專利名稱：用于對等網(wǎng)絡(luò)的ip地址零配置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及通信網(wǎng)絡(luò)，更具體而言，本發(fā)明涉及對等(peer-to-peer)網(wǎng)絡(luò)。
背景技術(shù)：
許多對等無線聯(lián)網(wǎng)技術(shù)采用因特網(wǎng)協(xié)議(IP)作為在對等體之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方式。因特網(wǎng)協(xié)議要求網(wǎng)絡(luò)中的每個單獨的無線對等體具有被分配給其的至少一個唯一的IP地址。這些IP地址可以被人工地分配給每個對等體。然而，對于對等體設(shè)備的這種人工配置可能是復(fù)雜的，并且可能需要具有聯(lián)網(wǎng)方面的專門技術(shù)的人員來正確地執(zhí)行。因此需要能夠自動分配用于對等網(wǎng)絡(luò)中的IP地址的技術(shù)和結(jié)構(gòu)。
附圖簡述
圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性ad-hoc(自組織)無線網(wǎng)絡(luò)的圖示；圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性無線客戶端設(shè)備的框圖；以及圖3和4是顯示根據(jù)本發(fā)明一個實施例的為客戶端設(shè)備分配用于ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中的IP地址的示例性方法的流程圖部分。
詳細描述在以下的詳細說明中對附圖進行參考，其中附圖通過示例來顯示特定實施例，在這些實施例中可以實施本發(fā)明。這些實施例被充分詳細地描述以便使本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明。應(yīng)當理解，本發(fā)明的各種實施例雖然不同但是并不必互斥。例如，這里結(jié)合一個實施例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性可以在其他實施例中實現(xiàn)，而不會背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍。此外，應(yīng)該理解，在每個所公開的實施例中的各個單獨元件的位置或排列可以在不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下進行修改。因此，以下的詳述說明不是為了限制的目的，本發(fā)明的范圍僅僅由適當解釋的所附權(quán)利要求書和權(quán)利要求書的等效表述的全部范圍所限定。在附圖中，貫穿幾個附圖的相同的附圖標記表示相同或相似的功能。
圖1是顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性ad-hoc(或?qū)Φ?無線網(wǎng)絡(luò)10的框圖。該無線網(wǎng)絡(luò)10可以使用因特網(wǎng)協(xié)議(IP)作為在網(wǎng)絡(luò)的不同節(jié)點之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的方式。如圖1所示，ad-hoc無線網(wǎng)絡(luò)10可以包括多個無線客戶端設(shè)備12。雖然顯示了4個設(shè)備12，但是應(yīng)當理解，在網(wǎng)絡(luò)10中可以存在任意數(shù)量的無線客戶端設(shè)備12(即2個或更多)。各無線客戶端設(shè)備12可以使用一個或多個節(jié)點間無線鏈路互相通信。每個客戶端設(shè)備12可以包括功能14(這里將使用術(shù)語“tinyDHCP”表示)，用于以對相應(yīng)用戶相對透明的方式將至少一個IP地址分配給相關(guān)的客戶端設(shè)備12(即分配給其中的網(wǎng)絡(luò)接口結(jié)構(gòu))。也就是說，IP地址的分配將需要很少或者不需要用戶方的動作。正如將更詳細描述的那樣，該tinyDHCP功能14可以以模仿與眾所周知的動態(tài)主機配置協(xié)議(DHCP)相關(guān)的功能的方式操作?？蛻舳嗽O(shè)備12可以包括任何形式的能夠參與無線網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，例如具有無線聯(lián)網(wǎng)功能的桌面型、膝上型、掌上或平板式計算機、具有無線聯(lián)網(wǎng)功能的個人數(shù)字助理(PDA)、蜂窩電話或者其他形式的手持式無線通信器、尋呼器和/或其他類似設(shè)備。每個客戶端設(shè)備12可以根據(jù)一個或多個無線聯(lián)網(wǎng)標準來配置(例如IEEE 802.11(ANSI/IEEE Std802.11-1999 Edition)及其附錄、藍牙(Specification of the BluetoothSystem，Version 1.2，Bluetooth SIG Inc.，November 2003以及相關(guān)規(guī)范)、IRDA(Infrared Data Association Serial Infrared Physical LayerSpecification，Version 1.4，May 30th，2001以及相關(guān)規(guī)范)、HomeRF(HomeRF Specification，Revision 2.01，The HomeRF TechnicalCommittee，July，2002以及相關(guān)規(guī)范)等等)。
