专利名称：使用多个通用即插即用因特网网关设备提供因特网网关服务的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及通用即插即用(UPnP)设备，且更具体地，涉及UPnP因特网网关设备 (IGD)。
背景技术：
随着各种因特网接入技术被不断开发，已经引入利用新型因特网接入技术的终端 和网关，使得经由各种类型的接入技术的因特网服务在任何地方成为可能。此外，因特网接 入技术已经多样化并且执行速度已经增加。因此，利用新的接入技术的设备数量也增加了。 此外，这些设备更可能在家庭中被用作网关。一般，具有各种网络接口和能够连接到因特网 的设备能够提供因特网网关服务。通用即插即用(UPnP)因特网网关设备(IGD)向子网的设备提供因特网连通性。在 因特网网关设备标准中定义了关于网关的从属设备和服务。提供UPnP IGD设备控制协议 (DCP)的UPnP设备可以充当网关。图1是说明UPnP I⑶的功能的概念图。参考图1，通过将UPnP I⑶中包括的 LANDevice (局域网设备)连接到因特网服务提供商(ISP)，以及通过将WANDevice (广域网 设备)连接到嵌套(nest)在局域网(LAN)中的客户端(UPnP设备)，向UPnP网络的设备提 供因特网连通性。由于UPnP I⑶标准给出了 UPnP I⑶的详细描述，这里不再给出对它们 的详细描述。最近，新网关已经被逐渐引入家庭用于对各种设备进行家庭联网。具体地，对于家 庭式办公室(SOHO)或企业网，有效地是利用各种网关以便实现负荷平衡并且确保高的服 务质量(QoS)等。然而，根据现有技术的UPnP标准，一个I⑶被假定为存在于一个UPnP网 络中，在现有技术中没有方法能够有效地连接多个I⑶到因特网。
发明内容
技术方案本发明提供一种方法和装置，其通过使用通用即插即用(UPnP)网络向UPnP设备 有效地提供因特网网关服务。根据本发明的一方面，提供一种在通用即插即用(UPnP)网络中的第一因特网网 关设备(IGD)的通信方法，该方法包括发现在所述UPnP网络中的第二 IGD ；将IGD信息与 所发现的第二 IGD交换；以及基于从所述第二 IGD接收的IGD信息向与所述第二 IGD关联 的设备提供网关服务。所接收的IGD信息可以包括以下中的至少一个关于与所述第二 IGD关联的设备 的信息、关于平均带宽的信息、关于平均延迟的信息、关于业务量的信息、关于可用带宽的 信息、关于队列的信息和关于接入网的信息。发现所述第二 I⑶的步骤可以经由UPnP发现消息来执行。
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提供网关服务的步骤可以包括基于所接收的IGD信息向与所述第二 IGD关联的设 备提供另外的带宽。提供网关服务的步骤可以包括基于所接收的I⑶信息执行该设备从所述第二 I⑶ 到所述第一 I⑶的切换。执行切换的步骤可以包括检测所述第二 IGD的错误；以及基于所接收的IGD信 息，和与所述第二 IGD关联的设备关联。检测错误的步骤包括当在预定的时间段内没有接收到由所述第二 IGD定期发送 的因特网控制消息协议(ICMP)路由器广告(RA)消息或UPnP发现消息时，则确定在所述第 二 I⑶中已经发生错误。IGD信息的交换可以是定期执行的，以及检测错误的步骤可以包括如果在预定 的时间段内没有从所述第二 IGD接收到IGD信息，则确定在所述第二 IGD中已经发生错误。该方法还可以包括执行所发现的第二 IGD的鉴权，其中仅当鉴权成功时才执行 交换。根据本发明的另一方面，提供一种具有在其上记录的程序的计算机可读记录介 质，该程序用于执行所述方法。根据本发明的另一方面，提供一种在UPnP网络中作为第一 I⑶操作的UPnP装置， 该装置包括发现单元，其发现在UPnP网络中的第二 I⑶；信息交换单元，其将I⑶信息与 所发现的第二 IGD交换；以及网关服务提供单元，其基于从所述第二 IGD接收的IGD信息向 与所述第二 IGD关联的设备提供网关服务。有益效果根据本发明的以上示范实施例，在UPnP网络中连接到因特网的设备的带宽能够 增加，在存在IGD的错误时能够成功地执行设备的切换，以及能够平衡在多个IGD之间的业 务负荷。
