专利名称：在多跳无线自组网中的名称服务的制作方法
技术领域：
本发明一般而言涉及在无线自组网中的名称服务，特别涉及用于多跳无线自组网的分布式自动发现名称服务。
背景技术：
对于在商业、专用设备内以及为了政府目的的几个不同应用领域中发展和配置无线多跳自组网越来越令人感兴趣。自组网的商业应用例如可以被用于在特殊事件期间的热点设备。热点是那些为付费用户提供无线接入以便他们可以与诸如因特网或专用网之类的网络联系的局部区域。专用设备可以在公司内或者在特殊事件期间。
政府应用可以在灾区、军事应用内的营救活动期间或者在特殊事件期间。
由于多跳无线自组网实际上是由现有的节点组成的，因此该网络由现有的节点来建立；自组网不具有任何中央控制功能。所有的节点都充当路由器，从而将业务路由到其它节点，这是与用于固定网的类似的概念。然而，用于这些类型的多跳无线自组网中的路由协议通常完全不同于用于固定网的标准路由协议。节点通过使用该协议更新路由表来跟踪其它节点，并且主要有两个不同种类的路由协议反应式和先验式。反应式协议对网络中的路由消息的需要作出反应，并且一经请求就更新该路由表路径。先验式协议定期更新路由表。
术语多跳被定义为使用一起建立网络的节点把不是预定给它们自己的消息和业务转发到能够与该节点通信的其它节点，直到该数据业务到达预定节点。
多跳无线网络的现有的解决方案知道哪些节点是可用的以及到网络的节点部分的可能的路由路线；然而不知道多跳无线网络中的用户。网络基础设施路由表并不处理任何命名服务。
中央域名系统(DNS)事实上具有的缺点在于它处于中心，这意味着它作为单个故障点容易损坏。在这种中央数据库的更新期间，它在某一时间段内可能变得不可用，从而使网络内的业务变得不可能或者至少是困难的。
发明内容
因此，根据一个优选实施例的本发明优选地设法单独地或者以任何组合减轻、缓和或消除上述缺点中的一个或多个。
这通过一种用于自动名称服务发现的方法来完成，该方法被分布到网络中存在的所有节点上。在存在于该网络内的每一个节点中对名称服务数据库进行本地更新。
本发明的第一实施例提供一种用于在包括多个节点的多跳无线自组网中使用户信息和网络信息相关联的方法，该方法包括以下步骤接收指示用户信息的变化的数据；利用使用户信息与网络信息相关联的条目来更新存储在每一节点中的数据库；在每一节点中检测数据库中的变化；以及将来自每一节点的指示用户信息的变化的数据分发到无线电距离(range)内的各节点；在该方法中，用户信息可以包括关于用户标识、网络地址、网络内的可用服务以及每一用户的权限级别中的至少一个的信息。
本发明的另一方面提供一种在包括多个节点的多跳无线自组网中的节点，该节点包括用于使用户信息与网络地址相关联的数据库；以及用于对用户信息的变化进行响应的服务；该用户信息包括用户、网络地址、可用服务、以及权限级别中的至少一个；其中该服务将该信息变化分发到无线电距离内的各节点。
在该节点中的该服务可以进一步更新在数据库中的该信息变化。
在本发明的又一方面中，多跳无线自组网包括多个节点，这些节点一起组成了该网络，其中节点的用户信息的变化被自动分发到网络内的所有节点，并且其中该用户信息是一种用于使用户信息与各自的网络地址相关联的命名服务。
该用户信息可以进一步包括关于节点中的可用服务的信息。该用户信息可以进一步包括关于每一用户的权限级别的信息。
在该网络中的至少一个节点可以被连接到第二网络，并且其中该至少一个节点充当该网络与第二网络之间的网关；将该网络中的用户信息修改为第二网络中的可用信息。
