СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОИСКА УСТРОЙСТВА В СЕТИ Российский патент 2006 года по МПК H04L12/28 

Область техники, к которой относится изобретение

Данное изобретение относится к технологиям поиска устройства в сети, а более конкретно оно относится к способу автоматического поиска устройствами друг друга в цифровой домашней сети.

Описание предшествующего уровня техники

С улучшением материальных условий жизни людей постепенно растет число устройств, находящихся у них дома, таких как устройства обработки информации, устройства связи, развлекательные устройства, бытовые электрические приборы, автоматические устройства и приборы контроля безопасности. В то же время, вследствие быстрого роста популярности использования персонального компьютера и сети Internet в домашних условиях, бурного развития технологий в сфере телекоммуникаций и значительного усовершенствования интеллектуальных устройств все больше и больше внимания уделяется домашним сетям, при этом растет потребность в простой, гибкой и надежной домашней сети. Соответственно, предлагается множество концепций домашней сети, таких как концепции Разумного дома (Smart Home), Электронного дома (Electronic Home), е-Home, Цифровой семьи (Digital Family), Сетевого дома (Network Home) и Интеллектуального дома (Intelligent Home). Более конкретно, понятие «Домашняя сеть» имеет следующие четыре иерархических значения: (1) устройства обработки информации, устройства связи, развлекательные устройства, бытовые электрические приборы, автоматические устройства и приборы контроля безопасности, находящиеся в доме, соединены между собой и осуществляют связь друг с другом, совместно используют ресурсы и образуют систему домашней интеллектуальной сети; (2) эта система соединена с сообществом и сетью Internet при помощи шлюза таким образом, чтобы осуществлять обмен информацией со средой, находящейся вне дома; (3) устройства, находящиеся в доме, и соединенная с ними сеть должны отвечать основным требованиям обеспечения безопасности, удобства, комфорта, охраны здоровья и охраны окружающей среды, так чтобы доставлять людям удовольствие; и (4) эта система проста в использовании, безопасна и надежна, удобна в техническом обслуживании и недорога по цене, так чтобы удовлетворять бытовым требованиям.

В виду вышесказанного заявитель в другой заявке предложил систему цифровой домашней сети, показанной на Фиг.1. Эту систему, главным образом, составляют шлюз 11, более одного устройств 12, входящих в состав основной сети, и множество устройств 13, входящих в состав управляющей подсети. Далее, шлюз 11 включает в себя домашний шлюз 110 и управляющий шлюз 111, при этом домашний шлюз 110 соединен с управляющим шлюзом 111 посредством широкополосного интерфейса. Исходя из конфигурации системы, эту цифровую домашнюю сеть составляют две подсети: основная сеть и подсеть управления. При этом часть сети, образованная домашним шлюзом 110 и теми домашними устройствами, что соединены с ней, называется основной сетью, и основная сеть используется, главным образом, для осуществления межсоединений между устройствами обработки информации, устройствами связи, развлекательными устройствами и подобными им устройствами. А часть сети, образованная управляющим шлюзом 111 и теми домашними устройствами, что соединены с ней, называется управляющей подсетью, и управляющая подсеть используется, главным образом, для осуществления межсоединений между бытовыми электрическими приборами, автоматическими устройствами и приборами контроля безопасности и подобными им устройствами. Ключевая идея такой цифровой домашней сети заключается в том, чтобы обеспечить соединение домашних устройств, включенных в домашнюю сеть, между собой и обмен данными между ними, а также совместное использование ими ресурсов. В этой системе домашней сети домашний шлюз, управляющий шлюз и сервер могут совместно именоваться устройствами управления ресурсами и использоваться для управления сетевыми ресурсами.

Межсоединения между сетевыми устройствами и совместное использование ими ресурсов достигается на основе вышеописанной конфигурации следующим образом.

Когда некоторое устройство А запрашивает доступ в домашнюю сеть, устройство А сначала ищет в домашней сети устройства управления ресурсами, и после обнаружения этого устройства оно немедленно направляет устройству управления ресурсами запрос на регистрацию. После разрешения, выданного устройством управления ресурсами, между ресурсом А и устройством управления ресурсами на основе защитной аутентификации (установления подлинности) устанавливается отношение соединения. После успешного соединения устройство А осуществляет регистрацию устройства на устройстве управления ресурсами в сети, что означает, что оно посылает свою информацию устройства в устройство управления ресурсами. После этого устройство А регистрирует в устройстве управления ресурсами услуги, которые оно может предоставлять, а последнее сохраняет всю информацию устройства и информацию регистрации услуг для осуществления поиска.

