专利名称：在包传输网络中用户设备终端的标识符的翻译的制作方法
技术领域：
本发明涉及对于通过包传输网络电话通信处理用户设备电话终端的标识符也称为地址。更精确地说，本发明涉及通过高位速率包传输网络诸如互联网传输话音。
背景技术：
在基于包传输网络诸如互联网的电话系统中，必须以一对一的方式标识由网络服务的各终端，使得它们能够发送和接收电话通信信息包。在全世界单一的标识符，诸如网际协议(IP)地址，与遍及全球的每一终端相关联。如果它作为目标地址被包含在信息包中，则IP地址用来通过网络路由信息包。
与网际协议版本4相一致的IPv4地址包含32位，即4字节，这表示大约40亿个潜在的终端标识符。因为许多地址已经由微型计算机用来连接互联网，使用IPv4地址作为终端标识符限制了互联网中的寻址容量。于是，这种有限的寻址容量限制了对互联网向所有电话终端访问的扩展，对这些终端本来基于诸如互联网的包交换传输网络的电话服务应当是可用的。
为了修补互联网寻址容量的不足，根据版本6的一种新的协议要把IPv6终端地址扩展到128位。IPv6地址的128位能够定义极其大量的终端标识符，实际是大约为3×1038潜在的标识符。虽然是要把IPv4地址封装到IPv6地址中以便于实现网际协议版本4和版本6之间的转换，但当前在互联网上还没有按IPv6地址指定电话终端。
在基于电路交换的电信网络中，直接连接到服务网络的终端由它们的诸如电信线路的访问号码标识。当终端通过客户机设备连接到接入网络时，每一终端在设备内具有只在本地使用的专用的标识符，且只对客户设备通过使设备可访问接入网络的唯一号码而指定。
如果客户设备的终端必须是从设备外分别可识别的，则必须对设备的每一终端分配一个标识符。例如，如果客户的数字电话设备连接到综合业务数字网，则网络操作员能够向客户设备终端分别分配电话号码，然后该客户设备借助于对终端寻址而变得透明。
在基于包交换的电信网络例如互联网中，每一终端必须双射因而明确地标识，以便使其能够通过包交换传输网络与其它终端或应用服务器对话。因而每一终端必须具有其自身的标识符，以便与其它终端区分。终端的标识符在全世界是唯一定义的，以保证与现有的网络一致性。
对于基于包交换传输网络的电话服务，即借助于信息包路由话音的网络，这种双射标识特别重要。因为必须能够在任何时间通信一个终端，故其标识符必须是对包交换网络已知并确认的。
还有这样的客户电信设备，其中终端由基于互联网协议的内联网连接，因而有内部分别分配给终端的IP格式的私有地址。为了防止寻址的不确定性，例如如果客户设备必须连接到互联网，在设备接入级包含一翻译器装置，用于把每一IP私有终端地址翻译为公共终端地址，使得能够从设备外部对设备的每一终端寻址。
发明内容
本发明的一个目的是为了在通过网络转接中不修改包含在信息包的终端标识符格式之下，增加在包交换网络中终端的寻址容量。换言之，本发明的目的是要在客户电信设备中，提供对于包交换网络透明的，对于每一终端特别是对于每一电话终端单一的标识符，而不修改设备的标识符，诸如网络周知的设备的IPv4地址。
为此提供一种翻译客户电信设备中的终端标识符的方法，所述标识符具有预定的格式并包含在转接通过信息包传输网络的信息包中，该方法的特征在于，包含在客户设备中所传输的网络信息包中的终端标识符被翻译成具有所述格式并包含在网络信息包中的设备的预定标识符，该网络信息包在包传输网络中被发送给电话服务供应装置，并被翻译成对应于终端标识符的端口号并包含在包封到网络包中的传送包中。反之，具有所述格式并包含在包传输网络中传输的网络信息包中的设备的预定标识符，以及包含在封装于向设备传输的网络信息包中的传送信息包中的端口号码，被翻译成包含在向终端传输的网络信息包中的终端标识符，以及在通信步骤中包含在包封于向终端传输的网络信息包中的传送信息包的端口号码。