在本发明的又一方面中，提供一种在包括多个节点的多跳无线自组网的一个节点中的指令集，以用于对到达该节点的用户信息的变化进行响应，该指令集包括用于检测在存储在每一节点中的、包括用户信息和网络地址之间的关联信息的数据库中的变化的指令集；用于利用用户信息的变化来更新该数据库的指令集；该变化可以从该节点或者其它节点来接收；以及用于将该数据库中的变化分发到无线电距离内的各节点的指令集。
本发明的又一方面提供了一种在多跳无线自组网中的一个节点内的数据库，该数据库包括用于使用户信息与网络信息相关联的条目；当检测到数据库中的变化时，该数据库的变化被更新，并且被分发到该网络内的所有节点。
在该数据库中，该条目可以包括在该网络内所连接的每一用户的用户标识以及相应的网络地址、每一节点内可用的服务、以及每一用户的权限级别中的至少一个。
本发明的又一方面提供了一种在多跳无线自组网中的一个节点内的使用数据库来发现网络内的用户在与某一用户通信时的网络地址的应用；该数据库包括用于使用户信息和网络信息相关联的条目；当检测到该数据库中的变化时，该数据库的变化被更新，并且被分发到该网络内的所有节点。
本发明的又一方面包括一种使用户信息与网络信息相关联的数据库，以供在基于分组的网络系统中的移动台使用虚拟专用网功能(VPN)连接到专用网时使用，其中对于每一个连接的用户，VPN服务器包含该数据库的一个实例，并且当发生用户信息的变化时自动更新该数据库的实例。
本发明的另一个方面包括一种在移动台中的使用户信息与网络信息相关联的数据库，以供在基于分组的网络系统中的移动台使用虚拟专用网功能(VPN)连接到专用网时使用，其中每一移动台包含该数据库的一个实例，并且当发生用户信息的变化时自动更新该数据库的每一实例。
根据下文所述的实施例，本发明的这些和其它方面将是显而易见的，并将参考所述实施例对其进行阐明。
在下文中，将参考在附图中所示出的示例性实施例以非限制的方式并且更详细地描述本发明，其中图1示出了根据本发明的一个网络；图2是在图1中发现的网络中一个节点的示意图；图3是根据本发明的一种方法的示意图；以及图4是本发明的另一个实施例的示意图。
具体实施例方式
图1示出了根据本发明的一个多跳无线自组网或小区10，为了示例，其包括作为网络10的一部分的多个节点1、2、3、4、5。可以作为网络的一部分的节点的数量不受限制。自组网可以再通过一个或几个充当网关的节点被连接到另一个固定的或无线的网络12，例如因特网。存在可用的某一类型的路由协议，用于使一个路由表保持有关于可用的不同节点和在那里的网络地址信息、以及到网络内网关的路径的知识。
在这个例子中，名称为X的用户的节点1想要与名称为Y的用户通信。为此，X需要将用户名字Y翻译为网络地址。在下文中，路由协议将能够发现网络中的用户Y。最终在X和Y之间建立通信。本发明使用一种用于更新数据库的方法，该数据库包括关于可用的用户和他们的网络位置(其与路线的物理位置不同)的信息；用于使用户信息和网络信息相关联。每一个节点不断地跟踪网络上的业务，以便对网络配置中的变化进行响应。每一个节点可能在访问在每一个节点中可用的近邻高速缓存，寻找近邻的拓扑变化。这样的近邻高速缓存功能例如可以是IPv4中的ARP(地址解析协议)功能或者IPv6中的近邻发现功能。这些协议跟踪近邻节点的网络硬件地址。
一旦网络激活，如果一个节点发现网络上的业务，它就将把信息交换给最近的邻居，该信息可以包括但不限于用户信息、地址信息、来自该节点的可用服务、或者权限级别。稍后将更详细地讨论不同类型的信息。最近的邻居获得这个信息，并将它存储在位于每一个节点中的它们的本地数据库。它们还将把该信息传递到它们最近的邻居，等等，直到达到平衡并且网络中的所有节点都更新了它们的数据库。因而所有的节点可以具有有关该网络的相同的数据。
当网络形成时，节点将仍然跟踪业务并寻找新的用户或者新的可用信息。如果找到了，将再次把新的更新流发送到最近的邻居，并且将以与对于网络激活情形上面所述的一样的方式来更新该网络。