Когда два устройства, которые соединены с домашней сетью, собираются установить связь между собой, устройство А, активно инициирующее эту операцию, сначала направляет в устройство управления ресурсами запрос на поиск устройства. Устройство управления ресурсами осуществляет в хранящейся на нем информации устройств поиск на предмет того, имеются ли в наличие какие-либо соответствующие устройства. Если такие устройства имеются, то соответствующая информация направляется устройству А. И устройство А направляет запрос устройству В. Получив разрешение, устройство А производит обращение за услугой к устройству В. После завершения текущих операций два устройства автоматически разъединяются.

Когда устройство покидает сеть, устройство должно выполнить операцию аннулирования устройства, и та относящаяся к устройству информация, что включает в себя информацию устройства и информацию услуг, удаляется из устройства управления ресурсами.

В ходе вышеописанной операции устройство управления ресурсами может существовать или нет. Если же никакого устройства управления ресурсами не имеется, то после того, как выполнены соответствующие поисковые процедуры, между устройствами посредством самосогласования устанавливается одноранговое соединение, обеспечивающее осуществление связи. В случае, когда устройство управления ресурсами имеется, устройство управления ресурсами периодически будет делать объявление об устройстве, что означает, что оно будет объявлять свою собственную информацию устройства другим устройствам. Те же устройства, что отличны от устройства управления ресурсами, могут в других случаях также делать объявление об устройстве.

Задачей, которая должна быть решена прежде других в течение всей процедуры осуществления связи, является задача обнаружения устройствами друг друга. Известный способ обнаружения устройства заключается в том, что пользователь устройства вводит информацию устройства вручную, и после этого устройства могут обнаружить друг друга. Например, при покупке пользователем принтера пользователи, которые используют этот принтер через сеть, должны знать информацию о принтере, такую как его IP-адрес (адрес межсетевого протокола) и затем после установки информации о принтере на своем собственном компьютере могут надлежащим образом использовать этот принтер. Такой способ работы является весьма неудобным для пользователя, и по мере роста числа устройств обработки информации эти выполняемые вручную операции будут все более и более неприемлемы.

Сущность изобретения

Таким образом, основная задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить способ автоматического поиска устройств в сети, который делает возможным автоматический поиск устройствами друг друга и установление устройствами соединения друг с другом, с тем, чтобы облегчить работу пользователя и повысить показатель автоматизма и интеллектуальности работы сети.

Задача настоящего изобретения решается при помощи следующих технических решений.

Способ автоматического поиска устройств в сети включает в себя, по меньшей мере, следующие этапы, на которых:

(а) сначала устройство инициирующей стороны осуществляет поиск на предмет того, существует ли в сети устройство управления ресурсами при устанавливаемом межсоединении двух устройств, и если такое устройство существует, то осуществляется переход к этапу (с), в противном случае осуществляется переход к этапу (b);

(b) устройство инициирующей стороны объявляет всем другим устройствам в сети свою собственную информацию устройства, и в то же самое время осуществляет мониторинг информации объявлений обо всех других устройствах; когда получена информация о других устройствах, от устройства инициирующей стороны устройству, с которым требуется соединение, направляется запрос на соединение, и после получения ответа выполняются соответствующие операции; например, устройство инициирующей стороны направляет устройству-партнеру запрос на установление однорангового соединения, и после получения ответа между этими двумя устройствами устанавливается одноранговое соединение;

(с) от устройства инициирующей стороны направляется устройству управления ресурсами запрос на поиск устройства; после получения запроса устройство управления ресурсами осуществляет поиск в хранящейся на нем информации регистрации устройств; после того, как обнаружено удовлетворяющее условиям устройство, информация, относящаяся к этому устройству, немедленно направляется устройству инициирующей стороны, в противном же случае устройству инициирующей стороны сообщается о том, что информация не найдена. Устройство управления ресурсами может посылать относящуюся к устройству информацию устройству инициирующей стороны в формате объявления об устройстве.

В вышеописанном техническом решении этап (b) дополнительно включает в себя этап, на котором после получения запроса от устройства инициирующей стороны устройство запрашивающей стороны выносит решение о том, принимается этот запрос или нет; в случае если этот запрос принимается, от устройства запрашиваемой стороны устройству инициирующей стороны направляется ответ о принятии соединения, и после этого между этими двумя устройствами выполняется соединение устройств; в противном же случае от устройства запрашиваемой стороны устройству инициирующей стороны, направляется ответ об отказе в соединении.

