專利名稱：單向適配器的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置的制作方法
本申請要求1997年11月10日申請的美國臨時專利申請系列No.60/065055的優(yōu)先權(quán)。
本申請涉及一種方法和設(shè)備，允許個人計算機在通過電話線路上行發(fā)送數(shù)據(jù)給計算機網(wǎng)絡(luò)的同時通過例如有線或衛(wèi)星電視網(wǎng)絡(luò)的廣播信道從諸如因特網(wǎng)的計算機網(wǎng)絡(luò)中接收數(shù)據(jù)。具體地，本發(fā)明提供諸如有線電視系統(tǒng)等的單向通信系統(tǒng)中的單向適配器的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置。一種代理權(quán)代理(proxy agent)用于通過構(gòu)造的返回路徑適配器與計算機網(wǎng)絡(luò)的資源服務(wù)器通信，從而在單向適配器與資源服務(wù)器之間提供雙向通信。
使用下列縮寫詞ARP-地址解析協(xié)議；CPU-中央處理單元；DHCP-動態(tài)主機配置協(xié)議；HTTP-超文本傳送協(xié)議；IFTF-因特網(wǎng)工程任務(wù)強制(task force)；IGMP-因特網(wǎng)組管理協(xié)議；IP-因特網(wǎng)協(xié)議；IPCP-因特網(wǎng)協(xié)議配置協(xié)議；ISP-因特網(wǎng)業(yè)務(wù)提供者；LAN-局域網(wǎng)；
LMDS-本地多點分配系統(tǒng)；MMDS-多信道多點分配系統(tǒng)；MSO-多系統(tǒng)經(jīng)營者；PC-個人計算機；PPP-點對點協(xié)議；PPRA-數(shù)據(jù)包處理中繼代理；RF-射頻；RFC-注解請求；TCP-傳輸控制協(xié)議；UDP-用戶數(shù)據(jù)板協(xié)議；UHF-特高頻；和WAN-廣域網(wǎng)。
現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)通過同軸電纜或混合光纖與同軸電纜網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)字電視信號到用戶家中。另外，直接發(fā)送節(jié)目到用戶家中的衛(wèi)星分配網(wǎng)絡(luò)也已日益普及。發(fā)送給用戶的數(shù)字信號提供高保真度的視頻和音頻。其他類型的數(shù)據(jù)也能發(fā)送給用戶，諸如封閉的加字幕數(shù)據(jù)、股票數(shù)據(jù)、天氣報告等。此數(shù)據(jù)可以調(diào)制在諸如垂直消隱間隔的整個電視信號信道上或一部分電視信號信道上，并在用戶家中的解碼器上進行恢復(fù)。
另外，一些有線網(wǎng)絡(luò)提供上行通信路徑，允許用戶發(fā)送信號到前端，以便例如預(yù)訂收費節(jié)目或查驗帳目余額。
而且，諸如因特網(wǎng)的計算機網(wǎng)絡(luò)尤其在使用用于娛樂、教育和信息目的并與其他用戶通信的一般公眾之中正迅速普及。用戶一般利用常規(guī)雙工電話線路通過PC和電話調(diào)制解調(diào)器訪問因特網(wǎng)，以便從各個遠端服務(wù)器中下載圖形、文本以及甚至音頻與視頻數(shù)據(jù)。用戶也可以通過從發(fā)送者的PC發(fā)送數(shù)據(jù)給接收者的PC來與另一用戶進行實時通信。因此，通過雙向電話調(diào)制解調(diào)器發(fā)送數(shù)據(jù)給PC和從PC中發(fā)送數(shù)據(jù)。
電話與有線或衛(wèi)星電視網(wǎng)絡(luò)之間主要的不同之處在于帶寬。由于電話網(wǎng)絡(luò)僅用于傳送話音信號，所以帶寬非常有限，例如3KHz。相反地，有線電視和衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)設(shè)計為傳送完全動態(tài)的視頻信號，并因此具有相當大的帶寬，例如幾百MHz或更大。
因此，由于增加的可用帶寬而極希望在有線或衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)上提供因特網(wǎng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)等，這樣的安排在給有線與衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營者提供附加的市場機遇的同時大大加速對用戶PC的響應(yīng)。
然而，提供上行路徑對于包括UHF、MMDS與LMDS的衛(wèi)星或地面廣播網(wǎng)絡(luò)來說是不可行的。而且，許多有線電視網(wǎng)絡(luò)沒有構(gòu)造為用于上行通信，或者任何這樣的供應(yīng)可能受到限制并且不適于處理來自較大數(shù)量用戶的傳輸。特別地，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營者可能更愿意為了諸如收費訂單的明顯收入增加的業(yè)務(wù)而保持可用的上行路徑。
還有，由于有線/衛(wèi)星信道是廣播信道，而電話線路是點對點信道所以在PC上可用的通信與尋址協(xié)議在有線/衛(wèi)星廣播環(huán)境中不是無縫地工作。
而且，計算機網(wǎng)絡(luò)的通信與尋址協(xié)議一般與有線和衛(wèi)星電視設(shè)備不兼容。
因此，希望提供一種系統(tǒng)，在通過上行電話線路發(fā)送數(shù)據(jù)給計算機網(wǎng)絡(luò)的同時，允許PC通過有線、衛(wèi)星或地面廣播電視網(wǎng)絡(luò)的下行廣播信道從諸如因特網(wǎng)的計算機網(wǎng)絡(luò)中接收數(shù)據(jù)。此系統(tǒng)應(yīng)提供與計算機網(wǎng)絡(luò)使用的協(xié)議棧的路由選擇/尋址約定的兼容性。
為方便網(wǎng)絡(luò)操作和管理，經(jīng)營者可能喜歡單向適配器利用其IP地址網(wǎng)絡(luò)配置信息動態(tài)進行構(gòu)造。
此系統(tǒng)應(yīng)提供諸如有線或衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器的單向適配器的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置，分別通過有線或衛(wèi)星電視網(wǎng)絡(luò)的下行廣播信道從諸如因特網(wǎng)的計算機網(wǎng)絡(luò)中接收數(shù)據(jù)，這樣的配置提供因特網(wǎng)對話期間的IP地址和配置信息，此地址在用戶不沖浪(surf)時能分配給其他調(diào)制解調(diào)器。
假定適配器是單向只接收的，并且網(wǎng)絡(luò)配置信息的分配要求雙向發(fā)送和接收通信鏈路，則此系統(tǒng)應(yīng)提供利用構(gòu)造的返回路徑實現(xiàn)單向適配器的動態(tài)配置及有關(guān)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)的代理權(quán)代理。
此系統(tǒng)應(yīng)提供單向適配器與計算機網(wǎng)絡(luò)使用的協(xié)議堆棧的路由選擇/尋址約定之間的兼容性。
本發(fā)明提供具有上述和其他優(yōu)點的系統(tǒng)。
本發(fā)明提供諸如有線電視系統(tǒng)等的單向通信系統(tǒng)中單向適配器的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置。本發(fā)明允許個人計算機、路由器/網(wǎng)橋或其他設(shè)備在通過電話線路上行發(fā)送數(shù)據(jù)給計算機網(wǎng)絡(luò)的同時，通過有線、衛(wèi)星或其他地面廣播電視網(wǎng)絡(luò)的廣播信道從諸如因特網(wǎng)的計算機網(wǎng)絡(luò)中接收數(shù)據(jù)，從而本發(fā)明允許用戶通過高帶寬信道快速地從計算機網(wǎng)絡(luò)中訪問和檢索數(shù)據(jù)。
代理權(quán)代理用于通過構(gòu)造的返回路徑適配器與計算機網(wǎng)絡(luò)的資源服務(wù)器通信，從而在單向適配器與資源服務(wù)器之間提供雙向通信。
適配器的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置要求通過需求進行構(gòu)造的接口與資源服務(wù)器進行雙向通信。本發(fā)明使用代理權(quán)代理，此代理權(quán)代理利用構(gòu)造的返回路徑實現(xiàn)單向適配器的動態(tài)配置及有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)。
