驟114，此封包繞徑至網際網路。
回到步驟110，若此封包是從網際網路來的，執行步驟118，比較此封包的IP位址與表86內所儲存的IP位址。若找到相符合的，此信息會在步驟120中繞徑至正確的埠號碼88。若在步驟118找不到符合的，則在步驟122產生一個錯誤訊息。舉例來說，若是從內部使用者產生的錯誤IP位址，此過程則會進行步驟110至114，因為在網際網路上找不到正確的地址，此IP封包會被送回。然後，步驟110的過程流程會進行步驟118，最後進行步驟122。
本發明提供一硬體實施例，使用一個人電腦如圖7所示。CPU 124連接至一主機板控制器126。此主機板控制器126以一總線系統連接至DRAM 128，與經由PCI總線連接至周邊設備界面電路卡134-142。PIIX4E控制器132也連接至主機板控制器126。PIIX4E控制器132控制硬碟(HDD)130，也提供USB通訊相容性與控制ISA總線。V.90數據機可以連接至ISA總線。PIIX4E控制器132也連接通用非同步收發傳輸器(UART)158，UART158提供支援並列埠(LPT)與串列埠(RS232)。區域界面例如USB、串列RS232，LPT也可以由在PCI總線額外加入的電子電路系統來提供。周邊設備界面電路卡134-144，以及設備132與158，包含上述的區域界面66-74(第3A圖)的硬體功能，且決定周邊設備146-156與160-164的通訊協定。
雖然本發明已以一較佳實施例揭示如上，然而其並非用以限定本發明，任何熟習此技術人士，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作出各種的等效更動與等效替換，因此本發明的保護範圍當視後附的權利要求所界定的為準。
權利要求
1.一種區域網絡周邊存取路由器，其特徵在於，該區域網絡路由器至少包含一中央處理裝置；數個周邊設備與該中央處理裝置連接，提供每一這些周邊設備一IP位址；以及一網絡界面與該中央處理裝置連接，提供網際網路連線予該周邊設備。
2.如權利要求1所述的區域網絡周邊存取路由器，其特徵在於，該數個周邊設備連接至少一數個區域界面，該至少一數個區域界面連接至該中央處理器；以及該數個周邊設備使用周邊界面通訊協定與該至少一數個區域界面通訊。
3.如權利要求2所述的區域網絡周邊存取路由器，其特徵在於，該至少一數個區域界面為無線的。
4.如權利要求2所述的區域網絡周邊存取路由器，其特徵在於，這些區域界面至少包含(a)一通用串列總線埠；(b)一RS232串列埠；(c)一IEEE1394火線埠；(d)一印表機端埠；(e)一小型電腦系統界面埠；(f)一乙太網絡埠；(g)一數字用戶專線埠；(h)一視訊電纜埠；(i)一V.90電話線路數據機埠；以及(j)一光纖埠。
5如權利要求2所述的區域網絡周邊存取路由器，其特徵在於，所述周邊設備至少包含(a)一攝影機；(b)一印表機；(c)一掃描器；(d)一影印機；(e)一硬碟；(f)一光碟讀/寫機；(g)一DVD機/播放器；(h)一可移動式媒體儲存設備；(i)一限流磁帶機；(j)一乙太網絡集線器或路由器；(k)一電話；(l)一數據機；(m)一遊戲控制器；(n)一通用串列總線集線器；以及(o)一MPEG播放器。
6.如權利要求2所述的區域網絡周邊存取路由器，其特徵在於，所述區域界面可以改變，不需要重新啟動該中央處理裝置。
7.如權利要求1所述的區域網絡周邊存取路由器，其特徵在於，所述周邊設備的IP位址儲存在一存儲器中。
8.如權利要求1所述的區域網絡周邊存取路由器，其特徵在於，一數據封包具有一目的IP位址，該數據封包從該網際網路界面產生，被傳送至該目的IP位址。
9.如權利要求2所述的區域網絡周邊存取路由器，其特徵在於，一數據封包具有一目的IP位址，該數據封包從這些區域界面產生，被傳送至該目的IP位址。
10.一種提供區域網絡周邊存取路由器的方法，其特徵在於，至少包含以下步驟檢測從一來源IP位址至一目的IP位址途中的一網絡封包；發送該網絡封包至一區域界面，該區域界面連接至一周邊設備，當該目的IP位置是在一區域位置列表上時，該周邊設備具有該目的IP位址；翻譯該數據封包成為該周邊設備的一適當的通訊協定。
11.如權利要求10所述的提供區域網絡周邊存取路由器的方法，其特徵在於，該區域界面至少包含(a)一通用串列總線埠；(b)一RS232串列埠；(c)一IEEE1394火線埠；(d)一印表機端埠；(e)一小型電腦系統界面埠；(f)一乙太網絡埠；(g)一數字用戶專線埠；(h)一視訊電纜埠；(i)一V.90電話線路數據機埠；以及(j)一光纖埠。
12.如權利要求10所述的提供區域網絡周邊存取路由器的方法，其特徵在於，該周邊設備至少包含(a)一攝影機；(b)一印表機；(c)一掃描器；(d)一影印機；(e)一硬碟；(f)一光碟讀/寫機；(g)一DVD機/播放器；(h)一可移動式媒體儲存設備；(i)一限流磁帶機；(j)一乙太網絡集線器或路由器；(k)一電話；(l)一數據機；(m)一遊戲控制器；(n)一通用串列總線集線器；以及(o)一MPEG播放器
13.如權利要求10所述的提供區域網絡周邊存取路由器的方法，其特徵在於，該區域界面為無線的。
14.如權利要求10所述的提供區域網絡周邊存取路由器的方法，其特徵在於，該方法還包含以下步驟改變該區域界面時，不需要重新啟動一彈性周邊路由器。
15.如權利要求10所述的提供區域網絡周邊存取路由器的方法，其特徵在於，改變該周邊設備時，不需要重新啟動一區域網絡周邊存取路由器。
16.如權利要求15所述的提供區域網絡周邊存取路由器的方法，其特徵在於，還包含以下步驟中斷該區域界面與該周邊設備的連接後，從該區域位置列表中移除該周邊設備的該目的IP位址。
17.如權利要求15所述的提供區域網絡周邊存取路由器的方法，其特徵在於，該方法還包含以下步驟連接該區域界面與一新的周邊設備後，在該區域位置列表中加入該新的周邊設備的一新的目的IP位址。
全文摘要
本發明提供區域網絡一種存取路由器的方法與裝置，使許多遠距離的使用者與連接至區域網絡路由器的周邊設備之間能夠通訊。使用者可使用無線設備或網絡存取於區域網絡之間。周邊設備包含各式的多媒體儲存、錄放，列印或其他功能的設備，經由區域界面連接至路由器，此區域界面經由已建立的通訊協定與周邊設備通訊。各個周邊設備有一個IP位址，以利使用者與周邊設備的直接通訊，且容許整個網絡中設備間的直接通訊。指定為周邊設備IP位址的數據封包，其繞徑通過區域界面，此區域界面轉換此數據以使用目標周邊設備可相容的通訊協定。
文檔編號H04L12/56GK1434608SQ0310273
公開日2003年8月6日 申請日期2003年1月16日 優先權日2002年1月25日
發明者林百裡, 張嘉淵 申請人:廣達電腦股份有限公司