圖2是顯示了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的示例性無線客戶端設(shè)備20的框圖。無線客戶端設(shè)備20可以用在圖1的ad-hoc無線網(wǎng)絡(luò)10或其他無線網(wǎng)絡(luò)中。如圖2所示，無線客戶端設(shè)備20可以包括以下各項當中的一個或多個操作系統(tǒng)22、DHCP客戶端24、ad-hoc客戶端26、tinyDHCP單元28和分組驅(qū)動程序30。無線客戶端設(shè)備20還可以包括某種形式的通信介質(zhì)32以便提供在各個元件之間的通信。應(yīng)當理解，圖2所示的各個塊本質(zhì)上可以是功能性的，而不必對應(yīng)于分立的硬件元件。例如，在至少一個實施例中，兩個或更多塊可以在單個(或多個)數(shù)字處理設(shè)備中以軟件實現(xiàn)。所述數(shù)字處理設(shè)備例如可以包括通用微處理器、數(shù)字信號處理器(DSP)、精簡指令集計算機(RISC)、復(fù)雜指令集計算機(CISC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)、專用集成電路(ASIC)和/或其他設(shè)備，其中包括上述各項的組合。硬件、軟件、固件或混合實現(xiàn)方式都可以被使用。
操作系統(tǒng)(OS)22是在客戶端設(shè)備20中的程序，其尤其可以用于管理在設(shè)備20中執(zhí)行的其他程序?？梢允褂萌魏尾僮飨到y(tǒng)。DHCP客戶端24是一個客戶端服務(wù)，其可以是或者可以不是操作系統(tǒng)22的一部分，并且其尤其適于發(fā)出對于客戶端設(shè)備20中的網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備的IP地址分配的請求。ad-hoc客戶端26適于為客戶端設(shè)備20管理ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的創(chuàng)建和/或設(shè)置。ad-hoc客戶端26可以提供用戶接口(例如經(jīng)由OS 22)以便允許客戶端設(shè)備20的用戶提供關(guān)于ad-hoc網(wǎng)絡(luò)功能的輸入(例如，針對加入或啟動ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的請求等等)。在至少一個實施例中，ad-hoc客戶端26是在客戶端設(shè)備20中利用相應(yīng)的應(yīng)用程序接口(API)執(zhí)行的應(yīng)用程序。也可以有其他實現(xiàn)方式。
tinyDHCP單元28是一個客戶端服務(wù)，其適于以對相關(guān)用戶而言相對透明的方式將一個或多個IP地址分配給客戶端設(shè)備20。在至少一個實施例中，tinyDHCP單元28充當代理DHCP服務(wù)器，其與客戶端設(shè)備20中的DHCP客戶端24進行通信，以便處理由DHCP客戶端24發(fā)出的DHCP相關(guān)的請求。tinyDHCP單元28可以(至少部分地)根據(jù)DHCP協(xié)議操作。tinyDHCP單元28可以具有允許用戶指定參數(shù)(諸如IP地址范圍、子網(wǎng)掩碼等等)的相關(guān)API。該API例如可以通過ad-hoc客戶端26操作。當支持用戶參數(shù)指定時，如果用戶還沒有指定新的參數(shù)，則tinyDHCP單元28可以缺省為預(yù)配置的參數(shù)組。除了其IP地址分配功能之外，tinyDHCP單元28可以偵聽網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)關(guān)于來自其他節(jié)點的DHCP確認(ACK)消息并發(fā)現(xiàn)其他節(jié)點的存在。當發(fā)現(xiàn)新的節(jié)點時，tinyDHCP單元28可以使用新的節(jié)點信息(例如MAC地址、IP地址、客戶端標識符(諸如機器名或另一個唯一的客戶端標識符)等等)來更新相關(guān)數(shù)據(jù)庫。在至少一個實施例中，當發(fā)生特定事件時(諸如新的節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)并被分配IP地址等等)，tinyDHCP單元28的API可以向在客戶端設(shè)備20中執(zhí)行的一個或多個其他應(yīng)用程序提供通知。
