Область техники, к которой относится изобретение
Это изобретение относится к компьютерным сетям и распределенным вычислениям и, более конкретно, к способу поддержки взаимного соединения между устройствами в сетевой среде, который включает в себя способ динамической организации сети таким образом, чтобы совместно использовать ресурсы.
Описание предшествующего уровня техники
Известные сетевые технологии обеспечивают базовый способ осуществления связи и адресации для сетевых устройств, например, как семейство протокола управления передачей/межсетевого протокола (TCP/IP). Однако, все еще существует необходимость в архитектуре и способе, которые могут реализовывать динамическую организацию сети и совместное использование ресурсов между устройствами.
Динамическая организация сети между устройствами, рассматриваемая в настоящем изобретении, означает, что: a) нет необходимости модифицировать сетевые параметры устройства в сети; b) узел может быть построен посредством динамического выбора соответствующих устройств из сети, и этот узел может реализовывать функцию, которая не может быть осуществлена единичным устройством, или улучшать выполнение исходной функции этого единичного устройства; и c) два узла могут напрямую взаимодействовать и совместно использовать ресурсы между собой таким образом, чтобы расширить функцию единичного узла.
Совместное использование ресурсов, рассматриваемое в настоящем изобретении, указывает на то, что в случае, когда число сетевых устройств не увеличено, устройства в сети могут с готовностью выдавать ресурсы, предоставляемые ими самими, и также могут извлекать и использовать ресурсы, с готовностью предоставляемые другими устройствами.
Много стандартов и способов уже было предложено некоторыми организациями и компаниями во всем мире, и они могут, в разных степенях, реализовывать динамическую организацию сети и совместное использование ресурсов среди сетевых устройств.
Форум по универсальному стандарту автоматического распознавания и настройки периферийного оборудования (UPNP) уже предложил сетевую архитектуру в контексте управления бытовыми устройствами. Эти сетевые устройства, основанные на UPNP, могут динамически формировать одноранговую сеть, в которой каждое устройство может динамически выдавать свои ресурсы и извлекать ресурсы других устройств в сети. Однако то, что предложено UPNP, представляет собой способ для устройства, такого как точка управления, управляющая другим устройством, но не способ, чтобы реализовывать динамическую организацию сети и совместное использование ресурсов среди множества устройств.
CORBA является технологией распределенных вычислений между платформами, предложенной International Object Management Group. Эта технология требует, чтобы существовал центральный сервер, предназначенный для реализации извлечения объектов в сети. Такая прикладная модель более подходит для режима Клиент/Сервер, но не может очень хорошо поддерживать динамическую организацию сети, совместное использование ресурсов и взаимодействие среди множества устройств.
Корпорация Microsoft (R) предложила технологию распределенных вычислений DCOM. Но реализация такой технологии ограничена только системной платформой Microsoft, и предоставляется только новая вычислительная платформа Клиент/Сервер.
В настоящее время, различные новые появившиеся технологии одноранговых соединений сосредотачиваются на том, как реализовать совместное использование ресурсов без зависимости от центрального сервера в среде Интернет. Известные технические решения включают в себя Freenet, Gnutella и Napster. Однако, расширения совместного использования ресурсов, реализованные этими известными решениями, намного меньше, и большинство из них ограничены совместным использованием статических файлов.
Grid предложена технология для реализации совместного использования ресурсов в сетевой среде между организациями или компаниями. Однако, до настоящего времени, эта технология все еще только развивающаяся инфраструктура и не может обеспечивать воплощенный способ для динамической организации сети и совместного использования ресурсов.
Таким образом, хотя различные существующие технологии распределенных вычислений уже предложили множество технических решений для выдачи и извлечения конкретных ресурсов по отношению к единичному устройству, проблема, соответствующая в динамической организации сети и совместному использованию ресурсов и взаимодействию среди множества устройств, все еще остается нерешенной.
