專利名稱：分組交換網(wǎng)中的路由選擇的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在分組交換網(wǎng)中的路由選擇，更具體而言，本發(fā)明涉及用于在分組交換網(wǎng)中路由數(shù)據(jù)的地址的產(chǎn)生和分配。本發(fā)明尤其適用于，但不是必須適用于互聯(lián)網(wǎng)中地址的產(chǎn)生和分配。
背景技術(shù)：
互聯(lián)網(wǎng)包括一些由傳輸鏈路(通常是銅電纜或光纖)互連的路由器?；ヂ?lián)網(wǎng)用戶通常將它們的個人計算機使用撥號調(diào)制解調(diào)器通過諸如PSTN電話網(wǎng)的接入網(wǎng)連接到互聯(lián)網(wǎng)。接入網(wǎng)進而又通過網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)器(如互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供者)連接到互聯(lián)網(wǎng)。其它用戶可以連接到進而又直接連接到互聯(lián)網(wǎng)路由器的局域網(wǎng)(LAN)。
互聯(lián)網(wǎng)是一種分組交換網(wǎng)，其中所發(fā)送的數(shù)據(jù)被捆綁成為“數(shù)據(jù)報”。數(shù)據(jù)報可以攜帶一個可變長度的有效負荷，其長度在數(shù)據(jù)報的頭中指示。為每個用戶分配一個唯一的IP地址，該IP地址包括一個標(biāo)識用戶所連接到的網(wǎng)絡(luò)的前綴部分(即MSB)以及一個標(biāo)識到網(wǎng)絡(luò)的用戶的后綴部分(即LSB)。每個數(shù)據(jù)報伴隨著目的用戶的IP地址(以及起源用戶的IP地址)，并由介入路由器根據(jù)所述IP地址來將數(shù)據(jù)報路由到目的用戶。
目前的IPv4標(biāo)準定義了4個八比特字節(jié)(32比特)長的IP地址。由美國官方INTERNIC將地址范圍分配給網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)用戶請求一個互聯(lián)網(wǎng)連接時，網(wǎng)絡(luò)通常動態(tài)地將各IP地址分配給用戶。最近幾年中互聯(lián)網(wǎng)的可用性以及使用的增長是巨大的，并且有引入定義了16個八比特字節(jié)長的IP地址的IPv6標(biāo)準。希望這足以應(yīng)付互聯(lián)網(wǎng)的未來增長。

發(fā)明內(nèi)容
在目前的互聯(lián)網(wǎng)地址產(chǎn)生和分配過程中有多個固有問題，這些是不可能由IPv6的引入來解決的。
第一個問題是由單一官方(INTERNIC)來進行在上層的地址分配。這可能導(dǎo)致不公平，并且當(dāng)引入一個新網(wǎng)絡(luò)時，確實會引起延遲和增加的管理責(zé)任。因為地址是由網(wǎng)絡(luò)動態(tài)分配給用戶的，所以會出現(xiàn)一個相關(guān)問題，將導(dǎo)致對用戶的互聯(lián)網(wǎng)連接時間的時間延遲。此外，因為IP地址的這種動態(tài)分配，所以用戶很難識別分配給第一個用戶希望與之通信的某個其它用戶的IP地址。
通常需要將IP地址手工輸入用戶的計算機、服務(wù)器、路由器等。在這種手工數(shù)據(jù)條目操作中顯然有出現(xiàn)錯誤的可能。
應(yīng)當(dāng)理解，這些問題不僅限于互聯(lián)網(wǎng)，在包括廣域網(wǎng)(WAN)和移動電信網(wǎng)的其它使用率很高的分組交換網(wǎng)中也會出現(xiàn)這些問題。
本發(fā)明的一個目的是克服或者至少減輕上述的缺點。通過根據(jù)用戶的地理位置來為分組交換網(wǎng)用戶產(chǎn)生地址來達到這個以及其它目的。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種為分組交換網(wǎng)的用戶分配地址的方法，其中所述地址被用于在網(wǎng)絡(luò)上將數(shù)據(jù)分組從一個遠程位置路由到用戶，所述方法包括確定用戶的地理位置，并根據(jù)所確定的地理位置來產(chǎn)生一個地址。
應(yīng)當(dāng)理解，根據(jù)用戶位置被利用其而確定的方案，每個用戶或每組用戶被在數(shù)據(jù)網(wǎng)中分配一個唯一的地址。地址分配不再是單一官方的責(zé)任，而是成為用戶位置的一個固有特性。所產(chǎn)生的地址對應(yīng)于或者數(shù)學(xué)上可以從確定地址位置而獲得。
