CN1324857C - 根据动态主机配置协议来管理因特网协议地址 - Google Patents

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Abstract

根据动态主机配置协议(DHCP)来产生因特网协议(IP)地址，以管理请求利用动态主机配置协议接入网络的网络单元的因特网协议地址和标识符(ID)，从而允许该网络单元容易地接入提供不同服务(例如家庭网络服务)的外部服务器。动态主机配置协议服务器用于当网络单元请求接入网络时，动态地分配因特网地址，网络单元利用由动态主机配置协议服务器动态分配的因特网地址来与外部的因特网相连。网络单元管理服务器用于管理与由动态主机配置协议服务器分配的因特网协议地址和对应于因特网协议地址的网络单元的标识符相关的信息。业务提供商服务器用于接收订户的服务请求并将服务请求的服务处理结果发送到由网络单元管理服务器所管理的对应网络单元。

Description

根据动态主机配置协议来管理因特网协议地址
技术领域
本发明涉及一种基于家庭网络服务的因特网协议(IP)，更具体地，涉及根据动态主机配置协议(DHCP)来管理IP地址，设计用于主动地使用DHCP来管理实现接入网络的网络单元的IP地址和标识符，以很容易地接入提供不同服务(例如家庭网络服务)的外部服务器。
背景技术
随着家庭网络时代的到来，已经建立了用于实现家庭网络的详细规则。期望将数字电视毫无问题地设置于用于实现这种家庭网络的***的中心。这种期望源自这一事实：到目前为止，作为面向信息社会的领导者，个人计算机是个人独立使用并享受其乐趣的信息家用电器，而电视是所有家庭都能够容易使用的家用电器。
在未来的家庭网络中起主要作用的数字电视可以双向传输信息，这使电视观看者能够在简单地看和听之外，还能选择并使用信息。
此外，数字电视可以用作家庭主管，以便在网络上互连并控制数字家用电器，例如数字多用途盘(DVD)、音频***、冰箱、洗衣机等。
期望这种家庭网络会利用现有的电话线路和电缆调制解调器来提供有线服务，并通过例如膝上电脑、个人数字助理(PDA)、无线数据报协议(WDP)、个人通信业务(PCS)之类的无线终端来提供服务。
机顶盒是使数字电视能够在因特网上实现双向信息传输的实际设备。
机顶盒将数字电视转换为因特网用户接口。实际上，作为能够在因特网上收发数据的特殊计算机，机顶盒提供了网络浏览器和协议，例如TCP/IP。
提供家庭网络的不同业务是基于IP的，但是，在利用当前DHCP的地址分配方法中，顺利地执行这些业务时，存在多种困难。
目前，存在域名***(DNS)业务，可以提供基于IP的业务。DNS业务只能提供将用户的固定IP(或动态IP)翻译为能够使外部接入的域名的功能。
但是，只作为辅助业务来支持这些DNS业务，用于向所有已经存在的超文本传输协议(HTTP)、文件传输协议(FTP)、电子邮件等提供服务。
此外，大多数DNS业务选择了其中关于是否改变IP地址来周期性的进行确定的模式，如果IP地址已经改变，则由DNS服务器来更新之前的IP地址和域名。
这种周期性的IP地址检查方法可能会防止有效订户获得服务，因为不可能更新在检查周期内已经改变的IP地址。
此外，因为没有针对用户得到特定业务的注册和管理功能，并且由于对于ISP而言难以得知有关用户状态的细节以及是否提供业务等，因此，存在的问题在于不可能有效并主动地与家庭网络和在未来将要提供的多种业务一致。
以下每个专利均公开了本发明的共有特征，而并没有示教或建议在本申请中特别引用的创造性特征：授予Ji等人的美国专利申请No.2003/0185233，标题为METHOD，APPARATUS，AND MEDIUM FORMIGRA TION ACROSS LINK TECHNOLOGIES，公开于2003年10月2日；
授予Chung的美国专利申请No.2004/0017818，标题为NETWORK ADDRESS CONVERSION SYSTEM AND THE METHODTHEREOF，公开于2004年1月29日；
授予Kim等人的美国专利申请No.2004/0071149，标题为METHOD AND APPARA TUS FOR TRANSMITTING DTA INA SYSTEMUSING NETWORK ADDRESS TRANSLATION，公开于2004年4月15日；授予Choi等人的美国专利申请No.2004/0037316，标题为APPARATUS FOR CONVERTING INTERNET PROTOCOL ADDRESSAND HOME NETWORK SYSTEM USING THE SAME，公开于2004年2月26日；授予Gautier的美国专利申请No.2004/0045031，标题为AUTOMATIC IDENTIFICATION OF A SET-TOP