图1是说明通用即插即用(UPnP)因特网网关设备(IGD)的功能的概念图；图2是根据本发明示范性实施例的由IGD执行的通信操作的流程图；图3A和3B是根据本发明示范性实施例的、UPnP设备的切换操作的流程图；图4是根据本发明示范性实施例的、当在IGD中出现错误时UPnP设备的切换操作 的流程图；图5是根据本发明示范性实施例的负荷平衡操作的流程图；图6是根据本发明示范性实施例的IGD的远程管理操作的流程图；和图7是根据本发明示范性实施例的、包括I⑶的网关装置的结构图。
具体实施例方式图2是根据本发明示范性实施例的由IGD执行的通信操作的流程图。具体地，图 2说明了在第一 I⑶与第二 I⑶共处的情况下的第一 I⑶的操作。在操作201中，第一 I⑶发现第二 I⑶。该发现是经由第二 I⑶定期广播的UPnP 发现消息来执行的。CN 101971522 A
说在操作期间，第一 I⑶和第二 I⑶彼此鉴权。此时，可以使用各种方法执行该鉴权， 诸如在第8章公开的方法IEEE 802. lis的安全性，基于Wi-Fi保护建立(WPS)的鉴权方 法、通过输入个人识别码(PIN)执行的鉴权方法等。通过执行鉴权，能够阻止各种攻击。例如，能够阻止没有被鉴权的I⑶非法使用网 络的带宽，截获要转发到并非用户期望的位置的现有的业务，或分析数据。在操作203中，第一 I⑶和第二 I⑶交换I⑶信息。I⑶信息表示由I⑶管理的以 便向自己(即IGD)的子网提供网关服务的全部信息。例如，IGD信息包括关于与IGD关联 的设备的信息、关于平均带宽的信息、关于平均延迟的信息、关于业务量的信息、关于可用 带宽的信息、关于队列的信息、关于接入网的信息(即，关于动态主机配置协议(DHCP)服务 器/域名服务器(DNS)、子网掩码、默认路由器等的信息)等。在操作204中，第一 I⑶向与第二 I⑶关联的UPnP设备(S卩，嵌套在第二 I⑶的 子网中的UPnP设备)提供网关服务。同样，根据当前的示范实施例，多个IGD相互交换IGD 信息，因此IGD能够向与其他IGD关联的设备提供网关服务。此类技术能够应用来执行切 换、负荷平衡、带宽扩展、错误恢复等，这将在下面更详细地说明。图3A和3B是根据本发明示范性实施例的UPnP设备的切换操作的流程图。参考图3A，控制点(CP)I可以作为I⑶1的嵌入CP存在，而CP 2可以作为I⑶2 的嵌入CP存在。替换地，CPl和CP2可以存在于I⑶1和I⑶2的外部。当CPl和CP2存 在于I⑶1和I⑶2的外部时，CPl和CP2可以相关联作为单个CP。这里，CPl和CP2被假 定为分别是I⑶1和I⑶2的嵌入控制点。此外，图3A中说明的设备被假定为最初与I⑶1关联。在操作301中，I⑶1与I⑶2交换I⑶信息。用于交换I⑶信息的动作能够对 于I⑶服务而重新定义，因此被称为RequestSync ()。通过定期交换I⑶信息(即，同步)， 能够保持最新的IGD信息。在操作302中，CPl请求I⑶2将设备与CP2关联。该设备的切换动作能够被重 新定义，因此称为RequestHandover ()。在操作303中，I⑶2的嵌入CP2请求与该设备关联。在操作304中，该设备与I⑶2关联。此时，由于I⑶2先前从I⑶1接收关于该 设备的信息，故该设备和IGD 2能够迅速地相互关联而不用执行鉴权过程。在操作305中，设备释放与I⑶1的现有关联。同时，在操作303到305中使用的消息可以对于UPnP网络重新定义。替换地，在 IEEE 802. 21中定义的媒体独立切换(MIHO)消息可以被用作在操作303到305中使用的消