本發(fā)明有利于位置特定數(shù)據(jù)分組的發(fā)送。也就是說，提供一個用戶的(大致)位置，可能與該用戶通信。
優(yōu)選地，分組交換網(wǎng)是一個包括多個路由器的IP網(wǎng)絡(luò)，這些路由器根據(jù)伴隨著數(shù)據(jù)報的目的IP地址(或者從目的IP地址中獲取的其它數(shù)據(jù))而將數(shù)據(jù)分組進行路由選擇。更優(yōu)選地，數(shù)據(jù)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)。
優(yōu)選地，所述確定用戶地理位置的步驟包括使用一個全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機來確定用戶的經(jīng)度和緯度(以及可選的高度)?？商娲兀梢允褂脙蓚€或多個固定陸地站來確定用戶的位置。例如，可以使用由移動電話設(shè)備和移動電信網(wǎng)所做的測量來確定用戶的位置。
根據(jù)本發(fā)發(fā)明的第二方面，提供了一種用于為分組交換網(wǎng)的用戶分配地址的設(shè)備，該設(shè)備包括用于接收用戶的地理位置的輸入裝置以及用于根據(jù)所接收的地理位置來產(chǎn)生一個地址的處理裝置。
優(yōu)選地，所述處理裝置被安排來產(chǎn)生一個含有所述地理位置的分組頭。在使用中，分組頭還含有對于分組的目的的地理位置。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于接入分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)的設(shè)備，所述設(shè)備包括用于確定該設(shè)備的地理位置的位置確定裝置；以及包括用于接收所述設(shè)備的地理位置的輸入裝置以及用于根據(jù)所接收的地理位置來產(chǎn)生一個地址的處理裝置的設(shè)備。
盡管可以采用現(xiàn)有的分組交換網(wǎng)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)本發(fā)明，但是也可能引入提供重大優(yōu)點的全新結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)，其包括多個互連的路由器，其中的每一個知道其本身的地理位置以及其相鄰路由器的地理位置，并且每個路由器被安排來根據(jù)其本身的位置、相鄰路由器的位置、以及包含在數(shù)據(jù)分組中的地理目的地/路由信息來將所接收的數(shù)據(jù)分組路由到相鄰路由器。
上述本發(fā)明第四方面的實施例提供了優(yōu)越于現(xiàn)有分組交換網(wǎng)的多個重大優(yōu)點。這些包括不需要連續(xù)更新路由器的路由表(減小了網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量)，由于不需要檢查過長的路由表，從而加速了路由選擇過程，并且減小了路由器的復(fù)雜度。
優(yōu)選地，所述多個路由器包括第一組北/南子路由器以及第二組東/西子路由器，這兩組路由器中的至少一些是互連的，以允許一個數(shù)據(jù)分組的方向可以從北/南切換到東/西，反之亦然。
優(yōu)選地，每個路由器被安排來檢查包含在所接收的數(shù)據(jù)分組中的一個當(dāng)前方向指示符，用以確定分組的當(dāng)前傳輸方向。每個路由器還檢查包含在所接收的數(shù)據(jù)分組中的距離計數(shù)器，其指示分組已經(jīng)在所指示的方向中行進的距離或者在該方向中的剩余傳輸距離。如果一個距離計數(shù)器指示接收路由器是在所指示方向中的目的路由器(例如是服務(wù)于目的用戶的路由器)，則路由器或者引起方向從北/南切換到東/西或反之，或者引起分組被發(fā)送到連接到該路由器的一個用戶。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種在分組交換網(wǎng)中路由數(shù)據(jù)分組的方法，該方法包括步驟a)產(chǎn)生一個含有至少數(shù)據(jù)分組的源和目的地的經(jīng)度和緯度的數(shù)據(jù)分組頭，該頭還包括一個指示分組的傳輸方向的方向指示符，以及指示該分組在所指示方向中行進的距離或者在該方向中的剩余距離的距離計數(shù)器；b)在所指示的方向中將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到相鄰路由器并更新距離計數(shù)器；c)在接收路由器中檢查數(shù)據(jù)分組頭，以確定該接收路由器是否代表所指示方向中的目的路由器；d)如果不是，則在所指示的方向中將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到一個相鄰路由器并更新距離計數(shù)器；以及e)如果是，則用與初始指示符正交的一個指示符來更新方向指示符，并計算指示分組在新的所指示方向中行進的距離或在該方向中的剩余距離的新的距離計數(shù)器，并且重復(fù)步驟b)到d)直到接收路由器代表所指示方向中的目的路由器為止。