BOX USER TO ANETWORK，公开于2004年3月4日；授予Roh的美国专利申请No.2004/0052216，标题为INTERNET PROTOCOL ADDRESSALLOCATION DEVICE AND METHOD，公开于2004年3月18日；授予Takahashi等人的美国专利申请No.20040064520，标题为NETWORK IDENTIFICATION INFORMATION AUTOMATICMANAGEMENT SYSTEM AND METHOD，公开于2004年4月1日；授予Kupst等人的美国专利申请No.20040064559，标题为METHODAND APPARATUS FOR DYNAMIC ASSIGNMENT OF NETWORKPROTOCOL ADDRESSES，公开于2004年4月1日；授予Asami的美国专利申请No.2001/0023459，标题为DNS SERVER，DHCPSERVER，TERMINAL AND COMMUNICATION SYSTEM，公开于2001年9月20日；以及授予Kong的美国专利申请No.2002/0024956，标题为NETWORK ADDRESS CONVERSION SYSTEM FORENABLING ACCESS TO A NODE HAVING APRIVATE IP ADDRESS，AMETHOD THEREFOR，AND A RECORDING MEDIUM FORRECORDING THE METHOD，，公开于2002年2月28日。
发明内容
因此，本发明的目的是主动地管理网络单元(例如机顶盒、家庭网关等)的标识符和因特网地址，以便顺利地提供多种家庭网络业务，例如视频点播(VOD)、订单提交业务、信使业务和包括超文本传输协议(HTTP)、文件传输协议(FTP)、电子邮件等的其它业务。
为了实现该目的，根据本发明的一个方面，提供了一种设备，包括：动态主机配置协议服务器，用于当网络单元请求接入网络时，动态地分配因特网地址，所述网络单元利用由动态主机配置协议服务器动态分配的因特网地址来与外部的因特网相连；网络单元管理服务器，当动态主机配置协议服务器已经将因特网协议地址分配给网络单元时，所述网络单元管理服务器存储并更新由网络单元接收的网络单元的因特网协议地址和标识符；以及业务提供商服务器，用于接收订户的服务请求并将服务请求的服务处理结果发送到由网络单元管理服务器所管理的对应网络单元。
优选地，网络单元管理服务器用于存储消息通信协议，并使用网络单元和传输控制协议套接字来保持会话，从而发送和接收消息数据。
优选地，网络单元管理服务器用于直接管理网络单元的标识符和因特网协议地址的数据库。
优选地，网络单元管理服务器用于直接管理网络单元的标识符和因特网协议地址的数据库。
优选地，网络单元包括机顶盒、家庭网关和无线局域网接入点其中之一。
优选地，网络单元的标识符包括媒体接入控制地址。
优选地，网络单元与家庭网络***相连，并且用于执行至少一个电器的监视和远程控制。
优选地，网络单元包括网络接口单元，用于驱动动态主机配置协议服务器将IP地址分配给动态主机配置协议客户机；以及地址同步单元，用于驱动消息客户机将地址同步单元的标识符和分配给网络接口单元的IP地址同时发送到网络单元管理服务器。
优选地，网络单元用于驱动动态主机配置协议服务器将IP地址分配给动态主机配置协议客户机，驱动消息客户机将地址同步单元的标识符和分配给网络接口单元的IP地址同时发送到网络单元管理服务器，并用于提供用户接口。
优选地，业务提供商服务器用于接收与通过网络单元管理服务器请求接入的网络单元的当前因特网协议地址相关的信息，并用于接入网络单元以提供服务。
为了实现此目的，根据本发明的另一方面，提供了一种方法，包括：驱动动态配置协议客户机将因特网协议地址分配给网络单元；将所分配的因特网协议地址从动态主机配置协议服务器发送到网络单元；在网络单元的预定文件中存储动态主机配置协议因特网协议地址；将网络单元的动态主机配置协议因特网协议地址和标识符从网络单元发送到网络单元管理服务器；以及在网络单元管理服务器中，更新与网络单元的动态主机配置协议因特网协议地址和标识符相关的信息。
优选地，该方法进一步包括当网络单元的链接断开又再次相连时，重新分配由动态主机配置协议服务器所分配的因特网协议地址。
优选地，网络单元的标识符包括媒体接入控制地址。
为了实现此目的，根据本发明的另一方面，提供了一种机器可读的程序存储装置，有形地体现了机器可执行的指令的程序，以便执行一种基于动态主机配置协议的管理因特网协议地址的方法，所述方法包括：驱动动态配置协议客户机将因特网协议地址分配给网络单元；将所分配的因特网协议地址从动态主机配置协议服务器发送到网络单元；在网络单元的预定文件中存储动态主机配置协议因特网协议地址；将网络单元的动态主机配置协议因特网协议地址和标识符从网络单元发送到网络单元管理服务器；以及在网络单元管理服务器中，更新与网络单元的动态主机配置协议因特网协议地址和标识符相关的信息。