肩、ο直到该设备与I⑶2关联，经由因特网接收的数据分组从I⑶1传递到I⑶2，由 此防止数据分组丢失。图3B的UPnP设备的切换是在和图3A相同的条件下执行的，除了该切换通过设备 的请求而非IGD的请求而执行。操作311和图3A说明的操作301相同，因此其说明不在此给出。在操作312中，该设备请求与I⑶2的嵌入CP2关联。在操作313中，当成功完成鉴权和资源分配时，IGD 2经由CreateAssociationO
6实现与设备的关联。图4是根据本发明示范性实施例的当在IGD中出现错误时UPnP设备的切换操作 的流程图。该设备被假定与I⑶2关联。操作401和图3A说明的操作301相同，因此在此不 对其进行说明。在操作402中，错误出现在I⑶2中，因此I⑶2可能操作不正常。在操作403中，根据IGD信息的预定交换周期，CP2从错误发生的时间起首先调用 I⑶2的RequestSyncO。然而，由于I⑶2的错误，I⑶1没有接收到I⑶2的I⑶信息。在操作404中，CPl认识到尽管I⑶信息的交换周期逝去，I⑶1没有接收到I⑶ 2的I⑶信息，因此CPl能够检测到I⑶2的错误。在当前的示范实施例中，通过使用I⑶信息的交换周期来检测I⑶2的错误。然 而，可以根据IGDl在预定的时间段内是否接收到因特网控制消息协议(ICMP)路由器广告 (RA)消息或UPnP发现消息来检测I⑶2的错误。在操作405中，检测到I⑶2的错误的CPl请求和与I⑶2关联的设备关联。在操作406中，该设备实现与I⑶1的关联。如上所述，I⑶1先前从I⑶2接收 关于该设备的信息，因此这里将不给出鉴权过程的说明。在操作407中，当前与I⑶1关联的设备释放与I⑶2的关联。图5是根据本发明示范性实施例的负荷平衡操作的流程图。设备被假定与I⑶1的关联。操作501和图3A说明的操作301相同，因此在此不 对其进行说明。在操作502中，CPl先前接收关于I⑶2的平均带宽、队列、分组处理延迟等的信 息，因此CPl请求I⑶2应该平衡和处理CPl的业务负荷。在具有比I⑶2更多资源的 IGD3(未示出)的存在下，CPl可以请求IGD 3应该执行该负荷平衡。CPl根据先前交换的 IGD信息确定要选择的相邻的IGD。在操作503中，CP2请求该设备应该与I⑶2关联。在操作504中，设备与I⑶2关联。在当前的示范实施例中，由于多个IGD可以执行负荷平衡，所以尽管该设备与另 一 IGD关联，该设备并不释放与IGD的现有关联，这不同于切换的情形。由于执行负荷平衡， 故I⑶2增补I⑶1从而处理在I⑶1和该设备之间传递的一部分现有的业务。同时，当该设备与多个IGD关联时，可以取代负荷平衡而执行带宽聚合。也即，IGD 2可以向该设备提供另外的带宽，因此与现有技术中设备仅经由IGD 1来利用因特网服务 的情况相比，该设备能够获得改善的QoS。图6是根据本发明示范性实施例的IGD的远程管理操作的流程图。操作601和图3A说明的操作301相同，因此在此不对其进行说明。在当前的示范实施例中，假定I⑶1可以连接到因特网，而I⑶2不能连接到因特 网。在这种情况下，I⑶2的子网是嵌套在I⑶1的子网中的一种类型的网络。此外，I⑶ 2的WAN(广域网)设备和I⑶1的LAN(局域网)设备通信，而I⑶2的LAN设备与嵌套在 I⑶2中的子网(即，与I⑶2关联)的设备通信。由于I⑶2不能连接到因特网，故IGD 2与I⑶1通信从而远程管理服务器(未