根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種為蜂窩電信網(wǎng)的一個移動臺分配地址的方法，其中該地址用于在網(wǎng)絡(luò)上將數(shù)據(jù)分組從一個遠程位置路由到移動臺，所述方法包括根據(jù)移動臺所連接到的網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點的地理位置來產(chǎn)生一個地址。
在GSM網(wǎng)絡(luò)中，所述節(jié)點可以是基站或基站控制器或MSC。在UMTS網(wǎng)絡(luò)中，該節(jié)點可以是基站、RNC、MSC、SGSN等。


圖1示意說明包含一個GPS接收機的互聯(lián)網(wǎng)用戶終端；圖2表示一個IP數(shù)據(jù)報頭的結(jié)構(gòu)；以及圖3示意說明互聯(lián)網(wǎng)的被修改的路由器結(jié)構(gòu)；圖4是說明路由圖3的網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)報的方法的流程圖。
具體實施例方式
圖1示出了一臺個人計算機(PC)1，其可以是一臺包括奔騰微處理器等的傳統(tǒng)PC。PC1耦合到一個已知類型的全球定位系統(tǒng)(GPS)接收機2，其根據(jù)從軌道衛(wèi)星發(fā)送的射頻信號的監(jiān)視來確定其本身在經(jīng)度、緯度和高度方面的位置。目前，GPS接收機能夠定位精確地為20米的位置，但是該精確地將來可能提高。GPS接收機2產(chǎn)生一個電輸出信號3，其含有以度、分和秒讀出的緯度和經(jīng)度以及以米讀出的高度。該信號3被傳送到PC1的輸入端口。
PC1被安排來或者在安裝過程中根據(jù)請求或者更可能地每當(dāng)用戶啟動一個互聯(lián)網(wǎng)接入時，來運行一個IP地址產(chǎn)生程序。該程序用作從GPS接收機2接收的最近讀取的IP地址的基礎(chǔ)。以20比特二進制數(shù)(180×3600)表示經(jīng)度測量，還有一個額外比特指示從所選擇的原點向西或向東的方向，而由一個19比特二進制數(shù)(90×3600)表示緯度測量，還有一個額外比特指示從赤道向北或向南的方向。由一個12比特二進制數(shù)表示高度(從低于海平面4km到高于海平面12km)，還有一個額外比特指示從海平面的方向。這樣，可以由一個54比特的二進制數(shù)來表示PC1的位置。假設(shè)IP地址是64比特長，這剩下10比特(或者1023個設(shè)備地址)用于PC1。在本例中，PC1選擇這些可用地址之一用于其自己使用。不過，應(yīng)當(dāng)理解，一組位置接近的互聯(lián)網(wǎng)終端可以以避免地址沖突的方式來共享可用的一組地址。
如圖1所示，PC1連接到局域網(wǎng)(LAN)4，后者進而又連接到IP路由器5。IP路由器5是對于LAN4到互聯(lián)網(wǎng)6的入口點。在傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)接入系統(tǒng)中，由某個(連接到LAN4的)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器負責(zé)將一個IP地址分配給PC1。不過，如上面所討論的，在本例中，IP地址是由PC1自己產(chǎn)生的。
在互聯(lián)網(wǎng)對話期間，從PC1在互聯(lián)網(wǎng)6上發(fā)送的數(shù)據(jù)報包括具有如圖2所示的結(jié)構(gòu)的頭部分。該頭涉及數(shù)據(jù)報路由的域是源(即PC1)的經(jīng)度、緯度和高度；目的地(即數(shù)據(jù)報的目的節(jié)點)的經(jīng)度、緯度和高度；方向指示符w，n和u，當(dāng)設(shè)置為1時，它們分別表示西、北和向上位置，并且當(dāng)設(shè)置為0時，表示相反位置(相對于某個固定原點)；距離計數(shù)器，其保存在當(dāng)前行進方向(E/W，N/S或U/D)中到目的地的剩余距離；當(dāng)前傳送方向指示符(Dir)，其指示數(shù)據(jù)報傳輸?shù)漠?dāng)前方向(E/W或N/S)；以及分發(fā)方向完成指示符(Sto)，其指示如果有，則是哪個分發(fā)方向(E/W或N/S)最后被完成。
