专利名称：用于ad-hoc网络的系统和域名服务器的制作方法
用于AD-HOC网络的系统和域名服务器
背景技术：
域名系统(DNS)是数据通信网络用于存储网络操作所需要的各种信息的分层、分布式数据库。更常见的是，DNS系统将对人类有意义的节点名称转换为用于定位和寻址这些设备的与网络设备相关联的数字标识符/地址。换句话说，可以将DNS系统类比为使用域名来找到网络地址(例如，IP地址)以及利用网络地址来找到域名的电子电话本。传统DNS系统使用与网络拓扑紧密联系的静态树结构。例如，域名(例如，WWW.example, com)是分层的并且例如，根据位置和/或功能将域名的每个部分称为根、顶部级另O、第二级别、或子域。此外，用于管理级别或级别集合(子域)的责任通常被指派给自治的管理机构，因此创建区域。在静态配置文件中存储DNS服务器中的拓扑区域信息，其在网络拓扑改变时要求 手动重新配置。例如，DNS服务器中的拓扑区域信息包括名称IP地址。如果网络参与者想要定位另一参与者的IP地址，DNS过程以DNS树结构上较低的DNS服务器为开始并且继续在DNS树结构上向上或向下移动，直到发现所述信息或记录。因此，静态DNS系统对网络中DNS参与者的数量和位置的改变是敏感的。然而，在ad-hoc网络中，由于无法预测的和改变的拓扑、以及无法预测的节点连通性，传统DNS系统难以进行配置和维护。例如，ad-hoc网络允许单独节点和子网(例如，整个DNS域)动态加入或退出ad-hoc网络。在这种分裂存在时，ad-hoc网络必须继续操作并且确保用于所有最终系统的可达性和所连接的服务。
发明内容
本发明涉及一种用于ad-hoc网络的系统和域名服务器。本发明的实施方式提供一种移动路由器，其在ad-hoc网络中为最终用户提供连通性。移动路由器包括域名服务器(DNS服务器)，其被配置为在与用于最终用户的移动路由器相关联的节点处的主DNS服务器，其中所述最终用户通过所述节点进入ad-hoc网络。DNS服务器存储用于最终用户的名称-地址转换的记录。节点处的DNS服务器的管理结构包括与域名系统的分层中最低级别的域名相一致的用于节点的域名。在一个实施方式中，DNS服务器的管理结构进一步包括与管理机构相关联的伞状组织。伞状组织包括至少一个节点。将DNS服务器配置为创建用于最终用户的每一个的别名记录，而无论最终用户通过哪个节点进入ad-hoc网络，其中别名记录包括用于伞状组织的域名并且不包括用于节点的域名。移动路由器形成可与至少一个其他移动路由器形成集群。在一个实施方式中，DNS服务器的伞状组织可不同于与至少一个其他移动路由器相关联的伞状组织。在另一实施方式，将与移动路由器相关联的节点指定为主要节点，其中主要节点提供用于移动路由器的伞状组织的外部地址的查找查询。如果与移动路由器相关联的节点是主要节点，那么DNS服务器将识别信息传送给集群中至少一个其他移动路由器，其中所述识别信息将所述节点识别为所指定的主节点。响应于所传送的识别信息，DNS服务器从集群中的至少一个其他移动路由器接收至少一个记录，并且在DNS服务器中奖所述至少一个记录存储为指针。同样，DNS服务器可存储指向用于集群外部的查找查询的公共DNS服务器的转发器条目。如果与移动路由器相关联的节点是非主要节点，则DNS服务器存储指向位于主要节点处的DNS服务器的转发器条目。同样，可将与移动路由器相关联的节点指定为网关节点，其中网关节点提供连通性给因特网。本发明的实施方式还提供了一种用于为最终用户提供连通性的ad-hoc网络。ad-hoc网络包括第一域名服务器(DNS服务器)，其被配置为在与用于最终用户的第一移动路由器相关联的第一节点处的主DNS服务器，其中所述最终用户通过所述第一节点进入ad-hoc网络，以及第二 DNS服务器，其被配置为在与用于最终用户的第二移动路由器相关联的第二节点处的主DNS服务器，其中所述最终用户通过所述第二节点进入ad-hoc网络。