7示出)管理I⑶2的设置，其中远程管理服务器布置在UPnP网络(即，I⑶1的子网)的 外部。此时，远程管理服务器和I⑶1的WAN接口(即，WAN设备)可以通过使用诸如在数 字用户线(DSL)论坛中定义的TR-069或由因特网工程任务组(IETF)定义的简单网络管理 协议(SNMP)的协议来彼此通信。在操作602中，CPl根据UPnP协议转换管理信息请求消息，其中该管理信息请求 消息是根据远程管理协议从远程管理服务器接收的，然后经由在当前的示范实施例中重新 定义的GetRemoteManagmentO动作将经转换的管理信息请求消息发送到I⑶2。在操作603，CP2经由RespondRemoteManagmentO动作发送管理信息到IGD 1。 CPl根据远程管理协议转换管理信息，然后将该管理信息发送到远程管理服务器。由于该管理信息包括在IGD信息中，所以IGD 1可以不执行操作602和603而直 接传递I⑶2的管理信息到远程管理服务器。然而，在这种情况下，I⑶信息可能不是最新 的信息。在操作604中，当CPl从远程管理服务器接收管理消息时，CPl根据UPnP协议转 换该管理消息，然后经由SetRemoteManagment ()动作将经转换的管理消息发送到I⑶2。在操作605中，CP2经由RespondRemoteManagmentO动作向IGD 1返回结果参数。 CPl根据远程管理协议转换该结果参数，然后向远程管理服务器发送经转换的结果参数。图7是根据本发明示范性实施例的包括I⑶的网关装置700的结构图。网关装置700包括发现单元701、鉴权执行单元702、信息交换单元703和网关服 务提供单元704。发现单元701发现第二 I⑶720。可以通过第二 I⑶720定期广播的发现消息来 执行该发现。鉴权执行单元702和第二 I⑶720彼此鉴权。此时，可以通过使用各种方法执行鉴权。当对于第二 I⑶720鉴权成功时，信息交换单元703与第二 I⑶720交换I⑶信 息。如上所述，I⑶信息表示由I⑶管理的以便向自己(即IGD)的子网提供网关服务的全 部信息。例如，IGD信息包括关于与IGD关联的设备的信息、关于平均带宽的信息、关于平 均延迟的信息、关于业务量的信息、关于可用带宽的信息、关于队列的信息、关于接入网的 信息(即，关于DHCP服务器/DNS、子网掩码、默认路由器等的信息)等。网关服务提供单元704基于第二 I⑶720的I⑶信息向与第二 I⑶720关联的 UPnP设备710提供网关服务。如上所述，该网关服务可以应用来执行切换、带宽聚合、错误 恢复、QoS保证、远程管理等。本发明也能够实现为计算机可读记录介质上的计算机可读代码。计算机可读记录 介质是能够存储以后由计算机系统读取的数据的任何数据存储设备。计算机可读记录介质的例子包括只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、 ⑶-ROM、磁带、软盘和光数据存储设备。本发明也能够实现为计算机可读传输介质上的计算机可读代码。计算机可读传输 介质的示例包括载波(诸如经过因特网的数据传输)。根据本发明的以上示范性实施例，在UPnP网络中能够增加连接到因特网的设备 的带宽，在存在IGD的错误时能够成功执行设备的切换，以及能够平衡在多个IGD之间的业务负荷。 尽管已经参考本发明的示范性实施例具体地示出和描述了本发明，但是本领域技 术人员将理解在不背离由以下权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，这里可以 在形式和细节上进行各种改变。
权利要求
一种在通用即插即用(UPnP)网络中的第一因特网网关设备(IGD)的通信方法，该方法包括发现在所述UPnP网络中的第二IGD；将所述第一IGD的第一IGD信息与所述第二IGD的第二IGD信息交换；以及基于所述第二IGD信息向与所述第二IGD关联的设备提供网关服务。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二I⑶信息包括以下中的至少一个关于与 所述第二 IGD关联的设备的信息、关于平均带宽的信息、关于平均延迟的信息、关于业务量 的信息、关于可用带宽的信息、关于队列的信息和关于接入网的信息。
3.如权利要求1所述的方法，其中，发现所述第二IGD的步骤是经由UPnP发现消息来 执行的。
4.如权利要求1所述的方法，其中，提供网关服务的步骤包括基于所述第二IGD信息向 与所述第二 IGD关联的设备提供另外的带宽。
