DE60306832T2

DE60306832T2 - Verfahren, Einrichtung und Medium zum Wechseln von Verbindungstechnologien

Info

Publication number: DE60306832T2
Application number: DE60306832T
Authority: DE
Inventors: Lusheng Silver Spring Ji; Jonathan Russel Brinklow Agre
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2003-03-20
Publication date: 2007-08-09
Anticipated expiration: 2023-03-21
Also published as: US7492787B2; JP4772083B2; EP1349322A1; JP2003333080A; EP1349322B1; DE60306832D1; US20030185233A1; JP2008289162A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft drahtlose Kommunikationen und, im besonderen, das Halten von drahtlosen Verbindungen zwischen Sendern und Empfängern.
Bei der drahtlosen Kommunikation werden Daten zwischen einem Sender und einem Empfänger übertragen, ohne daß zwischen dem Sender und dem Empfänger eine physische Verbindung hergestellt wird. Ein Beispiel für die drahtlose Kommunikation ist die Datenübertragung zwischen einem Computerprogramm, das durch einen Sender (wie etwa eine mobile Rechenvorrichtung: mobile computing device oder MCD) ausgeführt wird, und einem Computerprogramm, das durch einen Empfänger (wie etwa einen Hostcomputer) ausgeführt wird. Um solch eine Datenkommunikation zu erreichen, werden Protokolle und Standards zwischen dem Sender und dem Empfänger implementiert. Ein Modell für solche Protokolle und Standards ist das Modell des offenen Kommunikationssystems (Open System Interconnect: OSI), das durch die International Standards Organization (ISO) vorangetrieben wird. Das OSI-Modell gliedert Kommunikationsprotokolle in Schichten, wie in die Anwendungsschicht, die Darstellungsschicht, die Kommunikationssteuerungsschicht, die Transportschicht, die Netzschicht, die Verbindungsschicht und die physikalische Schicht.
Ein Beispiel für ein Netzwerkprotokoll, das zusammen mit dem OSI-Modell sowohl für die drahtgebundene als auch für die drahtlose Datenkommunikation verwendet wird, ist das Transport Control Protocol/Internetwork Protocol (TCP/IP).
Zur Zeit gibt es mehrere Netzverbindungstechniken, die das Ethernet, das lokale Funkdatennetz (WLAN), Bluetooth, die Infrarottechnik und andere enthalten. Eine Netzschnittstellenkarte (network interface card: NIC) implementiert eine Netzverbindungstechnik. Charakteristisch für nebenein ander bestehende Netzverbindungen ist, daß es keine Lösung nach einem allgemeingültigen Schema gibt, in Rechenvorrichtungen wahrscheinlich mehrere Schnittstellen installiert sind, mehrere Netzverbindungsoptionen die Konnektivität des Nutzers verbessern (durch das Vorsehen von verschiedenen Netzverbindungsumgebungen und redundanten Verbindungen) und sie ein wichtiges Merkmal für mobile Rechenvorrichtungen sind.
Verschiedene drahtlose Kommunikationstechniken werden typischerweise für verschiedene Zwecke entwickelt. Zum Beispiel zielen Bluetooth (IEEE 802.15) und die Infrarottechniken auf die persönliche Kurzstreckenkommunikation (< 10 m), während das Funk-LAN (IEEE 802.11, IEEE 802.11b, IEEE 802.11a) zum Bereitstellen von Kommunikationsdienstleistungen im mittleren Bereich (< 1 km) dient. Andere drahtlose Kommunikationstechniken, wie beispielsweise 3-G Wireless, drahtlose Router (d. h. Flash-OFDM Radio Router von Flarion, etc.) und der drahtlose satellitengestützte Zugriff sollen ziemlich große Versorgungsbereiche (Zellen) bedienen. Auf Grund der Kosten, der Leistung und vieler anderer strittiger Punkte ist es wahrscheinlich, daß mehrere Techniken in der Welt der mobilen Rechentechnik nebeneinander bestehen werden, da es einfach keine allgemeingültige Lösung gibt. Folglich werden Konnektivitätsenthusiasten in ihren Rechenvorrichtungen wahrscheinlich gleichzeitig mehrere Schnittstellenkarten installiert haben. Auch in kleinen PDA-Vorrichtungen können mehrere Netzschnittstellen vorhanden sein, wie etwa ein Infrarot-(IR)-Port oder eine NIC durch PCMCIA-, USB- oder Compact-Flash-Schnittstellen. Mit dem "Versorgungsbereich" von jeder drahtlosen Kommunikationstechnik ist durchgängig die geographische Region gemeint, in der die Verbindung unter normalen Betriebsbedingungen funktionieren wird. Manchmal wird derselbe Ausdruck bei einer drahtgebundenen Verbindungstechnik verwendet. In diesem Fall ist damit die Region gemeint, in der der Nutzer das drahtgebundene Netzmedium (Kabel) in seinen Computer stecken kann.
1 zeigt eine beispielhafte Broadcast-Domäne 100, die eine mobile Rechenvorrichtung (MCD) 110 enthält, die mit dem Ethernet 120 gekoppelt ist. Die MCD 110 ist drahtlos durch eine Bluetooth-Netzschnittstellenkarte (NIC) mit einem Bluetooth-Zugriffspunkt 130 gekoppelt, der seinerseits mit der drahtgebundenen Ethernet-Haupttrasse 120 gekoppelt ist. Die MCD 110 ist durch die Netzschnittstellenkarte (NIC) 802.11b auch drahtlos mit dem Zugriffspunkt 802.11b 140 gekoppelt, der auch mit dem drahtgebundenen Ethernet 120 gekoppelt ist. Die MCD 110 ist durch die Netzschnittstellenkarte (NIC) 802.11a auch drahtlos mit dem Zugriffspunkt 802.11a 170 gekoppelt, der auch mit dem drahtgebundenen Ethernet 120 gekoppelt ist. Darüber hinaus ist die MCD 110 durch die NIC 1000 baseT mit dem Faserkanal 150 gekoppelt, der mit der Brücke 160 gekoppelt ist, die ihrerseits mit dem Ethernet 120 gekoppelt ist. Somit enthält die in 1 gezeigte Broadcast-Domäne 100 eine mobile Rechenvorrichtung 110 mit mehreren Verbindungsschnittstellen in demselben Subnetz.
Netze im Internet sind oft in Broadcast-Domänen gegliedert, um das Routing und andere administrative Funktionen zu erleichtern. Eine Broadcast-Domäne ist die Teilmenge eines Netzes, in dem Broadcast-ARP-Meldungen an alle beteiligten Hostcomputer verteilt werden. Strukturell kann diese Domäne mehrere Segmente von Broadcast-Medien enthalten, denen möglicherweise verschiedene Verbindungstechniken zugrunde liegen. Über jedes einzelne Broadcast-Segment können jegliche Datenrahmen, die durch das Netzmedium transportiert werden, durch alle Hosts, die mit dem Segment verknüpft sind, empfangen werden. Diese Segmente können über Vorrichtungen wie beispielsweise Repeater, Hubs (Multi-Port-Repeater) und Schalter zusammen verbunden werden, um größere Broadcast-Segmente zu bilden. Diese größeren Broadcast-Segmente können dann unter Verwendung der verschiedensten Brückenmechanismen (einschließlich aller Varianten des Standards IEEE 802.1, wie etwa MAC-Brücken, die durch IEEE 802.1D definiert sind, und die virtuellen LANs oder VLANs, wie durch IEEE 802.1Q definiert) verbunden werden, um eine "Broadcast-Domäne" zu bilden. Da Brückenvorrichtungen typischerweise eine Filterung auf dem Medium-Access-Control-(MAC)-Level (Zugriffskontrollebene) ausführen und nicht alle MAC-Broadcast-Rahmen über alle überbrückten Broadcast-Segmente verteilt werden, schließt ein gewisser allgemeiner Gebrauch des Ausdrucks "Broadcast-Domäne" überbrückte Broadcast-Segmente aus. In der obigen Definition werden die überbrückten Broadcast-Segmente, solange Broadcast-ARP-Meldungen diese Brückenvorrichtungen durchlaufen können, als zu derselben Broadcast-Domäne gehörend angesehen. Der Einfachheit halber werden die Ausdrücke "Subnetz", "Lokales Datennetz" oder "LAN" und "Broadcast-Domäne" austauschbar verwendet. Ferner werden in dem folgenden Kontext die Ausdrücke "Knoten", "Host" und "MCD" austauschbar verwendet. Manchmal kann auf eine MCD auch unter Verwendung von einem dieser Ausdrücke Bezug genommen werden, wenn die Mobilität nicht besonders hervorgehoben werden muß.
Die Konfiguration der in 1 gezeigten MCD 110 ist für End-Hosts in dem drahtgebundenen Internet nicht gerade üblich, die gewöhnlich nur eine Netzschnittstelle haben. Computer mit mehreren Netzschnittstellen werden traditionell als "multi-homed" bezeichnet und sind für Datenpaketweiterleitungszwecke eingerichtet, wobei sie zum Beispiel als Router oder Gateway dienen oder Firewall-Funktionen ausführen. Unterschiedlichen Schnittstellenkarten auf einem "Multi-Homed"-Computer werden typischerweise Adressen in verschiedenen Subnetzen zugeordnet. Da das Internet-Routing schnittstellenorientiert ist, erfolgt das Leiten eines Paketes zu der Schnittstelle A des Zielcomputers unabhängig davon, wie ein Paket zu der Schnittstelle B desselben Computers geleitet wird. Des weiteren wird das Netz das Routing zu der Schnittstelle B so behandeln, als ob es ein Routing für einen völlig anderen Ziel-Host wäre.
Obwohl keine Regeln dagegensprechen, daß ein Computer mit mehreren Schnittstellenkarten IP-Adressen in demselben Subnetz erhält, sind solche Konfigurationen in traditionellen Netzen selten zu finden. Denn traditionelle LANs verwenden typischerweise eine einzelne Verbindungstechnik, d. h. das Ethernet. In solch einem LAN injizieren mehrere Schnittstellen desselben Computers Daten in dasselbe physische Medium und absorbieren sie von ihm, und sie werden durch die Verbindungstechnik desselben Typs bedient. Diese Schnittstellen werden typischerweise auch durch denselben Satz von Servern in dem LAN bedient. Für das Vorhandensein von solch einer Konfiguration ist der Nutzen gering.
Andererseits ist in einem LAN unter Verwendung von drahtlosen Techniken die Situation anders. Das LAN umfaßt mehrere Verbindungstechniken, wie in 1 gezeigt. Ein typisches LAN, das die drahtlose Technik verwendet, enthält drahtgebundene Segmente und drahtlose Segmente, die ver schiedene Verbindungstechniken nutzen (d. h., das Ethernet 120 für das verdrahtete Segment und IEEE 802.11 140 für das drahtlose Segment). Kompliziertere LANs können auch mehrere drahtlose Segmente von verschiedenen drahtlosen Verbindungstechniken 130, 140 enthalten. Um diese verschiedenen Verbindungstechniken zu nutzen, muß eine MCD 110 mehrere Schnittstellenkarten für diese Verbindungstechniken 130, 140 haben. Da diese NICs mit demselben LAN 120 verbunden sind, werden die NICs Adressen in demselben Subnetz haben. Da Versorgungsbereiche von verschiedenen Verbindungstechniken überlappt sein können, kann eine MCD 110 über mehrere Verbindungen verfügen, die mit demselben Subnetz verbinden. Die Mobilität des Nutzers erschwert die Konnektivitätssituation noch mehr. Auf Grund des Versorgungsbereichs der verschiedenen Verbindungstechniken kann eine MCD über verschiedene Sätze von Verbindungstechniken an verschiedenen Orten verfügen.
Da sich der Satz von Verbindungstechniken, die auf einer MCD zur Verfügung stehen, bei Fortbewegung verändert, muß die MCD die zugrundeliegende Verbindungstechnik für laufende Kommunikationssessionen entsprechend oft umschalten. Solch ein Umschalten kann in gegenwärtigen Systemen jedoch nicht ohne Beeinträchtigung der laufenden Session bewältigt werden. Das Problem tritt in der Transportschicht auf. Kommunikationen zwischen Anwendungen werden über Transportschichtverbindungen hergestellt, die virtuelle Verbindungen (Zustände) sind, die durch kommunizierende Parteien aufrechterhalten werden. Wenn sich die zugrundeliegende Verbindungstechnik ändert, können Transportschichtverbindungen nicht intakt bleiben. Folglich kann das Umschalten nicht nahtlos erfolgen. Um das Problem des Aufrechterhaltens der Transportverbindung über eine Umschaltung über Verbindungstechniken hinweg zu verdeutlichen, wird ein kurzer Überblick darüber gegeben, wie Transportschichtverbindungen gegenwärtig hergestellt werden und warum ein simples Umschalten zwischen Verbindungstechniken zu einer Beendigung der Transportverbindung führt.