第一和第二 DNS服务器存储用于最终用户的名称-地址转换记录。第一和第二 DNS服务器中的每一个的管理结构包括与域名系统的分层中最低级别的域名相一致的用于第一和第二节点中每一个的域名，其中所述第一移动路由器与所述第二移动路由器形成集群。在一个实施方式中，第一 DNS服务器和第二 DNS服务器中的每一个的管理结构包 括与管理机构相关联的伞状组织，其中伞状组织包括至少一个节点。第一 DNS服务器创建用于通过第一节点进入网络的最终用户的每一个的第一别名记录，并且第二 DNS服务器创建用于通过第二节点进入网络的最终用户的每一个的第二别名记录。第一和第二别名记录包括用于伞状组织的域名并且不包括用于第一节点和第二节点的域名。在一个实施方式中，第一 DNS服务器的管理机构可不同于第二 DNS服务器的管理机构。将集群中第一节点和第二节点中的一个指定为主要节点，其中主要节点提供用于第一移动路由器和第二移动路由器中至少一个的伞状组织的外部地址的查找查询。第一DNS服务器和第二 DNS服务器中与主要节点相关联的一个将识别信息传送给与非主要节点相关联的第一 DNS服务器和第二 DNS服务器中的一个，其中所述识别信息识别哪一个节点是所指定的主要节点。与非主要节点相关联的第一 DNS服务器和第二 DNS服务器中的一个存储指向主要节点的转发器条目，并且响应于所传送的识别信息，将至少一个记录传送给第一 DNS服务器和第二 DNS服务器中与主要节点相关联的一个。第一 DNS服务器和第二DNS服务器中与主要节点相关联的一个将所述至少一个记录存储为指针。在另一实施方式中，将集群中第一节点和第二节点中的一个指定为网关节点，其中网关节点为集群提供因特网连通性。将网关节点的位置分发给集群中第一节点和第二节点中与主要节点相关联的一个，并且将指向网关节点的转发器条目存储在于主要节点相关联的DNS服务器处。将用于驻留在集群外部的域名的查找查询经由主要节点转发给网关节点。
通过此处下面给出的详细说明和附图将更为全面地理解示例实施方式，其中相同的附图标记代表相同的元件，其中仅通过示例来给出示例实施方式并且因此不是对本发明的限制，并且其中图I示例了根据本发明实施方式的单个ad-hoc网络节点；
图2示例了根据本发明实施方式的ad-hoc网络中的路由器集群；以及图3示例了根据本发明实施方式的ad-hoc网络中在每个移动路由器处实现的DNS服务器的结构。
具体实施例方式现在，将通过参照示出了本发明的一些实施方式的附图来更为全面地介绍本发明的各种实施方式。在整个附图的描述中，相同的附图标记表示相同的元素。如在这里所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”还意在包括复数形式，除非在上下文中明确地进行指示。还可以进一步理解的是，这里使用的术语“包含”、“由…组成”、“包括”和/或“含有”说明存在所规定的特征、整体、步骤、操作、元件和/或部件，但是不排斥存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件和/或其组合。
还需要说明的是，在一些可替换的实现方式中，所涉及的功能/动作还可以按照图中未涉及的顺序发生。例如，根据所涉及的功能/动作，以连续方式示出的两个图实际上可以并发地执行，或有时以相反的顺序执行。示例性实施方式和相应的详细描述部分可根据软件或算法，和对计算机存储器中的数据比特进行操作的符号表示来呈现。这些说明和表示是本领域普通技术人员向本领域其它普通技术人员有效表达他们工作主旨的一种方式。如同这里使用的术语，并如同其所通常使用的，将算法设想为导致期望结果的自相一致的步骤序列。该步骤是那些要求对物理量进行物理操作的步骤。通常，尽管不是必须的，这些量采用能够存储、传输、组合、比较和进行其他操作的光、电、或磁信号的形式。