諸如有線調(diào)制解調(diào)器的地址利用DHCP進行管理。如在RFC2131中所規(guī)定的，DHCP是用于網(wǎng)絡(luò)適配器配置的通用協(xié)議之一。對話初始化消息是通過要求提供的適配器發(fā)出的UDP廣播，網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器收聽這些廣播并發(fā)回所請求的信息。在WAN環(huán)境中，如果服務(wù)器不在客戶的網(wǎng)絡(luò)上，該網(wǎng)絡(luò)上的一機器用作DHCP代理權(quán)(中繼代理)來與DHCP服務(wù)器通信。中繼代理從客戶機接收廣播并將它們作為單播(unicast)消息發(fā)送給指定的DHCP服務(wù)器。服務(wù)器單播對中繼代理的響應(yīng)，中繼代理又利用客戶機的硬件地址將此響應(yīng)發(fā)送給客戶機。
為了利用DHCP構(gòu)造單向(只接收)內(nèi)部有線調(diào)制解調(diào)器適配器，將中繼代理功能從本地網(wǎng)移到主機中的數(shù)據(jù)包處理代理。分配給電話調(diào)制解調(diào)器適配器的地址(在利用PPP的電話對話初始化期間獲得的靜態(tài)或動態(tài)地址)用作中繼代理地址。數(shù)據(jù)包處理代理截收發(fā)送給有線調(diào)制解調(diào)器適配器的所有數(shù)據(jù)包。另外，它處理發(fā)送給返回路徑適配器的和從返回路徑適配器接收的所有數(shù)據(jù)包。如果數(shù)據(jù)包被識別為DHCP，則利用DHCP中繼代理功能來處理這些數(shù)據(jù)包。利用此方案，能利用DHCP管理有線調(diào)制解調(diào)器地址。
在數(shù)據(jù)包處理代理中包括DHCP中繼代理功能的上述原理可以擴展到主機中其他動態(tài)地址分配協(xié)議(例如，利用IPCP或Radius代理權(quán))、利用“IGMP代理權(quán)”功能的多信道廣播地址管理和使用單向適配器的系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)與銷售商特定的資源管理協(xié)議。具有單向適配器的系統(tǒng)包括有線調(diào)制解調(diào)器、無線調(diào)制解調(diào)器和衛(wèi)星調(diào)制解調(diào)器。
一般地，當用戶想利用PC訪問(例如“沖浪”)因特網(wǎng)時，由在PC上運行的連接管理器應(yīng)用控制的兩個階段連接處理出現(xiàn)了。首先，初始化電話調(diào)制解調(diào)器適配器，然后初始化有線調(diào)制解調(diào)器適配器。
利用ISP終端服務(wù)器建立電話鏈路以獲得電話調(diào)制解調(diào)器適配器的TCP/IP堆棧所要求的IP地址和網(wǎng)絡(luò)配置信息。在電話調(diào)制解調(diào)器上，PPP用于鏈路建立，并利用是PPP子集的IPCP獲得IP地址與網(wǎng)絡(luò)配置信息。
一旦完成PPP鏈路建立階段，由電話網(wǎng)絡(luò)地址管理服務(wù)器提供地址與網(wǎng)絡(luò)配置信息給終端服務(wù)器，終端服務(wù)器利用IPCP將此信息提供給電話調(diào)制解調(diào)器堆棧。此時，已完全初始化電話調(diào)制解調(diào)器和相應(yīng)堆棧，并能將通過上面的PPP處理獲得的IP地址作為源IP地址來與因特網(wǎng)進行雙向通信。
連接處理中的下一步驟是有線調(diào)制解調(diào)器適配器的初始化，DHCP是動態(tài)構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)配置信息的一個可能的方法。從網(wǎng)絡(luò)觀點出發(fā)，有線調(diào)制解調(diào)器需要發(fā)出IP地址與網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)請求。然而，由于有線調(diào)制解調(diào)器適配器是單向只接收適配器，所以此請求不能通過RF廣播信道發(fā)出，這就是需要PPRA的原因。有線調(diào)制解調(diào)器堆棧通過有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器發(fā)送初始化信息請求給PPRA。
PPRA處理此請求并通過電話線路將此請求從電話適配器發(fā)送到電纜前端的有線網(wǎng)絡(luò)地址管理服務(wù)器(資源服務(wù)器)，有線調(diào)制解調(diào)器堆棧是利用動態(tài)主機配置協(xié)議與有線網(wǎng)絡(luò)地址管理服務(wù)器通信以請求初始化信息的“客戶機”。
由PPRA執(zhí)行的一個修改是將在PPP期間獲得的IP地址用作“DHCP中繼代理”地址，DHCP是指動態(tài)主機配置協(xié)議。這個信息利用PPRA嵌入DHCP請求中，這些請求是PPRA在通過電話調(diào)制解調(diào)器適配器傳送這些請求給有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器之前從有線調(diào)制解調(diào)器棧中收到的。有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器/DHCP服務(wù)器隨后響應(yīng)中繼代理(也稱為DHCP代理權(quán)代理)的地址。PPRA將在電話調(diào)制解調(diào)器適配器上收到的數(shù)據(jù)包識別為DHCP數(shù)據(jù)包并隨后將它們傳送給有線調(diào)制解調(diào)器堆棧，有線調(diào)制解調(diào)器棧從而進行初始化并能通過單向RF廣播信道接收因特網(wǎng)數(shù)據(jù)。
每當用戶想連到因特網(wǎng)(例如，對話)時指定DHCP地址。一旦連接，用戶能利用指定給此連接的地址沖浪任意數(shù)量的站點。當用戶斷開并將斷開事件通知DHCP服務(wù)器時，服務(wù)器可以自由再使用此地址并將它分配給任何其他客戶機。
而且，利用DHCP分配給有線調(diào)制解調(diào)器TCP/IP堆棧的地址對于每個初始化/網(wǎng)絡(luò)對話可以是不同的。
一般地，在ISP電話網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器與有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器之間沒有點對點通信。有線調(diào)制解調(diào)器適配器的對話初始化請求是具有有線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的目的地址的UDP/IP數(shù)據(jù)包，并根據(jù)此地址通過電話網(wǎng)絡(luò)路由選擇/傳送到目的地。DHCP服務(wù)器/有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器響應(yīng)與電話調(diào)制解調(diào)器相關(guān)的IP地址的DHCP中繼代理地址。
PPRA查看電話調(diào)制解調(diào)器上從網(wǎng)絡(luò)來的DHCP消息，通過瀏覽消息內(nèi)容(例如，UDP/DHCP數(shù)據(jù)部分)識別此消息是用于有線調(diào)制解調(diào)器，并將此消息傳送給有線調(diào)制解調(diào)器堆棧。對話初始化時來自有線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的響應(yīng)沿電話路徑而不沿有線(例如，RF廣播)路徑返回。
有線網(wǎng)絡(luò)地址從不同于ISP網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)中進行分配，用戶正訪問的因特網(wǎng)服務(wù)器響應(yīng)分配給有線調(diào)制解調(diào)器的有線網(wǎng)絡(luò)地址。具有屬于有線網(wǎng)絡(luò)的目的地址的所有數(shù)據(jù)包利用通常的IP路由選擇和傳送規(guī)則從因特網(wǎng)發(fā)送至MSO路由器。一旦在MSO路由器，具有屬于有線調(diào)制解調(diào)器的目的地址的數(shù)據(jù)包傳送給寬帶網(wǎng)絡(luò)集線器以便傳送給有線調(diào)制解調(diào)器。
而且，在對話結(jié)束時，當用戶輕敲PC屏幕等上的斷開對話按鈕時，首先不初始化有線調(diào)制解調(diào)器。有線調(diào)制解調(diào)器堆棧中的DHCP客戶機發(fā)出消息給有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器，表示它正釋放IP地址。DHCP服務(wù)器現(xiàn)在可以自由分配此地址給任一個其他有線調(diào)制解調(diào)器。在發(fā)出DHCP釋放消息之后，利用PPP不初始化與電話調(diào)制解調(diào)器堆棧有關(guān)的IP地址來閉合電話連接，并隨后斷開電話鏈路。
提出一種特定方法，用于初始化通過第一通信路徑從計算機網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)并通過數(shù)據(jù)包處理中繼代理與雙向適配器通信的單向適配器，其中雙向適配器適于通過第二通信路徑從計算機網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供者(例如ISP)接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)給此業(yè)務(wù)提供者。