Im allgemeinen gibt es zwei Typen von Transportschichtverbindungen, die in TCP/IP-Netzen existieren, nämlich die TCP-Verbindung und die User-Datagram-Protocol-(UDP)-Verbindung. Die erstere ist verbindungsorientiert, während die letztere verbindunglos ist.
Wenn ein Anwendungsprogramm (oder eine Anwendung) eine gleichberechtigte (peer-to-peer) TCP-Verbindung zu einem abgesetzten Host einrichten muß, öffnet die Anwendung einen Stream-Socket und versucht, mit einem spezifischen Port des abgesetzten Hosts zu verbinden. Jedes Ende eines Sockets wird durch eine IP-Adresse und eine Port-Nummer identifiziert. Die Port-Nummer ist ein interner Parameter für die Transportschicht, der durch den Netzkern verwendet wird und typischerweise während der Betriebslebenszeit des Sockets nicht modifiziert wird. Die Verbindung ist durch das 4-Tupel (Quell-IP, Quell-Port, Ziel-IP, Ziel-Port) definiert. Das lokale Ende des Sockets ist an eine besondere lokale Schnittstelle (die durch die IP-Adresse der Schnittstelle identifiziert wird) und einen Port gebunden. Die lokalen Bindungen können entweder durch die Anwendung spezifiziert sein oder durch den IP-Kern zugeordnet werden. Die Integrität einer Verbindung hängt von beiden Enden (IP-Adresse und Port-Nummer) der Verbindung ab, die während der Betriebslebenszeit der Verbindung fest bestehenbleibt. Die beiden Enden der Verbindung werden nicht nur dazu verwendet, um die andere Partei durch die Endpunkte zu identifizieren, sondern an diese Endpunkte sind auch verschiedene Zustände der Verbindung gebunden. Eine Voraussetzung, die unterstellt wird, ist die, daß die Port-Nummer durch keinerlei Veränderungen einer unteren Schicht beeinflußt wird, sondern die IP-Adresse potentiell durch das Umschalten der Verbindungsschicht beeinflußt wird.
Um eine UDP-Verbindung zu öffnen, öffnet eine Anwendung einen Datagramm-Socket. Obwohl es keine an die Endpunkte gebundenen Verbindungszustandsinformationen für einen Datagramm-Socket gibt, kann dennoch die Einschränkung zum Festlegen von Verbindungsendpunkten existieren. Erstens kann bei einer IP-Schicht-Kernimplementierung, falls die Zuordnung eines Sockets und seiner lokal gebundenen Adresse (lokale Schnittstelle) statisch ist, das Verändern der Verbindungstechnik, durch die ein Socket bedient wird, während ein Socket noch aktiv ist, zu einer Beendigung der Verbindung führen, da der IP-Kern ankommende Pakete (von der Schnittstelle der neuen Verbindungstechnik) nicht an den korrekten Socket (der noch an die Schnittstelle der alten Verbindungstechnik gebunden ist) liefern kann. Der von dem Socket abgehende Datenverkehr kann die neue Verbindungstechnik aus demselben Grund nicht nutzen. Zweitens können in der Anwendungsschicht, da Datagramm-Sockets dieselbe Anwendungsprogrammierschnittstelle (Application Programming Interface: API) wie Stream-Sockets haben, obwohl es nicht erforderlich ist, einige Anwendungen dennoch Datagramm-Sockets an die lokale IP-Adresse und Port-Nummer zu Beginn des Socket-Aufrufs binden und somit die Bindung fixieren. Während manche anderen Anwendungen nur den verbindungslosen Teil der API-System-Anrufe verwenden, können sie sich intern an die IP-Adresse und die Port-Nummer des abgesetzten Endes erinnern (entweder durch Lesen aus dem ersten Paket, das von jenem Ende kommt, oder durch eine Nutzereingabe). Diese Anwendungen lesen dann aus ihrem eigenen Speicher, um die Identität des Ziel-Sockets zu erhalten, wenn die Anwendung ein Paket an das andere Ende sendet. Falls dies geschieht, müssen die Verbindungsendpunkte während der Betriebslebenszeit eines Sockets unverändert bleiben.
Folglich müssen in der verwandten Technik zum Aufrechterhalten der Integrität einer Transportschichtverbindung die IP-Adressen von beiden Enden der Verbindung während der gesamten Betriebslebenszeit der Verbindung unverändert bleiben. Eine jede Veränderung der Endpunktidentität kann zur Beendigung der Verbindung führen.
Während ein Empfänger (d. h. ein Nutzer) bezüglich eines Senders stationär ist, stellt die obige Beschränkung gewöhnlich kein Problem dar, da die verfügbare Verbindungstechnik während der Betriebslebenszeit eines Sockets üblicherweise unverändert bleibt. Falls sich jedoch entweder der Empfänger oder der Sender bewegt (wie im Falle eines mobilen Nutzers), werden solche Einschränkungen einen transparenten Wechsel über Verbindungstechniken hinweg verhindern, wie es im folgenden Szenario erläutert wird.
Es soll das Szenario betrachtet werden, daß ein Nutzer eine MCD 110 mit einem Laptop hat, der mit einer 802.11-Karte und einer Ethernet-Karte versehen ist. Wenn der Nutzer mit einer MCD 110 an dem Ort A ist, der sowohl durch das Ethernet 130 als auch durch Zugriffspunkte 802.11 140 bedient wird, wird eine Transportverbindung über die Schnittstellenkarte des Ethernet 130 hergestellt. Dann zieht der Nutzer (das heißt, von der MCD 110) das Ethernet-Kabel heraus. Auch wenn der Laptop (oder die MCD 110) noch im Versorgungsbereich eines 802.11-Zugriffspunktes 140 ist und mit dem Rest des Netzes 120 verbunden bleibt, kann die zuvor hergestellte Transportverbindung nicht fortgesetzt werden, da die Verbindungsschichtverbindung für die Transportverbindung (über das Ethernet) nicht mehr vorhanden ist.
2 zeigt eine Transportverbindung 200, die zwischen Anwendungen 202 und 280 hergestellt wird. Wie bei der Transportverbindung 200 gezeigt, ist eine Anwendung 202 durch einen Socket 206 mit einem Netzkern 204 gekoppelt. Der Socket 206 unterliegt einer Bindung an eine Network Link Device Representation (NLDR) 208, die mit einem Vorrichtungstreiber (MAC) 210 verbindet. Die NLDR 210, wie sie hierin verwendet wird, ist die Netzschicht-Softwaredarstellung einer Vorrichtung. Die MAC-Adresse 210 verbindet ihrerseits mit einer Netzschnittstellenkarte, wie etwa der Ethernet-Netzschnittstellenkarte 220, die mit einem Netz 240 verbindet. Das Netz 240 verbindet dann mit einer Netzschnittstellenkarte, wie etwa der Ethernet-NIC 250, die mit einem Vorrichtungstreiber 260 verbindet. Ein Vorrichtungstreiber 260 verbindet dann mit dem Netzkern 270 (das Innere des Netzkerns 270 hat dieselbe Struktur wie der Netzkern 204, der eine NLDR 274 und einen Socket 272 hat), der mit der Anwendung 280 verbindet. Beim Sender 296 existiert zusätzlich zu dem Stapel für das Ethernet (208, 210 und 220) ein anderer, ähnlicher Stapel für die drahtlose LAN-Netzschnittstellenkarte 290, die mit dem MAC 292 verbindet, der mit der NLDR 294 verbindet. Da die Transportverbindung über das Ethernet hergestellt wird, ist dieser drahtlose LAN-Stapel gegenwärtig an keinen Socket gebunden, der durch die Anwendung 202 verwendet wird.
Bei der verwandten Technik gibt es Probleme, die mit dem Umschalten auf eine alternative Netzverbindung zusammenhängen. Um einen spezifischen Socket oder eine Transportverbindung ordnungsgemäß zu verwenden, muß die ordnungsgemäße Reihenfolge von Modulen mit der korrekten Adresse und den Datenparametern aufgerufen werden. Diese Beziehung wird als Bindung bezeichnet. In gegenwärtigen Systemen ist die Bindung zwischen 210 und 220 statisch. Sie entsteht, wenn die NIC initialisiert wird, und wird ausgelöst, wenn die NIC gestoppt oder entfernt wird. Die Bindung zwischen 208 und 210, die auch als MAC-an-IP-Bindung bezeichnet wird, ist semistatisch. Semistatisch bedeutet, daß es Möglichkeiten zum Verändern dieser Bindung (typischerweise durch manuell eingegebene Befehle) gibt, aber die Veränderung sollte nicht während der normalen Operation erfolgen. Somit ist die Bindung von der NLDR 208 an die physikalische Netzschnittstelle 220 statisch oder semistatisch. Ferner ist auch die Zuordnung zwischen einer IP-Adresse, die als Etikett für die NLDR dient, und der NIC statisch oder semistatisch. Ein Socket oder eine Transportschichtverbindung ist, wie zuvor diskutiert, durch ein 4-Tupel (Quell-IP, Quell-Port, Ziel-IP, Ziel-Port) definiert, und dieses 4-Tupel sollte während der Betriebslebenszeit des Sockets unverändert bleiben. Deshalb wird auch die Zuordnung zwischen einem Socket und der Verbindungstechnik, die er nutzt, statisch oder semistatisch. Innerhalb solch eines Rahmens können eine alternative Verbindungstechnik und ihr zugeordneter Stapel (290, 292 und 294) durch die existierende Transportverbindung, die über die ursprüngliche Verbindungstechnik hergestellt wurde, und ihren zugeordneten Stapel (220, 210 und 208) auf Grund der statischen oder semistatischen Bindungen nicht verwendet werden.
Ferner sind in der Technik verschiedene Mehrfachverbindungsvorrichtungen bekannt, wie etwa faseroptische Karten, die mehrere Verbindungen zu einem Faserumschalter zur Fehlertoleranz haben (das heißt, für den Streckenschutz auf dem Gebiet der Telekommunikation), und Zellulartelefone, die zwischen dem Zellularmodus und dem schnurlosen Modus umschalten. Zusätzlich ist in der Technik die Verwendung von mehreren Verbindungen zum Lastenausgleich und zum Vergrößern der Bandbreite bekannt. Darüber hinaus sind mehrere Verbindungen gleichzeitig zum Erhalten von großen Dateien und zum Verringern der Dateizugriffszeiten verwendet worden. Die Fehlertoleranz ist in der Technik bekannt und kommt im allgemeinen in ein und derselben Verbindungstechnik zum Einsatz. Die herkömmliche Fehlertoleranz unterbricht jedoch typischerweise die laufende Kommunikation, falls sie nicht mit derselben Verbindungstechnik oder derselben Schnittstellenkarte verwendet wird, wird im allgemeinen nicht bei der mobilen Kommunikation genutzt und wird aufgerufen, wenn es sich um einen Ausfall handelt.
Zum Roaming oder Wechseln über Verbindungstechnik-Versorgungsbereiche hinweg muß eine mobile Rechenvorrichtung die Verbindungsverfügbarkeit und -qualität bestimmen können und selektieren, welche Verbindungstechnik zu verwenden ist. Falls nur eine Technik zur Verfügung steht, muß eine mobile Rechenvorrichtung diese detektieren und sie verwenden. Falls mehrere Techniken zur Verfügung stehen, sollte eine mobile Rechenvorrichtung herausfinden können, welche am besten zu verwenden ist. In jüngster Zeit wird ein gewisses Verbindungsselektionsvermögen in einigen Softwarepaketen unter stützt (wie z. B. in Windows XP oder Intel ProSet II), wodurch es einem Nutzer möglich ist, eine Prioritätsliste von bevorzugten Verbindungen zu erstellen. Dann wird die Verbindung mit höchster Priorität, die zur Verfügung steht, als bevorzugte Verbindung selektiert, und die abgehenden Routen können aktualisiert werden. Bei diesen bestehenden Verfahren wird eine Verbindung einzig auf der Basis der Verfügbarkeit ausgewählt, und sie richten sich nicht auf das Problem des Umschaltens von Verbindungen, während die Transportverbindung beibehalten wird. Zusätzlich kann die Erwünschtheit einer besonderen Verbindungstechnik von vielen Faktoren abhängen, wie beispielsweise von dem Signal-Rausch-Verhältnis (SNR), den Nutzungskosten, der Qualität der Dienstleistung oder der Verkehrsbelastung. Diese Faktoren können, zusätzlich zu der Verfügbarkeit, bei der Verbindungsselektion dynamisch bestimmt und verwendet werden.