已经证明有时(特别是对于通常使用的原因)将这些信号称为比特、数值、元素、符号、字符、项、数字等是方便的。还需要说明的是，示例性实施方式的软件实现方面典型地是在一些形式的程序存储介质上进行编码，或在一些类型的传输介质上实现。计算机可读介质可以是磁(例如，软盘或硬盘驱动器)或光(例如，致密盘只读存储器，或“CD R0M”)，并可以是只读或随机存取的。相似地，传输介质可以是双绞线、同轴电缆、光纤或本领域公知的其它合适的传输介质。示例性实施方式不局限于任何指定实现的这些方面。现在将参照附图来介绍本发明。仅为了解释的目的，在附图中概念性地描述了各种结构、系统和设备，并且不希望利用所属领域技术人员所公知的细节来模糊本发明。然而，包括附图以介绍和解释本发明的示例性实例。应将此处使用的词和短语理解和解释为具有与相关领域技术人员对这些词和短语的理解相一致的含义。对术语或短语的非特殊定义，即不是与所属领域技术人员所理解的普通和通用含义不同的定义，旨在暗示此处的术语或短语的一致性使用。对于旨在具有特殊含义的术语或短语的程度，即，与所属领域技术人员理解的含义不同的含义，这种特殊定义将在说明书中按直接地且清楚明白地提供用于术语或短语的特殊定义的定义方式进行明确详述。图I示例了根据本发明实施方式的单个ad-hoc网络节点。在图I中，移动路由器105将多个最终用户110连接到网络。移动路由器105可是任意类型的网络设备，其允许最终用户110彼此通信和/或经由优先连接和/或无线连接将最终用户110连接到更大的网络，例如，因特网。移动路由器105还是网络节点。可将移动路由器105放置在任意类型的移动车辆或移动装置上，例如，消防车或运兵舰。移动路由器105是自包含通信网络，其允许到连接的最终用户110的全范围通信服务，例如通过因特网协议的语音(VoIP)、位置服务、传感器数据收集和显示。提供这些通信服务可能不依赖于到全球因特网的连通性。相似地，这些通信服务的可用性不依赖于与其他类似节点的连通性。如果移动路由器105是无线移动路由器，最终用户110中的每一个可通过移动到移动路由器105的无线覆盖区域的附近或从移动路由器105的无线覆盖区域的附近移出来自由地加入或离开ad-hoc网络。例如，移动路由器105提供通信服务给移动路由器105的特定范围内的任意最终用户110。作为结果，最终用户110可经由移动路由器105彼此进行通信。最终用户110中的每一个可根据任意类型的传统无线技术连接到移动路由器105，所述传统无线技术例如是WiFi 、全球微波互联接入(WiMAX)、演进数据优化(EVD0)、通用移动电信系统(UMTS)、长期演进(LTE)。同样，例如，通过经由有线连接(例如以太网)连接到移动路由器105或从移动路由器105断开连接，最终用户110可自由地加入或离开网络。最终用户110包括任意类型的无线和/或有线设备，例如移动通信设备、计算机、耳机、蜂窝电话、以及(可佩戴)传感器。 移动路由器105具有自主地操作的能力，或移动路由器105可通过与移动路由器105附近的其他移动路由器建立通信链路(例如无线或有线)形成更大的网络(集群)，如下面解释的。图2示例了根据本发明实施方式的在ad-hoc网络中的路由器集群120。路由器集群120包括经由无线连接进行连接的多个移动路由器105。例如，如果一个移动路由器105移动到另一移动路由器105的无线附近，两个移动路由器105可形成允许与两个移动路由器105相关联的最终用户110之间的通信的集群。在这种特殊实例中，四个移动路由器105形成一个集群120。尽管图2示例了四个移动路由器105，但是本发明的示例实施方式涵盖在特定集群中任意数量的移动路由器105。同样，允许移动路由器105从集群102单独地或按组地分离出来。每个集群可隔离地操作或每个集群可具有到因特网的连接。在本实例中，移动路由器105中的一个操作为网关节点以提供因特网连通性给集群120的所有最终用户，其将在说明书中的随后部分中介绍。