优选地，该方法进一步包括当网络单元的链接断开又再次相连时，重新分配由动态主机配置协议服务器所分配的因特网协议地址。
优选地，网络单元的标识符包括媒体接入控制地址。
附图说明
当结合其中相同参考符号表示相同或相似组件的附图时，通过参考以下的详细描述，对本发明的更彻底的理解及其多个所附优点会显而易见，同时变得能够更好的理解，其中：
图1是普通的DNS(域名***)业务***的图示；
图2是根据本发明的实施例的IP地址管理***的图示，该***用于提供基于动态主机配置协议(DHCP)的家庭网络业务；
图3是根据本发明的实施例的提供基于动态主机配置协议(DHCP)的家庭网络业务的方法的流程图；
图4是当图2中的网络单元是机顶盒时，IP地址管理***的图示；以及
图5是提供家庭网络业务的方法的流程图，如果分立于数据库服务器来运行网络单元管理服务器。
具体实施方式
以下是普通DNS业务***的描述。
参考图1，与DNS业务相关的***包括机顶盒10、DNS服务器20、因特网业务提供商(ISP)30、DHCP服务器40和IP网络50。机顶盒10提供了因特网接口和因特网协议。DNS服务器20提供将域名翻译为IP地址的服务。DHCP服务器40管理并分配IP地址，并且当计算机重启时，用于自动地发送新的IP地址。
当打开电源时，引导机顶盒10。当引导已经完成时，从DHCP服务器40分配IP地址。由DNS服务器20管理所分配的IP地址。如果稍后分配新的IP地址，则在DHCP服务器40的数据库(未示出)中将之前的IP地址更新为新的IP地址。
DNS服务器20使用户能够只使用其域名来轻松的接入ISP 30。
现在参考附图，在下文中更完全地描述本发明，其中示出了本发明的典型实施例。然而，能够以不同的形式体现本发明，而不应将其理解为这里所述实施例的限制。当然，提供这些实施例，以便此公开会彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传达给本领域的技术人员。在附图中，为了简明，夸大了层和区域的厚度。相同的号码在整个说明书中表述相同的组件。
图2是根据本发明一个实施例的IP地址管理***的图示，用于提供基于动态主机配置协议(DHCP)的家庭网络业务，图4是当图2中的网络单元100是机顶盒1000时的IP地址管理***的图示。
参考图2，用于向家庭网络***110提供家庭网络业务的IP地址管理***的配置包括网络单元100、网络单元管理服务器200、因特网业务提供商(ISP)300、DHCP服务器400和IP网络500。
网络单元100使DHCP服务器400将IP地址分配给DHCP客户机，并使消息(Msg)客户机将网络单元100自身的标识符(ID)(媒体访问控制(MAC)地址)和由DHCP服务器400分配的IP地址分配给网络单元管理服务器200，由此向用户提供用户接口。
例如，网络单元100可以包括机顶盒，家庭网关(家庭G/W)，或无线LAN(本地接入网络)接入点(AP)。
网络单元管理服务器200具有针对与网络单元100的ID和分配给网络单元100的IP地址相对应的IP表的数据库，并根据数据库管理与DHCP服务器400分配的IP地址和网络单元100的ID相关的信息。此外，网络单元管理服务器200充当网关，用于接收并区分用户的特定业务请求消息，并针对对应的业务，将该消息发送到服务器。
ISP 300具有至少一个服务器，用于接收与通过网络单元管理服务器200请求接入的网络单元100的当前IP地址相关的信息，然后接入网络单元100以提供服务。
参考图4，能够将机顶盒1000与家庭网络***110相连，从而对于家庭中的多种家用电器的安全性/防火墙执行远程控制和监视服务。
机顶盒1000包括网络接口单元(NIU)103，用于驱动DHCP服务器400将IP地址分配给DHCP客户机104；以及机顶单元(STU)，用于使消息(Msg)客户机102将机顶盒1000的标识符(ID)和由DHCP服务器400分配的IP地址都发送到网络单元管理服务器200，并由此执行地址同步。
可以将NIU 103和STU 102配置成单一的单元。
STU 101使消息(Msg)客户机102将STU的ID和由DHCP服务器400分配给NIU 103的IP地址都发送到网络单元管理服务器200。
网络单元管理服务器200包括由机顶盒1000的ID和对应于分配给机顶盒1000的IP地址的IP表所组成的数据库。IP表可以是表1的形式。
                         <表1>
    机顶盒ID     IP地址
    08-00-20-80-DE-62     211.2XX.169.0
    ...     ...
