CN102082828A - 用于发现无线网络中提供的服务的技术 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种用于发现无线网络中提供的服务的方法，包括：使得配备有无线电接口的设备通告该设备所提供的服务，并且发现由其它邻近设备所提供的服务而不与所述邻近设备建立网络连接。

Description

用于发现无线网络中提供的服务的技术
本申请是申请日为2009年3月24日、申请号为200910159516.X的发明专利申请“用于发现无线网络中提供的服务的技术”的分案申请。
技术领域
如今，提供例如打印、投影、显示和文件共享等服务的网络设备(以下称为“服务器”)需要保持在线，以响应来自需要这些服务的客户端设备(“客户端”)的请求。然而，省电也是具有非常高的重要性的。此外，当今许多设备都变为可移动的，其具有无线网络接口和有限的电池电力。这些设备需要能够高效地寻找或通告(advertise)其各自的服务而不快速耗尽其电力供给。通常使用在网络栈中的第三层或者更高层运行的协议来实现网络上的服务通告和发现。这种协议要求希望发现并使用服务的客户端设备在发现可用服务之前首先与网络建立连接。对于无线网络连接，如果客户端处于存在多个网络的环境中，则客户端可能被迫连接并且接着在识别出提供所需服务的网络之前从多个网络断开连接。这种方式在时间和耗电方面是低效的。
因此，强烈地需要用于发现无线网络中提供的服务的改进技术。
附图说明
在本说明书的结束部分特别指出并明确要求保护了本发明的主题。然而，通过在阅读附图时参考以下详细描述可以最好地理解本发明的结构和操作方法及其目的、特征和优点，在附图中：
图1示出了本发明实施例的实例，其中，具有移动互联网设备(MID)的用户正在寻找打印机以打印来自其MID的文档。
将会理解，为了图示的简要和清楚，未必按照比例绘制附图中示出的元件。例如，为了清楚起见，一些元件的尺寸相对于其它元件而被放大。此外，在适当的情况下，在附图中重复参考标号以指示相应或类似的元件。
具体实施方式
在以下详细说明中，提出了许多特定细节以提供对本发明的透彻理解。然而，本领域技术人员将会理解，可以在不具有这些特定细节的情况下实现本发明。在其它实例中，没有描述众所周知的方法、过程、组件和电路，以避免使本发明不够清晰。
本发明的实施例可被用于多种应用。本发明的一些实施例可以结合多种设备和***来使用，例如，发射机、接收机、收发机、发射机-接收机、无线通信站、无线通信设备、无线接入点(AP)、调制解调器、无线调制解调器、个人计算机(PC)、台式计算机、移动计算机、膝上型计算机、笔记本计算机、平板计算机、服务器计算机、手持计算机、手持设备、个人数字助理(PDA)设备或手持PDA设备。
使用了例如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”、“建立”、“分析”、“检查”等术语的讨论可以指代计算机、计算平台、计算***或其它电子计算设备的操作和/或处理，但是本发明的实施例不限于此，其中所述操作和/或处理将在计算机寄存器和/或存储器中被表示为物理量(例如，电子量)的数据处理和/或变换为在计算机寄存器和/或存储器或者其它信息存储介质中被类似地表示为物理量的其它数据，所述其它信息存储介质可以存储执行操作和/或处理的指令。
本文使用的词语“多”和“多个”可以包括例如“多个”或“两个或多个”，但是本发明的实施例不限于此。在说明书中，词语“多”或“多个”可被用于描述两个或多个组件、设备、元件、单元、参数等。例如，“多个站”可以包括两个或多个站。
通常使用在网络栈中的第三层或者更高层运行的协议来实现网络上的服务通告和发现。这种协议的实例为UPnP/SSDP[3]和ZeroConf/DNS-SD[2]。这种协议要求希望发现并使用服务的客户端设备在发现可用服务之前首先与网络建立连接。如在本发明实施例中所使用的，“与网络建立连接”可以指对七层网络模型的第三层和可能的更高层进行初始化。如果客户端处于存在多个网络的环境中，则客户端可能被迫连接并且接着在识别出提供所需服务的网络之前从多个网络断开连接。这种方式在时间和耗电方面是低效的。本发明的实施例提供了配备有例如(但不限于)Wi-Fi、UWB和蓝牙等无线电接口的设备，以通告该设备所提供的服务并且发现由其它邻近设备所提供的服务而不需要与这些邻近设备建立网络连接。