除了由移动路由器105之间的物理连接(例如，无线或有线)所指示的集群结构，ad-hoc网络中可能存在节点的管理划分。例如，集群120可包括由几个不同管理机构拥有的移动路由器105。因此，如果管理机构授权移动路由器105加入ad-hoc网络，移动路由器105可形成集群，而不考虑用于每个移动路由器105的管理机构。图3示例了根据本发明实施方式的在ad-hoc网络中每个移动路由器105处实现的DNS服务器的结构。在图3中，多个移动路由器105形成两个集群-第一集群120-1和第二集群120-2。在第一集群120-1中示出三个节点-“节点1”、“节点2”和“节点3”。在第二集群120-2中示出三个节点-“节点4”和“节点5”。节点中的每一个与不同移动路由器105相关联。尽管图3中示出两个集群并且每个集群102中有限数量的移动路由器105，本发明的示例实施方式涵盖通过加入和分离的任意数量的集群和移动路由器105，如下所述。将每个移动路由器105中示例的DNS路由器配置为主DNS服务器，从而允许与移动路由器105相关联的节点自主地操作。主DNS服务器存储用于最终用户110的名称-地址转换的记录。换句话说，将DNS服务器配置为与最终用户110的移动路由器相关联的节点处的主DNS服务器，其中最终用户110通过节点进入ad-hoc网络。主DNS服务器是收集与新的最终用户110相关的信息或与来到ad-hoc网络的新节点相关的信息并且是散布所述信息给从DNS服务器的服务器。例如，通过伯克利因特网域名(BIND)实现方式在移动路由器105的每一个的配置文件中实现主DNS服务器。然而，其他类型的实施方式可用于在移动路由器105的每一个上实现主DNS服务器。将所有动态记录更新仅发送给主DNS服务器。将属于相同组织(例如，管理机构)的其他节点上所有其他DNS服务器配置为用于所述区域的从服务器。DNS从服务器用于进一步分发DNS信息，并且允许每个管理域中的节点-本地DNS查找。由于DNS查询不跨越限制带宽的节点间链路，这样允许路由器间链路上更为可靠且低负载。在存在间断性路由器间连通性时，从服务器节点布置允许在组织级别上的连续DNS操作。与移动路由器105相关联的节点处的DNS服务器的管理结构包括用于与DNS系统的分层中最低级别处的唯一域名同时出现的用于节点的域名(例如，节点I、节点2、节点3、节点4或节点5)。换句话说，将主DNS服务器放置在DNS系统的树形结构的最低端的节点 上。结果是，与移动路由器105相关联的每个节点被认为是独立的且自主的。例如，在第一集群120-1的“节点I”中，“主节点I. orgl”指代被配置为用于通过节点I进入的最终用户110的主服务器的DNS服务器。相似地，“主节点2. orgl”指代被配置为用于通过节点2进入的最终用户110的主服务器的DNS服务器。除了正常的DNS管理结构行为，主DNS服务器的管理结构进一步包括与管理机构相关联的伞状组织。伞状组织包括至少一个节点。例如，参照图3，“0rgl”指代特定管理机构，而“org2”指代不同的管理机构。同样，每个组织可包括多个姐诶点，其中在各自组织(例如，nodel. orgl、node2. orgl等)中将存在η个子域。如上所述,“节点I”是指代各个移动路由器105的域名。伞状域名“orgl”是指代管理机构的更高级别的域名。域名orgl允许在域名orgl可寻址所有节点。换句话说，按照与节点的条目点和网络附件无关的方式可寻址所有节点，下面通过别名记录来进行介绍。管理机构建立组织域名。在更为描述性的实例中，假设用于ad-hoc网络内特定消防队员的域名是john@cityfiredepartment. firetruckl. com。域名 “cityfiredepartment，，被认为是与放置在分层的最低端的移动路由器105相关联的域。由与“cityfiredepartment”相关联的管理机构来预先配置伞状域名和用于移动路由器105的域名。