Способ дополнительно включает в себя этап, на котором при запрашивании каждым устройством доступа в сеть, оно сначала регистрирует на устройстве управления ресурсами свою собственную информацию устройства и формирует с устройством управления ресурсами отношение «главное устройство - подчиненное устройство». Перед регистрацией устройство управления ресурсами объявляет свою собственную информацию устройства в режиме многоадресной передачи, и прежде чем, устройство, запрашивающее доступ, выполнит регистрацию, оно сначала получает информацию объявления об устройстве от устройства управления ресурсами.

Как можно убедиться, в соответствии со способом поиска устройств в домашней сети, предложенном в настоящем изобретении, в случае, когда устройство управления ресурсами отсутствует, каждое из устройств передает по сети свою собственную информацию устройства в режиме многоадресной передачи, так что устройства могут заранее узнать друг о друге и затем установить отношение соединения с теми устройствами, с которыми им необходимо соединиться; а в случае, когда устройство управления ресурсами имеется, каждое домашнее устройство может посредством устройства управления ресурсами провести поиск на предмет того, существует ли или нет требуемое устройство, с тем, чтобы установить отношение соединения с этим устройством. Таким образом, достигается автоматическое проведение поиска среди сетевых устройств, и пользователям предоставляется более удобное обслуживание, а показатель автоматизма и интеллектуальности работы сети повышается.

Перечень фигур чертежей

Фиг.1 - схематическое представление структуры домашней сети в соответствии с изобретением.

Фиг.2 - блок-схема алгоритма процесса обнаружения устройства согласно изобретению.

Фиг.3 - схематическое представление отношений однорангового соединения между устройствами в случае, когда устройство управления ресурсами отсутствует.

Фиг.4 - схематическое представление отношения между главным устройством и подчиненным устройством в случае, когда имеется устройство управления ресурсами.

Фиг.5 - схематическое представление сообщений в процедуре поиска устройства в случае, когда имеется устройство управления ресурсами.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения

Далее настоящее изобретение будет подробно описано со ссылками на прилагаемые чертежи.

Если брать цифровую домашнюю сеть в целом, то соединения между домашними устройствами могут осуществляться через устройство управления ресурсами и могут осуществляться не через устройство управления ресурсами. Следовательно, имеется соответственно два варианта процедуры взаимного обнаружения домашних устройств, а именно: один вариант, в котором имеется устройство управления ресурсами, и другой вариант, в котором устройство управление ресурсами отсутствует.

Как показано на Фиг.2, процедура обнаружения устройства включает в себя, по меньшей мере, следующие этапы:

(а) когда некоторое устройство А собирается установить межсоединение с другими устройствами, это устройство сначала осуществляет поиск в цифровой домашней сети на предмет того, существует или нет устройство управления ресурсами, и если такое устройство существует, то осуществляется переход к этапу (с), в противном же случае осуществляется переход к этапу (b).

(b) в случае, когда устройство управления ресурсами отсутствует, каждое устройство в сети периодически в режиме многоадресной передачи объявляет в сеть свою собственную информацию устройства и одновременно с этим для получения информации о других устройствах прослушивает сообщения объявления об устройстве других устройств. В это время все домашние устройства осуществляют связь между собой и совместно используют ресурсы в одноранговом режиме, и отношения однорангового соединения между устройствами показаны на Фиг.3. Так называемый режим многоадресной передачи на самом деле относится к широковещанию, но целью этого широковещания может быть либо вся домашняя сеть, либо заранее выделенная конкретная подсеть. В таком случае, соответствующий режим двухпунктовой связи именуется в данном изобретении одноадресной передачей.

В случае, когда устройству А известна информация о других устройствах, оно может инициировать одноранговое соединение, создав запрос некоторому устройству В. По получении запроса устройство В согласно соответствующей информации устройства А, содержащейся в запросе, выносит решение о том, принимается ли запрос или нет. Если запрос не принимается, то в обратном направлении посылается ответ об отказе в соединении, в противном же случае в обратном направлении посылается ответ о принятии соединения, и между этими устройствами устанавливается соединение устройств. После этого между устройствами А и В устанавливается межсоединение, и имеющиеся на них услуги и ресурсы могут обмениваться и совместно использоваться.

(с) в случае, если устройство управления ресурсами имеется, то при решении устройства А установить соединение с другим устройством устройство А сначала направляет устройству управления ресурсами запрос на поиск устройства и осуществляет поиск на устройстве управления ресурсами. По получении от устройства А запроса на поиск устройства, устройство управления ресурсами осуществляет поиск соответствующего устройства в хранящейся в нем информации регистрации устройств. Если обнаружено удовлетворяющее условиям устройство В, то устройству А направляется ответ о поиске устройства, а соответствующая информация об устройстве В направляется устройству А в формате сообщения объявления об устройстве и в режиме одноадресной передачи. Устройство А напрямую направляет запрос устройству В, и по получении разрешения между этими двумя устройствами устанавливается межсоединение. В этом случае устройство управления ресурсами является главным устройством, а другие устройства, включая устройство А и устройство В, являются подчиненными устройствами. В таком случае, процедура поиска устройства, осуществляемая совместно главным устройством (главными устройствами) и подчиненным устройством (подчиненными устройствами), показана на Фиг.5.