将提供一种或多种服务的设备称为服务器。将使用服务器所提供的服务的设备称为客户端。本发明的实施例提供了在服务器和客户端连接之前在服务器与客户端之间交换的两种类型的消息：1)询问(Query)和2)响应(Response)——但是本发明不限于此。
询问：询问消息由希望获知邻近设备所提供的服务的客户端发送。该消息可以被指向到特定设备或者广播给所有设备。
响应：响应消息由服务器发送以通告其所提供的服务。可以响应于询问消息而将响应消息指向(单播)到特定客户端，或者可以广播响应消息。响应消息可以包含关于可用服务实例的“提示”，这将帮助客户端确定其是否对该服务感兴趣。
在一些情形中，可以由特定的设备来代表服务器发送响应消息。将这样的设备称为代理。例如，提供到有线网络的无线连接的AP可以在有线网络中代表服务器运作。图1在100处一般性地示出具有客户端125、服务器105、110以及代理120、130设备的示例性网络。在该示例性网络中，访客打印机140自己对询问消息进行应答，而AP 120和Joe的计算机130分别作为打印机105、110和打印机-xyz 135的代理。
可以根据较高层服务发现协议(例如但不限于ZeroConf或者UPnP)所提供的服务信息来得到在询问和响应消息中交换的信息。可以采用客户端和服务器都能够指定对应于较高层发现协议的属性的方式来定义这些消息中的字段。这种方式有助于不同服务发现层之间的功能性集成和协调。由于需要在客户端连接到服务器网络之前发送L2SD询问和响应消息，只有特定类型的帧(通常为管理帧，但也不必如此)可被用来携带所述询问和响应消息。在802.11网络中，一种可能为：通过使用信息单元(IE：InformationElement)，可以在探测请求中发送询问消息，以及可以在探测响应中发送响应消息。此外，服务器可以在其信标中周期性地发送响应消息。在这种情况下，客户端可以被动地侦听信标并搜集关于可用服务的信息。可以将类似的机制用于其它类型的无线电网络，例如UWB和蓝牙。一旦用户选择了将要连接到的特定网络以及一个或多个服务实例，就可以触发客户端网络栈以连接到该特定网络。一旦建立了成功的网络连接，就可以利用已经由用户指定进行连接的适当的服务实例信息来触发较高层发现机制。通过协调不同服务发现层的信息交换，可以简化实现并改善用户体验(例如，不需要不止一次地提示用户选择其想要连接到的服务或设备)。
继续参考图1，考虑具有移动互联网设备(MID)的用户正在寻找打印机以打印来自其MID的文档的实例。假定MID 125将ZeroConf用作较高层服务发现机制，并且所有设备都配备有802.11无线电接口。如图1所示，通过使用信息单元(IE)，可以在探测请求中从MID 125发送询问消息，并且可以在探测响应中发送响应消息——但是本发明不限于此。MID 125在其探测请求中发送询问消息，以指示其支持的协议以及感兴趣的服务类型。在该实例中，所述协议为ZeroConf，所述服务类型为ZeroConf服务类型的代表“互联网协议打印机”的“_ipp._tcp”。换句话说，MID 125对支持IPP协议的任何打印机设备(服务)105、110、135或140感兴趣。提供相应服务的服务器(或其代理)利用响应消息进行应答。响应消息提供关于服务实例的足够“提示”，以帮助MID 125的用户决定选择哪个打印机。在该实例中，询问消息的格式是：<较高层发现协议，服务类型列表……>，但是并不限于此。响应消息的格式是：<较高层发现协议，网络标识符，<服务类型，<服务实例名称，例如IP地址的任何附加属性>>>。本发明未对询问和响应消息指定任何特定的格式或设计，以上仅作为实例。可以利用在连接到网络之前使用第二层帧达到发现服务的目的的任何格式来定义这些消息。将在发现打印机过程中涉及的步骤列出如下。