此方法包括以下步驟通過第二通信路徑在雙向適配器與業(yè)務(wù)提供者之間建立鏈路，例如以響應(yīng)用戶訪問因特網(wǎng)的請求、從業(yè)務(wù)提供者中獲得地址并通過第二通信路與雙向適配器將此地址傳送給數(shù)據(jù)包處理中繼代理，對話初始化請求數(shù)據(jù)包從單向適配器提供給數(shù)據(jù)包處理中繼代理。
數(shù)據(jù)包處理中代理提供具有以下內(nèi)容的對話初始化請求數(shù)據(jù)包(a)根據(jù)從業(yè)務(wù)提供者獲得的地址的源地址；和(b)與第一通信路徑有關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器(源服務(wù)器)的目的地址。對話初始化請求數(shù)據(jù)包隨后根據(jù)其中的目的地址通過雙向適配器和第二通信路徑傳送給網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器。
網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器通過根據(jù)中繼代理地址將地址配置信息經(jīng)第二通信路徑傳送給雙向適配器來響應(yīng)傳送給它的數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包處理中繼代理從雙向適配器中獲得地址配置信息以便在初始化單向適配器中使用。
通過第二通信路徑在雙向適配器與業(yè)務(wù)提供者之間建立鏈路以響應(yīng)用戶訪問計算機網(wǎng)絡(luò)的請求。
對話初始化請求數(shù)據(jù)包從單向適配器傳送給數(shù)據(jù)包處理中繼代理以響應(yīng)用戶訪問計算機網(wǎng)絡(luò)的請求。
第一通信路徑可以包括有線電視鏈路、衛(wèi)星電視鏈路、MMDS、LMDS和/或UHF鏈路。
類似地，單向適配器可以包括有線電視調(diào)制解調(diào)器、衛(wèi)星電視調(diào)制解調(diào)器、MMDS、LMDS和/或UHF調(diào)制解調(diào)器或其他有線或無線調(diào)制解調(diào)器。MMDS采用諸如微波信號的視線地面信號。
第二通信路徑可以包括電話鏈路，并且雙向適配器可以包括調(diào)制解調(diào)器。
數(shù)據(jù)包處理中繼代理可以適于處理傳送給它的數(shù)據(jù)包以提供包括至少以下之一的功能增強應(yīng)用層代理權(quán)，DHCP中繼代理，IGMP代理權(quán)，IP封裝、IP過濾，數(shù)據(jù)鏈路層隧道，數(shù)據(jù)鏈路層過濾和代理權(quán)ARP代理。
地址配置信息可以由網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器根據(jù)DHCP提供。
此方法可包括另一步驟通過數(shù)據(jù)包處理中繼代理、雙向適配器和第二通信路徑將確認消息從單向適配器提供給網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器，以確認單向適配器上地址配置信息的接收。
此方法可以包括又一個步驟通過第二通信路徑、雙向適配器和數(shù)據(jù)包處理中繼代理將確認消息從網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器提供給單向適配器，以確認從單向適配器接收確認消息。
也提供相應(yīng)的設(shè)備。


圖1表示根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；圖2表示根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議堆棧；圖3表示根據(jù)本發(fā)明的有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器的處理流程；圖4表示根據(jù)本發(fā)明的電話調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器的處理流程；圖5表示根據(jù)本發(fā)明從電話調(diào)制解調(diào)器發(fā)送給ISP電話網(wǎng)絡(luò)上IP拆封器的數(shù)據(jù)包；圖6表示根據(jù)本發(fā)明從有線經(jīng)營者網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給有線調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)包；圖7表示根據(jù)本發(fā)明初始化諸如電話調(diào)制解調(diào)器的雙向適配器的處理流程；圖8(a)表示根據(jù)本發(fā)明初始化諸如有線調(diào)制解調(diào)器的單向適配器的處理流程的第一部分；圖8(b)表示根據(jù)本發(fā)明初始化諸如有線調(diào)制解調(diào)器的單向適配器的處理流程的第二部分。
本發(fā)明提供諸如有線電視系統(tǒng)等的單向通信系統(tǒng)中單向適配器的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置。代理權(quán)代理用于通過構(gòu)造的返回路徑適配器與計算機網(wǎng)絡(luò)的資源服務(wù)器通信，從而在單向適配器與資源服務(wù)器之間提供雙向通信。
術(shù)語“計算機網(wǎng)絡(luò)”在此用于指任何網(wǎng)絡(luò)，因特網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、子網(wǎng)等。
在計算機網(wǎng)絡(luò)中傳送數(shù)據(jù)的協(xié)議通常利用協(xié)議層堆棧進行定義，每層執(zhí)行下一較高層的業(yè)務(wù)，并且每層的協(xié)議獨立于其他層的協(xié)議。所執(zhí)行的業(yè)務(wù)可以包括例如增加標題和/或尾部信息、設(shè)置定時器、或執(zhí)行檢錯和/或糾錯。
堆棧中最低層是物理層，這是物理媒體。接下來，可提供數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。應(yīng)用層指諸如在PC上操作的瀏覽器的軟件。傳輸層通過計算丟失或錯誤的數(shù)據(jù)包來增強網(wǎng)絡(luò)層的可靠性，并允許標準原語組與不同的網(wǎng)絡(luò)一起使用。網(wǎng)絡(luò)層選擇合適的路徑(例如，鏈路和路由器)來將數(shù)據(jù)包從源傳送到目的地，并允許不同類型網(wǎng)絡(luò)之間的通信。特別地，提供不同鏈路和路由器中的帶寬管理。數(shù)據(jù)鏈路層負責數(shù)據(jù)包的成幀(例如，數(shù)據(jù)幀的合適大小)、差錯控制、流控制和檢錯與糾錯。物理層可包括銅線或光纜或無線路徑，它是傳送數(shù)據(jù)包的媒體。
在網(wǎng)絡(luò)層上，來自傳輸層的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)包提供，并且可以加上數(shù)據(jù)包標題。在數(shù)據(jù)鏈路層上，來自網(wǎng)絡(luò)層的數(shù)據(jù)作為幀提供，并可以加上幀標題。數(shù)據(jù)包的處理可指在數(shù)據(jù)鏈路層上提供數(shù)據(jù)包幀。最后，在物理層上，幀調(diào)制到通過物理媒體傳輸?shù)妮d波上。
由目的機接收的數(shù)據(jù)幀以例如從物理層到數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層的相反順序進行處理。
特別地，因特網(wǎng)一般使用稱為TCP的面向連接的傳輸層協(xié)議和稱為IP的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。通過使發(fā)送與接收機產(chǎn)生稱為插座的端點來建立TCP業(yè)務(wù)。每個插座具有一個插座號或地址，包括主機的IP地址和本機至主機的16比特號碼，這稱為端口。因此，TCP標題包括源端口和目的端口。利用插座呼叫在發(fā)送機上的插座與接收機上的插座之間清楚地建立連接。
然而，在經(jīng)過單向廣播網(wǎng)絡(luò)從計算機網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)給PC或路由器/網(wǎng)橋設(shè)備時遇到TCP/IP堆棧困難，其中例如通過從PC或路由器/網(wǎng)橋設(shè)備到計算機網(wǎng)絡(luò)的上行電話鏈路提供返回路徑。
例如，對于有線調(diào)制解調(diào)器，有線電視設(shè)備可以分配標準電視信道(例如，6MHz)用于因特網(wǎng)和多媒體業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳送，PC通過將同一類型的線路作為電視的有線調(diào)制解調(diào)器與電視設(shè)備(例如，“廣播設(shè)備”)網(wǎng)絡(luò)接口，一旦連接了，有線調(diào)制解調(diào)器調(diào)諧到用于數(shù)據(jù)傳送的信道以便訪問因特網(wǎng)和由有線電視經(jīng)營者提供的其他多媒體業(yè)務(wù)。