Ioannidis J. et al offenbart in "IP-based Protocols for Mobile Intenetworking", Computer Communication Review, 21. September (1991), Nr. 4, New York, USA, S. 235-245, einen Satz von Protokollen auf IP-Basis, um den kontinuierlichen Netzzugriff für mobile Computer vorzusehen. Ein Schlüsselmerkmal ist die Abhängigkeit von Hilfsmaschinen, nämlich den Mobile Support Stations (MSSs), um den Standort der mobilen Hosts aufzuspüren.
Ein Aspekt der Erfindung ist das Vorsehen einer mobilen Vorrichtung, die zum automatischen Erfassen der Dienstleistungsqualität von verschiedenen Konnektivitätstechniken und zum transparenten Konfigurieren des Systems in der Lage ist, um die momentan beste Datenverbindung zu verwenden, um viel bessere Werte- und Nutzererfahrungen zu bieten.
Ein anderer Aspekt der Erfindung ist es, mobilen Nutzern das Beibehalten von Transportverbindungen zu ermöglichen, während sie sich über Grenzen der Versorgungsbereiche von verschiedenen Verbindungstechniken innerhalb eines Subnetzes hinweg bewegen.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist das Vorsehen eines Verfahrens zum Umschalten zwischen Verbindungstechniken innerhalb eines Subnetzes, während die Transportschichtverbindung beibehalten wird.
Die vorliegende Erfindung, "Migration Across Link Technologies (MALT)" (Umstellung über Verbindungstechniken hinweg), umfaßt in einer Ausführungsform ein Verfahren, wodurch eine Vorrichtung zwischen Verbindungsschichttechniken innerhalb eines Kommunikationssubnetzes unter Verwendung der Vernetzung auf TCP/IP-Basis (wie in dem Internet) transparent umschalten kann.
Im besonderen ist gemäß einer Ausführungsform des ersten Aspektes der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Umschalten zwischen Verbindungselementen, die mit einer Vorrichtung verbunden sind, in einem Subnetz auf IP-Basis vorgesehen, mit: Selektieren, wenn die Vorrichtung eine laufende Kommunikation über ein erstes Verbindungselement hat, das eine erste Verbindungsschichtadresse hat, eines zweiten Verbindungselementes, das eine zweite Verbindungsschichtadresse hat, die sich von der ersten Verbindungsschichtadresse unterscheidet, welche laufende Kommunikation durch eine IP-Adresse identifiziert wird und eine Transportschichtverbindung enthält, die eine End-zu-End-Kommunikation zwischen Anwendungen vorsieht; gekennzeichnet durch: Umstellen der laufenden Kommunikation von dem ersten Verbindungselement auf das zweite Verbindungselement, während die laufende Kommunikation beibehalten wird, durch dynamisches Binden der zweiten Verbindungsschichtadresse an die IP-Adresse; und Melden der zweiten Verbindungsschichtadresse den beteiligten Hosts.
Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die laufende Kommunikation eine End-zu-End-Kommunikation. Die End-zu-End-Kommunikation tritt zwischen Nutzeranwendungen auf, die in der Anwendungsschicht stattfinden. Diese Anwendungen nutzen Verbindungen, die von der Transportschicht und weiter oben, nicht aber durch die Netzschicht vorgesehen werden, die die nächste Verbindung zum Weiterleiten auswählt.
Darüber hinaus ist gemäß einer Ausführungsform eines zweiten Aspektes der vorliegenden Erfindung eine mobile Rechenvorrichtung vorgesehen, die betriebsfähig ist, um zwischen Verbindungselementen umzuschalten, die mit der Vorrichtung verbunden sind, auf einem Subnetz auf IP-Basis, mit: einem Verbindungsumstellungsmodul, das betriebsfähig ist, wenn die Vorrichtung eine laufende Kommunikation über ein erstes Verbindungselement hat, das eine erste Verbindungsschichtadresse hat, um ein zweites Verbindungselement zu selektieren, das eine zweite Verbindungsschichtadresse hat, die sich von der ersten Verbindungsschichtadresse unterscheidet, welche laufende Kommunikation durch eine IP-Adresse identifiziert wird und eine Transportschichtverbindung enthält, die eine End-zu-End-Kommunikation zwischen Anwendungen vorsieht; gekennzeichnet durch: das Verbindungsumstellungsmodul, das ferner betriebsfähig ist, um die laufende Kommunikation von dem ersten Verbindungselement auf das zweite Verbindungselement umzustellen, während die laufende Kommunikation beibehalten wird, indem die zweite Verbindungsschichtadresse dynamisch an die IP-Adresse gebun den wird; und das Verbindungsumstellungsmodul, das ferner betriebsfähig ist, um beteiligten Hosts die zweite Verbindungsschichtadresse zu melden. Die mobile Rechenvorrichtung (oder der Computer auf der Seite des Clienten) kann ferner ein Dynamik-MAC-an-IP-Bindemodul umfassen, das die Bindung einer IP-Adresse an eine verschiedene MAC-Adresse auf der Basis der selektierten Verbindung dynamisch verändern kann.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bleibt die IP-(oder Internet-Protokoll)-Adresse für die Dauer der Betriebslebenszeit der Transportverbindung bestehen, während die MAC-Adresse dynamisch verändert wird. Das heißt, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ändert die Beziehung zwischen der MAC-Adresse und der IP-Adresse dynamisch.
Zusätzlich ist gemäß einer Ausführungsform eines dritten Aspektes der vorliegenden Erfindung ein Programm vorgesehen, das bei Ausführung durch einen Computer bewirkt, daß der Computer das Verfahren gemäß dem obigen ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ausführt. Das Programm kann auf einem computerlesbaren Medium gespeichert sein.
Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gestattet es, daß eine Vorrichtung, wie beispielsweise ein Laptop-Computer (oder eine mobile Rechenvorrichtung oder ein anderer Computer auf der Seite des Clienten), zwischen zwei oder mehr Kommunikationsverbindungstechniken (wie etwa dem Ethernet, der Infrarottechnik und Funkverbindungen im drahtlosen lokalen Datennetz nach IEEE 802.11) umschaltet, während die Transportschichtverbindung bewahrt wird und somit eine Anwendung des Nutzers ohne Unterbrechung beibehalten wird.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung basiert auf einer Erweiterung des Address Resolution Protocol (ARP) [RFC (Request for Comment, veröffentlicht durch Internet Engineering Task Force (IETF) 826, D. Plummer, "An Ethernet Address Resolution Protocol: Or Converting Network Protocol Addresses to 48.bit Ethernet Addresses for Transmission on Ethernet Hardware", RFC826, November 1982], die auf lokalen Datennetzen (LANs), die mit dem Internet verbunden sind, gemeinsam genutzt wird.
Die vorliegende Erfindung ist auf Verbindungen anwendbar, die in demselben Subnetz stattfinden, und führt zu einem effizienteren Betrieb. Die vorliegende Erfindung kann auf einer MCD (oder auf einem Computer auf der Seite des Clienten) vollendet werden, wodurch jegliche Modifikation an der Internet-Infrastruktur vermieden wird. Herkömmliche Verfahren auf der Basis von Mobile-IP- und Mobile-Ad-Hoc-Network-(MANET)-Lösungen für das Problem können das Problem eventuell lösen, würden aber Modifikationen an der Internet-Infrastruktur und einen größeren Overhead hinsichtlich der Mitteilungsübermittlung als die Anwendung der vorliegenden Erfindung mit sich bringen.
Diese und andere Aspekte und Vorteile, die anschließend ersichtlich sein werden, liegen in den Details der Konstruktion und Operation, wie sie im folgenden eingehender beschrieben und beansprucht werden, wobei Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen genommen wird, die einen Teil hiervon bilden und in denen gleiche Bezugszeichen durchgängig gleiche Teile bezeichnen.
1 zeigt eine Broadcast-Domäne der verwandten Technik;
2 zeigt eine Transportverbindung, die zwischen Anwendungen in der verwandten Technik hergestellt wird;
3 zeigt einen Überblick über die Umstellung über Verbindungstechniken hinweg, einschließlich der dynamischen MAC-an-IP-Bindung, in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4A zeigt die Software-Module in einer MALT-fähigen MCD einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
4B zeigt eine Struktur des beteiligten Host-Caches (IHC) einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt ein MALT-Flußdiagramm auf hoher Ebene einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 zeigt das Flußdiagramm zu "update_preferred_interface state" einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
7 zeigt die Funktion des Aktualisierens des IHC auf Grund der fremden Schnittstelle einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 zeigt das Aktualisieren der ankommenden Verbindung unter Verwendung der MALT einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
9 zeigt die MAC-zu-IP-Adreßzuordnung (mapping) nach dem Umschalten von Verbindungstechniken und die MALT einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Auf einer mobilen Rechenvorrichtung bewirkt eine MALT, die die vorliegende Erfindung verkörpert, daß die Kommunikation, die durch eine Schnittstelle der einen Verbindungstechnik fließt, umgeschaltet wird, um durch eine Schnittstelle einer anderen Verbindungstechnik zu fließen. Diese Verbindungstechnikschnittstellen sind im allgemeinen auf separaten Netzschnittstellenkarten angeordnet und könnten von derselben Technik oder von verschiedenen Techniken stammen. Diese Techniken können drahtlose und drahtgebundene Medien enthalten. Somit stellt die MALT, die die vorliegende Erfindung verkörpert, die laufende Kommunikation über Verbindungstechniken hinweg um.
Die MALT, die die vorliegende Erfindung verkörpert, erreicht die Umstellung über Verbindungstechniken hinweg durch dynamisches Binden einer neuen MAC-Adresse, die einer neuen Verbindungstechnik entspricht, an eine IP-Adresse, die durch eine Transportverbindung (durch die vorherige Bindung einer früheren MAC-Adresse an dieselbe IP-Adresse) in Gebrauch ist, wodurch die Verbindungsveränderung von der Transportverbindung abgeschirmt wird. Folglich ändert die dynamische Bindung der MALT, die die vorliegende Erfindung verkörpert, die IP-Adresse nicht, wodurch die Umstellung der vorliegenden Erfindung über Verbindungstechniken hinweg vor der Transportverbindung verborgen wird.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Computerprogramm, das immer ausgeführt wird, nachdem das System startet (auch als "daemon" oder Hintergrundroutine bekannt). In Abhängigkeit von dem Betriebssystem, das die mobile Rechenvorrichtung (MCD oder Computer auf der Seite des Clienten) gerade verwendet, kann ein gewisser Teil des Netzkerns des Betriebssystems der MCD modifiziert werden, um eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu implementieren.
Darüber hinaus nutzt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Verfahren "Proxy ARP" und "Gratuitous ARP" (soviel wie unaufgefordertes ARP), um IP-Pakete auf der Verbindungsebene im Anschluß an eine Umstellung der Verbin dungstechnik korrekt umzuleiten, und das Halten von einem zugeordneten "beteiligten Host-Cache".
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können mobilen Vorrichtungen die Fähigkeit verleihen, die Dienstleistungsqualität von verschiedenen Konnektivitätstechniken automatisch zu erfassen und das System transparent zu konfigurieren, um die im Moment beste Datenverbindung zu verwenden, die viel bessere Werte- und Nutzererfahrungen bietet. Des weiteren können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen, daß mobile Nutzer Transportverbindungen beibehalten, während sie sich über Grenzen der Versorgungsbereiche der verschiedenen Verbindungstechniken hinweg bewegen.
3 zeigt einen Überblick über die Umstellung über Verbindungstechniken hinweg (MALT) 400, einschließlich der dynamischen MAC-an-IP-Bindung, in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 3 gezeigt, ist eine Nutzeranwendung 402 durch einen Socket 406 und eine NLDR(IP) 408 mit einem Netzkern 404 gekoppelt. Die NLDR 408 ist mit einem Vorrichtungstreiber 410 (in der MAC-Schicht) gekoppelt, der mit einer Netzschnittstellenkarte 412 wie etwa der Ethernet-Netzschnittstellenkarte gekoppelt ist. Die Ethernet-Netzschnittstellenkarte ist mit dem Netz 414 gekoppelt. Das Netz 414 ist mit verschiedenen anderen Netzkarten derselben MCD 430 gekoppelt, einschließlich einer Funk-LAN-Netzschnittstellenkarte 416. Die WLAN-NIC 416 ist mit dem Vorrichtungstreiber 418 (in der MAC-Schicht) gekoppelt, der mit der NLDR 420 und mit dem Socket 422 und dann mit der Anwendung 424 gekoppelt ist.