分組驅(qū)動程序30適于為客戶端設(shè)備20提供到無線網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的原始訪問(raw access)，而不使用基于套接字的功能。在MicrosoftWindows操作系統(tǒng)中，例如，WinSock套接字程序通常用來支持針對相關(guān)網(wǎng)絡(luò)的輸入/輸出請求。當相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)接口已經(jīng)被分配了IP地址時，WinSock程序能良好地工作。當IP地址還沒有被分配時，分組驅(qū)動程序30允許對網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的原始訪問。分組驅(qū)動程序30將通常與無線網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)或其他網(wǎng)絡(luò)接口結(jié)構(gòu)(例如集成無線聯(lián)網(wǎng)功能等等)相結(jié)合地工作?？梢耘cMicrosoftWindowsOS一起使用的一類分組驅(qū)動程序是WinPcap(Windows分組捕獲)體系結(jié)構(gòu)的分組捕獲驅(qū)動程序功能?？梢蕴鎿Q地使用其他類型的分組驅(qū)動程序30，這通常取決于正在使用的操作系統(tǒng)。
圖3和4是說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的、用于分配IP地址給客戶端設(shè)備以便用在ad-hoc網(wǎng)絡(luò)中的示例性方法40的流程圖的各部分。ad-hoc客戶端首先發(fā)出命令到DHCP客戶端，以便更新IP地址(塊42)。ad-hoc客戶端可以響應(yīng)于來自相應(yīng)客戶端設(shè)備的用戶的請求而這樣做，以便加入已經(jīng)存在的ad-hoc網(wǎng)絡(luò)或者創(chuàng)建新的ad-hoc網(wǎng)絡(luò)。然后該DHCP客戶端可以發(fā)送DHCP發(fā)現(xiàn)消息到第一DHCP端口(例如端口67)(塊44)。在該客戶端設(shè)備中的tinyDHCP單元可以被配置來偵聽或監(jiān)視第一DHCP端口。該tinyDHCP單元感測在第一DHCP端口上的DHCP發(fā)現(xiàn)消息并且解析該消息，以便從中提取信息(例如事務(wù)標識號(XID)、介質(zhì)訪問控制(MAC)地址等等)(塊46)。然后該tinyDHCP單元可以選擇用于由該客戶端設(shè)備使用的IP地址(塊48)。該tinyDHCP單元可以基于例如以下因素來選擇IP地址在DHCP協(xié)議中指定的優(yōu)先級、用戶指定的或缺省的DHCP參數(shù)、DHCP發(fā)現(xiàn)消息中的參數(shù)和/或其他因素。接下來，該tinyDHCP單元可以發(fā)送因特網(wǎng)控制消息協(xié)議(ICMP)回送請求以便測試所選擇的IP地址的可用性(塊50)?？梢蕴鎿Q地使用其他可用性測試。在至少一個實施例中，在此時不執(zhí)行可用性測試。
如果ICMP回送請求產(chǎn)生了這樣的判斷，即所選擇的IP地址不可用(塊52-N)，那么tinyDHCP單元可以選擇另一個IP地址(即返回到塊48)。如果ICMP回送請求產(chǎn)生了這樣的判斷，即所選擇的IP地址是可用的(塊52-Y)，那么tinyDHCP單元可以在第二DHCP端口(即端口68)上準備和發(fā)送DHCP提供(DHCP offer)(塊54)。在至少一個實施例中，tinyDHCP單元將該DHCP提供單播到特定DHCP客戶端的網(wǎng)絡(luò)接口(盡管其他技術(shù)也是可能的)。tinyDHCP單元可以如上所述地使用分組驅(qū)動程序發(fā)送該DHCP提供。該DHCP提供將包括所選擇的IP地址?？蛻舳嗽O(shè)備中的DHCP客戶端可以被配置來偵聽或監(jiān)視第二DHCP端口。該DHCP客戶端感測在第二DHCP端口上的DHCP提供(塊56)。然后該DHCP客戶端可以驗證在DHCP提供內(nèi)的IP地址是否可用(塊58)?？梢允褂萌魏悟炞C技術(shù)。
如果該IP地址被確定是不可用的(塊60-N)，則DHCP客戶端可以在第一DHCP端口上發(fā)送DHCP拒絕消息(塊68)。該tinyDHCP單元感測DHCP拒絕消息，并且決定為該客戶端設(shè)備選擇另一個IP地址(塊48)。如果該IP地址被確定是可用的(塊60-Y)，那么該DHCP客戶端接受所提供的IP地址，并且在第一DHCP端口上發(fā)送(包括該IP地址的)DHCP請求(塊62)。在至少一個實施例中，DHCP客戶端在接受之前不嘗試驗證該IP地址(即塊56直接行進到塊62)。該tinyDHCP單元在第一DHCP端口上感測DHCP請求，并且在第二DHCP端口上廣播(包括IP地址的)DHCP確認(ACK)消息(塊64)。然后，該DHCP客戶端感測在第二端口上的DHCP ACK消息(塊66)，并且完成IP地址分配。應(yīng)當理解，上述方法僅僅是在客戶端設(shè)備中用來為該客戶端設(shè)備分配IP地址的一個可能程序的實例。