Сущность изобретения
Поэтому, задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ для реализации динамической организации сети и совместного использования ресурсов, который может реализовывать динамическую организацию сети и совместное использование ресурсов среди множества устройств в сети. В соответствии со способом настоящего изобретения, устройства в сети выполнены с возможностью соединения друг с другом свободно и динамически без изменения исходных сетевых параметров. Дополнительно, каждое из устройств в сети может не только выдавать свои ресурсы, но также извлекать и использовать ресурсы других устройств.
Другая задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить способ организации сети для магистральной сети домашней сети, который может реализовать динамическую организацию сети и совместное использование ресурсов среди домашних сетевых устройств посредством установления базовой составляющей структуры домашней магистральной сети.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в предоставлении способа для реализации динамической организации сети и совместного использования ресурсов в домашней магистральной сети, который делает соответствующие независимые устройства, содержащие процессоры и запоминающие устройства, динамически соединенными между собой в домашней сетевой среде таким образом, чтобы сформировать сеть, в которой соответствующие устройства могут осуществлять доступ друг к другу и использовать ресурсы на других устройствах. Новые устройства могут быть объединены в сеть в любой момент таким образом, чтобы улучшить взаимодействие и простоту использования между домашними устройствами.
Чтобы решить вышеизложенные задачи настоящего изобретения, предоставляется способ реализации динамической организации сети и совместного использования ресурсов среди устройств, содержащий этапы:
A1) устанавливают набор модулей динамической организации сети и совместного использования ресурсов на каждое из устройств, которые должны реализовывать динамическую организацию сети и совместное использование ресурсов, причем упомянутый набор модулей включает в себя модуль уровня сетевой передачи для передачи и приема данных; модуль уровня управления устройствами для установления отношения соединения между устройствами, чтобы контролировать и управлять устройством; модуль уровня управления сервисами для выполнения сервисами управления для устройств и узлов. Эти устройства периодически отправляют сообщения устройства в сеть посредством группового вещания;
B1) устройство служит в качестве устройства управления узла и отправляет анонсирующее сообщение о своем существовании посредством группового вещания с целью создания узла;
С1) устройство находит узел посредством мониторинга анонсирующего сообщения узла, и устройства, которые делают запрос регистрации в упомянутом узле, регистрируют сервисную информацию, которую они могут предоставить, на устройстве управления узла из состава упомянутого узла; или устройство управления узлом конфигурирует другие устройства в сети таким образом, чтобы предписать этим устройствам зарегистрировать сервисную информацию, которую они могут предоставить, на устройстве управления узла, и таким образом зарегистрироваться в узле;
D1) устройство, которое зарегистрировалось в узле, находит устройство, предоставляющее желаемый сервис посредством индексирования устройства управления узла, и получает желаемый сервис от упомянутого устройства посредством отправки сообщения запроса сервиса устройству, которое предоставляет желаемый сервис.
Упомянутые узлы включают в себя глобальные узлы и специальные узлы. Сервисные элементы на всех устройствах принадлежат одному и тому же глобальному узлу по умолчанию. Сервисный элемент на любом из устройств может создавать специальный узел, отличающийся от глобальных узлов.
В соответствии с настоящим изобретением, множество сервисов (устройств) динамически комбинируются посредством создания глобальных узлов и специальных узлов, тем самым совместно используя ресурс. Один глобальный узел может иметь один сервисный элемент (устройство), который способен выполнять управление узлом, и если такой элемент существует, все другие сервисы (устройства) регистрируются на данном сервисе (устройстве) и данный элемент (устройство) управляет ими. Все сервисные элементы (устройства), принадлежащие одному и тому же глобальному узлу, по умолчанию могут создавать специальный узел, отличающийся от глобальных узлов, и могут приглашать или конфигурировать другие сервисные элементы (устройства) для регистрации в этом заново созданном специальном узле. После создания нового глобального узла или специального узла, его сервисный элемент управления узла отправляет анонсирующее сообщение о своем существовании в сеть, и другие сервисные элементы, как только они примут это анонсирующее сообщение от глобального или специального узла, могут отправлять регистрационный запрос сервисному элементу (устройству) управления из состава глобального или специального узла. Таким образом, решается задача настоящего изобретения, состоящая в том, чтобы каждое из устройств в сети могло не только анонсировать свои собственные ресурсы, но также извлекать и использовать ресурсы других устройств.