信息包传输网络与客户远程通信设备之间的标识符的翻译，是在涉及该终端每一通信全部持续期间中对所有由每一设备终端所发送和接收的信息包实时实现的。翻译对于客户设备和信息包传输网络都是透明的，即由设备的每一终端发送或接收的信息包，及由连接到信息包传输网络的电话服务供应商装置发送或接收的信息包的格式不被修改，这不会降低对客户的服务质量。特别地，标识符的翻译处理在传输信息包中没有引起可觉察的延迟。
虽然客户只有一个设备标识符，诸如IP地址，且虽然设备的所有终端因而能够通过唯一的接入诸如电话线、租用线路或数据传输线路型客户物理接入被连接，但设备的每一终端最好是由来自设备之外的各标识符可寻址的，如同客户设备具有与终端号码相同的到网络的物理”接入点的号码。
起初，在把终端连接到设备时，端口号码是预定的独立于终端的源端口号码，且服务供应商装置向终端分配各端口号码，并将其作为目标端口号码向设备传送。
在涉及终端的通信期间，在对于呼出通过从客户设备向电话服务供应商装置，或对于呼入则是从服务供应商装置向设备传送各端口号码，而使终端已经被识别之后，对设备的任何终端指定通信步骤并包含在含有终端标识符且在设备中传输的网络信息包中包封的传送信息包中的端口号码，被翻译成动态分配给终端并包含在包封于网络信息包的传送信息包中的端口号码，网络信息包包含设备的标识符且在信息包传输网络中向服务供应商装置传输，以便标识终端和涉及该终端的通信步骤，或反之亦然。
在涉及终端的通信的结束时，动态分配的端口号码可再次用于涉及设备另一终端的通信。
本发明还提供了执行根据本发明的翻译方法的标识符翻译器装置。该装置的特征在于，它包括一映射表，用于匹配包含在设备中传输的网络信息包中的终端标识符与包含在被包封于包传输网络中传输的网络信息包中传送的信息包的端口号码，以及控制装置，用于以具有所述格式并包含在包传输网络中被传输的网络信息包中设备的预定标识符来代替由终端传输的网络信息包中的终端标识符，并用于以包含在包封于网络中传输的网络信息包中的传送信息包中的端口号码来代替包含在包封于由终端传输的网络信息包中的传送信息包中的通信步骤端口号码。反之，控制装置通过包含在向设备中的终端传输的网络信息包中的终端标识符，并通过包含在包封在向终端传输的包传输网络中的传送信息包中的通信步骤端口号码，来代替在包传输网络中向设备传输的网络信息包中的设备标识符和包含于包封在上述包传输网络中的传送信息包中的端口号码。
根据本发明的标识符翻译器装置用作为客户设备远程通信终端与对设备的接入网络之间的“桥梁”。这一桥梁对于转接通过于客户设备与信息包传输网络之间的信息包的处理是完全透明的。
如以下可见，与终端相关并包含在被包封于网络中传输的网络信息包的传送信息包的端口号码，能够或者在与服务供应商装置登记终端时被静态分配，或者对于涉及该终端及远程终端的通信和数据传输步骤并在服务供应商装置控制下被动态分配。
在参照对应的附图阅读本发明以下若干优选实施例的说明时，本发明的其它特性和优点将更清晰地显现，其中图1是由电话服务供应商服务器与其连接的信息包传输网络服务的多个客户远程通信设备的框图；
图2是根据本发明在客户设备与接入网络之间连接的标识符翻译器装置的框图；图3是用于两个客户设备终端与访问供应商服务器之间信息包通过根据本发明的翻译器装置的传输图示；图4图示出通过翻译器装置转接中的链路、网络和传送信息包的标头的格式；及图5是在终端登记期间和涉及终端的通信建立期间根据本发明的标识符翻译方法的算法。
具体实施例方式
如图1中的图示，以下在电话服务供应商服务器SP与客户远程通信设备之间通过高位速率信息包传输网络RP诸如互联网的相关情形下说明本发明，例如以下该例子将以此参照。图1通过例子示出，M个接入网络RA1，RA2，...，RAM分别用于提供客户远程通信设备IC11到IC1N，IC21到IC2P，...，ICM1到ICMQ，它们访问包传输网络RP，其中M，N，P，Q是任意整数。至少一个接入网络RA1到RAM例如是非对称用户线路(ADSL)网，电缆网，无线电话网，或简单地是交换电话网RTC。服务供应商服务器SP用作为由各种接入网络服务的终端之间的网关，以便通过互联网RP对客户设备终端提供电话通信，并这样具有由网络RP中转接的信息包支持的话音通信。接入网络通过永久连接或按请求的连接把客户设备连接到网络RP。