当第一节点看见一个新的节点，它将询问新节点的信息。对于这个请求存在两种可能的响应1.如果该新节点正在使用根据本发明的方法，那么这两个节点将交换信息。
2.如果该新节点未在使用根据本发明的方法，那么将没有回答返回到第一节点，并且该第一节点返回到跟踪模式；寻找网络中的新业务。
通过诸如利用关于它们自己的新信息来更新它们自己的数据库之类的内部触发器，一个节点可以被触发以发送新信息到该网络，因而该系统将被触发并开始网络更新发送。
可选地，有可能配置该系统来用信息充斥(flood)该网络，以便触发来自最近的邻居的新的更新或者更新整个网络。这确保了该网络具有关于用户和可用服务的新鲜而正确的信息。如果在网络中或者对于该节点在长的时间段内没有任何信息交换，则可以触发该充斥行为，或者可以定期触发该充斥行为。
当应用(或者用户)想要与某一用户通信时，所讨论的节点浏览该名称服务数据库并将该用户与网络地址相连，从而使业务能够在该网络内被路由到期望的用户。
现在后面将是关于可以使用本发明交换的不同类型的信息的更详细的描述。两个最重要的信息类型是用户名称和网络地址。这二者提供了发现到特定用户的路由的可能性。如果一个用户从一个节点退出并且登录到另一个节点中，那么该网络相应地更新数据库条目，并且把业务路由到正确的用户将仍然是可能的。该用户信息可以包括名称、用户名称、标识数据、电子邮件地址、在“归属”网络中的IP地址、或者诸如归属地址、电话号码或类似数据之类的与用户相关的其它信息中的至少一个。“归属”网络是指用户所属的网络，举例来说，例如专用网或公司网。这可以是用户与用户设备一起经常驻留的网络，但是它也可以是由服务提供商(SP)所提供的授权用户接入并针对这些服务向用户收费的网络。
可以被分发的其它信息是关于由调制解调器所提供的服务的信息，例如VoIP网关(基于IP的语音)、因特网网关、固定网服务、基础设施服务、计算服务、数据库服务以及其它这样的信息服务。关于用户的权限级别的信息也可以使用本发明来分发。例如在军事应用或在营救应用中，这可能是令人感兴趣的，在这些应用中发现一连串的命令、可用数据库的访问级别与发现网络中的服务等可能是同样重要的。
本发明的优点包括-没有单个故障点，因为所有的节点都具有它们自己的名称服务数据库。
-网络中可用节点的发现是自动的。
-不需要网络的中央管理；可以由用户手动地对每个节点进行本地配置。
-关于网络中所有可用的节点的数据被本地存储，并且在一个单操作中就可以被检索(例如供多个应用使用)。
本发明可以使用许多不同的编码方法以软件实现并运行在合适的计算装置例如微处理器上。本发明也可以在更接近硬件的环境中实现，例如在FPGA(现场可编程门阵列)、DSP(数字信号处理器)或者ASIC(专用集成电路)中。这些是在其中可以实现本发明的单元或装置的非限制性例子。
图2示出了在多跳无线自组网中充当一个节点的装置200。该装置200可以是诸如膝上型计算机、PDA(个人数字助理)、PC(个人计算机)、移动电话(例如GPRS或3G)之类的通信装置，或者是用于商业、工业或政府活动或目的的专用装置。该装置可以包括诸如微处理器201之类的用于控制通信、计算和类似操作的处理单元，诸如存储器(易失性或非易失性)之类的存储单元，连接到可选天线204的无线接口单元208，处理通信特定过程的通信接口203，以及诸如用户接口、授权接口或显示单元之类的用于不同过程的其它单元205到207。
图3示出了根据本发明的一种方法-接收指示用户信息的变化的数据(301)；-利用使用户信息和网络信息相关联的条目来更新数据库(302)；-检测数据库中的变化(303)；以及-将指示用户信息的变化的数据分发到无线电距离内的各节点(304)。