主DNS服务器在节点处自主地创建用于最终用户110的每一个的别名记录，而不考虑最终用户110通过哪个节点进入ad-hoc网络。别名记录包括用于伞状组织的域名并且不包括用于节点的域名。例如，当最终用户110进入ad-hoc网络时，最终用户110向与移动路由器105相关联的节点进行注册，并且按照网络条目点(例如，hostl. nodel. orgl.gov)的方式来对最终用户110进行命名。此外，主DNS服务器自主地创建伞状域名中的别名记录，即与其到ad-hoc网络的条目无关的hostl. orgl. gov。这允许按照与节点的网络(集群)附件的当前点无关的方式来进行参考。此外，由于从DNS服务器能够基于规则区域传递中接收的数据自主地和/或无需辅助地重新创建别名记录，因此不发送伞状条目并且伞状条目与从服务器同步。上面介绍的域名管理结构允许单独地或按任意组合来部署每个节点，甚至是在多个集群中的节点。例如，在两个不同的未连接集群中同时存在两个组织域名。参照图3，orgl和org2都存在这种情况，orgl和org2均具有在第一集群120-1和第二集群120-2中的两个单独的实例。一旦集群包含这些域名融合，此处介绍的域名管理结构允许两个组织域名无缝融合。在不需要对组织级别配置数据进行重新配置的情况下，可执行所有集群加入和分裂。同样，作为标准DNS操作的一部分，DNS服务器将DNS服务器处存储的记录传送到与组织中另一节点相关联的从DNS服务器，这是在从DNS服务器加入ad-hoc网络集群的情况下。例如，由于管理组织内所有节点被预先配置为用于所有节点级别域的从DNS服务器，在集群形成时自动发生区域传递，其中对于所有节点级别域来说移动路由器105不是主DNS服务器。在第一集群120-1和第二集群120-2的每一个中，将一个节点指定为用于提供对他们各自伞状组织的外部地址的查找查询的主要节点。参照图3，第一集群120-1中的节点3和第二集群120-2中的节点5被指定为他们各自集群中的主要节点。主要节点存储用于集群中非指定节点的指针(例如，名称服务器(NS)记录和/或代表)。主要节点处的DNS服 务器和用于非主要节点的DNS服务器之间的信令将在下面讨论。例如，在集群形成时一级在集群进行了主要节点选举之后，主要节点的DNS服务器将识别信息传送给集群中的其他节点，其中识别信息将节点识别为所指定的主要节点。与非主要节点相关联的其他移动路由器接收主要节点的识别信息并且存储转发器条目。例如，基于从主要节点接收的识别信息，与非主要节点相关联的每个DNS服务器在集群的主要节点处存储指向DNS服务器的转发记录。可以在非主要节点的每个DNS服务器处增加转发器条目，以允许据将DNS查询转发到其他区域以及外部(例如，公共)因特网服务器。参照图3，节点I和节点2包括用于第一集群120-1中的节点3的转发器条目。相似地，节点4包括用于第二集群120-2中的节点5的转发器条目。在接收到识别信息时，非主要节点的每个移动路由器105将消息传送到主要节点，允许创建用于其各自区域的开始授权(SOA)资源记录和NS记录。例如，消息至少包括主要主服务器的区域名称、标识和/或完全合格的域名(FQDN)和移动路由器105的IP地址。将用于组织区域的外部地址的查找查询(例如，在图3中，来自与域名.org2中节点或公共因特网中节点相关的域名.orgl中的节点的DNS查询)转发到主要节点。同样，在一个实施方式中，可以在指向网关节点的主要节点的DNS服务器处安装转发器条目，以允许经由网关节点的在集群外部的查找查询。同样，在另一实施方式中，可以在指向公共DNS (例如，服务提供商的回程)的主要节点的DNS服务器处安装转发器条目。当现有的主机节点从集群分离时，选举新的主要节点。当选举了新的主要节点时，重复所述过程。这种非标准的DNS服务器行为允许SOA和NS记录的动态增加和选举。