    01-00-5E-00-00-05     255.255.XXX.XXX
    FF-FF-FF-FF-FF-FF     255.255.255.255
然后，当重新链接机顶盒1000并重新分配IP地址时，利用已改变的IP地址来更新之前的IP表。
网络单元管理服务器200管理机顶盒1000的ID和IP地址，同时，作为所有业务的网关，将所请求业务的消息发送到用户。换句话说，网络单元管理服务器200充当网关，以接收并区分用户的特定业务请求消息，并针对对应的业务，将该消息发送到服务器。
当要管理的机顶盒1000的数目由于订户数目的增加而增加时，最好设置分离的数据库(DB)服务器，而不是在网络单元管理服务器200处管理机顶盒1000的ID和IP地址。
在管理分离的DB服务器的情况下，DB服务器管理已经从网络单元管理服务器200发送过来的机顶盒1000的ID和IP地址，并同时执行来自ISP的服务器的用户鉴权请求，由此根据用户监视所提供的业务。
如果订户(用户)使用机顶盒1000向ISP 300的视频点播(VOD)服务器请求所需的业务，则在网络单元管理服务器200的DB中或DB服务器的IP表中搜索机顶盒1000的ID，然后将结果发送到机顶盒1000。
如图所示，ISP 300包括VOD服务器、订单提交服务器、安全服务器和家庭网络管理服务器，但是这些组件会根据用户需要的业务类型而不同。
以下的描述有关在用户希望接入家庭网络并获得多种服务的情况下，如何在实际中提供服务。
图3是根据本发明实施例的基于DHCP的提供家庭网络业务的方法的流程图。
首先，当用户打开机顶盒1000的电源以便使用服务时，引导机顶盒1000。结果，机顶盒1000驱动DHCP客户机(S100)。
当驱动DHCP客户机时，将从DHCP服务器400广播的IP地址分配到DHCP客户机(S200)。
机顶盒1000在预定的文件中存储所分配的IP地址，并将机顶盒1000的ID(MAC地址)和当前所分配的IP地址发送到网络单元管理服务器200(S400)。
网络单元管理服务器200接收机顶盒1000的ID和IP地址并在DB的IP表中更新机顶盒1000的DHCP IP地址和ID。
如果将STB 1000的IP地址和ID存储在网络单元管理服务器200的IP表中，当用户将服务请求信号发送到ISP 300的服务器时，ISP300的服务器将所请求的业务发送到与STB 1000的ID相对应的当前IP地址。
当由于关闭机顶盒1000等原因而重新启动机顶盒1000时(S600)，处理返回步骤S200，即分配DHCP IP地址的步骤。因此，将网络单元管理服务器200的IP表地址从STB 1000的当前ID更新为所分配的新的IP地址，以便用户能够连续地接收服务。
参考图3所述的根据DHCP提供家庭网络业务的方法针对在网络单元管理服务器200处直接管理STB 100的ID和IP地址的情况。
之后，将参考图5，对在DB服务器处直接管理STB 100的ID和IP地址的情况进行描述，其中网络单元管理服务器200独立于DB服务器。
图5是提供家庭网络业务的方法的流程图，其中网络单元管理服务器独立于DB服务器操作。
其中将DHCO IP地址分配给STB 1000和将所分配的DHCP IP地址发送到网络单元管理服务器200的过程(S100～S400)与图3中的相似。因此，省略其说明。
网络单元管理服务器200接收STB 1000的ID和IP地址，并将STB 1000的DHCP IP地址和ID发送到DB服务器(S510)。
DB服务器更新与所接收的STB 1000的DHCP IP地址和ID相关的信息(S520)。
当由于关闭机顶盒1000的电源等原因而重新引启动顶盒1000时(S600)，处理返回步骤S200，即分配DHCP IP地址的步骤。因此，将DB服务器的IP表从STB 1000的当前ID更新为所分配的新的IP地址，以便用户能够连续地接收服务。
已经使用机顶盒作为网络单元的实例来描述了本发明。然而，当网络单元是家庭网关或无线LAN AP时，能够将相同的方法用于管理IP地址。