图4示出了本发明的第二个实施例，在该实施例中除了自组网以外本发明适用于其它网络，例如当移动台连接到诸如WLAN(无线局域网，例如热点或类似的)、GPRS或3G网络之类的基于基础设施的网络时。举例来说，在GPRS或3G网络内的节点401到403与GPRS或3G网络的基础设施404相连。该基础设施404例如与因特网405相连，并且用户节点使用VPN服务器406通过VPN(虚拟专用网)链路建立一个与专用网408的连接。该VPN服务器存储每一个与连接到VPN网络的用户相关的名称服务数据库407的实例。
用户可以使用他们的GPRS或3G设备登录到VPN(虚拟专用网)保护专用网408中。他们经由例如因特网或某种类似的公共或半公共网络(例如由服务提供商提供的网络)来登录到VPN网络中。为了跟踪来自专用网的用户并提供在登录到专用网的用户之间的通信可能性，利用了根据本发明的命名服务。当一个用户退出、一个新用户登录、或者任何其它的新信息可用时，更新在该专用网中的该名称服务。登录的每一个用户具有一个与该用户相关的专用名称服务数据库407。该专用数据库407可以位于与专用VPN保护网络相关的服务器406中，或者在每一个节点中被本地高速缓存(未示出)，例如PDA。移动台例如可以是移动电话、膝上型计算机、PDA、或者在移动应用中使用的类似设备。
在该第二实施例中，使用与第一实施例类似的方法来触发该系统以更新信息。
可以提供解释接口或者“翻译器”，所述解释接口或者“翻译器”能够处理到通常不被设计成使用本发明在一个网络中通信的应用的接口连接，即用于“旧”应用的名称解析功能。
该名称服务数据库可以与SNMP(简单网络管理协议)应用通信，以便收集统计数据、配置等，并且能够控制和配置远离中央观察点的名称服务数据库。
在网关中实现的路由输出功能也可以被提供，以便在多跳无线自组网和诸如固定网(例如以太网)之类的其它网络之间通信。这个功能充当在根据本发明的自组网中可用的名称服务与标准路由和/或在其它网络中可用的诸如OSPF(开放式最短路径优先)协议之类的名称服务协议之间的解释器。
应该注意，词“包括”并不排除不同于列出的那些的其它元件或步骤的存在，以及在元件之前的词“一”或“一个”并不排除多个这样元件的存在。应该进一步注意，任何附图标记都不限制权利要求书的范围，本发明可以通过硬件和软件来实现，并且几个“装置”可以由同一项硬件来表示。
上面提到和描述的实施例仅仅是作为例子而被给出，并且不应该是对本发明的限制。在如在下面所述的专利权利要求中所要求保护的本发明范围之内的其它解决方案、用途、目的和功能对于本领域技术人员来说应该是显而易见的。
权利要求
1.一种用于在包括多个节点(1，2，3，4，5)的多跳无线自组网(10)中使用户信息和网络信息相关联的方法，包括以下步骤-接收指示所述用户信息的变化的数据；-利用使所述用户信息和所述网络信息相关联的条目来更新存储在每一节点(1，2，3，4，5)中的数据库；-在每一节点(1，2，3，4，5)中检测所述数据库中的变化；以及-将指示所述用户信息的变化的数据从每一节点(1，2，3，4，5)分发到无线电距离内的各节点。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述用户信息包括关于下述中的至少一个的信息用户标识、网络地址、所述网络内的可用服务、以及每一用户的权限级别。
3.一种在多跳无线自组网(10)中的节点(1，2，3，4，5)，包括-用于使用户信息与网络地址相关联的数据库；以及-用于对所述用户信息的变化进行响应的服务；所述用户信息包括用户、网络地址、可用服务和权限级别中的至少一个；其中所述服务将所述信息变化分发到无线电距离内的各节点。
