專利名稱：用于建立一個設(shè)備的通信地址的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種建立一個設(shè)備的通信地址的方法，所述方法包括獲得一個主地址；使用所述主地址作為所述設(shè)備的通信地址；當使用所述主地址作為通信地址時監(jiān)控是否出現(xiàn)沖突；通過獲得一個新的主地址以用作所述設(shè)備的通信地址來解決所述沖突。
本發(fā)明還涉及一種用于建立一個設(shè)備的通信地址的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括被設(shè)想獲得一個主地址的獲得裝置；被設(shè)想把所述主地址用作所述設(shè)備的通信地址的使用裝置；被設(shè)想監(jiān)控當使用所述主地址作為通信地址時是否發(fā)生沖突的監(jiān)控裝置；被設(shè)想通過獲得一個新的主地址以用作所述設(shè)備的通信地址從而解決所述沖突的解決裝置。
本發(fā)明還涉及一種包括這種系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)使能的設(shè)備。
本發(fā)明還涉及一種被設(shè)計執(zhí)行這種方法的計算機程序產(chǎn)品。
本發(fā)明還涉及一種包括這種計算機程序產(chǎn)品的存儲設(shè)備。
這種方法和系統(tǒng)的一個實施方案通常被從運行互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)的網(wǎng)絡(luò)中得知，在其中一臺主機需要有一個IP-地址以便與其它主機通信。這個地址是代表所述主機的標識符，因此它在所述網(wǎng)絡(luò)的范圍內(nèi)必須是唯一的。如果主機正被人工配置，則確保所有主機具有唯一的IP-地址是網(wǎng)絡(luò)管理者的責任。然而，不希望全部進行人工配置。而且，人工配置對于動態(tài)網(wǎng)絡(luò)建立是不夠的。使用筆記本工作的辦公室人員可能既在工作時又在家時使用它們。如果筆記本使用一個固定的IP-地址，則這個地址必須對于兩個網(wǎng)絡(luò)是有效的。這通過動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)而被使能，參見用于互聯(lián)網(wǎng)草案規(guī)范的互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組的http//www.ietf.org/。DHCP的思想是在所述網(wǎng)絡(luò)中，一臺主機提供一種業(yè)務(wù)來管理所述IP-配置。需要配置一個IP-地址的主機能夠探查DHCP服務(wù)器并且用它獲得一個IP-地址。DHCP服務(wù)器確保被提供的IP-地址全部是唯一的。DHCP被廣泛使用并且它是以一種集中式業(yè)務(wù)為基礎(chǔ)。這意味著DHCP服務(wù)器的失效可能導(dǎo)致不容易解決的故障。
一種不依靠集中式業(yè)務(wù)的算法在IPv4鏈路局部尋址(LLA)中被規(guī)定，參見用于如被零機密工作組(Zeroconf Workgroup)規(guī)定的互聯(lián)網(wǎng)草案規(guī)范的互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組的http//www.ietf.org/。LLA規(guī)范描述了一種分布式算法，其中主機合作以確保每個主機得到被分配的一個唯一的IP-地址。這可以通過下面的例子被解釋。一個家庭網(wǎng)絡(luò)包括多個互相通信的設(shè)備。通過一個路由器或網(wǎng)關(guān)設(shè)備，一個到外面世界的連接可以被建立。所述外面的世界可以是互聯(lián)網(wǎng)、另一個家庭網(wǎng)絡(luò)、或者實際上任何類型的網(wǎng)絡(luò)。術(shù)語“鏈路局部(link-local)”指的是在一個LLA網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)被與外面的世界隔離。主要有兩種措施被采用以達到這個目的使用被保留的IP-范圍，0到169,254/16(除第一個和最后256個地址外)；以及到和來自LLA地址的IP分組必須傳送一個總長邏輯(TLL)值255。獲得IP-地址的機制是簡單的。基本上是試湊法的問題。一個想要配置一個IP地址的主機在LLA地址范圍內(nèi)選擇一個隨機地址，并且檢驗是否所選擇的地址在所述鏈路局部范圍內(nèi)是可用的。仍然有可能兩臺主機原來是使用相同的地址。例如，當兩臺主機選擇相同的地址時，同時檢驗是否所選擇的地址是可用的。有一種沖突檢測和處理算法用于對付這種情況。