从前述可以清楚看出，尽管已经详细说明了本发明的典型实施例，本领域的技术人员能够理解的是，在不脱离由所附权利要求所引用的本发明的范围和精神的前提下，多种修改、添加和替换都是可以的。
如上所述，根据本发明，立即同步了网络单元的ID和IP地址。因此，当在家庭中利用不经改动保持的动态DHCP网络来设置例如机顶盒之类的网络单元时，能够按照可靠并且不变的方式来提供附加的业务(例如家庭网络业务等)。
此外，在ISP的控制下管理网络单元的ID和IP地址，因此能够有效地执行用户的鉴权和管理。

Claims (13)

1.一种设备，包括：
动态主机配置协议服务器，用于用于当网络单元请求接入网络时，动态地分配因特网协议地址，所述网络单元利用由动态主机配置协议服务器动态分配的因特网协议地址来与外部的因特网相连；
网络单元管理服务器，当动态主机配置协议服务器已经将因特网协议地址分配给网络单元时，所述网络单元管理服务器存储并更新由网络单元所接收到的网络单元的因特网协议地址和标识符；以及
业务提供商服务器，用于接收订户的服务请求并将服务请求的服务处理结果发送到由网络单元管理服务器所管理的对应网络单元。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于网络单元管理服务器用于存储消息通信协议，并使用传输控制协议套接字来保持与网络单元的会话，从而发送和接收通信数据。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于网络单元管理服务器用于直接管理网络单元的标识符和因特网协议地址的数据库。
4.根据权利要求2所述的设备，其特征在于网络单元管理服务器用于直接管理网络单元的标识符和因特网协议地址的数据库。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于网络单元包括机顶盒、家庭网关和无线局域网接入点其中之一。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于网络单元的标识符包括媒体接入控制地址。
7.根据权利要求1所述的设备，其特征在于网络单元与家庭网络***相连，并且用于执行对至少一个电器的监视和远程控制。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于网络单元包括网络接口单元，用于驱动动态主机配置协议服务器将IP地址分配给动态主机配置协议客户机；以及地址同步单元，用于驱动消息客户机将地址同步单元的标识符和分配给网络接口单元的IP地址同时发送到网络单元管理服务器。
9.根据权利要求1所述的设备，其特征在于网络单元用于驱动动态主机配置协议服务器将IP地址分配给动态主机配置协议客户机，驱动消息客户机将网络单元的标识符和分配给网络接口单元的IP地址同时发送到网络单元管理服务器，并用于提供用户接口。
10.根据权利要求1所述的设备，其特征在于业务提供商服务器用于接收与通过网络单元管理服务器请求接入的网络单元的当前因特网协议地址相关的信息，并用于接入网络单元以提供服务。
11.一种方法，包括：
驱动动态配置协议客户机将因特网协议地址分配给网络单元；
将所分配的因特网协议地址从动态主机配置协议服务器发送到网络单元；
在网络单元的预定文件中存储动态主机配置协议因特网协议地址；
将网络单元的动态主机配置协议因特网协议地址和标识符从网络单元发送到网络单元管理服务器；以及
在网络单元管理服务器中，更新与网络单元的动态主机配置协议因特网协议地址和标识符相关的信息。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于进一步包括当网络单元的链接断开又再次相连时，重新分配由动态主机配置协议服务器所分配的因特网协议地址。
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于网络单元的标识符包括媒体接入控制地址。
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