В соответствии с настоящим изобретением, способ реализации динамической организации сети и совместного использования ресурсов среди устройств дополнительно содержит способ осуществления связи между узлами, включающий в себя этапы:
Е1) устройство управления исходного узла и устройство управления узла назначения отправляют в сеть соответствующие анонсирующие сообщения узла в отношении их собственных узлов, соответственно;
F1) устройство управления исходного узла и устройство управления узла назначения, посредством использования процедур инициирования запроса и приема запроса, устанавливают отношение совместного использования ресурсов между этими двумя узлами и обмениваются ресурсной информацией, соответственно;
G1) устройство внутри исходного узла отправляет запрос, который передается устройством управления узла назначения, устройству управления этого узла, чтобы вызвать ресурс устройства внутри узла назначения;
H1) устройство внутри узла назначения отправляет назад ответ на вызов ресурса, который передается устройством управления исходного узла, устройству внутри исходного узла.
В соответствии с настоящим изобретением, ресурсной информацией узла можно обмениваться посредством установления отношения совместного использования ресурсов через средство связи между двумя узлами, которое может быть между глобальными узлами, между специальными узлами и между глобальным узлом и специальным узлом). Таким образом, устройства внутри двух узлов могут выполнять совместное использование ресурсов через соответствующее устройство управления узла.
Для решения вышеизложенных задач настоящего изобретения, также предоставляется способ организации сети для домашней магистральной сети, содержащий этапы:
A2) обеспечивают по меньшей мере одно предоставляющее сервисы устройство для предоставления сервисов другим устройствам в домашней сети;
B2) обеспечивают по меньшей мере одно использующее сервисы устройство для использования сервисов, предоставляемых другими устройствами в домашней сети;
C2) обеспечивают по меньшей мере один протокольный шлюз для соединения домашней магистральной сети с внешней сетью;
D2) соединяют предоставляющее сервисы устройство, использующее сервисы устройство и протокольный шлюз посредством использования протокола широкополосной и высокоскоростной домашней магистральной сети, чтобы сформировать домашнюю магистральную сеть.
Предоставляющее сервисы устройство и использующее сервисы устройство по этапам A2 и B2 могут быть одним и тем же физическим устройством.
Упомянутая домашняя магистральная сеть принимает режим проводной передачи или режим беспроводной передачи, либо оба из них.
Упомянутое одно предоставляющее сервисы устройство, или упомянутое одно использующее сервисы устройство, или протокольный шлюз назначается в качестве устройства управления ресурсами домашней магистральной сети таким образом, чтобы сформировать топологическую структуру магистральной сети режима соединения главный/подчиненный между устройством управления ресурсами и другими устройствами, и устройство управления ресурсами выполняет централизованное управление другими устройствами.
Упомянутое централизованное управление включает в себя то, что предоставляющее сервисы устройство и/или использующее сервисы устройство, после успешной регистрации на устройстве управления ресурсами, присоединяется к домашней магистральной сети, а также использующее сервисы устройство, которое присоединилось к домашней магистральной сети, индексирует сервисы из устройства управления ресурсами.
Упомянутые предоставляющее сервисы устройство, использующее сервисы устройство и протокольный шлюз формируют топологическую структуру магистральной сети однорангового соединения посредством использования режима однорангового соединения.
Упомянутое одноранговое соединение выполняется таким способом, что исходное устройство, запрашивающее соединение, отправляет запрос создания однорангового соединения устройству назначения, и это устройство назначения отправляет ответ на запрос создания однорангового соединения исходному устройству.
Упомянутые устройство назначения и исходное устройство могут быть предоставляющим сервисы устройством или использующим сервисы устройством друг для друга.