Wie in 3 gezeigt, wird beim Ausführen der Verbindungsumschaltung 400 bei der Umstellung über Verbindungs techniken hinweg der vorliegenden Ausführungsform die Kommunikation zwischen der NLDR 408 von dem Vorrichtungstreiber 410 auf den Vorrichtungstreiber 418 umgeschaltet. Ferner wird bei der MALT 400 der vorliegenden Erfindung, bei Bedarf, die Kommunikation der NLDR 420 von dem Vorrichtungstreiber 418 auf den Vorrichtungstreiber 410 umgeschaltet. Dieses Umschalten bei der MALT der vorliegenden Ausführungsform 400 wird als dynamische MAC-an-IP-Bindung bezeichnet.
Komponenten der MALT 400 der vorliegenden Ausführungsform haben die Fähigkeit zum dynamischen Selektieren der bevorzugten Verbindungstechnik. Verfahren, die zur Selektion der Verbindungstechnik bei der MALT 400 zum Einsatz kommen, enthalten das Abfragen eines Servers, das Senden einer Ping-Mitteilung an die spezielle IP-Adresse 224.0.0.1, die eine Multicast-IP-Adresse ist, die zu jeder in dem Subnetz äquivalent ist (folglich wird durch das Pingen dieser Adresse jede einzelne in dem Subnetz effektiv gepingt), das Lesen der Statistik und andere Verfahren. Eine andere Komponente der MALT der vorliegenden Ausführungsform enthält das Aktualisieren der abgehenden Verbindung durch das Modifizieren der lokalen Routing-Tabelle. Darüber hinaus enthält eine andere Komponente der MALT der vorliegenden Ausführungsform das Einstellen der lokalen bevorzugten ankommenden Verbindung und das Aktualisieren der Kenntnis des fremden Hosts der bevorzugten ankommenden Verbindung durch eine Erweiterung des Address Resolution Protocol (ARP).
Diese Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nach einem Überblick über die primären Software-Module, die an der Implementierung einer MALT-Lösung der vorliegenden Erfindung in einer mobilen Rechenvorrichtung beteiligt sind, eingehender erläutert.
Die vorliegende Erfindung, nämlich die Umstellung über Verbindungstechniken hinweg (migration across link technologies: MALT), umfaßt in einer Ausführungsform ein Verfahren zum Umschalten zwischen Verbindungstechniken innerhalb eines Subnetzes, während die Transportschichtverbindung beibehalten wird. Die MALT der vorliegenden Ausführungsform basiert auf einer Erweiterung des Address Resolution Protocol (ARP) [RFC (IETF Request for Comment) 826].
4A zeigt die Software-Module in einer MALT-fähigen MCD 500. Im besonderen zeigt 4A die primären Software-Module, die an der Implementierung einer MALT-Lösung der vorliegenden Ausführungsform in einer mobilen Rechenvorrichtung beteiligt sind, einschließlich konventioneller Module, die in einer mobilen Rechenvorrichtung enthalten sind.
Wie in 4A gezeigt, enthält die MALT, die die vorliegende Erfindung verkörpert, das Verbindungsumstellungsmodul (oder MALT-Modul) 510. Das Verbindungsumstellungsmodul (Link Migration Module: LMM) 510 enthält das MALT-ARP-Modul (MAM) 512 und das Verbindungserfassungsmodul (Link Sensing Module: LSM) 514. Das MAM 512 (das sowohl Proxy- als auch Gratuitous-ARP-Mitteilungen ausführt) enthält das Modul des beteiligten Host-Cache (Interested Host Cache: IHC) 516. Wenn das MALT-Modul 510 eine ARP-Mitteilung 518 senden muß, sendet es die Mitteilung über die herkömmliche Socket-Schicht 520. Darüber hinaus gibt das LMM 510 einen Befehl "Aktualisieren der lokalen MAC-zu-IP-Zuordnung" 522 an die herkömmliche ARP-Maschine 524 aus, so daß sie auf künftige Anfragen nach jeglichen der lokalen IPs der MCD mit der MAC-Adresse der bevorzugten Schnittstelle antworten wird. Zusätzlich sendet das LMM 510 einen Befehl "Aktualisieren der Bindung" 526 zum Initiieren der dynamischen MAC-an-IP-Bindungsoperation durch das Dynamik-MAC-an-IP-Bindemodul (DBM) 528. Das DBM 528 verbindet in der NDLR 529 zwischen der IP-Verarbeitung 530 und der MAC-Verarbeitung 532. Darüber hinaus verbindet das LSM 514 Schnittstellen 534 mit Vorrichtungstreibern 536 und der Netzschnittstelle 538, um Verbindungsqualitätsinformationen zu erhalten.
Das heißt, die MALT 500 in einer mobilen Rechenvorrichtung wird durch das LMM 510 implementiert, das mit herkömmlichen Software-Modulen verbindet, die in einer mobilen Rechenvorrichtung enthalten sind. Bei Einsatz der MALT 500 der vorliegenden Ausführungsform ist keine Modifizierung an Anwendungen (oder Anwendungsprogrammen) 540, der Socket-Schicht 520 (einschließlich TCP-Sockets 542, UDP-Sockets 544, Socket-Bindungsmechanismen 546), der Routing-Hintergrundroutine 548, der Routing-Tabelle 550, der IP-Verarbeitung 530, der MAC-Verarbeitung 532, der Vorrichtungstreiber 536 oder der Netzschnittstellen 538 erforderlich. Alternativ dazu könnten die meisten der Funktionen der MALT der vorliegenden Ausführungsform als Software-Modul laufen, das als Anwendung auf Nutzerniveau ausgeführt wird.
Die MALT 500 in einer anderen Ausführungsform enthält ein computerlesbares Medium, das ein Programm speichert, das bei Ausführung durch einen Computer bewirkt, daß der Computer die Funktionen der Umstellung über Verbindungstechniken hinweg in einem Subnetz auf IP-Basis ausführt, während die laufende Kommunikation aufrechterhalten wird. Das Programm/Medium umfaßt Programmabschnitte zum Selektieren einer Verbindung, Umstellen der laufenden Kommunikation auf die selektierte Verbindung und Melden der Adresse der selektierten Verbindung an beteiligte Hosts.
Herkömmliche mobile Rechenvorrichtungen enthalten statische Verbindungen zwischen der IP-Verarbeitung 530 und der MAC-Verarbeitung 532, woraus eine IP-Adresse pro Netzschnittstellenkarte resultiert. Jedoch verbindet in der vorliegenden Ausführungsform das Dynamik-MAC-an-IP-Bindemodul 528 sowohl mit den IP-Verarbeitungsmodulen 530 als auch mit mehreren MAC-Verarbeitungsmodulen 532, wodurch eine dynamische MAC-an-IP-Bindung ermöglicht wird.
4B zeigt eine Struktur vom beteiligten Host-Cache (IHC) 516 der vorliegenden Erfindung. In dem lokalen Host (oder der mobilen Rechenvorrichtung) ist der IHC ein Cache, der zum Speichern der IP- und MAC-Adressen für jede fremde (nichtlokale) Schnittstelle verwendet wird, die an der Kommunikation mit einer lokalen Netzschnittstelle beteiligt ist. Der IHC umfaßt eine Datenstruktur 590 für jede lokale Schnittstelle, die durch die IP-Adresse der lokalen Schnittstellen indexiert ist. In jeder Datenstruktur 590 gibt es eine Tabelle für eine MAC-zu-IP-Adreßzuordnung für fremde Schnittstellen. Jeder Eintrag in einer Tabelle entsteht, wenn eine fremde Schnittstelle mit der entsprechenden lokalen Schnittstelle unter Verwendung von ARP-Mitteilungen kommuniziert oder die lokale Schnittstelle mit der fremden Schnittstelle unter Verwendung von ARP-Mitteilungen kommuniziert. Wenn ein Eintrag erstellt wird, wird die Zeit des lokalen Host-Computers als Eintragszeitvariable zur Verwendung beim Löschen des Eintrags gespeichert, falls er zu alt wird.
5 zeigt ein MALT-Flußdiagramm einer oberen Ebene 600 in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine Initialisierungsfunktion 604 selektiert nach dem Start 602 die bevorzugte Netzschnittstelle, wie in 5 gezeigt, aktualisiert die abgehende Routing-Tabelle und stellt die Socket-Schnittstellenbindung ein. Diese Initialisierung wird durch das Verbindungsumstellungsmodul 510 erreicht, das in 4A gezeigt ist.
Dann geht die Steuerung zu der Überwachungsfunktion 606 über. Falls ein Zeitablauf oder eine Verbindungsstatusveränderung detektiert wird, wird dann die Funktion "update_preferred_interface" 608, nämlich die Aktualisierung der bevorzugten Schnittstelle, ausgeführt. Falls ein Host eine ARP-Mitteilung über eine lokale Schnittstelle sendet oder empfängt, wird dann die Funktion "update_IHC_for_foreign_interface" 610, nämlich das Aktualisieren des IHC auf Grund der fremden Schnittstelle, auf dem IHC für die lokale Schnittstelle mit der IP- und MAC-Adresse der fremden Schnittstelle ausgeführt. Beispiele für ARP-Mitteilungen, die durch die MCD empfangen werden, die die MALT der vorliegenden Erfindung ausführt, enthalten ARP_REPLY (ARP-Antwort) oder ARP_REQUEST (ARP-Anforderung).
Nachdem jede der Funktionen 608 und 610 ausgeführt ist, kehrt die Steuerung zu der Überwachungsfunktion 606 zurück. 6 zeigt das Flußdiagramm "update_preferred_interface state" 700, nämlich das Aktualisieren des bevorzugten Schnittstellenzustandes, der vorliegenden Erfindung, das der Funktion "update_preferred_interface" 608 der vorliegenden Erfindung entspricht, die in 5 gezeigt ist. Unter Bezugnahme nun auf 6 wird nach dem Beginn des Flußdiagramms "update_preferred_interface state" 700 ein Verbindungsselektionsalgorithmus bei 704 ausgeführt, um die bevorzugte Schnittstelle zu bestimmen. Anschließend wird bei 706 bestimmt, ob eine verschiedene Schnittstelle selektiert wurde. Falls keine verschiedene Schnittstelle selektiert wurde, endet dann das Flußdiagramm "update_preferred_interface state" bei 708. Falls alternativ dazu eine verschiedene Schnittstelle bei 706 selektiert wurde, wird dann bei 710 unter Verwendung der neuen Schnittstelle die lokale Routing-Tabelle aktualisiert und die lokale dynamische MAC-an-IP-Bindung aktualisiert. Dann wird für jede lokale Schnittstelle eine Gratuitous-ARP_REQUEST bei 712 als Broadcast-Meldung versandt, die die neuen Zuordnungen mitteilt: (IP der lokalen Schnittstelle wird MAC der bevorzugten Schnittstelle zugeordnet). Als nächstes, und optional, wird eine ARP_REPLY bei 714 für jeden Eintrag in dem IHC als Unicast-Meldung versandt, die speziell die neue Zuordnung an jeden "beteiligten Host" meldet. Die Funktion 714 muß nicht unbedingt ausgeführt werden, falls der zugrundeliegende Kommunikationskanal für die Broadcast-Kommunikation äußerst zuverlässig ist. Die Funktion 714 muß jedoch ausgeführt werden, wenn der Kanal nur für die Unicast-Kommunikation zuverlässig ist, aber für Broadcast-Kommunikationen unzuverlässig ist.
Die Steuerung geht dann zum Ende 708 über.
7 zeigt die Funktion "update_IHC_for_foreign_interface" 800, nämlich das Aktualisieren des IHC auf Grund der fremden Schnittstelle, der vorliegenden Erfindung, die der Funktion "update_IHC_for_foreign_interface" 610 entspricht, die in 5 gezeigt ist. Unter Bezugnahme nun auf 7 wird nach dem Beginn bei 802 ein neuer IHC-Eintrag bei 804 erstellt, um die fremde IP, die fremde MAC und die Eintragszeit in der Datenstruktur (entsprechend 590 von 4B) für die lokale Schnittstelle aufzuzeichnen, die die ARP-Mitteilung verarbeitet.