圖3表示代表對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)的修改的互聯(lián)網(wǎng)路由器結(jié)構(gòu)。每個路由器被認為是一對并置的子路由器即東/西子路由器和北/南子路由器。東/西子路由器將數(shù)據(jù)報沿緯度線路由，而北/南子路由器將數(shù)據(jù)報沿經(jīng)度線路由。
現(xiàn)在考慮由連接到如圖3所示路由器5的PC1的用戶所產(chǎn)生的一個數(shù)據(jù)報。假設(shè)對于該數(shù)據(jù)報的目的地是位于區(qū)域7中的一個服務(wù)器，并且其連接到進而又連接到路由器8的LAN。PC1將知道其本身的位置以及目的服務(wù)器的位置。PC1首先確定到目的服務(wù)器(東)的最直接的經(jīng)度方向，然后確定到服務(wù)器的經(jīng)度距離(d1)。前者被輸入Dir域，后者被輸入距離計數(shù)器域。數(shù)據(jù)報被從PC1(通過LAN4)傳送到路由器5，其中確定數(shù)據(jù)報必須被在向東的方向發(fā)送到下一個路由器9。根據(jù)其本身的位置、以及路由器9的知識，路由器5能夠確定到路由器9的距離。在發(fā)送數(shù)據(jù)報之前，通過從距離計數(shù)器當(dāng)前保持的值(d1)中減去所確定的距離來更新距離計數(shù)器。
一旦接收到路由器9的數(shù)據(jù)報，就檢查該數(shù)據(jù)報的頭部，以看方向計數(shù)器是否有一個超過在向東方向中下一個路由器的距離的50％的值。在本例中是這種情況，路由器9將立即將數(shù)據(jù)報轉(zhuǎn)發(fā)到在向東方向中的下一個路由器。該過程持續(xù)直到數(shù)據(jù)報到達路由器10為止。在路由器10，識別方向計數(shù)器中的值是否小于到在向東方向中下一個路由器的距離的50％。然后，路由器9分析頭的Sto域，并識別沒有方向分發(fā)已經(jīng)在先前被完成，即向東的分發(fā)是最先完成的。因此，路由器10計算到目的服務(wù)器的緯度距離d2，并用該值來更新距離計數(shù)器。Dir域也被更新以指示向北的傳輸方向，并且Sto域被更新以指示向東的傳輸方向已經(jīng)完成。然后，數(shù)據(jù)報被從路由器發(fā)送到路由器，直到它到達路由器8為止，其中距離計數(shù)器再次被識別為小于到在向北方向中下一個路由器的距離的50％。目的路由器8能夠確定它是從包含在頭中的目的位置或者通過分析Sto域得到的目的路由器。
通過目的服務(wù)器所連接到的局域網(wǎng)達到從路由器7到目的服務(wù)器的最終分發(fā)。
上述方法還在圖4的流程圖中進一步示出。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不偏離本發(fā)明范圍的情況下，可以對上述實施例做出各種修改。例如，盡管距離計數(shù)器和Dir域的使用提供了用于路由數(shù)據(jù)分組的特別快的機制，但是也可以只根據(jù)目的地位置，即緯度、經(jīng)度和高度來執(zhí)行路由。還應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語“用戶”并不限于上述的PC。例如，“用戶”可以是服務(wù)器或路由器或甚至是一個移動終端。
在與蜂窩電信網(wǎng)注冊的移動終端的情況下，分配給該終端的IP地址可以部分地從終端通過其連接到網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點的地理位置中獲得。例如，該IP地址可以包括對應(yīng)于連接節(jié)點的位置的前綴以及一個對應(yīng)于終端標(biāo)識的后綴。在GSM網(wǎng)中，連接節(jié)點可以是基站。一旦分組已經(jīng)路由到連接節(jié)點，則移動IP就可以被用于將分組路由目的終端。
權(quán)利要求
1.一種用于為分組交換網(wǎng)的用戶分配地址的方法，其中該地址用于在網(wǎng)絡(luò)上將數(shù)據(jù)分組從遠程位置路由到用戶，所述方法包括確定用戶的地理位置，并根據(jù)所確定的地理位置來產(chǎn)生一個地址。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中分組交換網(wǎng)是一個包括多個路由器的IP網(wǎng)，其中的每個路由器根據(jù)伴隨著數(shù)據(jù)報的目的IP地址來路由數(shù)據(jù)分組。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中數(shù)據(jù)網(wǎng)是互聯(lián)網(wǎng)。