5.如权利要求1所述的方法，其中，提供网关服务的步骤包括基于所述第二IGD信息执 行该设备从所述第二 IGD到所述第一 IGD的切换。
6.如权利要求5所述的方法，其中，执行切换的步骤包括检测所述第二 IGD的错误；以及基于所述第二 IGD信息将所述第一 IGD和与所述第二 IGD关联的设备关联。
7.如权利要求6所述的方法，其中，检测错误的步骤包括如果在预定的时间段内，没 有接收到由所述第二 I⑶定期发送的因特网控制消息协议(ICMP)路由器广告(RA)消息或 UPnP发现消息，则确定在所述第二 I⑶中已经发生错误。
8.如权利要求6所述的方法，其中，交换IGD信息是定期执行的，以及检测错误的步骤包括如果在预定的时间段内没有从所述第二 IGD接收到IGD信息，则 确定在所述第二 I⑶中已经发生错误。
9.如权利要求1所述的方法，还包括执行第二IGD的鉴权，其中仅当鉴权成功时才执 行所述第一 I⑶的所述第一 I⑶信息与所述第二 I⑶的所述第二 I⑶信息的交换。
10.一种在通用即插即用(UPnP)网络中作为第一因特网网关设备(I⑶)操作的UPnP 装置，该装置包括发现单元，其发现在UPnP网络中的第二 I⑶；信息交换单元，其将所述第一 IGD的第一 IGD信息与所述第二 IGD的第二 IGD信息交 换；以及网关服务提供单元，其基于所述第二 IGD信息向与所述第二 IGD关联的设备提供网关 服务。
11.如权利要求10所述的装置，其中，所述第二IGD信息包括以下中的至少一个关于 与所述第二 IGD关联的设备的信息、关于平均带宽的信息、关于平均延迟的信息、关于业务 量的信息、关于可用带宽的信息、关于队列的信息和关于接入网的信息。
12.如权利要求10所述的装置，其中，所述发现单元经由UPnP发现消息来发现所述第 二 I⑶。
13.如权利要求10所述的装置，其中，所述网关服务提供单元基于所述第二IGD信息向 与所述第二 IGD关联的设备提供另外的带宽。
14.如权利要求10所述的装置，其中，所述网关服务提供单元包括切换执行单元，其 基于所述第二 IGD信息执行该设备从所述第二 IGD到所述第一 IGD的切换。
15.如权利要求14所述的装置，其中，所述切换执行单元检测所述第二IGD的错误，并 且如果检测到错误，则所述切换执行单元基于所述第二 IGD信息和与所述第二 IGD关联的 设备关联。
16.如权利要求15所述的装置，其中，如果在预定的时间段内，没有接收到由所述第二 IGD定期发送的因特网控制消息协议(ICMP)路由器广告(RA)消息或UPnP消息，则所述切 换执行单元确定在所述第二 I⑶中已经发生错误。
17.如权利要求15所述的装置，其中，所述信息交换单元定期交换IGD信息，以及 如果在预定的时间段内没有从所述第二 IGD接收到IGD信息，则所述切换执行单元确定在所述第二 I⑶中已经发生错误。
18.如权利要求10所述的装置，还包括鉴权执行单元，其执行所发现的第二I⑶的鉴 权，其中仅当鉴权成功时，所述信息交换单元才交换所述第一 IGD信息与所述第二 IGD信 肩、ο
19.一种具有在其上记录的程序的计算机可读记录介质，如果由计算机执行该程序则 该程序使得该计算机执行如权利要求1所述的方法。
全文摘要
提供一种通用即插即用(UPnP)因特网网关设备(IGD)。存在于UPnP网络中的多个IGD彼此交换被管理的IGD信息以便提供网关服务，并且因此能够增加连接到因特网的设备的带宽，能够在存在IGD的错误时成功地执行设备的切换，以及能够平衡在多个IGD之间的负荷。因此，能够有效地向UPnP设备提供各种因特网服务。
文档编号H04B7/24GK101971522SQ200880126513
公开日2011年2月9日 申请日期2008年12月8日 优先权日2007年12月10日
发明者曹晟豪, 李周烈, 韩世熙 申请人:三星电子株式会社