Упомянутые предоставляющее сервисы устройство и использующее сервисы устройство взаимозаменяемы, и домашняя магистральная сеть может быть как предоставляющим сервис устройством, так и использующим сервисы устройством.
Способ установления домашней магистральной сети в соответствии с настоящим изобретением, на основе описания домашней магистральной сети и ее членов, может реализовывать динамическую организацию сети и совместное использование ресурсов посредством использования предоставляемой модели домашней магистральной сети, то есть, режима соединения Главный/Подчиненный и режима однорангового соединения.
Чтобы решить вышеизложенные задачи настоящего изобретения, также предоставляется способ реализации динамической организации сети и совместного использования ресурсов среди устройств в домашней магистральной сети, содержащий этапы:
A3) подсоединяют устройство домашней магистральной сети к локальной сети или беспроводной локальной сети;
B3) осуществляют групповое вещание информации данного устройства посредством выдачи анонсирующего сообщения упомянутого устройства;
C3) получают сообщение о существовании других устройств посредством мониторинга или поиска анонсирующего сообщения;
D3) использующее сервисы устройство и предоставляющее сервисы устройство, вместе с одним устройством управления ресурсами, формируют одну домашнюю сеть посредством регистрации на упомянутом устройстве управления ресурсами; или более чем одно использующее сервисы устройство и более чем одно предоставляющее сервисы устройство формируют одну домашнюю сеть посредством использования режима однорангового соединения;
E3) использующее сервисы устройство получает сервисную информацию предоставляющего сервисы устройства внутри домашней сети посредством отправки запроса поиска сервиса устройству управления ресурсами, и использующее сервисы устройство получает право использовать сервис и использует этот сервис, предоставляемый предоставляющим сервисы устройством, посредством отправки запроса аренды сервиса или запроса вызова сервиса; или использующее сервисы устройство получает сервисную информацию предоставляющего сервис устройства и право использовать сервис, и использует сервис, предоставляемый предоставляющим сервисы устройством, посредством отправки запроса поиска сервиса, запроса аренды сервиса и запроса вызова сервиса предоставляющему сервисы устройству, которое установило одноранговое соединение с использующим сервис устройством.
На упомянутом этапе A3, упомянутая домашняя магистральная сеть может включать в себя информационные устройства, устройства связи и развлекательные устройства. Информация устройства и его сервисов инкапсулируется и выдается в соответствии со спецификацией описания устройства и его сервисов, соответствующей протоколу магистральной сети.
Для упомянутого протокола магистральной сети, стек протоколов магистральной сети включает в себя уровень управления передачами для взаимодействия данными между устройствами и сервисами, уровень промежуточного протокола для реализации взаимного соединения и совместного использования ресурсов между устройствами в домашней сети и уровень поддержки приложений для предоставления интерфейса прикладного программирования (API) доступа для прикладных программ верхнего уровня.
На упомянутом этапе B3 устройство периодически анонсирует свою собственную информацию посредством группового вещания. Выдаваемое анонсирующее сообщение по меньшей мере включает в себя описание устройства, идентификационные данные устройства в виде сетевого адреса и сервисную информацию, имеющуюся на устройстве.
На упомянутом этапе C3 упомянутый мониторинг включает в себя то, что устройство получает сообщения о существовании других устройств посредством мониторинга анонсирующих сообщений других устройств; и упомянутый поиск включает в себя то, что устройство отправляет сообщение для поиска других устройств посредством группового вещания, и устройство, которое принимает послание через групповое вещание сообщение поиска, возвращает свое собственное анонсирующее сообщение устройства посредством однонаправленной передачи, когда условия самого устройства совместимы с условиями поиска, содержащимися в сообщении поиска.
На упомянутом этапе D3, когда устройство управления ресурсами назначается в использующем сервисы или предоставляющем сервисы устройстве, использующее сервисы устройство или предоставляющее сервисы устройство инициирует процедуру регистрации на устройстве управления ресурсами, существующем в сети.