例如，客户远程通信设备包含一些终端T1到TE，直接连接到电话客户线路，租用线路或数据传输线路，或由公共电话或无线电话信道服务或通过服务器配置为网络，例如作为PABX型的专用交换平台。每一个终端Te，其中e是位于1到E之间的索引，可以是传统的电话终端，数字终端诸如与微型计算机相关联的调制解调器或传真机，例如或是由固定基站服务的DECT无绳电话终端。
如业内所知，每一客户远程通信设备IC在包传输网络级，并特别是在互联网级由各自唯一的标识符IPI被指定，这一般包括明确标识设备的号码或字符串。对于构成包传输网络RP的互联网，标识符是包括四字节并符合网际协议版本4的IPv4地址。在先有技术中，如果电话服务供应商的服务器SP希望直接与客户设备终端之一通信，或者该通信因为设备内部的终端的专用标识符不能从设备外部访问是不可能的，或者其它的此时必须对终端分配一公共IP地址使得服务器SP能够与其通信。
为了消除这些缺陷，终端标识符翻译器装置DT11到DT1N，DT21到DT2P，...，DTM1到DTMQ分别断路连接在设备IC11到IC1N，IC21到IC2P，...，ICM1到ICMQ与接入网络RA1，RA2，...，RAM之间。标识符翻译器装置对于信息包的格式，或更具体来说对于信息包中的源与目标地址的格式是透明的。这样如同在先有技术中那样，包传输网络RP把每一个标识符翻译器装置看作为没有翻译器装置的客户设备，并相反地每一客户远程通信设备把包传输网络作为根据先有技术与其连接的情形处理。
举例来说，图2示出客户远程通信设备，该设备在说明书的下面部分由标号IC指示，并包括由公共总线BU通过根据本发明的各标识符翻译器装置DT连接到各接入网络RA的电话终端T1，...，Te，...，TE。
在这一优选实施例中，标识符翻译器装置DT被容纳在带有两个接口IT和IR的计算机服务器中。接口IT通过总线BU连接翻译器装置DT与客户设备IC的电话终端T1到TE。接口IR连接翻译器装置DT与各接入网络RA。接口IT与IR例如是以太网接口。
翻译器装置DT是以专用数字信号处理器(DSP)集成电路实现的，例如主要包含两个软件层LTP和LTR。
第一软件层LTP处理在从终端到接入网络RA的发送方向与从接入网络RA到终端的接收方向的所有呼入或呼出信息包。特别地，层LTP对包含在同终端与电话访问供应商服务器SP之间的协议通信事件相关的信息包中的数据进行解码。这些事件例如是呼入与呼出呼叫的检测，或者呼叫方或被呼叫方标识符的恢复，呼叫方或被呼叫方可能是设备终端T1到TE或远程电话终端之一。软件层LTP还重新计算从网络信息包或传送信息包(图4)的标头ER，ET的16位字计算的校验和字段CSR，CST，因为以下将可看出标头被翻译过程修改。
第二软件层LTR实时控制包含在通过翻译器装置DT即由接口IT和IR发送和接收的信息包中的标识符的翻译。软件层LTR与映射表TC相关联，该映射表涉及内部分配给客户设备IC的终端T1到TE的标识符IT1到ITE以及由访问供应商服务器SP从设备外部可访问的端口号码。软件LTR加载并自动更新在映射表TC中分配给终端存储器及动态分配给终端T1到TE的端口P11-P1J到PE1-PEJ的列表，其中J是整数并典型地等于5。
在客户远程通信设备IC的终端之一诸如终端TE与电话访问供应商服务器SP之间穿过各标识符翻译器装置DT的信息包的交换示于图3中。在该图中，翻译器装置DT由翻译软件层LTR与TC的映射表图示指示，主要涉及翻译信息包标识符。