本發(fā)明的一個目的是根據(jù)序言提供一種以改進的方式處理沖突的方法。為達到這個目的，所述方法的特征在于，所述方法包括獲得一個備用地址；解決所述沖突，其中包括如果出現(xiàn)與所述主地址的沖突則使用所述備用地址作為所述設(shè)備的通信地址。
使用備用地址的優(yōu)點是，當沖突出現(xiàn)時，一個新的地址能夠立刻被使用，不必進行等待以便去獲得一個新的IP-地址，這可能要用幾秒鐘。例如，根據(jù)LLA協(xié)議，在沖突的情況下，一個設(shè)備必須立即撤消它的舊地址并且獲得一個新地址。它必須檢驗所述新地址的可用性達8秒鐘。結(jié)果，所述設(shè)備在這8秒鐘期間不能通信。
根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施方案在權(quán)利要求2中被描述。通過保持與已經(jīng)改變IP-地址的設(shè)備的開放連接，一種接收信息的應(yīng)用能夠繼續(xù)處理所述信息。例如，一種音頻或者視頻處理應(yīng)用能夠在沒有重要的中斷的情況下繼續(xù)流式傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施方案在權(quán)利要求3中被描述。通過在出現(xiàn)與這個備用地址的沖突的情況下獲得一個新的備用地址，能夠防止所述備用地址被一個設(shè)備所要求從而阻止其它設(shè)備使用它。另一個優(yōu)點是，能夠防止在所述備用地址將被使用時，所述備用地址與另一個主機的IP-地址沖突。
本發(fā)明的一個目的是根據(jù)序言提供一種以一種改進的方式處理沖突的系統(tǒng)。為達到這個目的，所述系統(tǒng)的特征在于，所述獲得裝置還被設(shè)想獲得一個備用地址；所述解決裝置還被設(shè)想如果出現(xiàn)與所述主地址的沖突則使用所述備用地址作為所述設(shè)備的通信地址。
根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的實施方案在權(quán)利要求6和7中被描述。
參考在下文中如下列附圖所示被描述的實施方案，本發(fā)明的這些和其它方面將顯而易見并且被闡明

圖1表示LLA配置算法的主要步驟；圖2表示備用算法的主要步驟；圖3以圖解的方式表示根據(jù)本發(fā)明的一種系統(tǒng)的主要部分；圖4以圖解的方式表示包括根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)允許的設(shè)備。
圖1表示LLA協(xié)議處理IP配置的主要步驟。所述步驟基于一種試湊算法，其中想要配置一個IP地址的主機在LLA地址范圍內(nèi)選擇一個隨機地址，并且檢驗是否所選擇的地址在所述鏈路局部范圍內(nèi)是可用的。仍然有可能兩臺主機原來是使用相同的地址，因此有一種沖突檢測和處理算法來對付這種情況。注意，下面使用的數(shù)字和秒僅僅是一個例子，不是用來限制本發(fā)明的。
在步驟S100內(nèi)，在LAA地址范圍內(nèi)的一個隨機IP地址被一臺主機選擇。對于LLA，169.254/16地址范圍已經(jīng)被保留。第一個和最后256個地址未被使用，因此在范圍169.254.1.0-169.254.254.255中的一個地址被選擇。地址必須被隨機地選擇，并且建議使用持久信息來計算隨機數(shù)發(fā)生器的種子值。作為一個例子，把以太網(wǎng)硬件地址散列到一個被給定的種子值。這樣，優(yōu)選地，地址的相同順序能夠在所述協(xié)議每次新的運行中被產(chǎn)生，這意味著主機每次進行引導(dǎo)時不必有一個新地址。優(yōu)點是，網(wǎng)絡(luò)配置達到一定程度靜止。
在步驟S102內(nèi)，IP-地址的可用性通過探查被檢驗。一旦主機已經(jīng)選擇了一個IP地址，則它必須檢驗所述地址是否被占用。這通過探查來實現(xiàn)。這意味著，主機為它想要使用的地址發(fā)送一個地址分解協(xié)議(ARP)請求分組。目前，在以太網(wǎng)上，4次這種探查必須在每次探查之后延遲2秒被發(fā)送。如果主機接收到
-其中發(fā)送器IP地址是正被探查的地址的任何ARP分組；或者-其中目標IP地址是探查的地址，并且發(fā)送器硬件地址不是任何主機的接口的硬件地址的任何ARP分組；則探查失敗。
在以上任一種情況中，步驟S100都必須根據(jù)一個不同的IP地址被再次執(zhí)行。然而，在至少第10次嘗試獲得一個地址之后，每分鐘只有一次嘗試被允許。這樣，在其中大量沖突發(fā)生并且主機不能發(fā)現(xiàn)一個合法地址的情況中，ARP擾動能夠被避免。