Конечно, в том случае, когда устройство управления ресурсами существует, при запрашивании каждым устройством доступа в сеть, оно сначала должно зарегистрироваться на устройстве управления ресурсами. Если описать это в общих чертах, то устройство управления ресурсами делает в режиме многоадресной передачи объявление об устройстве, направляемое другим устройствам в сети, для того, чтобы сообщить, что оно является устройством управления ресурсами и может предоставлять услуги по индексной адресации. Когда другие устройства получают сообщение с объявлением устройства управления ресурсами в первый раз, каждый из них регистрирует свою собственную информацию на устройстве управления ресурсами в режиме одноадресной передачи, и это означает, что каждое устройство направляет ответное сообщение устройству управления ресурсами, соответственно. Как только регистрация прошла успешно, устройство управления ресурсами образует с зарегистрированным на нем устройством отношение «главное устройство - подчиненное устройство», что означает, что устройство управления ресурсами является главным устройством, а все устройства, зарегистрированные на устройстве управления ресурсами, являются подчиненными устройствами; отношения же между главным устройством и подчиненными устройствами показаны на Фиг.4. На самом деле, решение о том, является ли регистрация успешной или нет, принимается в ходе регистрационной процедуры посредством механизма защитной аутентификации, который, в основном, реализуется путем проверки ключа аутентификации для соединения. Если на текущий момент имеется множество устройств управления ресурсами, то решение о том, на каком устройстве управления ресурсами должно регистрироваться устройство, запрашивающее доступ, также принимается посредством механизма защитной аутентификации.

В таблице 1 и 2 показаны, соответственно, формат сообщения о поиске устройства и формат ответного сообщения о поиске устройства, используемые в ходе выполнения этапа (с). В таблице 1 представлен подробный формат сообщения о поиске устройства, включающий в себя имя поля, содержимое поля, тип поля и диапазон значений, принимаемых полем. В таблице 2 представлен подробный формат ответного сообщения о поиске устройства, также включающий в себя имя поля, содержимое поля, тип поля и диапазон значений, принимаемых полем.

Таблица 1Имя поляСодержимоеТипДиапазон принимаемых значенийтип сообщениятип сообщениясимвольная
строкафиксированное: Device Search (Поиск Устройства)порядковый номер сообщенияпорядковый номер сообщенияцелое число без знакаот 0 до 0хFFFFFFFFидентификатор устройства пункта назначенияидентификатор устройства получателя сообщениясимвольная строкасимвольная строка длиной 32 байтаидентификатор функции пункта назначенияидентификатор услуги получателя сообщениясимвольная строкасимвольная строка длиной 8 байтовидентификатор устройства пункта отправленияидентификатор устройства отправителя сообщениясимвольная строкасимвольная строка длиной 32 байтаидентификатор услуги пункта отправленияидентификатор услуги отправителя сообщениясимвольная строкасимвольная строка длиной 8 байтовтип поискауказывает критерий поиска, который может быть одним из числа следующих критериев: именем устройства, именем услуги, типом услуги или их комбинацией целое число без знакаесли 0-ой бит равен 1, то это обозначает поиск по имени устройства;
если 1-ый бит равен 1, то это обозначает поиск по типу устройства;
если 2-ой бит равен 1, то это обозначает поиск по имени услуги;
если 3-й бит равен 1, то это обозначает поиск по типу услугиимя устройствауказывает имя устройства, поиск которого осуществляетсясимвольная строкасимвольная строка с максимальной длиной 256 байтовтип устройствауказывает тип устройства, поиск которого осуществляетсяцелое число без знакаот 0 до 0хFFFFFFFFимя услугиуказывает имя услуги, поиск которой осуществляетсясимвольная строкасимвольная строка с максимальной длиной 256 байтовтип услугиуказывает тип устройства, поиск которого осуществляетсяцелое число без знакаот 0 до 0хFFFFFFFF