Dann wird bei 806 darüber entschieden, ob ein IHC-Eintrag für dieselbe fremde IP in derselben Datenstruktur für die lokale Schnittstelle existiert (wieder 590 von 4B). Falls ein IHC-Eintrag für dieselbe fremde IP existiert, wird dann der existierende IHC bei 808 unter Verwendung des neuen IHC-Eintrags aktualisiert. Falls jedoch kein IHC-Eintrag für dieselbe fremde IP existiert, wird dann der neue IHC-Eintrag in den beteiligten Host-Cache bei 810 eingefügt. Falls es noch keine Datenstruktur 590 für die lokale Schnittstelle gibt, wird eine neue Datenstruktur erstellt, und der neue IHC-Eintrag wird in diese neu erstellte Datenstruktur eingefügt. In jedem Fall wird eine IHC-Löschfunktion bei 812 aufgerufen, um jeden IHC-Eintrag zu löschen, dessen Eintragszeitwert älter als eine im voraus spezifizierte Zeit ist, die als IHC-Lebensdauer bezeichnet wird. Falls eine Datenstruktur entsprechend einer lokalen Schnittstelle keine Einträge hat, wird dann die Struktur gelöscht. Die Funktion "update_IHC_for_foreign_interface" endet bei 814, und die Steuerung kehrt zu der in 5 gezeigten Überwachungsfunktion 606 zurück.
Die MALT der vorliegenden Erfindung ist auf Systeme anwendbar, die ein einzelnes LAN enthalten, mit dem Zugriffspunkte für verschiedene drahtlose Techniken verbunden sind. Eine mobile Rechenvorrichtung enthält mehrere installierte Netzschnittstellen (drahtgebundene und drahtlose), wobei jede Schnittstelle dazu in der Lage ist, ihre eigene Technik zum Zugriff auf ein Netz zu verwenden.
8 zeigt, wie Nutzeranwendungsdaten gepackt sind, während sie die TCP/IP-Protokollstapel sowohl im Sender als auch im Empfänger sowie das Netz durchlaufen. Die Sender-Anwendung 902 sendet Nutzerdaten an den Netzkern 904, der den Transport-Header und den IP-Header zu den Nutzerdaten hinzufügt und das resultierende Paket zu der Vorrichtung (inklusive sowohl Software- als auch Hardware-Komponenten einer Netzschnittstelle) 906 transportiert. Die Vorrichtung 906 fügt den MAC-Header zu dem Paket hinzu und sendet die resultierenden Pakete an das Netz 908. Auf der Seite des Empfängers werden Schichten der Header in der umgekehrten Reihenfolge abgeschält, wenn das Paket den Stapel nach oben durchläuft. Wenn ein ankommendes Paket in dem LAN ankommt, wo sich die Empfangs-MCD befindet, ist es die Ziel-MAC-Adresse des Pakets, die bestimmt, welche Verbindung der MCD das Paket verwendet, um in die MCD zu gelangen. Falls eine bevorzugte Verbindung der MCD aktualisiert worden ist, muß also anderen Hosts in demselben Subnetz die MAC-Adresse der neuen Verbindung mitgeteilt werden, so daß künftige ankommende Pakete an die MAC-Adresse der neuen Verbindung adressiert werden und über die bevorzugte Verbindung in der MCD korrekt ankommen. Unten folgt eine eingehendere Beschreibung der Aktualisierung der ankommenden Verbindung.
Bei der vorliegenden Erfindung wird angenommen, daß ein Roaming zwischen Zugriffspunkten derselben Verbindungstechnik (falls Versorgungsbereiche kontinuierlich sind) innerhalb des Kommunikationsprotokolls jeder Verbindungstechnik abgewickelt wird. Zum Beispiel wird ein Roaming zwischen verschiedenen 802.11b-Zugriffspunkten typischerweise innerhalb des 802.11b-Protokolls abgewickelt. Solch eine Übergabe wird keine Unterbrechung von Transportverbindungen verursachen, da sie durch Schnittstellen-Hardware und -Software von ein und derselben Verbindungstechnik gelöst wird. Die Identitäten von Endpunkten der Verbindung bleiben dieselben.
VERBINDUNGSSELEKTION
Um zwischen Verbindungstechniken umzuschalten, muß eine MCD die Verbindungsverfügbarkeit detektieren können und ein Qualitätsmaß für jede Verbindung bestimmen und dann selektieren, welche Verbindungstechnik zu verwenden ist. Die wünschenswerteste Verbindung (mit der höchsten Qualität) zu irgendeinem beliebigen Zeitpunkt kann eine Funktion von vielen Faktoren sein, einschließlich eines Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR), der Nutzungskosten, der Qualität der Dienstleistung oder der Verkehrsbelastung. Das in 4A gezeigte Verbindungserfassungsmodul 514 des Verbindungsumstellungsmoduls 510 der vorliegenden Erfindung trifft solch eine Bestimmung und implementiert einen Verbindungsdetektions- und -selektionsalgorithmus der vorliegenden Erfindung.
Unter Verwendung des Verbindungsdetektions- und -selektionsalgorithmus, der in dem Verbindungserfassungsmodul 514 der vorliegenden Erfindung enthalten ist, kann die Verbindungsverfügbarkeit getestet werden, indem durch die mobile Rechenvorrichtung periodisch ein Server in dem drahtgebundenen Abschnitt des Netzes über verschiedene Verbindungstechniken abgefragt wird. Bei einer anderen Lösung braucht der "Verbindungsverfügbarkeitsserver" nicht vorhanden zu sein und kann die Implementierung vollständig auf der MCD erfolgen, ohne zusätzliche Komponenten für das Netz einzuführen. Zum Beispiel kann die mobile Rechenvorrichtung periodisch eine Ping-Mitteilung an die "allen Hosts gemeinsame" Multicast-Adresse 224.0.0.1 von jeder ihrer eigenen Schnittstellen senden und die Rückmeldungen beobachten, um die Verbindungsverfügbarkeit zu bestimmen. Die Verbindungsqualität kann über verschiedene statistische und Statusanzeigewerte von der Vorrichtung getestet werden, wie beispielsweise die Paketverlustrate, die Signalqualität, der Rauschpegel, die Übertragungsrate, etc. Der Nutzer kann auch einen Kostenfaktor für jede Technik eingeben, so daß auch ökonomische Gründe in dem Verbindungserfassungsmodul 514 berücksichtigt werden können. Eine durch den Nutzer spezifizierte Prioritätsliste (die in der Technik im allgemeinen bekannt ist) kann auch als Alternative oder zusätzlich zu den obenerwähnten Kriterien verwendet werden. Eine Verbindungsselektionshintergrundroutine kann implementiert werden, die periodisch den Verbindungsdetektionsalgorithmus abarbeitet, um zu bestimmen, welche Verbindung die beste Wahl ist. Falls die gegenwärtige Verbindung nicht mehr die beste Option ist und das neue Optimum signifikant besser als die gegenwärtige Wahl ist, kann die Hintergrundroutine eine Verbindungsumschaltung initiieren.
UMSCHALTUNG DER VON DER MOBILEN RECHENVORRICHTUNG ABGEHENDEN VERBINDUNG
Nachdem die beste Verbindung selektiert ist, konfiguriert die MALT der vorliegenden Erfindung die mobile Rechenvorrichtung, um die selektierte Verbindung als standardmäßige abgehende Verbindung zu verwenden. Die dynamische MAC-an-IP-Bindung 528 wird aktualisiert. In Abhängigkeit von der Implementierung der NLDR kann es sein, daß auch die existierenden Routen der internen Routing-Tabelle (einschließlich der Standardroute) aktualisiert werden müssen, um die neu selektierte Verbindung zu verwenden.
ABWICKLUNG DES VERKEHRS DER ANKOMMENDEN VERBINDUNG
Das Umleiten des gesamten ankommenden Verkehrs, um die neu selektierte Schnittstelle zu verwenden, betrifft sowohl die mobile Rechenvorrichtung als auch andere Parteien in dem Netz, die direkt mit der MCD kommunizieren können. Diese Parteien enthalten die Router und andere Hosts in demselben LAN wie die MCD. Alle anderen Computer im Internet kommunizieren über die Router, die das LAN bedienen, in dem sich die MCD befindet, indirekt mit der MCD. Die MALT der vorliegenden Erfindung vollbringt die Abwicklung des Verkehrs der ankommenden Verbindung.
NORMALE ABWICKLUNG VON TRANSPORTPAKETEN DURCH UNTERE SCHICHTEN
Bevor die MALT der vorliegenden Erfindung erläutert wird, folgt eine kurze Erläuterung der Abwicklung von Transportpaketen durch untere Schichten in einem typischen System. In einem typischen System werden die logische Verbindung, die Medienzugriffssteuerung (Medium Access Control: MAC) und untere Schichten entweder in Hardware oder in Software als Vorrichtungstreiber implementiert, die durch den Hardware-Verkäufer als Teil ihres Netzschnittstellenkartenpaketes geliefert werden. Die Hersteller des Betriebssystems (OS) veröffentlichen die Schnittstelle für Vorrichtungstreiber, um mit dem Betriebssystem in Wechselwirkung zu stehen, so daß andere Parteien die Treiber unabhängig entwickeln können, ohne die Interna des Betriebssystems zu kennen. Andererseits werden die Socket-Schicht und die NLDR-Schicht gemeinsam als systemspezifische Teile des Betriebssystems implementiert, und die Grenze zwischen dem Vorrichtungstreiber und der NLDR ist klar definiert. Typische Wechselwirkungsmodelle zwischen diesen zwei Schichten sind auch wohlbekannt.
Statisch oder durch dynamische Mechanismen, wie beispielsweise durch das Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), wird jeder Schnittstelle eine IP-Adresse zugeordnet, wenn sie aktiviert wird. Betriebssysteme sehen gewöhnlich eine Schnittstelle für Nutzer vor, um die Schnittstelle bei einer neuen IP-Adresse zurückzusetzen. In diesem Fall wird die Schnittstelle jedoch zurückgesetzt und werden alle Verbindungen, die die Schnittstelle nutzen, beendet. Der Diskussion halber bleibt diese Adresse folglich unverändert, bis die Schnittstelle deaktiviert wird. Bevor ein IP-Paket zu irgendeiner Netzschnittstelle zur Übertragung gelangt, muß das System die MAC-Adresse (die auch als Hardware-Adresse bekannt ist) für die Empfangsschnittstelle des nächsten Hops herausfinden, an die das IP-Paket weitergeleitet wird. Das IP-Paket muß in einen MAC-Rahmen gepackt werden, der an die MAC-Adresse des nächsten Hops adressiert ist. Falls die Größe eines IP-Paketes die Nutzlastgrenze eines MAC-Rahmens überschreitet (die als größte Übertragungseinheit, d. h. Maximum Transmission Unit oder MTU bekannt ist), muß das IP-Paket fragmentiert werden. In diesem Fall wird ein IP-Paket in Stücke gebrochen und in mehrere MAC-Rahmen gepackt (diese zusätzliche Komplikation hat keinen Einfluß auf die vorliegende Erfindung, so daß hier angenommen wird, daß keine Fragmentierung erfolgt).
Die Routing-Tabelle des OS-Netzkerns liefert jedoch nur die IP-Adresse des nächsten Hops. Somit muß diese IP-Adresse des nächsten Hops der entsprechenden MAC-Adresse, z. B. der Ethernet-Adresse, zugeordnet werden, so daß der oder die MAC-Rahmen ordnungsgemäß an die Empfangsschnittstelle des nächsten Hops adressiert werden können.
Solch eine Zuordnung zwischen einer IP-Adresse und einer MAC bei einer abgesetzten Schnittstelle wird typischerweise durch Knoten gelernt, die ARP-Mitteilungen austauschen. Wenn eine Zuordnung benötigt wird, aber unbekannt ist, sendet der Sendeknoten eine lokale Broadcast-Mitteilung ARP_REQUEST aus, die anfragt: "Wer die MAC-Adresse dieser IP-Adresse kennt, wird um Mitteilung gebeten". Die Schnittstelle, an deren IP-Adresse die Frage gerichtet wird, wird dann in einer Mitteilung ARP_REPLY, die die Zuordnung enthält, antworten. Die gelernten Zuordnungsinformationen werden dann in einen ARP-Cache im anfordernden Knoten gestellt, so daß künftige Anforderungen nach der MAC-Adresse derselben IP-Adresse erledigt werden können, ohne andere Knoten im Netz zu fragen. Einträge im Cache können altern und schließlich bei Zeitablauf entfernt werden.