有線調(diào)制解調(diào)器接收通過電視網(wǎng)絡(luò)傳送的數(shù)字信息并傳送給PC，在諸如電話連接的迂回路徑上提供從用戶家中的PC至因特網(wǎng)服務(wù)器的返回信號通信。
而且，在“雙歸屬”的有線調(diào)制解調(diào)器結(jié)構(gòu)中，有線調(diào)制解調(diào)器和電話調(diào)制解調(diào)器(例如，返回路徑適配器)的IP地址通常動態(tài)地從不同的地址庫中進行分配和管理，有線調(diào)制解調(diào)器和電話調(diào)制解調(diào)器也稱為“適配器”。術(shù)語“雙歸屬”指在諸如PC的單個設(shè)備中有兩個網(wǎng)絡(luò)適配器并且其中每一個適配器使用不同的IP地址的結(jié)構(gòu)。例如，電話適配器的地址可以利用IPCP進行分配，而有線調(diào)制解調(diào)器的地址一般利用DHCP進行分配。
在雙歸屬有線調(diào)制器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，由于有線電視鏈路的單向特性，所有上行業(yè)務(wù)指向電話調(diào)制解調(diào)器，從因特網(wǎng)服務(wù)器發(fā)送給PC的數(shù)據(jù)應(yīng)尋址給與有線調(diào)制解調(diào)器適配器的有關(guān)IP堆棧。然而，從電話適配器輸出的數(shù)據(jù)包通常具有與此電話適配器有關(guān)的IP地址，這個安排違反大多數(shù)客戶機TCP/IP堆棧的路由選擇/尋址約定。
圖1表示根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)包括MSO/有線經(jīng)營者網(wǎng)絡(luò)110、客戶機PC120(這可以位于用戶家中)、ISP電話網(wǎng)140(例如，交換設(shè)施)和通信諸如因特網(wǎng)的計算機網(wǎng)絡(luò)150。MSO/有線經(jīng)營者的網(wǎng)絡(luò)110包括用于與因特網(wǎng)150通信的MSO路由器116、用于分配DHCP地址給由網(wǎng)絡(luò)110服務(wù)的不同有線調(diào)制解調(diào)器的有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器114和在RF信道118上提供數(shù)據(jù)給眾多有線調(diào)制解調(diào)器的寬帶網(wǎng)絡(luò)集線器112。IP拆封器模塊148也可以與有線經(jīng)營者網(wǎng)絡(luò)110有關(guān)。
可選地，IP拆封器模塊148可以在ISP電話網(wǎng)絡(luò)140與因特網(wǎng)150之間提供。
RF信道可以是有線鏈路，例如包括光纖和/或同軸電纜或者諸如衛(wèi)星鏈路的無線網(wǎng)絡(luò)或MMDS鏈路。注意RF信道118也能以常規(guī)方式廣播電視信號和其他數(shù)據(jù)給解碼器總體。本發(fā)明可與現(xiàn)有的廣播和接收設(shè)備兼容。
可選地，可連到例如LAN中的家中一個或多個PC的路由器/網(wǎng)橋設(shè)備的PC120包括單向有線調(diào)制解調(diào)器122(例如，單向適配器)、根據(jù)本發(fā)明的數(shù)據(jù)包處理中繼代理124和電話調(diào)制解調(diào)器126(例如，雙向適配器)。電話調(diào)制解調(diào)器126包括發(fā)送與接收能力，而有線調(diào)制解調(diào)器122僅接收。通信路徑128允許這些單元之間的通信。有線調(diào)制解調(diào)器122和電話調(diào)制解調(diào)器126例如可以作為PC內(nèi)部或外部卡提供。中繼代理124可以在PC120的軟件、固件和/或硬件中或在PC120外部的設(shè)備中實施。調(diào)制解調(diào)器122例如可以與有線、衛(wèi)星、MMDS、LMDS、UHF或其他信號一起使用。
注意PC120包括諸如CPU與存儲器的常規(guī)硬件部件，可以提供控制信號給有線調(diào)制解調(diào)器122和電話調(diào)制解調(diào)器126，也實現(xiàn)中繼代理124的功能。
ISP電話網(wǎng)絡(luò)140經(jīng)電話線路138從電話調(diào)制解調(diào)器126中接收數(shù)據(jù)。ISP電話網(wǎng)絡(luò)140包括終端服務(wù)器144、電話網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器146和將ISP電話網(wǎng)絡(luò)140連到因特網(wǎng)150的ISP路由器142，因特網(wǎng)150包括存儲由PC120檢索的數(shù)據(jù)的表示服務(wù)器155。
PPRA124是數(shù)據(jù)鏈路層傳送實體，可在單向系統(tǒng)中使用，在此單向系統(tǒng)中通過一個接口接收數(shù)據(jù)，但通過不同的返回路徑接口發(fā)出數(shù)據(jù)。附加的傳送、網(wǎng)絡(luò)或鏈路層處理可以包括在對于協(xié)議堆棧中較高層透明的數(shù)據(jù)包處理代理。
PPRA124檢查從限制于單向適配器的協(xié)議堆棧中接收的所有數(shù)據(jù)包。在所示的實施例中，單向適配器是有線調(diào)制解調(diào)器122，僅通過RF信道118從有線電視網(wǎng)絡(luò)114接收的下行信息。另外，中繼代理124監(jiān)視發(fā)送給返回路徑適配器的和從返回路徑適配器中接收的所有數(shù)據(jù)包，返回路徑適配器在所示的實施例中是電話調(diào)制解調(diào)器126。至少，PPRA124將數(shù)據(jù)鏈路層上的數(shù)據(jù)從單向適配器122傳送給返回路徑適配器126。
在某些情況中，諸如ISP路由器142的電話返回網(wǎng)絡(luò)上的路由器可以拒絕數(shù)據(jù)包，如果這些數(shù)據(jù)包的源地址不是來自它們管理的網(wǎng)絡(luò)的話。例如，如果一個數(shù)據(jù)包具有對應(yīng)有線調(diào)制解調(diào)器122的源地址，此數(shù)據(jù)包將不被ISP路由器142識別，并因此在ISP路由器142上丟棄(拋棄)。然而，具有來自電話調(diào)制解調(diào)器126的源地址的數(shù)據(jù)包將進行識別，并允許從ISP網(wǎng)絡(luò)140前進至因特網(wǎng)150。ISP路由器142使用抗誘騙濾波器來濾除不被識別的數(shù)據(jù)包。另外，有關(guān)識別的數(shù)據(jù)包的源地址是由電話網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器146先前分配的那些地址。
數(shù)據(jù)鏈路層或網(wǎng)絡(luò)層隧道效應(yīng)協(xié)議能用于實現(xiàn)這樣的抗誘騙濾波器。隧道效應(yīng)允許在具有相同類型的但由具有不同類型的網(wǎng)絡(luò)隔開的不同的網(wǎng)絡(luò)上的源與目的主機之間的通信。利用隧道效應(yīng)，整個數(shù)據(jù)包在另一數(shù)據(jù)包的有效負載數(shù)據(jù)字段中進行傳送。
通過數(shù)據(jù)鏈路層(層2，點對點隧道效應(yīng)協(xié)議“PPTP”，層2隧道效應(yīng)協(xié)議“L2TP”)和網(wǎng)絡(luò)層(層3,IP隧道效應(yīng))定義的隧道是雙向隧道。由于有線調(diào)制解調(diào)器網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相對路由選擇是非對稱的，諸如在IETF RFC2003中定義的IP隧道效應(yīng)方案可以部分地在有線調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)上進行實施。
本發(fā)明例如從PC120至MSO/有線經(jīng)營者網(wǎng)絡(luò)110中的IP拆封器148通過ISP電話網(wǎng)絡(luò)140在上行方向中實施單向隧道。在網(wǎng)絡(luò)層上，每個數(shù)據(jù)包的外部IP標題中的源地址是尋址PPP適配器的IP地址或電話調(diào)制器125的IP地址。標題中的目的地址是IP拆封器模塊148的地址。當在ISP路由器142上使用誘騙濾波器時，來自有線調(diào)制解調(diào)器堆棧的所有的輸出數(shù)據(jù)包在由電話適配器126發(fā)送出之前由在PPRA124中實現(xiàn)的IP封裝功能如所討論的一樣進行封裝。
如所述的，利用IPCP分配電話調(diào)制解調(diào)器126的地址，而最好利用DHCP分配有線調(diào)制解調(diào)器122的地址。利用DHCP的網(wǎng)絡(luò)規(guī)定要求通過需要配置參數(shù)的適配器例如有線適配器122與DHCP有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器114的雙向通信。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的協(xié)議堆棧。代表PC120協(xié)議的堆棧200包括用戶應(yīng)用210(例如，諸如在PC上運行的因特網(wǎng)瀏覽器)、例如使用TCP的傳送驅(qū)動層220、例如使用IP的網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動層230、數(shù)據(jù)鏈路層240和物理層250。