目前，如前面描述的，為了在以太網(wǎng)中獲得一個IP地址，必須進行4次探查，每次延遲2秒。這意味著，如果沒有沖突發(fā)生，則需要至少8秒鐘獲得一個有效的IP地址。能做幾件不重要的事來減少等待-縮短所述探查之間的延遲；-減少探查數(shù)量；-兩者的結(jié)合。
探查分組丟失、應(yīng)答分組丟失的機會，以及探查在短時間內(nèi)被應(yīng)答的機會，主要取決于所述基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)。為了使所述協(xié)議對于每個硬件類型和網(wǎng)絡(luò)設(shè)置可靠，必須以足夠的延遲執(zhí)行足夠的探查?？s短探查時間也是縮短一個IP-地址變成有效之前的時間的一個例子。其它例子也是可行的。
在步驟S104內(nèi)，如果探查成功則所述IP-地址被使用。如果探查所述地址沒有導(dǎo)致一個沖突，則所述硬件接口可以被配置使用所述地址。從現(xiàn)在開始，引入的ARP分組必須被檢驗以便確定是否與所述主機的IP-地址有沖突。如果一個ARP分組被接收，其中發(fā)送器IP地址等于所述主機自己的IP地址并且發(fā)送器硬件地址不是任何我們的接口的硬件地址，則一個沖突出現(xiàn)。
在步驟S106內(nèi)，主機宣布被選擇的IP-地址正被使用。所述地址在被另一個主機選擇之前可能已經(jīng)被使用，并且隨后，在所述網(wǎng)絡(luò)中，ARP高速緩沖存儲器可能包含陳舊的輸入。為了更新它們，之間有2秒鐘延遲的兩個無償ARP分組必須被發(fā)送。
在步驟S108內(nèi)，主機常規(guī)檢驗是否沖突隨著它的IP-地址出現(xiàn)。此時，一個新的IP地址被成功地配置，在所述網(wǎng)絡(luò)中其它主機的ARP高速緩沖存儲器輸入被更新，并且所述主機開始等待沖突。
如果一個沖突出現(xiàn)，則有兩種可能性。第一種可能性是，在步驟S110內(nèi)撤消所述IP地址并且返回到步驟S100。第二種可能性是，在步驟S112內(nèi)保衛(wèi)所述IP-地址以便有希望保持它。如果有不應(yīng)該因為IP改變而被丟失的重要連接，則后者是有用的。例如，如果這種情況發(fā)生，則TCP/IP連接丟失。保衛(wèi)一個地址意味著在步驟S114內(nèi)一個無償?shù)腁RP分組必須被發(fā)送并且隨后所述主機必須等待10秒鐘。如果在這段時間中，另一個沖突被檢測到，則在步驟S110內(nèi)，所述保衛(wèi)失敗并且所述IP地址必須被撤消。
當一個設(shè)備丟失它的IP地址時，它必須盡快發(fā)現(xiàn)一個新的地址。只要沒有新地址，則所述設(shè)備將不能通信，這導(dǎo)致被中斷的流和其它類似的問題。根據(jù)LLA協(xié)議規(guī)范，所述設(shè)備必須選擇一個新地址并且檢驗它的可用性達8秒鐘。丟失一個地址意味著，優(yōu)選地，在沒有首先獲得一個新地址的情況下，所述地址必須立刻被撤消。因此，所述設(shè)備在能夠再次通信之前需要等至少8秒鐘。為了減少延遲問題，一個備用地址可以被使用。所述備用地址在和所述主地址相同的時間被選擇并且被探查，并且隨后被存儲直到需要它。基本上，這意味著，因為步驟S102消耗所述過程的大部分時間，所以步驟S100和S102被預(yù)先進行。一旦一個沖突出現(xiàn)，則所述備用地址能夠立即替換所述沖突的主地址，并且所述設(shè)備在不必探查一個新地址的情況下能夠保持聯(lián)機。被修改的協(xié)議基本上存在兩種類似的算法如在圖1中所示的LLA算法的主要步驟和如在圖2中所示的備用算法的主要步驟。
在步驟S200內(nèi)，在LLA地址范圍內(nèi)的一個隨機IP地址被選擇用于所述備用IP-地址。在步驟S202內(nèi)，所述備用IP-地址的可用性通過探查被檢驗。隨后，在步驟S204內(nèi)如果探查成功，則所述備用IP-地址作為備用地址被存儲。最后，在步驟S206內(nèi)，主機等待直到因為沖突需要一個新的備用地址。如果一個新的備用地址被需要，則步驟S200被執(zhí)行。
根據(jù)這個算法，所述備用地址通過沖突檢測機制被觀看。一旦所述設(shè)備接收了一個傳送作為源或目的地的備用地址的ARP分組，則它必須撤消所述備用地址并且發(fā)現(xiàn)另一個地址。這樣確保所述備用地址將被使用時，它不與任何其它主機沖突。
使用備用地址的一個優(yōu)點是，當沖突出現(xiàn)時，在沒有不必要的等待的情況下，一個新地址能夠被使用。則在步驟S106內(nèi)，如果一種通知功能被增加到所述網(wǎng)絡(luò)，則所述備用地址可以被宣布為新的主地址。隨后，協(xié)議和應(yīng)用能夠采取適當?shù)膭幼饕员惚３珠_放連接。如果主機已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一個備用地址，并且它能夠在另一個沖突出現(xiàn)前的一個沖突之后發(fā)現(xiàn)一個新的備用地址，則穩(wěn)定的IP連通性被允許。例如，所述音頻和視頻流式傳輸能夠在沒有任何中斷的情況下繼續(xù)。