VERBERGEN DER VERBINDUNGSUMSCHALTUNG VOR DER TRANSPORTVERBINDUNG
Die MALT der vorliegenden Erfindung verändert die MAC-Adresse, die einer IP-Adresse zugeordnet ist, dynamisch und schnell und bewirkt, daß resultierende ankommende Pakete zu der Schnittstelle geleitet werden, die der neuen MAC-Adresse entspricht. Daher schaltet die MALT der vorliegenden Erfindung zwischen Verbindungstechniken (die durch MAC-Adressen identifiziert sind) um, ohne die Endpunkte (IP-Adresse, Port-Nummer) von Transportverbindungen zu verändern. Die MALT der vorliegenden Erfindung basiert auf dem schnellen Ausführen der Umschaltung der zugrundeliegenden Verbindungstechnik, so daß der Zeitablaufmechanismus der Transportverbindung (ein Mechanismus, den die Transportschicht verwendet, um den Gesundheitszustand ihrer Verbindungen zu überwachen) nicht getriggert wird, und solange die IP-Endpunkte einer Transportverbindung unverändert bleiben, bleibt die Transportverbindung ununterbrochen bestehen, da jegliche Veränderung unter der IP-Schicht durch die IP-Schicht verborgen wird. Deshalb hat sich für die Transportschicht scheinbar nichts verändert, und es kommt zu keiner Störung der laufenden Transportverbindung.
ZUORDNUNGSMITTEILUNG AN ABGESETZTE KNOTEN
9 liefert ein Beispiel, das die Bindungen zeigt, bevor und nachdem eine MCD ihre bevorzugte Verbindung 1000 unter Verwendung der MALT der vorliegenden Erfindung umschaltet. Das Umschalten erfolgt von der Verbindung Tech1 1006 auf die Verbindung Tech2 1014. Eine mobile Rechenvorrichtung hat zwei Schnittstellenkarten, wie in 9 gezeigt. Die erste Schnittstellenkarte nutzt die Verbindungstechnik Tech1 1006, die die MAC-Adresse MAC1 1004 und die zugeordnete IP-Adresse IP1 1002 hat. Die zweite Schnittstellenkarte hat die Verbindungstechnik Tech2 1014, die MAC-Adresse MAC2 1012 und die zugeordnete IP-Adresse IP2 1010. Wenn eine Transportverbindung hergestellt wird, wird die Transportverbindung, da zu der Zeit Tech1 1006 die selektierte Verbindungstechnik ist, unter Verwendung der lokalen IP-Adresse IP1 1002 hergestellt. Diese IP-Adresse ist der lokalen MAC-Adresse MAC1 1004 zugeordnet, die die Hardware-Adresse für Tech1 1006 (Netzschnittstelle 1) ist. Nachdem sich der Nutzer aus dem Versorgungsbereich von Tech1 hinausbewegt, wird dann Tech2 das bevorzugte Verfahren hinsichtlich der Konnektivität. Somit wird die Zuordnung durch die MALT der vorliegenden Erfindung für IP1 1020 von MAC1 1022 auf MAC2 1032 verändert, so daß dann jegliche IP-Pakete, die für IP1 bestimmt sind, über Tech2 geliefert werden. Solange eine IP-Adresse einer MAC-Adresse eindeutig zugeordnet ist, braucht die Zuordnung nicht 1 zu 1 zu sein.
Ein Knoten muß die MAC-Adresse der Empfangsschnittstelle kennen, um an sie ein etwaiges IP-Paket zu senden. Das Address Resolution Protocol, oder ARP, ist ein Protokoll zum Finden einer IP-Adressen-zu-MAC-Adressen-Zuordnung und enthält ARP_REQUEST und ARP_REPLY.
Das heißt, wenn ein Knoten die Zuordnung für IP1 1020 von MAC1 1022 auf MAC2 1032 umschaltet, muß anderen Knoten in demselben Subnetz die Zuordnungsveränderung mitgeteilt werden, so daß dann, falls sie Pakete für IP1 1020 haben, die Pakete in MAC-Hüllen, die an MAC2 1032 adressiert sind, (über die Verbindung Tech2 1034) versendet werden können. Zum Informieren anderer Knoten im Netz über die neue Zuordnung präsentiert die MALT der vorliegenden Erfindung eine neue Erweiterung des ARP-Protokolls. Die MALT-Erweiterung basiert auf einer Kombination aus "Proxy ARP" [RFC925, J. Postel, "Multi-LAN Address Resolution Protocol, RFC925, Oktober 1984] und "Gratuitous ARP" [W. Richard Stevens, "TCP/IP Illustrated, Bd. 1: The Protocols", Seite 62, Addison-Wesley, Reading, Massachusetts, 1994], den zwei gegenwärtigen Spezialanwendungen des ARP-Protokolls. Das Proxy ARP ist der Mechanismus für einen Router zum Beantworten der ARP_REQUEST in einem seiner Netze für einen Host in einem anderen seiner Netze.
Das Gratuitous ARP ist das Merkmal, das es einem Host gestattet, eine ARP_REQUEST zu senden, die nach seiner eigenen IP-Adresse sucht. Diese Anforderung kann in zweierlei Hinsicht effektiv verwendet werden: zum Detektieren, ob ein anderer Host in dem Netz mit derselben IP-Adresse ist, und zum Auffrischen der ARP-Caches von anderen Hosts bezüglich der Adreßzuordnung der anfordernden Schnittstelle. Beim Gratuitous ARP fordert eine Netzschnittstelle die MAC-Adresse für ihre eigene IP an, wodurch ihre eigene Zuordnung effektiv bekanntgegeben wird.
Beim Proxy ARP antwortet eine Netzschnittstelle für andere IP-Adressen unter Verwendung ihrer eigenen MAC-Adresse. Da das Proxy ARP dafür bestimmt ist, ein Netz von Hosts hinter einem einzelnen Multi-Homed-Computer zu verstecken, ist es typischerweise erforderlich, daß das Netz hinter dem Proxy (einschließlich der Schnittstellen, die der Proxy-Host zur Verbindung mit jenem Netz verwendet) ein maskierbares Subnetz des Netzes ist, mit dem die Schnittstelle verbunden ist, die das Proxy ausführt. Als Resultat von solch einer Adressierungseinschränkung ist das Proxy gewöhnlich einseitig gerichtet. Das heißt, nur eine Schnittstelle kann Proxy-Dienste für andere Schnittstellen ausführen. Eine andere Problematik bei dem gegenwärtigen Proxy ARP besteht darin, daß Einstellungen nicht dynamisch verändert werden können.
Die MALT der vorliegenden Erfindung schränkt die Adressierung für Schnittstellen nicht ein, solange sie sich in demselben Subnetz befinden. Eine Schnittstelle sollte für andere Schnittstellen in demselben Host proxyfähig sein. Andererseits läßt die MALT zu jeder gegebenen Zeit nur die momentan "bevorzugte" Schnittstelle als Proxy für andere lokale Schnittstellen durch das Reagieren auf die Anforderung von ARP_REQUEST nach einer der Schnittstellen des Hosts zu. Bei der ARP_REPLY wird die erbetene MAC-Adresse auf die MAC-Adresse der bevorzugten Schnittstelle eingestellt.
Normalerweise nutzt das existierende ARP ein "Abfrage"-Modell, bei dem ein Anfordernder anfragt und die anderen Parteien antworten. Das Gratuitous ARP bietet eine Möglichkeit zum "Aufdrücken" der Adreßzuordnungen auf andere Hosts in dem Netz. Jedoch wird die "aufgedrückte" Zuordnung an das Netz in einer ARP_REQUEST-Broadcast-Mitteilung gesendet. Auf Grund der speziellen Charakteristiken der drahtlosen und mobilen Kommunikation ist solch ein Mechanismus äußerst unzuverlässig. Hosts, die über drahtlose Verbindungen mit dem Netz verbinden, können diese Mitteilung eventuell nicht empfangen. Somit bietet die MALT der vorliegenden Erfindung einen zusätzlichen Mechanismus zum Auffrischen der Caches in anderen Hosts auf zuverlässigere Weise.
MALT-Erweiterung zu ARP
In der MALT der vorliegenden Erfindung unterhält eine mobile Rechenvorrichtung einen separaten Cache, der als Cache des beteiligten Hosts (Interested Host Cache: IHC) bezeichnet wird und als Element 516 in den 4A und 4B gezeigt ist. Der IHC 516 speichert die Identitäten von jenen, die nach MAC-Adreßzuordnungen von einer von den MCD-eigenen IP-Adressen gefragt haben, und von jenen, die durch die MCD nach ihren Adreßzuordnungen gefragt wurden. Diese fremden Hosts werden als "Beteiligte Hosts" bezeichnet. In dem ARP-Protokoll wird sich der Host, dessen Hardware-Adresse verlangt wurde, auch an die Adreßzuordnung des Anfordernden erinnern, da das ARP eine bidirektionale Kommunikation voraussetzt. Das heißt, falls eine Host-Adreßzuordnung verlangt wird, versucht also jemand, mit diesem Host zu kommunizieren, und dieser Host wird wahrscheinlich antworten. Deshalb wird die Cache-Speicherung der ARP-Adreßzuordnung des Anfordernden diesen Host davor bewahren, den Anfordernden später wieder zu fragen. Somit werden jene, von denen eine MCD die Adreßzuordnung erfragte, auch die Zuordnung für die MCD speichern (die in der durch die mobile Rechenvorrichtung gesendeten ARP_REQUEST enthalten ist) und auch aktualisiert werden müssen.
Die Einträge des IHC 516 speichern sowohl die lokalen IP-Adressen der entsprechenden MCD als auch die IP-Adressen und MAC-Adressen der beteiligten Hosts. Jeder Eintrag in dem IHC 516 kann auch altern und schließlich entfernt werden. Jedoch sollte die Lebenszeit für Einträge in dem IHC 516 länger als die Alterasblaufperiode bei allen ARP-Caches in dem Netz sein.
Während des Umschaltens einer Verbindung muß zuerst die MCD eine Gratuitous-ARP_REQUEST-Mitteilung hinsichtlich jeder der lokalen Schnittstellen der MCD als Broadcast-Mitteilung versenden. In jeder dieser Gratuitous-ARP_REQUEST-Mitteilungen ist die Quell-IP-Adresse auf die IP-Adresse der entsprechenden lokalen Schnittstelle eingestellt. Die Quell-MAC-Adressen all dieser Gratuitous-ARP_REQUEST-Mitteilungen sind jedoch alle auf die MAC-Adresse der bevorzugten lokalen Schnittstelle eingestellt. Dann muß die MCD auch eine ARP_REPLY für jeden in dem IHC gefunden Eintrag als Unicast-Meldung senden. In jeder dieser ARP_REPLY-Mitteilungen ist die Quell-IP-Adresse auf die MCD-IP-Adresse der entsprechenden Datenstruktur 590 für den IHC-Eintrag eingestellt, während die Quell-MAC-Adresse auf die MAC-Adresse der bevorzugten Schnittstelle eingestellt ist. Die Ziel-IP-Adresse und MAC-Adresse sind auf die Werte für den beteiligten Host eingestellt, wie es durch den IHC-Eintrag spezifiziert ist.
Unicasting wird in der drahtlosen Kommunikation oft als zuverlässiger als Broadcasting angesehen, da drahtlose Kommunikationstechniken von der Empfängeridentität profitieren können und adäquate Kanalreservierungs- und Bestätigungsmechanismen ausführen können. Unter Verwendung sowohl der Gratuitous-ARP_REQUEST als auch der Unicast-ARP_REPLY müßte also die Wahrscheinlichkeit, daß irgendein Host, der die MCD-Adreßzuordnung hat, nicht aktualisiert wird, gering sein. Falls erforderlich, kann die Gratuitous-ARP-Operation wenige Male periodisch wiederholt werden, um solch eine Möglichkeit weiter zu verringern. Gewisse Befürchtungen könnten bezüglich der Anzahl der durch die Verbindungstechnikumschaltung der vorliegenden Erfindung getriggerten ARP-Mitteilungen bestehen. Da die MALT der vorliegenden Erfindung jedoch auf einer MCD läuft, die ein Host am Rande eines Netzes ist, wird die MCD wahrscheinlich einen kleinen IHC 516 haben, und somit ist der Overhead akzeptabel.