數(shù)據(jù)鏈路層240包括電話調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器226、PPRA224和有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器222。物理層包括電話調(diào)制解調(diào)器126和有線調(diào)制解調(diào)器122。PC通過只接收有線調(diào)制解調(diào)器122接收數(shù)據(jù)，并通過電話調(diào)制解調(diào)器126發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。例如，用戶可以在用戶應(yīng)用層210上輸入請求以查看因特網(wǎng)的Web站點的Web網(wǎng)頁。在這種情況中，處理流程從用戶應(yīng)用層210流向傳送層驅(qū)動器220、網(wǎng)絡(luò)層驅(qū)動器230、有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器、中繼代理224、電話調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器226，并最后流向電話調(diào)制解調(diào)器126。注意有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器222發(fā)送用戶請求給中繼代理224而不發(fā)送給有線調(diào)制解調(diào)器122，電話調(diào)制解調(diào)器126隨后利用電話鏈路來傳送消息給電話網(wǎng)絡(luò)，此消息隨后根據(jù)其目的地址發(fā)送至合適的因特網(wǎng)服務(wù)器。
服務(wù)器155一般根據(jù)HTTP接收合適的Web網(wǎng)頁請求，服務(wù)器155將請求的信息發(fā)回給在與有線調(diào)制解調(diào)器適配器122相關(guān)的IP地址上的PC120。具體地講，請求的信息發(fā)送給MSO/有線經(jīng)營者網(wǎng)絡(luò)，并隨后通過RF信道118發(fā)送和由有線調(diào)制解調(diào)器222接收。此數(shù)據(jù)的處理流程從有線調(diào)制解調(diào)器122流向有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器222、網(wǎng)絡(luò)層驅(qū)動器230、傳送層驅(qū)動器220，并最后流向用戶應(yīng)用層210，在用戶應(yīng)用層上由瀏覽器進行處理并顯示在PC屏幕上。
最初地，當PC120希望與圖1的ISP電話網(wǎng)絡(luò)140建立連接時，必須進行對話初始化。
首先，電話調(diào)制解調(diào)器126需要與終端服務(wù)器144連接并獲得隨后分配給與電話調(diào)制解調(diào)器相關(guān)的TCP/IP堆棧的IP地址。在對話初始化期間在PC與ISP電話網(wǎng)絡(luò)140之間交換的信息包括連接請求和連接指示原語。
此時，通過電話鏈路與因特網(wǎng)的服務(wù)器的雙向通信是可能的。接下來，有線調(diào)制解調(diào)器堆棧需要進行初始化。這表示有線調(diào)制解調(diào)器需要獲得它的IP地址和網(wǎng)絡(luò)配置信息。由于有線調(diào)制解調(diào)器122是單向的只接收適配器，所以這個信息請求利用PPRA124通過電話調(diào)制解調(diào)器適配器126發(fā)出。
為響應(yīng)此請求，在電話調(diào)制解調(diào)器適配器126上通過因特網(wǎng)150和ISP電話網(wǎng)絡(luò)140從有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器114中接收有線調(diào)制解調(diào)器的IP地址和網(wǎng)絡(luò)初始化信息。一旦初始化有線調(diào)制解調(diào)器堆棧，傳送給有線調(diào)制解調(diào)器堆棧的所有數(shù)據(jù)在有線調(diào)制解調(diào)器122上接收而不通過電話調(diào)制解調(diào)器126。
一旦已為PC、從有線調(diào)制解調(diào)器堆棧到因特網(wǎng)的上行通信建立連接時，在數(shù)據(jù)鏈路層240上通過PPRA將數(shù)據(jù)包從有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器222傳送到電話調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器226。這些數(shù)據(jù)包隨后從電話調(diào)制器驅(qū)動器226提供給返回路徑適配器(例如，電話調(diào)制解調(diào)器)126，并且上行發(fā)送給ISP電話網(wǎng)絡(luò)140。擴展應(yīng)用、傳送、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)鏈路層功能的數(shù)據(jù)包附加處理可包括在PPRA224中，可在PPRA中實現(xiàn)的功能增強包括應(yīng)用層代理權(quán)、DHCP中繼代理、IGMP代理權(quán)、IP封裝、IP過濾、數(shù)據(jù)鏈路層隧道效應(yīng)與過濾以及代理權(quán)ARP代理。
注意堆棧200可以認為在概念上表示左手側(cè)的電話調(diào)制解調(diào)器堆棧202和右手側(cè)的有線調(diào)制解調(diào)器堆棧204。在數(shù)據(jù)鏈路層240中，PPRA224可認為數(shù)據(jù)鏈路層上電話調(diào)制解調(diào)器堆棧202與有線調(diào)制解調(diào)器堆棧204之間的接口。
一般地，在圖2中，虛線表示初始化期間可能的數(shù)據(jù)流，而粗線表示初始化之后在有線調(diào)制解調(diào)器的正常因特網(wǎng)訪問運行模式中可能的數(shù)據(jù)流。電話調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器226與電話調(diào)制解調(diào)器126之間的路徑總是雙向的，并因此能根據(jù)要求傳送初始化數(shù)據(jù)和因特網(wǎng)數(shù)據(jù)。
圖3表示根據(jù)本發(fā)明的有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器的處理流程。程序在方框300開始。在方框305，確定是否由有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器收到數(shù)據(jù)包。如果是這樣，程序進入方框310，確定此數(shù)據(jù)包是否來自較高協(xié)議層。程序?qū)τ谟捎芯€調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器222從PPRA224接收的數(shù)據(jù)包也可以通過“A”312從圖4前進至方框310。
注意由有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器從PPRA(例如，從“A”312)接收的數(shù)據(jù)可以包括用于與因特網(wǎng)建立對話的對話初始化數(shù)據(jù)。而且，在有線調(diào)制解調(diào)器的對話初始化時的DHCP事務(wù)處理要求與有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器114的雙向通信。初始化數(shù)據(jù)從有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器114發(fā)送給電話調(diào)制解調(diào)器接口并且預(yù)定發(fā)送給有線調(diào)制解調(diào)器堆棧。
如果數(shù)據(jù)包不是來自較高協(xié)議層，則此數(shù)據(jù)包來自有線調(diào)制解調(diào)器堆棧204中的較低物理層上的有線調(diào)制解調(diào)器122。在這種情況中，在方框315，此數(shù)據(jù)包向上傳送給有線調(diào)制解調(diào)器堆棧204中的網(wǎng)絡(luò)層驅(qū)動器和后續(xù)的更高層。由有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器222從有線調(diào)制解調(diào)器122接收的數(shù)據(jù)是通過有線電視設(shè)備的下行信道(例如，RF信道118)、衛(wèi)星廣播鏈路或其他信道發(fā)送的諸如Web網(wǎng)頁的數(shù)據(jù)。