如上所述，如果一個設(shè)備接收了包含它的作為源或目的地的備用地址的任何ARP分組，則優(yōu)選地所述地址被撤消并且另一個備用地址被發(fā)現(xiàn)。注意，這也可能計入匹配所述備用地址的探查分組。這樣，避免了所述備用地址被所述設(shè)備要求。任何試圖獲得在另一個設(shè)備上被用作備用地址的地址的設(shè)備，將不會注意到這些情況。
下列例子表示使用所述備用地址導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)例子1假定設(shè)備A使用地址X作為它的主地址，并且設(shè)備B試圖探查和主地址或備用地址相同的地址。一旦設(shè)備B發(fā)送一個探查，則主機A將應(yīng)答并且B注意到地址X是不可用的。B將選擇另一個地址并且開始探查它。結(jié)果是，5個分組將被B發(fā)送，1個分組被A發(fā)送，總共6個分組。
例子2假定設(shè)備A使用地址X作為它的備用地址，并且設(shè)備B試圖探查和主地址或備用地址相同的地址。地址X未被A要求，因此，如果設(shè)備B探查X，則A將撤消它并且設(shè)法發(fā)現(xiàn)另一個地址。設(shè)備B將繼續(xù)探查X以便獲得它，因此結(jié)果是，A和B都將發(fā)送至少4個探查。而且因為現(xiàn)在兩個主機正在探查一個地址，它們中的一個不能發(fā)現(xiàn)一個適當?shù)牡刂罚詫⒕哂写嬖诟嗵讲榈母鄼C會。
使用備用地址補救沖突的優(yōu)點是，在不增加協(xié)議實現(xiàn)的復(fù)雜性的情況下，它是一種十分簡單并且有效的方法。它不需要對協(xié)議規(guī)范的修改，并且在使用備用地址的設(shè)備和不使用備用地址的主機之間有好的互相協(xié)作性(interoperability)。
在被描述的本發(fā)明的方法的實施方案中的順序不是強制性的，在不違背本發(fā)明預(yù)定的概念的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以同時使用穿線模型、多處理器系統(tǒng)或者多個過程來改變步驟或執(zhí)行步驟的順序。
圖3以圖解的方式表示根據(jù)本發(fā)明的一種系統(tǒng)的主要部分。系統(tǒng)300包括一個隨機接入存儲器302、一個軟件總線310以及一個中央處理單元312。存儲器302能夠通過軟件總線310與中央處理單元312通信。存儲器302包括計算機可讀取的代碼304、306和308。如前面描述的，計算機可讀取的代碼304被設(shè)計用于探查IP-地址和備用IP-地址。如前面描述的，計算機可讀取的代碼304還被設(shè)計在沖突的情況中撤消所述備用IP-地址并且探查一個新的備用IP-地址。計算機可讀取的代碼306被設(shè)計成使用所述被探查的IP-地址，它可以是如所述備用IP-地址的最初被探查的IP-地址。如前面描述的，計算機可讀取的代碼308被設(shè)計在主機轉(zhuǎn)換IP-地址的情況中保持一個開放連接。所述系統(tǒng)通過如一種軟件系統(tǒng)的例子被描述。然而，專用硬件或軟件與硬件的組合(諸如被設(shè)計來執(zhí)行所提及的方法步驟的可編程的硬件)也被包括在內(nèi)。
圖4以圖解的方式表示包括根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)使能的設(shè)備。一個互聯(lián)網(wǎng)使能的電視接收機402包括根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)410，并且通過以太網(wǎng)連接408被雙向連接到個人數(shù)字助理404。個人數(shù)字助理404包括根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)412，并且通過以太網(wǎng)連接408被雙向連接到個人計算機406。個人計算機406包括根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)414，并且被雙向連接到電視接收機402。個人計算機406能夠下載計算機可讀取的代碼418，個人計算機根據(jù)它而設(shè)計成執(zhí)行如前面描述的根據(jù)本發(fā)明的方法。計算機可讀取的代碼418能夠被個人計算機406從諸如CD、CD+RW、DVD等等的存儲設(shè)備416讀取。電視接收機402、個人數(shù)字助理404、以及個人計算機406是互聯(lián)網(wǎng)使能的設(shè)備的例子。象例如移動電話的互聯(lián)網(wǎng)使能的其它設(shè)備也是可行的。