从设备IC的外部不可访问的终端Te的标识符ITe以及从设备外部可访问的设备IC的标识符IPI是IPv4地址，诸如“10.0.0.10”及“194.254.15.35”。如上所述，在链路层通信技术依赖于以太网信息包，且网络层依赖于互联网标准和协议。更精确地说，用于在终端Te与服务器SP之间交换信息包的各层的规约依赖于H323协议，其传输层或者依赖于用户数据报协议UDP传输协议以便在电话通信期间传输特别与话音相关的IP信息包，或传输控制协议TCP传输与信令相关的IP信息包，特别是在电话通信的开始与结束，作为TCP协议比UDP协议更为可靠，并在接收时保持信息包在发送时的顺序，以及再发送丢失的信息包。
包传输网络RP的路由器使用ISO模型的底部三层，并一般只分析网络层3的信息包标头，以便向它们的目标路由信息包。于是，设备IC的地址IPI用作为从翻译器装置DT向服务器SP路由网络信息包的源地址，或作为用于从服务器SP向设备IC路由网络信息包的目标地址。
如图4中所示，被称为网络信息包并具有标头ER的网络协议信息包被包封在称为链路信息包并具有标头EL的链路协议信息包中，这时它符合以太网协议并包封称为传输信息包并具有标头ET的传输协议信息包。在网络信息包的标头ER中，协议字节指示由带有标头ET的传输信息包使用的是UDP还是TCP协议，四个字节指定源地址@IPS，且四个字节指定目标地址@IPD。
根据本发明，用作为终端Te与翻译器装置DT之间设备IC中转接的信息包中的源地址或目标地址的终端Te的地址ITe，对应于传输装置DT与服务供应商服务器SP之间转接中的传输信息包的标头ET中的两字节的目标端口号码PD，或两字节的源端口号码PS。
此外，根据H323协议，传输信息包中的数据字段D，作为信息包的自然的功能，能够在应用层级以对于标头ER和ET冗余的方式包封所有或部分的参数集@IPS，@IPD，PS及PD，使得末端即通信中的终端Te与服务器SP，能够修改和/或利用这些参数。因而翻译软件层LTR不仅负责翻译标头ER和ET中而且在数据字段D中的这些参数，如果这些参数出现。
在说明书的其余部分，则翻译以上参数之一，如果有，必定涉及翻译在对应的标头及数据字段中的参数。
起初，在根据本发明的标识符翻译方法的步骤E0，当终端Te连接到总线BU时，即当终端Te第一次连接到服务器SP时，终端Te向电话服务供应商服务器SP申明本身。终端Te传送第一个网络信息包PQ1，其源地址@IPS等于终端的标识符ITe，且其传输信息包ET中的源端口号码PS为预定的端口号码，例如1024，指示任何终端在服务器SP登记与验证的阶段，且其目标地址为服务器SP的地址。端口号码PORT0和根据本发明动态分配给终端的其它端口号码是根据UDP或TCP协议，从未分配的号码即除了0到1023的号码选取的。然后标识符翻译器装置DT把专用终端地址ITe转换为设备的公共地址IPI，并把端口号码PORT0转换为预定的源端口号码P0，该号码与终端无关，并是由服务供应商向任何终端登记过程分配以信令登记请求的。信息包PQ1被翻译为信息包PQ2，其源地址@IPS是设备的地址IPI，而其源端口号码PS是预定的端口号码P0，例如8400，它指定服务器SP中传输层预定的端口号码。
当收到信息包PQ2时，它用于服务器SP中的端口P0。服务器SP向终端Te分配在数据库BD中可用的在设备IC中明确对其指定的各端口号码Pe1。服务器SP在存储器中存储对[IPI，Pe1]，服务供应商在涉及终端Te的每一通信的开始使用它来标识终端Te。
服务供应商服务器SP通过向由地址IPI指定的设备IC转发信息包PQ3获取终端Te的登记和验证。信息包PQ3包含地址IPI作为目标地址@IPD，及终端端口号码Pe1，例如8452，作为目标端口号码PD。