1.MID发送广播询问消息：<ZeroConf，_ipp._tcp>。该消息被附近的所有服务器接收。
2.提供打印服务并支持ZeroConf协议的所有服务器利用响应消息对该询问进行应答。
a.来自AP的响应-1：<ZeroConf，JF3-网络，<_ipp._tcp，<<JF3-2-H5，JF3-2-J10>>>
b.来自Joe的膝上型计算机的响应-2：<ZeroConf，Joe的膝上型计算机，<_ipp._tcp，<打印机-xyz，位置：JF3-2-K9，IP地址：139.145.23.90>>>
c.来自访客打印机的响应-3：<ZeroConf，访客-打印机，<_ipp._tcp，<访客，位置：JF3-2-C4，IP地址：139.145.23.85>>>
3.MID以用户友好的格式将响应显示给用户，用户选择其要连接到的网络和打印机实例。
4.MID连接到所选择的网络，并且利用较高层发现机制(在这种情况下为ZeroConf)来获取关于所选打印机的附加信息，以便其可以成功地连接并使用该打印机。
通过当今的例如802.11的无线电接口，可以仅仅发现“网络”而不是由连接到这些网络的其它设备所提供的服务。只有在用户连接到网络之后，才能够通过使用例如ZeroConf和UpnP的较高层服务发现协议来发现该网络所提供的服务。如果存在多个邻近的网络并且用户不知道哪个网络提供其所寻找的服务，则用户被迫连接到每个网络，并且接着调用较高层服务发现协议来确定可用服务。这在时间和耗电方面是低效的。本发明的实施例提供了如下方式，即，客户端设备能够确定关于设备以及网络所提供服务的信息，并且在连接到所述网络之前询问特定服务。本发明的另一优点是客户端可以在连接之前发现较高层服务器寻址信息，例如IP地址。这使得在连接之后执行的较高层发现操作更加高效并且更加可靠，这是因为可以发送单播的较高层发现消息而不是发送不可靠的广播或者多播消息。例如UpnP和ZeroConf的较高层服务发现架构取决于在无管理的网络上用于设备和服务发现的多播消息。然而，在无线网络上，由于无线电接口干扰、障碍物和信号衰落，不依赖于多播或广播消息的成功传递是极为重要的。
尽管本文示出并描述了本发明的特定特征，但是本领域技术人员将会想到许多修改、替代、改变以及等效物。因此，应当理解，所附权利要求旨在覆盖落入本发明的真实精神内的所有这些修改和改变。

Claims (41)

1.一种无线***，包括：
无线通信客户端设备，其能够在与至少一个无线通信服务器建立第二层网络连接之前，发现所述至少一个无线通信服务器的服务信息。
2.根据权利要求1的***，其中，所述无线通信客户端能够发送指示所述无线通信客户端所需服务的询问。
3.根据权利要求2的***，其中，所述无线通信客户端发送信标，所述信标包括指示所述无线通信客户端所需服务的询问信息单元。
4.根据权利要求3的***，其中，所述无线通信客户端从所述无线通信服务器接收探测请求，并且其中，所述探测请求包括所述服务信息。
5.根据权利要求2的***，其中，所述无线通信客户端发送探测请求，所述探测请求包括指示所述无线通信客户端所需服务的询问信息单元。
6.根据权利要求5的***，其中，所述无线通信客户端从所述无线通信服务器接收探测响应，并且其中，所述探测响应包括所述服务信息。
7.根据权利要求2的***，其中，所述无线通信客户端从所述无线通信服务器接收对所述询问的响应，并且其中，所述响应包括所述服务信息。
8.根据权利要求1的***，其中，所述无线通信客户端设备向所述无线通信客户端设备的用户提供对所述至少一个被发现的无线通信服务器的指示，
其中，所述无线通信客户端使所述用户能够从所述至少一个被发现的无线通信服务器中选择选定的服务器，
并且其中，所述无线通信客户端触发与所述选定的服务器的网络连接。
9.根据权利要求1的***，其中，所述服务信息包括所述无线通信服务器的地址。
10.根据权利要求1的***，其中，所述无线通信客户端能够基于从所述无线通信服务器接收的至少一个第二层通信，发现所述服务信息。
11.根据权利要求10的***，其中，所述第二层通信包括第二层管理帧。