Таблица 2Имя поляСодержимоеТипДиапазон принимаемых значенийтип сообщениятип сообщениясимвольная
строкафиксированное: Device Advertisement (Объявление об Устройстве)порядковый номер сообщенияпорядковый номер сообщенияцелое число без знакаот 0 до 0хFFFFFFFFидентификатор устройства пункта назначенияидентификатор устройства получателя сообщениясимвольная строкасимвольная строка длиной 32 байтаидентификатор функции пункта назначенияидентификатор услуги получателя сообщениясимвольная строкасимвольная строка длиной 8 байтовидентификатор устройства пункта отправленияидентификатор устройства отправителя сообщениясимвольная строкасимвольная строка длиной 32 байтаидентификатор услуги пункта отправленияидентификатор услуги отправителя сообщениясимвольная строкасимвольная строка длиной 8 байтовимя устройстваимя найденного устройствасимвольная строкасимвольная строка с максимальной длиной 256 байтовтип устройстватип найденного устройства целое число без знакаот 0 до 0хFFFFFFFFидентификация устройства управления ресурсамиуказывает на то, является ли данное устройство устройством управления ресурсами или неттип логический"True" или "False" («Истина» или «Ложь»)тип аутентификацииожидаемый устройством тип аутентификации, в соответствии с которым другие устройства могут инициировать процедуру аутентификациицелое числоот 1 до 3уровень защиты передачи данныхожидаемый устройством уровень защиты передачи данных; другие устройства в ходе последующей связи должны осуществлять связь в соответствии с этим уровнем защиты передачи данныхцелое числоот 1 до 4тип санкционирования (авторизации) способ авторизациицелое числоот 1 до 3состояние устройстватекущее состояние устройствасимвольная строкадолжно представлять собой одну из двух следующих символьных строк:
1. "ALIVE", устройство находится в активном состоянии,
2. "BYEBYE", устройство покинуло сетьпериод обновления информации устройствапериод обновления информации о состоянии устройства, если другие устройства не могут получить новую информацию устройства, то указывает, что данное устройство покинуло сетьцелоеот 0 до 0хFFFFFFFF

Согласно таблице 1 и 2 первые шесть полей соответствующих сообщений одинаковы, а именно: первое поле представляет собой тип сообщения; второе поле представляет собой порядковый номер сообщения (этот порядковый номер используется для повторной передачи сообщения и установления соответствия между ответным сообщением и сообщением запроса); четыре поля с третьего по шестое поля используются для указания отправителя сообщения и получателя сообщения.

На практике сообщение о поиске устройства и ответное сообщение о поиске устройства могут быть реализованы на языке XML (расширяемом языке разметки). Короче говоря, вышеприведенное описание охватывает только предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения, но не имеет своим намерением ограничить объем охраны настоящего изобретения.

Изобретение относится к автоматическому поиску устройств в сети. Техническим результатом является облегчение поиска и осуществления соединения устройств в сети. В способе устройство инициирующей стороны осуществляет поиск устройства управления ресурсами, и при обнаружении направляет ему запрос на поиск устройства, с которым требуется соединение. Если устройство управления ресурсами обнаружило требуемое устройство, то информация, относящаяся к этому устройству, направляется устройству инициирующей стороны. Если же устройства управления ресурсами в сети не существует, то устройство инициирующей стороны объявляет всем другим устройствам в сети свою собственную информацию устройства и осуществляет мониторинг информации объявлений обо всех других устройствах. При получении информации о других устройствах устройству, с которым требуется соединение, от устройства инициирующей стороны направляется запрос на соединение, и после получения ответа выполняются соответствующие операции. 3 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл.

1. Способ автоматического поиска устройств в сети, отличающийся тем, что он включает в себя, по меньшей мере, следующие этапы, на которых

(a) при устанавливаемом межсоединении двух устройств сначала посредством устройства инициирующей стороны осуществляют поиск на предмет того, существует ли устройство управления ресурсами в сети и, если такое устройство существует, то осуществляют переход к этапу (с), в противном случае осуществляют переход к этапу (b);

(b) посредством устройства инициирующей стороны объявляют всем другим устройствам в сети собственную информацию устройства и в то же самое время осуществляют мониторинг информации объявлений обо всех других устройствах; когда получена информация о других устройствах, от устройства инициирующей стороны устройству, с которым требуется соединение, направляют запрос на соединение и после получения ответа выполняют соответствующие операции;

(c) от устройства инициирующей стороны направляют устройству управления ресурсами запрос на поиск устройства; после получения запроса посредством устройства управления ресурсами осуществляют поиск в хранящейся в нем информации регистрации устройств; после того, как обнаружено удовлетворяющее условиям устройство, информацию, относящуюся к этому устройству, немедленно направляют устройству инициирующей стороны, в противном же случае устройству инициирующей стороны сообщают о том, что информация не найдена.