在上述實施例中，本發(fā)明是在無線對等網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境中討論的。應(yīng)當理解，本發(fā)明的各方面也可以在小的“有線”網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)，以便實施對其中各節(jié)點的IP地址分配。
在上面的詳細說明中，本發(fā)明的各個特征被分組在一個或多個單獨實施例中，以便使公開內(nèi)容更簡潔。這種公開方法不應(yīng)被理解為反映本發(fā)明需要比清楚列在每項權(quán)利要求中更多的特征的意圖。相反，如所附權(quán)利要求書所反映的那樣，本發(fā)明的各方面可以存在于比每個所公開實施例的所有特征更少的特征。
雖然聯(lián)系某些實施例描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，在不背離本發(fā)明的實質(zhì)和范圍的情況下可以進行修改和變化。這種修改和變化被認為落在本發(fā)明和所附權(quán)利要求書的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種客戶端設(shè)備，包括ad-hoc客戶端，用于管理所述客戶端設(shè)備到ad-hoc無線網(wǎng)絡(luò)的連接；DHCP客戶端，用于響應(yīng)于來自所述ad-hoc客戶端的命令而發(fā)送DHCP發(fā)現(xiàn)消息；以及tinyDHCP單元，用于感測所述DHCP發(fā)現(xiàn)消息，并且響應(yīng)于該消息而為該客戶端設(shè)備分配IP地址。
2.如權(quán)利要求1所述的客戶端設(shè)備，還包括分組驅(qū)動程序，用于為至少該tinyDHCP單元提供對無線網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的原始訪問而不使用套接字功能。
3.如權(quán)利要求2所述的客戶端設(shè)備，其中所述分組驅(qū)動程序是分組捕獲庫的一部分。
4.如權(quán)利要求1所述的客戶端設(shè)備，其中所述tinyDHCP單元使用動態(tài)DHCP分配。
5.如權(quán)利要求1所述的客戶端設(shè)備，其中所述DHCP客戶端發(fā)送所述DHCP發(fā)現(xiàn)消息到被所述tinyDHCP單元監(jiān)視的預(yù)定端口。
6.如權(quán)利要求1所述的客戶端設(shè)備，其中所述tinyDHCP單元測試所述IP地址的可用性。
7.如權(quán)利要求6所述的客戶端設(shè)備，其中所述tinyDHCP單元通過發(fā)送ICMP回送請求來測試所述IP地址的可用性。
8.如權(quán)利要求1所述的客戶端設(shè)備，其中所述tinyDHCP單元發(fā)送包括IP地址的DHCP提供。
9.如權(quán)利要求8所述的客戶端設(shè)備，其中所述tinyDHCP單元發(fā)送所述DHCP提供到被所述DHCP客戶端監(jiān)視的預(yù)定端口。
10.如權(quán)利要求8所述的客戶端設(shè)備，其中所述DHCP客戶端感測所述DHCP提供，并且基于該DHCP提供而發(fā)送DHCP請求，其中所述DHCP請求包括所述IP地址。
11.如權(quán)利要求10所述的客戶端設(shè)備，其中所述DHCP客戶端在發(fā)送所述DHCP請求之前驗證所述IP地址的可用性。
12.如權(quán)利要求10所述的客戶端設(shè)備，其中所述tinyDHCP單元感測所述DHCP請求，并且響應(yīng)于該DHCP請求而發(fā)送DHCP確認(ACK)消息。
13.如權(quán)利要求1所述的客戶端設(shè)備，其中所述tinyDHCP單元與用戶接口相關(guān)聯(lián)，以便允許用戶指定DHCP參數(shù)。
14一種用于連接客戶端設(shè)備到ad-hoc網(wǎng)絡(luò)的方法，包括從該客戶端設(shè)備中發(fā)送DHCP發(fā)現(xiàn)消息；在該客戶端設(shè)備中接收所述DHCP發(fā)現(xiàn)消息；以及響應(yīng)于接收到所述DHCP發(fā)現(xiàn)消息而在該客戶端設(shè)備中為該客戶端設(shè)備分配IP地址。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述發(fā)送包括發(fā)送所述DHCP發(fā)現(xiàn)消息到預(yù)定端口。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述接收包括監(jiān)視所述預(yù)定端口，并且在所述預(yù)定端口上感測所述DHCP發(fā)現(xiàn)消息。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，還包括在分配所述IP地址之后，從該客戶端設(shè)備中發(fā)送包括所述IP地址的DHCP提供。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在發(fā)送所述DHCP提供之前測試所述IP地址的可用性。