如果數(shù)據(jù)包來自較高協(xié)議層(例如，層210、220或220)則在方框320，此數(shù)據(jù)包傳送給PPRA。在方框325,PPRA根據(jù)需求處理此數(shù)據(jù)包。這個處理可包括封裝或拆封或前面提及的任何一個功能增強。一旦在PPRA224上完成處理，在方框330,PPRA發(fā)送“數(shù)據(jù)包準備發(fā)送”信號給電話調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器226。在方框335，此數(shù)據(jù)包傳送給電話調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器，并且在方框340，此數(shù)據(jù)包從電話調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器226傳送給電話調(diào)制解調(diào)器126，此數(shù)據(jù)包隨后準備電話鏈路上的上行傳輸。在方框345程序終止。
圖4表示根據(jù)本發(fā)明的電話調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器的處理流程。程序流程在方框400開始。在方框405，作出確定是否由電話調(diào)解調(diào)器驅(qū)動器226接收數(shù)據(jù)包?；叵胍幌掳◣讉€數(shù)據(jù)包的幀是在數(shù)據(jù)鏈路層上由電話調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器進行處理。如果數(shù)據(jù)包出現(xiàn)，則在方框410作出此數(shù)據(jù)包是否來自較高方協(xié)議層的確定。如果是這樣，則在方框415，此數(shù)據(jù)包是來自電話調(diào)制解調(diào)器協(xié)議堆棧中較高層驅(qū)動器(諸如網(wǎng)絡(luò)層驅(qū)動器230)。此數(shù)據(jù)包隨后根據(jù)需要進行處理。此數(shù)據(jù)包隨后可以通過電話鏈路在方框417發(fā)送給ISP電話網(wǎng)絡(luò)140。
如果此數(shù)據(jù)包不是來自電話調(diào)制解調(diào)器協(xié)議堆棧中的較高層，則在方框420作出此數(shù)據(jù)包是否尋址有線調(diào)制解調(diào)器堆棧的確定。如果不是，則在方框425，此數(shù)據(jù)包在電話調(diào)制解調(diào)器堆棧中向上傳送。例如，預(yù)定給電話調(diào)制解調(diào)器堆棧的數(shù)據(jù)包可包括電話調(diào)制解調(diào)器的對話初始化數(shù)據(jù)。
如果此數(shù)據(jù)包尋址有線調(diào)制解調(diào)器堆棧，在方框430，此數(shù)據(jù)包由PPRA根據(jù)需要進行處理。此處理能包括封裝或拆封或上面提及的任何一個其他功能增強。例如，預(yù)定給有線調(diào)制解調(diào)器堆棧的數(shù)據(jù)包可以包括有線調(diào)制解調(diào)器的對話初始化數(shù)據(jù)。通過電話調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器傳送數(shù)據(jù)給有線調(diào)制解調(diào)器堆棧將一般地在有線調(diào)制解調(diào)器堆棧初始化階段期間出現(xiàn)。一旦系統(tǒng)被初始化并且網(wǎng)絡(luò)是可操作的，則從因特網(wǎng)至有線調(diào)制解調(diào)器的通信通過廣播RF信道而不通過電話調(diào)制解調(diào)器進行。
當在PPRA上完成處理時，在方框440,PPRA發(fā)送“數(shù)據(jù)包準備發(fā)送”信號給有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器。在方框445，此數(shù)據(jù)包傳送給有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器，并且程序在圖3的“A”312上繼續(xù)。
圖5表示根據(jù)本發(fā)明在ISP電話網(wǎng)絡(luò)上從電話調(diào)制解調(diào)器發(fā)送給IP拆封器的數(shù)據(jù)包。TCP或UDP數(shù)據(jù)包500(例如封裝數(shù)據(jù)包)包括IP封裝標題510和有效負載550。注意數(shù)據(jù)包500以簡化形式示出，而未示出諸如檢驗和字段與順序號字段的各種其他字段。
IP封裝標題510包括IP拆封器模塊512的IP目的地址和電話調(diào)制解調(diào)器514的IP源地址。有效負載550傳送另一個完整的TCP數(shù)據(jù)包555，包括因特網(wǎng)服務(wù)器560(或計算機網(wǎng)絡(luò)中其他位置)的IP目的地址、有線調(diào)制解調(diào)器堆棧565的IP源地址和有效負載570，諸如請求查看目的地址560中特定因特網(wǎng)服務(wù)器的Web網(wǎng)頁。這里，TCP數(shù)據(jù)包555在TCP數(shù)據(jù)包500內(nèi)隧道效應(yīng)。這個配置勝過電話網(wǎng)絡(luò)使用的抗誘騙濾波器。
具體地講，采用抗誘騙濾波器的電話網(wǎng)絡(luò)由于有線調(diào)制解調(diào)器不是電話網(wǎng)絡(luò)的部分而不識別有線調(diào)制解調(diào)器堆棧565的IP源地址。然而，由于電話調(diào)制解調(diào)器是電話網(wǎng)絡(luò)的一部分，所以電話網(wǎng)絡(luò)將識別電話調(diào)制解調(diào)器的IP地址。當由IP拆封器模塊148(圖1)接收TCP數(shù)據(jù)包500時，提取數(shù)據(jù)包555并發(fā)送至利用IP地址560識別的服務(wù)器155。
注意如果ISP電話網(wǎng)絡(luò)140不使用抗誘騙濾波器，數(shù)據(jù)包555可以直接進行發(fā)送而無隧道。
當圖1的因特網(wǎng)服務(wù)器155收到查看特定Web網(wǎng)頁的請求時，服務(wù)器根據(jù)圖5的有線調(diào)制解調(diào)器堆棧565的IP源地址發(fā)送Web網(wǎng)頁作為HTML數(shù)據(jù)。這個IP源地址565表示MSO路由器116應(yīng)接收所請求的Web網(wǎng)頁或其他數(shù)據(jù)。
圖6表示根據(jù)本發(fā)明從有線經(jīng)營者網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給有線調(diào)制解調(diào)器的數(shù)據(jù)包。Web網(wǎng)頁或其他因特網(wǎng)數(shù)據(jù)作為TCP/IP數(shù)據(jù)包650從服務(wù)器155發(fā)送給MSO路由器116時，它包括有線調(diào)制解調(diào)器堆棧620的IP目的地址、因特網(wǎng)服務(wù)器630的IP源地址和包括所請求的Web網(wǎng)頁數(shù)據(jù)或其他數(shù)據(jù)的有效負載部分640。
當MSO路由器116收到TCP數(shù)據(jù)包650時，由于此數(shù)據(jù)包的IP目的地址是在下行RF信道上分配給有線調(diào)制解調(diào)器的地址，所以將此數(shù)據(jù)包傳送給廣播網(wǎng)絡(luò)集線器112。廣播網(wǎng)絡(luò)集線器112通過可用信道分配的RF信道118發(fā)送包括TCP/IP數(shù)據(jù)包650的整個數(shù)據(jù)包600給有線調(diào)制解調(diào)器122。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明初始化諸如電話調(diào)制解調(diào)器的雙向適配器的處理流程。在方框700開始初始化。在方框710，用戶通過輕敲例如PC屏幕上的有線調(diào)制解調(diào)器“連接軟件”圖標來請求因特網(wǎng)連接，此連接處理包括兩個階段(例如，電話調(diào)制解調(diào)器適配器的初始化和有線調(diào)制解調(diào)器適配器的初始化)并利用PC的連接管理器應(yīng)用進行控制。
在方框720，撥打電話并利用PPP與ISP的終端服務(wù)器(例如，圖1的終端服務(wù)器)建立電話鏈路。在方框730，終端服務(wù)器從電話網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器(例如，圖1中的服務(wù)器146)中獲得IP地址并利用IPCP將此IP地址分配給電話調(diào)制解調(diào)器適配器的ICP/IP堆棧。在方框740，雙向電話適配器已完全初始化并能提供與因特網(wǎng)或其他計算機網(wǎng)絡(luò)上的任何服務(wù)器的雙向通信。
在方框750，有線調(diào)制解調(diào)器的初始化如下面結(jié)合圖8(a)與8(b)所述的通過“A”755開始。
圖8(a)表示根據(jù)本發(fā)明初始化諸如有線調(diào)制解調(diào)器的單向適配器的處理流程的第一部分。在方框800，有線調(diào)制解調(diào)器(CM)堆棧(例如，圖2中的堆棧204)發(fā)出對話初始化請求給有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器(例如，圖2中的驅(qū)動器222)，此請求可以以DHCP/UDP/IP數(shù)據(jù)包的形式。在方框805,PPRA(例如，圖2中的PPRA224)從CM驅(qū)動器接收DHCP對話初始化請求。