4.如前面任何一個權(quán)利要求所述的方法，其中所述確定用戶的地理位置的步驟包括使用一個全球定位系統(tǒng)(GPS)來確定用戶的經(jīng)度和緯度(以及可選地高度)。
5.一種用于為分組交換網(wǎng)的用戶分配一個地址的設(shè)備，該設(shè)備包括用于接收用戶的地理位置的輸入裝置以及用于根據(jù)所接收的地理位置而產(chǎn)生一個地址的處理裝置。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中所述處理裝置被安排來產(chǎn)生含有所述地理位置的分組頭。
7.一種用于接入分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)的設(shè)備，該設(shè)備包括用于確定所述設(shè)備的地理位置的位置確定裝置；以及包括用于接收所述設(shè)備的地理位置的輸入裝置以及用于根據(jù)所接收的地理位置而產(chǎn)生一個地址的處理裝置的設(shè)備。
8.一種分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)，它包括多個互連的路由器，其中的每一個知道其本身的地理位置以及其相鄰路由器的地理位置，并且每個路由器被安排來根據(jù)其本身的位置、相鄰路由器的位置、以及包含在數(shù)據(jù)分組中的地理目的地/路由信息來將所接收的數(shù)據(jù)分組路由到相鄰路由器。
9.如權(quán)利要求8所述的網(wǎng)絡(luò)，其中每個所述路由器包括第一組北/南子路由器以及第二組東/西子路由器，這兩組路由器中的至少一些是互連的，以允許一個數(shù)據(jù)分組的方向可以從北/南切換到東/西，反之亦然。
10.如權(quán)利要求8或9所述的網(wǎng)絡(luò)，其中每個路由器被安排來檢查包含在所接收的數(shù)據(jù)分組中的一個方向指示符，用以確定分組的當(dāng)前傳輸方向；每個路由器檢查包含在所接收的數(shù)據(jù)分組中的距離計數(shù)器，其指示分組已經(jīng)在所指示的方向中行進的距離或者在該方向中的剩余傳輸距離；并且如果一個距離計數(shù)器指示接收路由器是在所指示方向中的目的路由器，則路由器或者引起方向從北/南切換到東/西或反之，或者引起分組被發(fā)送到連接到該路由器的一個用戶。
11.一種用于在分組交換網(wǎng)中路由數(shù)據(jù)分組的方法，該方法包括步驟a)產(chǎn)生一個含有至少數(shù)據(jù)分組的源和目的地路由器的經(jīng)度和緯度的數(shù)據(jù)分組頭，該頭還包括一個指示分組的傳輸方向的方向指示符，以及指示該分組在所指示方向中行進的距離或者在該方向中的剩余距離的距離計數(shù)器；b)在所指示的方向中將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到相鄰路由器并更新距離計數(shù)器；c)在接收路由器中檢查數(shù)據(jù)分組頭，以確定該接收路由器是否代表所指示方向中的目的路由器；d)如果不是，則在所指示的方向中將數(shù)據(jù)分組發(fā)送到一個相鄰路由器并更新距離計數(shù)器；以及e)如果是，則用與初始指示符正交的一個指示符來更新方向指示符，并計算指示分組在新的所指示方向中行進的距離或在該方向中的剩余距離的新的距離計數(shù)器，并且重復(fù)步驟b)到d)直到接收路由器代表所指示方向中的目的路由器為止。
12.一種用于為蜂窩電信網(wǎng)中的移動臺分配地址的方法，其中所述地址用于在網(wǎng)絡(luò)上將數(shù)據(jù)分組從遠程位置路由到移動臺，所述方法包括根據(jù)移動臺所連接到的網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點的地理位置來產(chǎn)生一個IP地址。
全文摘要
一種為分組交換網(wǎng)的用戶分配地址的方法,其中所述地址用于在網(wǎng)絡(luò)上將數(shù)據(jù)分組從一個遠程位置路由到用戶,所述方法包括使用一個GPS接收機來確定用戶的地理位置,并根據(jù)所確定的地理位置來產(chǎn)生一個地址。
文檔編號H04L29/08GK1375152SQ00812996
公開日2002年10月16日 申請日期2000年8月31日 優(yōu)先權(quán)日1999年9月17日
發(fā)明者M·蒂烏里 申請人:艾利森電話股份有限公司