然后翻译器装置DT，通过使用映射表TC匹配对[ITe，PORT1]与对[IPI，P11]，进行与以上相反的转换标识符的处理，以便使终端Te在总线BU上传送包含地址ITe和预定端口号码PORT1的信息包PQ4，以确认作为目标地址和目标端口号码的登记。
这样，通过在传输信息包ET中能够被看作设备中的终端地址IT1至ITE的子地址的端口号码P11到P1E，从设备外部区分开设备IPC的各终端T1到TE。
图5示出在终端Te与远程终端之间通过服务器SP通信期间翻译方法大致包含的J+1个步骤E1到E(J+1)。在通信建立时，或者对于呼入或者对于呼出，步骤E1借助于类似于上述信息包PQ1到PQ4的交换的交换信息包，申明通信和/或认证请求，以便翻译器装置DT通过地址ITe与端口号码Pe1之间，更精确来说，是对[ITe，PORT1]与对[IPI，Pe1]之间的映射标记这一通信请求。对于呼入，服务器SP传送带有对[IPI，Pe1]作为目标地址@IPD和目标端口号码PD的信息包；对于呼出，终端Te传送带有对[ITe，PORT1]作为源地址@IPS和源端口号码PS的信息包。
图3中步骤E1是对于终端TE表示的。
然后，在后继步骤E2到EJ，翻译器装置中的层LTR动态并顺序地向终端Te分配仍然可用并与应用程序即过程中通信步骤相关的预定端口号码PORT2到PORTJ对应的不同的端口号码Pe2到PeJ。例如，通过翻译控制层LTR动态分配端口号码可类似于在DHCP动态主机配置协议下IP地址的动态分配。
当以地址ITe接收时，端口号码PORT2对应于指示步骤E2中通信建立期间的信令的端口号码Pe2。实际上，端口PORT2和Pe2每一个具有两个值，即根据Q.931/H225.0协议用于对呼入指定信令的第一值和用于对呼出指定信令的第二值。信令例如涉及过程中先前的通信，被连接的终端，置终端于持线等。端口号码PORT3，当它在带有终端标识符ITe的信息包中在步骤E3被发送时，动态地与端口号码Pe3对应，以便例如在H245协议下就传输音频和/或视频数据协商终端容量。当它在带有标识符ITe的信息包中被传送时，在步骤E4根据实时协议(RTP)传输协议，端口号码PORT4动态对应于用于指示话音型数据流的端口号码Pe4。当在步骤RJ＝E5它在带有标识符ITe信息包中被发送时，端口号码PORTJ＝PORT5动态对应于端口号码PeJ＝Pe5，根据实时控制协议(RTCP)传输协议用于指示返回信息。返回信息的例子包括信息包损失和被传输的以及在前一步骤E4其它传输方向没有收到的话音信息包的确认。在通信期间步骤E4和E5对能够彼此相继进行，只要有数据被传输。
于是，在给定的时刻，例如当三个终端T1，TE和TE通信时，映射表TC匹配通信步骤[P11到P15]，[Pe1到PeJ]和[PE1到PEJ]每一组与每一终端中的预定端口号码[PORT1到PORTJ]。
根据它们在映射表TC中的可用性，端口号码Pe2到PeJ顺序地分配给终端Te。在服务器SP跟随通信步骤串的先前步骤E(j-1)期间，每一端口号码Pej(2≤j≤J)包含在信息包的数据字段中。
最后在步骤E6，动态分配的端口Pe2到PeJ的列表在释放时，即在涉及终端Te的通信结束时，由控制层LTR从映射表TC删除，以便使端口Pe2到PeJ对涉及设备的其它终端的通信可用。
权利要求
1.一种翻译客户远程通信设备(IC)中的终端(T1-TE)的标识符(ITe)的方法，所述标识符具有预定的格式并包含在转接通过信息包传输网络(RP)的信息包(ER)中，其特征在于，包含在客户设备(IC)中传输的网络信息包(PQ1)中的终端(Te)的标识符(ITe)被翻译(E0-E4)为具有所述格式并包含在网络信息包(PQ2)中的设备(IC)的预定的标识符(IPI)，该网络信息包(PQ2)在包传输网络(RP)中被传输到电话服务供应商装置(SP)；及对应于终端标识符(ITe)并包含在被包封在网络信息包中的传输信息包(ET)的端口号码(Pe1-Pe3)，或反之亦然。