19.如權(quán)利要求17所述的方法，其中發(fā)送DHCP提供包括使分組驅(qū)動程序在無線網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)上發(fā)送所述DHCP提供。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述分組驅(qū)動程序在所述無線網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)上發(fā)送所述DHCP提供，而不使用套接字功能。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在客戶端設(shè)備中接收所述DHCP提供；以及在接收所述DHCP提供之后，從該客戶端設(shè)備中發(fā)送包括所述IP地址的DHCP請求。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括在發(fā)送所述DHCP請求之前驗證在該DHCP提供中的IP地址是可用的。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括在客戶端設(shè)備中接收所述DHCP請求；以及在接收到所述DHCP請求之后，從該客戶端設(shè)備中發(fā)送DHCP確認(ACK)消息。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，還包括在客戶端設(shè)備中接收所述DHCP ACK消息。
25.如權(quán)利要求14所述的方法，其中所述分配包括使用動態(tài)DHCP分配。
26.一種包括存儲介質(zhì)的制品，該存儲介質(zhì)上存儲有指令，當由計算平臺執(zhí)行時，所述指令導(dǎo)致從客戶端設(shè)備中發(fā)送DHCP發(fā)現(xiàn)消息；在該客戶端設(shè)備中接收所述DHCP發(fā)現(xiàn)消息；以及響應(yīng)于接收到所述DHCP發(fā)現(xiàn)消息而從該客戶端設(shè)備中向該客戶端設(shè)備分配IP地址。
27.如權(quán)利要求26所述的制品，其中所述發(fā)送包括發(fā)送所述DHCP發(fā)現(xiàn)消息到預(yù)定端口。
28.如權(quán)利要求27所述的制品，其中所述接收包括監(jiān)視所述預(yù)定端口，并且在所述預(yù)定端口上感測所述DHCP發(fā)現(xiàn)消息。
29.如權(quán)利要求26所述的制品，還包括在分配所述IP地址之后，從客戶端設(shè)備中發(fā)送包括所述IP地址的DHCP提供。
30.一種客戶端設(shè)備，包括無線網(wǎng)絡(luò)接口卡(NIC)，用于提供到無線網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的接口；ad-hoc客戶端，用于管理所述客戶端設(shè)備到ad-hoc無線網(wǎng)絡(luò)的連接；DHCP客戶端，用于響應(yīng)于來自所述ad-hoc客戶端的命令而發(fā)送DHCP發(fā)現(xiàn)消息；以及tinyDHCP單元，用于感測所述DHCP發(fā)現(xiàn)消息，并且響應(yīng)于該DHCP發(fā)現(xiàn)消息而為該客戶端設(shè)備分配IP地址。
31.如權(quán)利要求30的客戶端設(shè)備，其中所述無線NIC根據(jù)IEEE 802.11無線聯(lián)網(wǎng)標準來配置。
32.如權(quán)利要求30的客戶端設(shè)備，還包括分組驅(qū)動程序，用于為tinyDHCP單元提供對所述無線網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的原始訪問，而不使用套接字功能。
33.如權(quán)利要求32的客戶端設(shè)備，其中所述分組驅(qū)動程序是分組捕獲庫的一部分。
34.如權(quán)利要求30的客戶端設(shè)備，其中所述tinyDHCP單元使用動態(tài)DHCP分配。
全文摘要
一種客戶端設(shè)備，包括基于DHCP的功能，其用于分配IP地址到客戶端設(shè)備以便用在ad－h(huán)oc無線網(wǎng)絡(luò)中。
文檔編號H04L12/28GK1902888SQ200480039634
公開日2007年1月24日 申請日期2004年12月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月31日
發(fā)明者R·莫漢達斯 申請人:英特爾公司