Bei der MALT der vorliegenden Erfindung existieren mehrere Adressen in demselben LAN und zugeordnete IP-Adressen in demselben Subnetz. Sonst werden Pakete für eine Schnittstelle nicht zu dem Subnetz geleitet, wo sich die anderen Schnittstellen befinden, und Pakete werden über jene anderen Schnittstellen nicht empfangen.
Die MALT der vorliegenden Erfindung versetzt Hersteller von mobilen Rechenvorrichtungen in die Lage, ihre Produkte für mobile Internet-Anwendungen zu befähigen. Da die MALT zusätzlich zwischen Schnittstellen in einer MCD umschaltet, in der sowohl die neuen als auch die alten Schnittstellen in demselben Subnetz erreichbar sind, erfordert die MALT keine Modifizierung von Routing-Protokollen oder der Routing-Infrastruktur des Internets.
Die MALT der vorliegenden Erfindung führt eine Cache-Speicherung der Identitäten aller Hosts aus, die an der Kommunikation mit dem MALT-Knoten beteiligt sind. Nachdem der Verbindungsselektionsalgorithmus ein Umschalten der Verbindung vorschlägt, aktualisiert die MALT der vorliegenden Erfindung ihre lokale ARP-Zuordnungstabelle 524 und gibt Gratuitous-ARP-Mitteilungen aus, die die Zuordnung der IPs all ihrer Schnittstellen zu der MAC der neu selektierten Verbindung bekanntgeben. Anschließend überträgt die MALT der vorliegenden Erfindung zu jedem an der Kommunikation beteiligten Host eine spezielle Unicast-ARP_REPLY. Die MAC- Adresse der neu selektierten Verbindung wird durch das ARP-Modul 524 in jeder ARP-Mitteilung verwendet, die als Antwort auf ARP_REQUESTs bei allen Schnittstellen gesendet werden.
TCP/IP-Stapel
Bei gewissen Implementierungen des TCP/IP-Stapels wird, wenn eine Verbindungstechnik nicht mehr verfügbar ist, das System einen Widerruf an obere Schichten richten, so daß auch jegliche Verbindungen der oberen Schichten unter Verwendung der beendeten Verbindung mitgeteilt und abgebaut werden.
Bei der MALT der vorliegenden Erfindung muß solch eine Funktion ausgeschaltet werden. Sonst können, nachdem eine MCD sich aus dem Versorgungsbereich für eine besondere Technik hinausbewegt, solche Widerrufmechanismen getriggert werden, was zu der Beendigung von Transportverbindungen führt, die unter Verwendung dieser Technik aufgebaut wurden. Das Abschalten des obenerwähnten Merkmals ist im allgemeinen von der Implementierung abhängig, aber unkompliziert.
Vorteile der MALT der vorliegenden Erfindung
Unter Verwendung der MALT der vorliegenden Erfindung sind mobile Nutzer dazu in der Lage, ein Roaming über verschiedene Typen von Netzen hinweg nahtlos auszuführen, ohne daß laufende Transportverbindungen fallengelassen werden. Darüber hinaus kann die MALT der vorliegenden Erfindung vollständig auf der Seite des Clienten als Software-Hintergrundroutine implementiert werden; existierende Netzeinrichtungen brauchen nicht hochgerüstet zu werden.
Weitere Vorteile der MALT können anhand des folgenden üblichen Kommunikationsszenarios erläutert werden.
Ein Nutzer initiiert einen Multimedia-Telefonanruf von seiner MCD an seinem Schreibtisch. Zu jener Zeit ist die MCD mit einer Dockstation verbunden, die eine drahtgebundene Netzkonnektivität bietet. Während drahtlose Schnittstellen in der MCD vorgesehen sind und die Konnektivität über diese drahtlosen Techniken auch zur Verfügung steht, ist es offensichtlich besser, in dem Moment die drahtgebundene Netzschnittstelle zu verwenden. Dann muß sich der Nutzer während des Telefonanrufs in einen anderen Raum in einem Gebäude auf der gegenüberliegenden Straßenseite begeben. Der Nutzer möchte das Gespräch während des Hinübergehens aufrechterhalten.
Während sein Büro und der Raum, in den er sich begibt, beide durch die drahtlose Technik A (zum Beispiel Bluetooth) bedient werden, werden Zugriffspunkte für eine lokale Konnektivität im Freien auf dem Campus durch eine verschiedene drahtlose Freiluft-Technik B (zum Beispiel 802.11b) bedient. Alle Zugriffspunkte sind mit dem Funk-LAN derselben Haupttrasse verbunden. Obwohl die Technik B in der Realität möglicherweise in einem Büro verwendet werden kann, ist die Verbindungsqualität auf Grund des Abfangens und Abschwächens der Signale durch Wände und Decken/Fußböden wahrscheinlich schlecht. Deshalb ist es besser, die Technik A für die drahtlose Konnektivität in Innenräumen und die Technik B im Freien zu verwenden.
Wie zuvor diskutiert, ist ein nahtloses Roaming über die Verbindungstechnik hinweg ohne Verlust der Transportverbindung ohne die MALT der Erfindung nicht möglich. In einem herkömmlichen System wird die Transportschichtverbindung unterbrochen, nachdem sich der Nutzer aus dem Versorgungsbereich seiner gegenwärtigen Verbindungstechnik hinausbewegt. Der Nutzer muß das Gespräch neu initiieren (die Transportschichtverbindungen neu aufbauen), wobei eine verschie dene Datenverbindungstechnik verwendet wird. Falls die Telefontechnik intelligent genug ist, kann es sein, daß eine automatische Wiederwahl versucht wird, um die Telefonverbindung mit minimaler Mitwirkung durch den Nutzer erneut herzustellen. Bei dem obigen Beispiel erfolgt solch eine Wiederwahl nach:

1. der Entnahme der MCD von der Dockstation;
2. dem Entfernen der MCD aus dem Büro; und
3. dem Hineingelangen der MCD in den Raum am Ziel.

Unter Verwendung der MALT-Prozeduren der vorliegenden Erfindung besteht die Telefonverbindung jedoch fort, ohne spürbare Unterbrechung, die durch die Notwendigkeit der Wiederwahl verursacht wird.
Ein Vergleich zwischen dem, was in verschiedenen Netzschichten mit oder ohne die MALT der vorliegenden Erfindung passiert, ist in Tabelle 1 zusammengefaßt.
Obwohl gegenwärtig verschiedene Verbindungsqualitätstestmechanismen existieren, sind diese typischerweise nicht mit dem MCD-Netzkern integriert. Falls eine MCD zwischen Verbindungstechniken umschalten muß, muß der Nutzer ohne die MALT-Technik die Veränderungen manuell konfigurieren. Außerdem werden während des Umschaltens der Verbindungstechnik Transportverbindungen in gegenwärtigen Systemen beendet. Einige Anwendungen nutzen dennoch ihre eigenen "lebenserhaltenden" Mechanismen, um Kommunikationssessionen in solchen Fällen aufrechtzuerhalten. Da die Sessionsschicht typischerweise jedoch nicht über eine ausreichende API-Unterstützung verfügt, sind diese Mechanismen sehr simpel. Auch bei diesen "intelligenten" Anwendungen dauert es gewöhnlich sehr lange (zig Sekunden, oder sogar Minuten), bis die Anwendung die Beendigung der Verbindung detektiert und die Verbindung neu aufbaut. Da andererseits die MALT dazu in der Lage ist, Transportverbindungen während des Umschaltens zwischen Verbindungstechniken beizubehalten, werden Kommunikationssessionen überhaupt nicht beeinträchtigt.
Tabelle 1: MALT-Vorteile
Auf Grund der Größe und der Heterogenität des Internets wird wahrscheinlich jede neue Technik versagen, die ein obligatorisches Hochrüsten von Netzeinrichtungen erfordert. Die MALT erfordert keine Modifizierung der Infrastruktur und kann lediglich auf der MCD auf der Seite des Clienten implementiert werden. Obwohl ein Verbindungsqualitätsdetektionsserver der MALT beim Bestimmen der geeignetsten Schnittstelle helfen kann, ist er nicht notwendig. Es gibt andere Verfahren zum Ausführen derselben Aufgabe ohne Verwendung von zusätzlichen Netzeinrichtungen. Unter Einsatz dieser Verfahren stellt die MALT eine Lösung völlig auf der Seite der MCD dar. Dies bedeutet, daß ein MCD-Hersteller die MALT in seinem Produkt implementieren kann, und zwar ohne die Mitwirkung durch irgendwelche anderen Netzeinrichtungsprodukthersteller oder Dienstanbieter.
Die MALT gründet sich auf das Standard-ARP-Protokoll. Da ARP durch praktisch alle existierenden IP-Netze unterstützt wird, kann MALT in diese Netze gesteckt werden, ohne die Arbeitsweise dieser Netze zu beeinträchtigen. Somit ist die MALT mit existierenden IP-Netzeinrichtungen und Infrastrukturen voll kompatibel. Das Einführen eines mit der MALT-Funktion aufgewerteten Produktes verläuft unkompliziert.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können vorteilhaft sein, falls die IP-Adressen, die verschiedene Verbindungstechniken nutzen, in demselben Subnetz liegen und durch verschiedene Vorrichtungstreiber oder Netzschnittstellenkarten bedient werden. Falls verschiedene Verbindungstechniken gemeinsam auf derselben Schnittstellenkarte angeordnet sind und durch einen einzelnen Vorrichtungstreiber bedient werden, könnte das Umschalten zwischen den gemeinsam angeordneten Techniken innerhalb solch einer speziellen Schnittstellenkarte adressiert sein. Durch das Erhöhen der Komplexität der Schnittstellenkarte könnte das Umschalten innerhalb der physikalischen und Datenverbindungsschichten verborgen bleiben. Über dem Vorrichtungstreiber würden diese zwei Techniken als einzelne Netzschnittstelle erscheinen, und was den Rest der MCD anbelangt, gibt es kein offensichtliches Umschalten zwischen Netzschnittstellen. Die MALT, die die vorliegende Erfindung verkörpert, könnte auch gemeinsam mit der speziellen Schnittstellenkarte verwendet werden, um ein Umschalten zwischen jener speziellen Schnittstellenkarte und Schnittstellenkarten einer anderen Verbindungstechnik vorzusehen. Falls IP-Adressen für die verschiedenen Verbin dungen in verschiedenen Subnetzen liegen, sind dann noch andere, komplexere Verfahren erforderlich.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können ein nahtloses Roaming durch Verbindungstechniken hindurch in derselben Broadcast-Domäne und während der Teilnahme an einer laufenden Transportschichtsession ermöglichen. In gegenwärtigen Systemen wird die aktive Transportschichtverbindung beendet, nachdem sich ein Nutzer aus dem Versorgungsbereich seiner gegenwärtigen Verbindungstechnik hinausbegibt. Das System, oder der Nutzer, muß das Gespräch unter Verwendung der alternierenden Datenverbindungstechnik neu initiieren. Es kommt zu einer zunehmenden Verzögerung und dem möglichen Verlust von wichtigen Informationen, wenn die Transportverbindung unterbrochen wird, speziell wenn die Verbindungen drahtlose Techniken nutzen. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können es gestatten, daß die Nutzervorrichtung auf eine alternierende Verbindung schaltet und bewirkt, daß alle Daten, die für die frühere Verbindung bestimmt waren, an die neue Verbindung geliefert werden, ohne das Transportprotokoll zu trennen. In vielen Anwendungen unter Einsatz des TCP/IP, wie etwa beim multimedialen Konferenzbetrieb, beim Audio/Video-Streaming und beim Browsen im World Wide Web mit drahtlosen Vorrichtungen, wird die Ansprechempfindlichkeit außerordentlich verbessert.
Eine MCD kann mit einer anderen Vorrichtung kommunizieren (d. h. eine Transportverbindung haben), die irgendwo im Internet sein kann. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist nur die MCD, die die MALT ausführt, auf die Bewegung zwischen Versorgungsbereichen innerhalb des Subnetzes beschränkt; die andere Vorrichtung (mit der die MCD, die die MALT ausführt, gerade kommuniziert) kann ir gendwo im Internet sein. Hinsichtlich der anderen Vorrichtung, die an der Verbindung beteiligt ist, gibt es keine Beschränkung, und die andere Vorrichtung kann die MALT, die die vorliegende Erfindung verkörpert, verwenden oder auch nicht. Falls die andere Vorrichtung die MALT verwendet, die die vorliegende Erfindung verkörpert, könnte dann die andere Vorrichtung am Roaming innerhalb ihres Subnetzes auch teilnehmen.