在方框810,PPRA可以利用“中繼代理/代理權(quán)代理”功能修改DHCP對話初始化請求數(shù)據(jù)包。另外，電話調(diào)制解調(diào)器的IP地址(見圖7的方框730)插入此數(shù)據(jù)包中作為“中繼代理”地址。而且，IP數(shù)據(jù)包目的地址設(shè)置為稱為DHCP服務(wù)器地址的有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器(例如圖1中的服務(wù)器114)地址。
在方框815,PPRA可以根據(jù)需要對此數(shù)據(jù)包進行另外的修改，諸如IP封裝/隧道功能，并隨后從電話適配器和在電話線路上上行發(fā)送此數(shù)據(jù)包。
在方框820，此數(shù)據(jù)包利用正常的因特網(wǎng)數(shù)據(jù)包傳送規(guī)則根據(jù)對話初始化數(shù)據(jù)包的目的地址到達有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器。
在方框825，例如有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器的DHCP服務(wù)器利用中繼代理地址的IP地址配置信息響應(yīng)此數(shù)據(jù)包。即，響應(yīng)的目的地址是電話適配器的IP地址。
程序通過圖8(b)中的“B”830繼續(xù)。
圖8(b)表示根據(jù)本發(fā)明初始化諸如有線調(diào)制解調(diào)器的單向適配器的處理流程的第二部分。在方框850，電話調(diào)制解調(diào)器從DHCP服務(wù)器接收響應(yīng)并查看IP/UDP/DHCP數(shù)據(jù)包的確定此數(shù)據(jù)包是否是用于有線調(diào)制解調(diào)器，而如果是如此，則將此數(shù)據(jù)包傳送給PPRA。
如果此數(shù)據(jù)包不是預(yù)定給有線調(diào)制解調(diào)器，則將它傳送給電話調(diào)制解調(diào)器堆棧。
在方框855,PPRA處理DHCP中繼代理功能的數(shù)據(jù)包。在方框860,PPRA發(fā)送此數(shù)據(jù)包給有線調(diào)制解調(diào)器堆棧。在方框865，有線調(diào)制解調(diào)器接收IP地址和配置信息。在方框870，有線調(diào)制解調(diào)器發(fā)出另一個DHCP請求給有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器，確認它收到此信息。此請求由PPRA根據(jù)原始請求進行修改(見圖8(a)中的方框810與815)。
在方框875，有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器發(fā)送確認消息給有線調(diào)制解調(diào)器，通知有線調(diào)制解調(diào)器它收到CM對所提供的配置參數(shù)的接受。在方框880，有線調(diào)制解調(diào)器被初始化并準備通過單向RF信道接收因特網(wǎng)數(shù)據(jù)。
現(xiàn)在應(yīng)認識到本發(fā)明提供在單向網(wǎng)絡(luò)適配器與雙向返回路徑適配器之間傳送數(shù)據(jù)的方法。本發(fā)明不限于與有線電視系統(tǒng)一起使用也不限于與電話返回路徑一起使用，任何合適的單向網(wǎng)絡(luò)適配器和雙向返回路徑適配器能利用本文所公開的PPRA進行鏈接。
而且，術(shù)語“單向適配器”指包含僅有單向只接收能力的適配器，也包含具有雙向能力但在單向模式中操作的適配器。
本發(fā)明提供諸如有線電視系統(tǒng)等的單向通信系統(tǒng)中單向適配器的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置。提供代理權(quán)代理用于通過構(gòu)造的返回路徑適配器與計算機網(wǎng)絡(luò)資源服務(wù)器通信，從而提供單向適配器與資源服務(wù)器之間的雙向通信。
首先，通過與因特網(wǎng)業(yè)務(wù)提供者電話網(wǎng)絡(luò)的終端服務(wù)器建立電話鏈路來初始化諸如電話調(diào)制解調(diào)器的雙向適配器。終端服務(wù)器從電話網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器獲得IP地址，并分配IP地址給電話調(diào)制解調(diào)器堆棧。
接下來，初始化諸如有線調(diào)制解調(diào)器的單向適配器。有線調(diào)制解調(diào)器堆棧發(fā)出對話初始化請求給有線調(diào)制解調(diào)器驅(qū)動器。此請求由PPRA進行處理，并且電話調(diào)制解調(diào)器IP地址插入此數(shù)據(jù)包中。IP數(shù)據(jù)包目的地址設(shè)置為有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器的地址。從電話適配器中發(fā)送此數(shù)據(jù)包并通過電話線路上行發(fā)送給有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器。
有線網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器利用IP地址和中繼代理地址的配置信息響應(yīng)此數(shù)據(jù)包。電話調(diào)制解調(diào)器從有線調(diào)制解調(diào)器地址服務(wù)器中接收響應(yīng)并通過PPRA將它傳送給有線調(diào)制解調(diào)器堆棧以恢復(fù)IP地址和配置信息。有線調(diào)制解調(diào)器隨后進行初始化并準備通過單向RF信道接收因特網(wǎng)數(shù)據(jù)。
雖然本發(fā)明已結(jié)合各種特定實施例進行描述了，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將意識到，可以對本發(fā)明進行許多改動和修改而不脫離權(quán)利要求書中所提出的本發(fā)明的精神和范疇。
權(quán)利要求
1．一種用于初始化通過第一通信路徑從計算機網(wǎng)絡(luò)接收數(shù)據(jù)并通過數(shù)據(jù)包處理中繼代理與一雙向適配器通信的單向適配器的方法，其中所述雙向適配器適用于通過第二通信路徑從所述計算機網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供者接收數(shù)據(jù)并發(fā)送數(shù)據(jù)給所述計算機網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供者，所述方法包括以下步驟通過所述第二通信路徑在所述雙向適配器和所述業(yè)務(wù)提供者之間建立鏈路；從所述業(yè)務(wù)提供者獲得一地址，并通過所述第二通信路徑與所述雙向適配器傳送所述地址給所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理；從所述單向適配器提供對話初始化請求數(shù)據(jù)包給所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理；所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理向所述對話初始化請求數(shù)據(jù)包提供以下內(nèi)容(a)根據(jù)從所述業(yè)務(wù)提供者獲得的所述地址的源地址，和(b)與所述第一通信路徑相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器的目的地址；和根據(jù)其中的所述目的地址通過所述雙向適配器和所述第二通信路徑將所述對話初始化請求數(shù)據(jù)包傳送給所述網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器；其中所述網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器通過經(jīng)所述第二通信路徑將地址配置信息傳送給所述雙向適配器來響應(yīng)傳送給它的所述數(shù)據(jù)包；和所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理從所述雙向適配器中獲得所述地址配置信息以便用于提供所述單向適配器的所述初始化。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過所述第二通信路徑在所述雙向適配器與所述業(yè)務(wù)提供者之間建立所述鏈路以響應(yīng)用戶訪問所述計算機網(wǎng)絡(luò)的請求。
3．根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其中所述對話初始化請求數(shù)據(jù)包從所述單向適配器提供給所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理以響應(yīng)用戶訪問所述計算機網(wǎng)絡(luò)的請求。