2.根据权利要求1的方法，其中连接终端(ITe)与设备(IC)时，端口号码是与终端无关的预定的源端口号码(P0)，且服务供应商装置(SP)把各端口号码(Pe1)分配给终端(Te)并将其作为目标端口号码向设备(IC)传送。
3.根据权利要求1或2的方法，其中对设备(IC)的任何终端(Te)指定通信步骤(E2-EJ)并包含在包封于网络信息包(PQ1)的传输信息包(ET)中的端口号码(PORT2-PORTJ)被翻译为动态分配给终端(Te)并包含在包封于网络信息包(PQ2)中的传输信息包(ET)中的端口号码(Pe2，Pe3)，其中网络信息包(PQ1)包含终端标识符(ITe)并在设备中传送，网络信息包(PQ2)包含设备标识符(IPI)并在信息包传输网络(RP)中向服务供应商装置(SP)被传送，以便识别所述终端和涉及该终端的通信步骤，并反之亦然。
4.根据权利要求3的方法，其中在涉及终端(ITe)的通信结束时动态分配的端口号码(Pe2-PeJ)又是可用的。
5.根任何据权利要求1到4中任一项的方法，其中当在信息包传输网络(RP)中信息包在从设备(IC)向服务供应商装置(SP)的传输方向被路由时，所述端口号码(Pe2-PeJ)作为源端口(PS)包含在被包封于网络信息包(PQ2)中的传输信息包(ET)中，并反之，当在信息包传输网络(RP)中网络信息包(PQ3)在从服务供应商装置(SP)向设备(IC)的传输方向被路由时，所述端口号码(Pe1-Pe3)作为目标端口(PD)包含在被包封于网络信息包(PQ3)中的传输信息包(ET)中。
6.用于执行根据权利要求1到5中任一项的方法的装置，目的是用于翻译客户远程通信设备(IC)中的终端(T1-TE)的标识符(ITe)，所述标识符具有预定的格式并包含在转接通过信息包传输网络(RP)的信息包(ER)中，其特征在于，该装置包括一映射表(TC)用于匹配包含在设备(IC)中被传输的网络信息包(ER)中的终端(Te)标识符与包含在被包封于包传输网络(RP)中传输的网络信息包中的传输信息包(ET)中的端口号码(Pe1-Pe3)，及控制装置(LTR)，用于以具有所述格式并包含在包传输网络(RP)中被传输的网络信息包(PQ2)中的预定的标识符(IPI)来代替由终端(Te)传输的网络信息包(PQ1)中的终端标识符(ITe)，并用于以包含在被包封于网络中传输的网络信息包(PQ2)中的传输信息包中的所述端口号码(Pe1-PeJ)来代替包含在被包封于由终端传输的网络信息包(PQ1)中的传输信息包(ET)中的通信步骤端口号码(PORT1-PORTJ)，或反之亦然。
7.根据权利要求6的装置，其中对涉及终端(Te)的所有通信和数据传输步骤(E2-EJ)动态分配包封在网络中传输的网络信息包(PQ2)中的传输信息包中的端口号码(Pe2-Pe3)。
8.根据权利要求7的装置，其中在涉及终端(Te)的通信结束时控制装置(LTR)删除在映射表(TC)中动态分配的端口号码(Pe2-PeJ)。
全文摘要
为了在信息包传输网络(RP)诸如因特网中增加终端的寻址能力，具有包含在客户设备(IC)中传输的网络信息包(PQ1)中预定的格式的终端(Te)的标识符(ITe)，被翻译(E0－E4)为具有所述格式并包含在网络信息包(PQ2)中的设备(IC)的预定的标识符(IPI)，该网络信息包(PQ2)在包交换网络(RP)中被传输到电话服务供应商服务器，及对应于终端标识符(ITe)的端口号码(Pe1－Pe3)并包含在被包封在网络中被传输的信息包(PQ2)中的传输信息包，或反之亦然。端口号码能够在涉及该终端的通信期间被动态分配。
文档编号H04L29/12GK1636369SQ01813882
公开日2005年7月6日 申请日期2001年7月27日 优先权日2000年8月8日
发明者菲利浦·夏洛特 申请人:法国电信公司