Darüber hinaus kann eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Fehlertoleranz in einer mobilen Rechenumgebung durch das Aufrechterhalten einer laufenden Kommunikation bieten.
Die vorliegende Erfindung kann durch Modifizierungen an der Kommunikationssoftware implementiert werden, die sich auf einer Kommunikationsvorrichtung befindet, die mehrere Kommunikationsverbindungsschnittstellen enthält. Ferner liegen die Schnittstellen in demselben IP-Subnetz. Die vorliegende Erfindung kann die Operation des existierenden standardmäßigen Address Resolution Protocol (ARP) modifizieren.
Obwohl ein einfaches Verfahren präsentiert wird, um zu bestimmen, wann eine Verbindungsumschaltung bewirkt werden soll und wie die beste "Verbindung" bei einem Umschalten auszuwählen ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf solch ein Verfahren begrenzt, da die verschiedensten Verfahren dafür möglich sind.
Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auf drahtlose Techniken erweitert werden, die Schnittstellen für eine Langstreckenkonnektivität (das heißt, ein drahtloses 3-G-Modem) enthalten, denen zwar aus administrativen Gründen typischerweise keine Adressen in demselben Subnetz wie Kurz- und Mittelstreckenschnittstellen gegeben werden, bei denen aber ein einzelner Netzwerkverwaltungskörper Zugriffe über mehrere Verbindungstechniken verwaltet und Schnittstellen Adressen in demselben Subnetz verliehen werden. Zum Beispiel hat ein Laptop-Computer in einem Büro wahrscheinlich Adressen in demselben Subnetz für seine Ethernet-Karte, seine IEEE-802.11-Karte und seine Bluetooth-Karte. Das Umschalten zwischen Schnittstellen in verschiedenen Broadcast-Domänen ist nicht im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten und kann durch Netzschicht-Techniken wie etwa das Mobile IP oder andere Modifizierungen an den Routing-Protokollen bewältigt werden.
Vorteilhafterweise enthält eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Möglichkeit zum Aufrechterhalten der Transportschicht-Konnektivität durch Verbindungsveränderungen, was zufriedenere Nutzer zur Folge hat, wenn von einer mobilen Rechenvorrichtung wie etwa einem Personal Digital Assistant (PDA) auf das Internet zugegriffen wird. Das Aufrechterhalten der Transportschicht-Konnektivität durch Verbindungsveränderungen bei der vorliegenden Erfindung ist wichtig in Vorrichtungen mit mehreren, drahtlosen Verbindungsoptionen, bei denen Versorgungsbereiche klein sein können und häufige Verbindungsveränderungen erforderlich sein können, wenn sich ein Nutzer hinausbegibt.
Auf Grund der Popularität und des großen Anwendungsraumes für eine Vernetzung auf der Basis des Transport Control Protocol/Internetwork Protocol (TCP/IP) ist es ratsam, anfangs Implementierungen mit neuer drahtloser Technik als IP-Schnittstellen einzuführen, um Akzeptanz zu erlangen. Nachdem eine neue drahtlose Technik ihre solide Position und ihren Marktanteil behauptet, muß sie dennoch, solange sie auf eine Mehrzweckkommunikation zwischen Rechenvorrichtungen abzielt, den größten Teil ihrer Kapazität dem Transport von IP-Daten widmen. Deshalb wird die nutzer-, anwendungs- und marktfreundlichste Produktform für neue drahtlose Kommunikationstechnik eine Netzschnittstellenkarte (NIC) sein, die als Datenverbindungsschicht (und darunter) für den TCP/IP-Stapel dient.
Wenn die Nutzer nicht mehr an die Beschränkungen der drahtgebundenen Konnektivität gebunden sind, wird das zuvor beschriebene Szenario in dem Zeitalter der mobilen Rechentechnik völlig normal sein. Mit der gegenwärtigen Technik können diese anspruchsvollen mobilen Nutzer allerdings nicht zufriedengestellt werden. Die MALT, die die vorliegende Erfindung verkörpert, sieht ein transparentes Roaming über verschiedene Verbindungstechniken hinweg vor und wird der Nachfrage nach einer ununterbrochenen Konnektivität gerecht.
Die vielen Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der eingehenden Beschreibung hervor; und da die Fachwelt ferner ohne weiteres auf zahlreiche Abwandlungen und Veränderungen kommen wird, soll die Erfindung nicht auf die exakte Konstruktion und Operation, die dargestellt und beschrieben ist, begrenzt sein, und demzufolge können alle geeigneten Abwandlungen und Äquivalente als in dem Umfang der beigefügten Ansprüche fallend angesehen werden.

Claims

Verfahren zum Umschalten zwischen Verbindungselementen (412, 416), die mit einer Vorrichtung (430) verbunden sind, auf einem Teilnetz auf IP-Basis (414), mit: Selektieren, wenn die Vorrichtung (430) eine laufende Kommunikation über ein erstes Verbindungselement (412) hat, das eine erste Verbindungsschichtadresse (410) hat, eines zweiten Verbindungselementes (416), das eine zweite Verbindungsschichtadresse (418) hat, die sich von der ersten Verbindungsschichtadresse (410) unterscheidet, welche laufende Kommunikation durch eine IP-Adresse identifiziert wird und eine Transportschichtverbindung enthält, die eine End-zu-End-Kommunikation zwischen Anwendungen vorsieht; gekennzeichnet durch: Umstellen der laufenden Kommunikation von dem ersten Verbindungselement (412) auf das zweite Verbindungselement (416), während die laufende Kommunikation beibehalten wird, durch dynamisches Binden der zweiten Verbindungsschichtadresse an die IP-Adresse; und Melden der zweiten Verbindungsschichtadresse (418) den beteiligten Hosts, falls vorhanden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem jede Verbindungsschichtadresse (410, 418) eine MAC-Adresse ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das erste Verbindungselement eine Verbindungstechnik aufweist, die sich von dem zweiten Verbindungselement unterscheidet.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem wenigstens ein derartiges Verbindungselement betriebsfähig ist, um eine Vielzahl von Verbindungen innerhalb des Teilnetzes vorzusehen, wobei jede von der Vielzahl von Verbindungen dieselbe Verbindungsschichtadresse hat, aber wenigstens eine von der Vielzahl von Verbindungen eine Verbindungstechnik aufweist, die sich gegenüber wenigstens einer anderen von der Vielzahl von Verbindungen unterscheidet.
Verfahren nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, bei dem vor dem Umstellen auf das zweite Verbindungselement (416) die laufende Kommunikation durch die IP-Adresse (408) identifiziert wird, in Kombination mit einer ersten MAC-Adresse (410), welche die Verbindungsschichtadresse des ersten Verbindungselementes (412) ist, welches Verfahren ferner das Umschalten von der ersten MAC-Adresse (410) auf eine zweite MAC-Adresse (418) umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 5, bei dem das Umschalten initiiert und vollendet wird, bevor ein Zeitablaufmechanismus bei der Transportschichtverbindung getriggert wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die laufende Kommunikation eine Anwendung (402, 424), ein Socket (406, 422), eine Network Link Device Representation (NLDR), die eine Netzschicht-Softwaredarstellung der Vorrichtung (408, 420) ist, einen Vorrichtungstreiber (410, 418), eine Netzschnittstellenkarte (412, 416) und ein Netz (414) umfaßt, wobei die Anwendung (402) mit dem Socket (406) kommuniziert, der Socket mit der NLDR (408) kommuniziert, welche NLDR die IP-Adresse (408) hat, die NLDR (408) mit dem Vorrichtungstreiber (410) kommuniziert, welcher Vorrichtungstreiber die erste MAC-Adresse (410) hat, der Vorrichtungstreiber (410) mit der Netzschnittstellenkarte (412) kommuniziert, die Netzschnittstellenkarte mit dem Netz (414) kommuniziert, welches Verfahren die erste MAC-Adresse (410) dynamisch an die IP-Adresse (408) bindet.
Verfahren nach Anspruch 7, ferner mit: Speichern einer Adresse eines fremden Hostcomputers in einem Speicher (516) eines lokalen Hostcomputers als Antwort auf das Empfangen oder Senden einer Mitteilung von dem (oder an den) fremden Hostcomputer, so daß der lokale Hostcomputer dem fremden Hostcomputer melden kann, wenn der lokale Hostcomputer eine neue MAC-zu-IP-Adreßzuordnung hat.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem das Umschalten als Antwort auf eine empfangene Mitteilung erfolgt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem das Umschalten als Antwort auf die Qualität der Verbindung erfolgt.
Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 5 bis 10, bei dem den beteiligten Hosts das Umschalten durch eine Mitteilung gemeldet wird.
Vorrichtung (430; 500), die betriebsfähig ist, um zwischen Verbindungselementen (412; 538) umzuschalten, die mit der Vorrichtung (430; 500) verbunden sind, auf einem Teilnetz auf IP-Basis (414), mit: einem Verbindungsumstellungsmodul (510), das betriebsfähig ist, wenn die Vorrichtung eine laufende Kommunikation über ein erstes Verbindungselement (538) hat, das eine erste Verbindungsschichtadresse (536) hat, um ein zweites Verbindungselement (538) zu selektieren, das eine zweite Verbindungsschichtadresse (536) hat, die sich von der ersten Verbindungsschichtadresse (536) unterscheidet, welche laufende Kommunikation durch eine IP-Adresse identifiziert wird und eine Transportschichtverbindung enthält, die eine End-zu-End-Kommunikation zwischen Anwendungen (540) vorsieht; gekennzeichnet durch: das Verbindungsumstellungsmodul (510), das ferner betriebsfähig ist, um die laufende Kommunikation von dem ersten Verbindungselement (538) auf das zweite Verbindungselement (538) umzustellen, während die laufende Kommunikation beibehalten wird, indem die zweite Verbindungsschichtadresse dynamisch an die IP-Adresse gebunden wird; und das Verbindungsumstellungsmodul, das ferner betriebsfähig ist, um beteiligten Hosts die zweite Verbindungsschichtadresse (536) zu melden.
Vorrichtung (430; 500) nach Anspruch 12, bei der jede Verbindungsschichtadresse eine MAC-Adresse ist, welche Vorrichtung ferner ein Dynamik-MAC-an-IP-Bindemodul (528) umfaßt, das betriebsfähig ist, um die IP-Adresse (530) auf der Basis des selektierten Verbindungselementes dynamisch an solch eine MAC-Adresse (532) zu binden.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei das Verbindungsumstellungsmodul ferner ein Verbindungsabfühlmodul (514) umfaßt, das betriebsfähig ist, um die Qualität einer Verbindung zu bestimmen, welches Verbindungsumstellungsmodul (510) ferner betriebsfähig ist, um die Verbindung auf der Basis der Qualität der Verbindung zu selektieren.
Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die Verbindung ein Verbindungselement mit einer MAC-Adresse hat und das Verbindungsumstellungsmodul (510) betriebsfähig ist, um die MAC-Adresse (532) durch eine ARP-Mitteilung an beteiligte Hosts zu senden.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 15, wobei das Verbindungsumstellungsmodul (510) ferner einen Cache eines beteiligten Hosts (516) umfaßt, der betriebsfähig ist, um Adressen von fremden Hosts zu speichern.
Vorrichtung nach irgendeinem der Ansprüche 12 bis 16, die eine mobile Rechenvorrichtung ist.
Programm, das bei Ausführung durch einen Computer bewirkt, daß der Computer das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11 ausführt.
Programm nach Anspruch 18, das in einem oder durch ein computerlesbares Medium gespeichert wird.
Verfahren, Vorrichtung oder Programm, je nachdem, nach irgendeinem vorhergehenden Anspruch, wobei das Teilnetz ein Teilnetzwerk vom Internet ist.
Verfahren oder Programm, je nachdem, nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, 18 und 19, wobei die Vorrichtung eine mobile Rechenvorrichtung ist und das Selektieren, Umstellen und Melden durch die mobile Rechenvorrichtung ausgeführt werden.
Verfahren oder Programm, je nachdem, nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, 18 und 19, wobei die Vorrichtung ein Computer auf der Seite eines Clienten ist und das Selektieren, Umstellen und Melden durch den Computer auf der Seite des Clienten ausgeführt werden.
Verfahren oder Programm, je nachdem, nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 11, 18 und 19, wobei die Vorrichtung ein Hostcomputer ist und das Selektieren, Umstellen und Melden durch den Hostcomputer ausgeführt werden.