4．根據(jù)前面權(quán)利要求之一的方法，其中所述第一通信路徑包括至少有線電視鏈路、衛(wèi)星電視鏈路和地面廣播電視鏈路之一。
5．根據(jù)前面權(quán)利要求之一的方法，其中所述單向適配器包括有線電視調(diào)制解調(diào)器，衛(wèi)星電視調(diào)制解調(diào)器和地面廣播電視調(diào)制解調(diào)器之一。
6．根據(jù)前面權(quán)利要求之一的方法，其中所述第二通信路徑包括電話鏈路。
7．根據(jù)前面權(quán)利要求之一的方法，其中所述雙向適配器包括一個調(diào)制解調(diào)器。
8．根據(jù)前面權(quán)利要求之一的方法，其中所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理適于處理傳送給它的數(shù)據(jù)包以提供功能增強，包括至少下面之一應(yīng)用層代理權(quán)、動態(tài)主機配置協(xié)議中繼代理、因特網(wǎng)組管理協(xié)議代理權(quán)、因特網(wǎng)協(xié)議封裝、因特網(wǎng)協(xié)議過濾、數(shù)據(jù)鏈路層隧道效應(yīng)、數(shù)據(jù)鏈路層過濾和代理權(quán)地址解析協(xié)議代理。
9．根據(jù)前面權(quán)利要求之一的方法，其中所述地址配置信息由所述網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器根據(jù)動態(tài)主機配置協(xié)議提供。
10．根據(jù)前面權(quán)利要求之一的方法，還包括以下步驟通過所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理、雙向適配器和第二通信路徑從所述單向適配器提供確認消息給所述網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器以確認在所述單向適配器上接收到所述地址配置信息。
11．根據(jù)權(quán)利要求10的方法，包括以下另外的步驟通過所述第二通信路徑、所述雙向適配器和所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理從所述網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器提供確認消息給所述單向適配器以確認從所述單向適配器中接收到所述確認消息。
12．一種用于初始化通過第一通信路徑從計算機網(wǎng)絡(luò)中接收數(shù)據(jù)的單向適配器的設(shè)備，包括數(shù)據(jù)包處理中繼代理；雙向適配器，通過所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理與所述單向適配器通信；所述雙向適配器適于通過第二通信路徑從所述計算機網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供者中接收數(shù)據(jù)和發(fā)送數(shù)據(jù)給所述計算機網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)提供者；用于通過所述第二通信路徑在所述雙向適配器與所述業(yè)務(wù)提供者之間建立鏈路的裝置；用于從所述業(yè)務(wù)提供者獲得地址并通過所述第二通信路徑和所述雙向適配器傳送所述地址給所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理的裝置；和用于從所述單向適配器提供對話初始化請求數(shù)據(jù)包給所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理的裝置；所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理向所述對話初始化請求數(shù)據(jù)包提供以下內(nèi)容(a)根據(jù)從所述業(yè)務(wù)提供者中獲得的所述地址的源地址；和(b)與所述第一通信路徑相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器的目的地址；和用于根據(jù)其中的所述目的地址址通過所述雙向適配器和所述第二通信路徑將所述對話初始化請求數(shù)據(jù)包傳送給所述網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器的裝置；其中所述網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器通過經(jīng)所述第二通信路徑將地址配置信息傳送給所述雙向適配器來響應(yīng)傳送給它的所述數(shù)據(jù)包；和所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理從所述雙向適配器中獲得所述地址配置信息以便提供所述單向適配器的所述初始化。
13．根據(jù)權(quán)利要求12的設(shè)備，其中通過所述第二通信路徑在所述雙向適配器與所述業(yè)務(wù)提供者之間建立所述鏈路，以響應(yīng)用戶訪問所述計算機網(wǎng)絡(luò)的請求。
14．根據(jù)權(quán)利要求12或13的設(shè)備，其中所述對話初始化請求數(shù)據(jù)包從所述單向適配器提供給所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理，以響應(yīng)用戶訪問所述計算機網(wǎng)絡(luò)的請求。
15．根據(jù)權(quán)利要求12至14之一的設(shè)備，其中所述第一通信路徑包括至少有線電視鏈路、衛(wèi)星電視鏈路和地面廣播電視鏈路之一。
16．根據(jù)權(quán)利要求12至15之一的設(shè)備，其中所述單向適配器包括有線電視調(diào)制解調(diào)器、衛(wèi)星電視調(diào)制解調(diào)器和地面廣播電視調(diào)制解調(diào)器之一。
17．根據(jù)權(quán)利要求12至16之一的設(shè)備，其中所述第二通信路徑包括電話鏈路。
18．根據(jù)權(quán)利要求12至17之一的設(shè)備，其中所述雙向適配器包括一個調(diào)制解調(diào)器。
19．根據(jù)權(quán)利要求12至18之一的設(shè)備，其中所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理適于處理傳送給它的數(shù)據(jù)包以提供功能增強，包括至少以下之一；應(yīng)用層代理權(quán)、動態(tài)主機配置協(xié)議中繼代理、因特網(wǎng)組管理協(xié)議代理權(quán)、因特網(wǎng)協(xié)議封裝、因特網(wǎng)協(xié)議過濾、數(shù)據(jù)鏈路層隧道、數(shù)據(jù)鏈路層過濾和代理權(quán)地址解析協(xié)議代理。
20．根據(jù)權(quán)利要求12至19之一的設(shè)備，其中所述地址配置信息由所述網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器根據(jù)動態(tài)主機配置協(xié)議提供。
21．根據(jù)權(quán)利要求12至20之一的設(shè)備，還包括用于通過所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理、雙向適配器和第二通信路徑從所述單向適配器提供確認消息給所述網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器以確認在所述單向適配器上接收到所述地址配置信息的裝置。
22．根據(jù)權(quán)利要求21的設(shè)備，還包括用于通過所述第二通信路徑、所述雙向適配器和所述數(shù)據(jù)包處理中繼代理從所述網(wǎng)絡(luò)地址服務(wù)器提供確認消息給所述單向適配器以確認從所述單向適配器接收到所述確認消息的裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供諸如有線電視系統(tǒng)等的單向通信系統(tǒng)中的單向適配器的動態(tài)網(wǎng)絡(luò)配置,以允許個人計算機在通過電話線路上行發(fā)送數(shù)據(jù)給諸如因特網(wǎng)的計算機網(wǎng)絡(luò)的同時通過例如有線或衛(wèi)星電視網(wǎng)絡(luò)的廣播信道從計算機網(wǎng)絡(luò)中接收數(shù)據(jù)。其中提供一種代理權(quán)代理,用于通過構(gòu)造的返回路徑適配器與計算機網(wǎng)絡(luò)的資源服務(wù)器通信,從而在單向適配器與資源服務(wù)器之間提供雙向通信。
文檔編號H04M11/00GK1219053SQ9812525
公開日1999年6月9日 申請日期1998年11月10日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月10日
發(fā)明者普爾尼瑪·拉爾瓦尼, 喬納森·A·費洛斯 申請人:通用儀器公司