4.根据权利要求3所述的节点(1，2，3，4，5)，其中所述服务进一步更新在所述数据库中的所述信息变化。
5.一种包括多个节点(1，2，3，4，5)的多跳无线自组网(10)，所述多个节点一起组成了所述网络(10)，其中所述节点(1，2，3，4，5)的用户信息的变化被自动分发到所述网络内的所有节点(1，2，3，4，5)，并且其中所述用户信息是一种用于使用户信息与各自的网络地址相关联的命名服务。
6.根据权利要求5所述的网络(10)，其中所述用户信息进一步包括关于节点中可用服务的信息。
7.根据权利要求5所述的网络(10)，其中所述用户信息进一步包括关于每一用户的权限级别的信息。
8.根据权利要求5所述的网络(10)，其中所述网络内的至少一个节点(4)被连接到第二网络(12)，并且其中所述至少一个节点(4)充当所述网络与所述第二网络之间的网关；将所述网络中的用户信息修改为所述第二网络中的可用信息。
9.一种在包括多个节点(1，2，3，4，5)的多跳无线自组网(10)的节点(1，2，3，4，5)中的指令集，用于对到达所述节点(1，2，3，4，5)的用户信息的变化进行响应，所述指令集包括-用于检测在存储在每一节点中的、包括所述用户信息和网络地址之间的关联信息的数据库中的变化的指令集；-用于利用所述用户信息的变化来更新所述数据库的指令集，所述变化可以从所述节点或者其它节点来接收；以及-用于将所述数据库中的变化分发到无线电距离内的各节点的指令集。
10.一种在多跳无线自组网(10)中的一个节点(1，2，3，4，5)中的数据库，包括用于使用户信息与网络信息相关联的条目；当检测到所述数据库中的变化时，所述数据库的变化被更新，并且被分发到所述网络内的所有节点。
11.根据权利要求10所述的数据库，其中所述条目包括下述中的至少一个在所述网络内所连接的每一用户的用户标识以及相应的网络地址、每一节点(1，2，3，4，5)中的可用服务、以及每一用户的权限级别。
12.一种在多跳无线自组网(10)中的一个节点(1，2，3，4，5)中的使用数据库来发现所述网络内的用户在与某一用户通信时的网络地址的应用，所述数据库包括用于使用户信息和网络信息相关联的条目；当检测到所述数据库中的变化时，所述数据库的变化被更新，并且被分发到所述网络内的所有节点(1，2，3，4，5)。
13.一种使用户信息与网络信息相关联的数据库(407，409，410)，以供在基于分组的网络系统(404)中的移动台(401，402，403)使用虚拟专用网功能(VPN)连接到专用网(408)时使用，其中对于每一个连接的用户，VPN服务器(406)包含所述数据库(407，409，410)的一个实例，并且当发生用户信息的变化时自动更新所述数据库的所述实例。
14.一种在移动台中的使用户信息与网络信息相关联的数据库，以供在基于分组的网络系统(404)中的移动台(401，402，403)使用虚拟专用网功能(VPN)(406)连接到专用网(408)时使用，其中每一移动台包含所述数据库的一个实例，并且当发生所述用户信息的变化时自动更新所述数据库的每一实例。
全文摘要
本发明涉及一种被用于包括多个节点的多跳无线自组网中的命名服务，用于使用户信息和网络信息相关联，例如将用户、可用服务、以及用户的权限级别与网络地址等同起来。当发生拓扑、基础设施或服务的变化时，命名服务自动地更新包括这种关联信息的数据库。
文档编号H04W84/18GK101091352SQ200480044781
公开日2007年12月19日 申请日期2004年12月29日 优先权日2004年12月29日
发明者H·里奥马, L·阿克塞尔森 申请人:艾利森电话股份有限公司