應(yīng)當指出，上面提及的實施方案說明而不是限制本發(fā)明，并且在不違背附加權(quán)利要求的范圍情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將能夠設(shè)計很多可替代的實施方案。在所述權(quán)利要求中，被放置在插句之間的任何參考符號不應(yīng)該被解釋為限制所述權(quán)利要求。詞“包括”不排除存在除在權(quán)利要求中被列出的那些外的元件或步驟。在一個元件前的詞“一個”不排除存在多個這種元件。本發(fā)明可以通過包括幾種特殊元件的硬件并且通過適當?shù)乇痪幊痰挠嬎銠C被實現(xiàn)。在所述系統(tǒng)權(quán)利要求中列舉了幾種裝置，這些裝置中的幾個可以通過計算機可讀取的軟件或硬件的一個和相同的條目被嵌入。起碼的事實是，在相互不同的從屬權(quán)利要求中描述的某些措施不表示這些措施的組合不能被有利地使用。
權(quán)利要求
1.建立一個設(shè)備的通信地址的方法，所述方法包括獲得一個主地址；使用所述主地址作為所述設(shè)備的通信地址；當使用所述主地址作為通信地址時，監(jiān)控是否出現(xiàn)沖突；通過獲得一個新的主地址以用作所述設(shè)備的通信地址來解決所述沖突；其特征在于所述方法包括獲得一個備用地址；以及所述解決所述沖突包括如果出現(xiàn)與所述主地址的沖突，則使用所述備用地址作為所述設(shè)備的通信地址。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，所述方法包括保持一個與所述設(shè)備的開放連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法，所述方法包括如果出現(xiàn)一個與所述備用地址的沖突，則獲得一個新的備用地址。
4.用于建立一個設(shè)備的通信地址的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括被設(shè)想獲得一個主地址的獲得裝置；被設(shè)想使用所述主地址作為所述設(shè)備的通信地址的使用裝置；被設(shè)想當使用所述主地址作為通信地址時監(jiān)控是否出現(xiàn)一個沖突的監(jiān)控裝置；被設(shè)想通過獲得一個新的主地址以用作所述設(shè)備的通信地址來解決所述沖突的解決裝置；其特征在于所述獲得裝置還被設(shè)想獲得一個備用地址；并且所述解決裝置還被設(shè)想如果出現(xiàn)與所述主地址的沖突，則使用所述備用地址作為所述設(shè)備的通信地址。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括被設(shè)想保持一個與所述設(shè)備的開放連接的保持裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的系統(tǒng)，其中，所述獲得裝置被設(shè)想如果出現(xiàn)一個與所述備用地址的沖突，則獲得一個新的備用地址。
7.互聯(lián)網(wǎng)使能的設(shè)備，包括根據(jù)所述權(quán)利要求4到6中任何一項所述的系統(tǒng)。
8.一種計算機程序產(chǎn)品，被設(shè)計來執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1中所述的方法。
9.一種存儲設(shè)備，包括根據(jù)權(quán)利要求8中所述的計算機程序產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種建立一個設(shè)備的通信地址的方法，所述方法包括獲得一個主地址；使用所述主地址作為所述設(shè)備的通信地址；獲得一個備用地址；以及如果出現(xiàn)一個與所述主地址的沖突，則使用所述備用地址作為所述設(shè)備的通信地址。例如，所述設(shè)備是互聯(lián)網(wǎng)使能的電視接收機402、個人數(shù)字助理404或者個人計算機406。
文檔編號H04L29/12GK1689311SQ03823862
公開日2005年10月26日 申請日期2003年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月7日
發(fā)明者M·P·博德拉恩德, B·科貝倫斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司