第一集群120-1和第二集群120-2中的每一个的一个节点可以被指定为网关节点。例如，将一个节点选举为用于第一集群120-1的网关节点，并且将一个节点选举为用于第二集群120-2的网关节点。参照图3，还将主要节点(例如，节点3和节点5)指定为网关节点。然而，所指定的网关节点可能与主要节点不同。网关节点用于第一集群120-1和第二集群120-2的因特网连通性。一旦将节点选举为用于集群的网关，将网关节点的位置信息从网关节点的DNS服务器分发到与主要节点相关联的DNS服务器。响应于位置信息，将指向网关节点的转发条目存储在于主要节点相关联的DNS服务器处。同样，将转发器条目安装在网关节点的DNS服务器处。转发器条目指向公共DNS (例如，服务提供商的回程)以允许集群外部的查找查 询。结果是，如果无法在所有组织和/或集群的区域中解决所有的DNS查询，则然后将DNS查询转发到网关节点并且然后转发到公共DNS服务器。不将本发明的示例实施方式的变化视为脱离本发明示例实施方式的精神和范围，并且所属领域的技术人员容易了解的所有这种变化旨在包括在本发明的范围之内。
权利要求
1.一种在ad-hoc网络中为最终用户提供连通性的移动路由器，所述移动路由器包括 域名服务器(DNS服务器)，其被配置为在与用于最终用户的移动路由器相关联的节点处的主DNS服务器，其中所述最终用户通过所述节点进入ad-hoc网络，DNS服务器存储用于最终用户的名称-地址转换的记录，节点处的DNS服务器的管理结构包括与域名系统的分层中最低级别的域名相一致的用于节点的域名。
2.根据权利要求I所述的移动路由器，其中DNS服务器的管理结构进一步包括与管理机构相关联的伞状组织，所述伞状组织包括至少一个节点。
3.根据权利要求2所述的移动路由器，其中将DNS服务器配置为创建用于最终用户中的每一个的别名记录，而无论最终用户通过哪个节点进入ad-hoc网络，所述别名记录包括用于伞状组织的域名并且不包括用于节点的域名。
4.根据权利要求2所述的移动路由器，其中移动路由器与至少一个其他移动路由器形成集群。
5.根据权利要求4所述的移动路由器，其中DNS服务器的伞状组织不同于与至少一个其他移动路由器相关联的伞状组织。
6.根据权利要求4所述的移动路由器，其中将与移动路由器相关联的节点指定为主要节点，所述主要节点提供用于移动路由器的伞状组织的外部地址的查找查询。
7.根据权利要求6所述的移动路由器，其中DNS服务器将识别信息传送给集群中至少一个其他移动路由器，其中所述识别信息将所述节点识别为所指定的主节点。
8.根据权利要求7所述的移动路由器，其中响应于所传送的识别信息，DNS服务器从集群中的至少一个其他移动路由器接收至少一个记录，并且在DNS服务器中将所述至少一个记录存储为指针。
9.根据权利要求6所述的移动路由器，其中DNS服务器进一步存储指向用于集群外部的查找查询的公共DNS服务器的转发器条目。
10.根据权利要求4所述的移动路由器，其中如果与移动路由器相关联的节点是非主要节点，则所述DNS服务器存储指向位于主要节点处的DNS服务器的转发器条目。
全文摘要
本发明涉及用于ad-hoc网络的系统和域名服务器。本发明的实施方式提供用于在ad-hoc网络中为最终用户提供连通性的移动路由器。移动路由器域名服务器(DNS服务器)，其被配置为在与用于最终用户的移动路由器相关联的节点处的主DNS服务器，其中所述最终用户通过所述节点进入ad-hoc网络。所述DNS服务器存储用于最终用户的名称-地址转换的记录。节点处的DNS服务器的管理结构包括与域名系统的分层中最低级别的域名相一致的用于节点的域名。
文档编号H04L29/06GK102823220SQ201180015362
公开日2012年12月12日 申请日期2011年3月16日 优先权日2010年3月24日
发明者C·普尔辛斯基 申请人:阿尔卡特朗讯公司