12.根据权利要求11的***，其中，所述第二层管理帧包括探测请求。
13.根据权利要求11的***，其中，所述第二层管理帧包括探测响应。
14.根据权利要求1的***，其中，所述服务信息包括标识由所述无线通信服务器提供的服务的类型的服务类型信息。
15.一种无线***，包括：
无线通信服务器，其能够在与无线通信客户端建立第二层网络连接之前，向所述无线通信客户端发送服务信息，其中，所述服务信息包括所述服务器提供的一个或者多个服务的信息。
16.根据权利要求15的***，其中，所述无线通信服务器能够从所述无线通信客户端接收询问，所述询问指示所述无线通信客户端所需服务。
17.根据权利要求16的***，其中，所述无线通信服务器从所述无线通信客户端接收信标，所述信标包括指示所述无线通信客户端所需服务的询问信息单元。
18.根据权利要求17的***，其中，所述无线通信服务器向所述无线通信客户端发送探测请求，并且其中，所述探测请求包括所述服务信息。
19.根据权利要求16的***，其中，所述无线通信服务器从所述无线通信客户端接收探测请求，所述探测请求包括指示所述无线通信客户端所需服务的询问信息单元。
20.根据权利要求19的***，其中，所述无线通信服务器向所述无线通信客户端发送探测响应，并且其中，所述探测响应包括所述服务信息。
21.根据权利要求16的***，其中，所述无线通信服务器向所述无线通信客户端发送对所述询问的响应，并且其中，所述响应包括所述服务信息。
22.根据权利要求15的***，其中，所述服务信息包括所述无线通信服务器的地址。
23.根据权利要求15的***，其中，所述无线通信服务器发送作为至少一个第二层通信的一部分的所述服务信息。
24.根据权利要求23的***，其中，所述第二层通信包括第二层管理帧。
25.根据权利要求24的***，其中，所述第二层管理帧包括探测请求。
26.根据权利要求24的***，其中，所述第二层管理帧包括探测响应。
27.根据权利要求15的***，其中，所述服务信息包括标识由所述无线通信服务器提供的服务的类型的服务类型信息。
28.一种用于无线网络的方法，包括：
在建立无线通信客户端和至少一个无线通信服务器之间的第二层网络连接之前，向所述无线通信客户端提供所述无线通信服务器的服务信息。
29.根据权利要求28的方法，包括：从所述无线通信客户端发送指示所述无线通信客户端所需服务的询问。
30.根据权利要求29的方法，其中，发送所述询问包括发送信标，所述信标包括指示所述无线通信客户端所需服务的询问信息单元。
31.根据权利要求30的方法，包括：在所述无线通信客户端处从所述无线通信服务器接收探测请求，其中，所述探测请求包括所述服务信息。
32.根据权利要求29的方法，其中，发送所述询问包括发送探测请求，所述探测请求包括指示所述无线通信客户端所需服务的询问信息单元。
33.根据权利要求32的方法，包括：在所述无线通信客户端处从所述无线通信服务器接收探测响应，其中，所述探测响应包括所述服务信息。
34.根据权利要求29的方法，包括：在所述无线通信客户端处接收对所述询问的响应，其中，所述响应包括所述服务信息。
35.根据权利要求28的方法，包括：
向所述无线通信客户端的用户提供对所述至少一个被发现的无线通信服务器的指示；
使所述用户能够从所述至少一个被发现的无线通信服务器中选择选定的服务器；并且
触发与所述选定的服务器的网络连接。
36.根据权利要求28的方法，其中，所述服务信息包括所述无线通信服务器的地址。
37.根据权利要求28的方法，包括：基于从所述无线通信服务器接收的至少一个第二层通信，发现所述服务信息。
38.根据权利要求37的方法，其中，所述第二层通信包括第二层管理帧。
39.根据权利要求37的方法，其中，所述第二层管理帧包括探测请求。
40.根据权利要求37的方法，其中，所述第二层管理帧包括探测响应。
41.根据权利要求28的方法，其中，所述服务信息包括标识由所述无线通信服务器提供的服务的类型的服务类型信息。
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