На упомянутом этапе D3, упомянутое использующее сервисы устройство или предоставляющее сервисы устройство одновременно регистрируется только на одном устройстве управления ресурсами.
Упомянутый этап D3 дополнительно содержит этапы, на которых предоставляющее сервисы устройство, которое успешно зарегистрировалось на устройстве управления ресурсами, регистрирует свой собственный сервис на устройстве управления ресурсами, и устройство управления ресурсами поддерживает все зарегистрированные на нем устройства и их сервисную информацию.
Упомянутый этап D3, то есть этап, где более чем одно устройство образуют одну домашнюю магистральную сеть посредством использования режима однорангового соединения, дополнительно содержит этапы, на которых устройство получает сообщения о существовании других устройств посредством мониторинга анонсирующих сообщений группового вещания других устройств, и устройство инициирует запрос установления однорангового соединения с другими устройствами таким образом, чтобы запросить сервисы на других устройствах.
Упомянутый этап D3 дополнительно содержит процедуру установления механизма безопасности, включающую в себя этапы:
D31) устройство управления ресурсами отправляет аутентификационную информацию, устройствам, подсоединенным к домашней сети, причем программа управления конфигурацией ключей отвечает за его аутентификационный ключ и если аутентификация (установление подлинности) прошла успешно, то регистрация является успешной;
D32) выполняют аутентификацию соединения между двумя однорангово соединенными устройствами, причем ключ аутентификации соединения выдается программой управления конфигурацией ключей и поддерживается локально этими двумя однорангово соединенными устройствами.
Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет домашним устройствам динамически организовываться в сеть как целое и позволяет различным устройствам объединенно предоставлять систематический и полный сервис для домашнего пользователя. Характеристикой имеющейся открытости полностью предусмотрено будущее развитие и поддержка существующих технологий и устройств.
Способ в соответствии с настоящим изобретением поддерживает как проводную сеть, так и беспроводную сеть.
Перечень фигур чертежей
Фиг.1 - схематическая диаграмма, показывающая логическую структуру для устройств, которая обеспечивает абстрактное представление всех физических сетевых устройств в настоящем изобретении в соответствующие логические устройства ввиду их функциональных возможностей;
Фиг.2 - схематическая диаграмма, показывающая структуру глобального узла в соответствии с одним вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг.3 - диаграмма, показывающая процедуру для генерирования (глобального или специального) узла в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг.4 - диаграмма, показывающая процедуру для взаимодействия между узлами в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения;
Фиг.5 - диаграмма, показывающая, когда механизм генерирования узла в соответствии с вариантом воплощения настоящего изобретения применяется к комнате собраний;
Фиг.6 - диаграмма, показывающая один пример домашней сети, установленной в соответствии со способом настоящего изобретения;
Фиг.7 - диаграмма, показывающая топологическую структуру домашней магистральной сети, соединенной в режиме соединения главный/подчиненный, и совместное использование ресурсов;
Фиг.8 - диаграмма, показывающая топологическую структуру домашней магистральной сети, соединенной в режиме однорангового соединения, и совместное использование ресурсов;
Фиг.9 - диаграмма, показывающая иерархическую структуру стека протоколов устройств, используемого домашней магистральной сетью;
Фиг.10 - диаграмма, показывающая уровень управления передачами, показанный на Фиг.9;
Фиг.11 - диаграмма, показывающая уровень промежуточного протокола, показанный на Фиг.9; и
Фиг.12 - схема последовательности операций, показывающая процесс динамической организации сети и совместного использования ресурсов между устройствами в домашней магистральной сети в соответствии с настоящим изобретением.
Подробное описание предпочтительных вариантов воплощения
Настоящее изобретение будет описываться со ссылкой на прилагаемые чертежи.
Способ в соответствии с настоящим изобретением не нуждается в увеличении числа каких-либо новых устройств на основе исходных устройств, существующих в сети, но только требует установки дополнительного программного обеспечения на устройства, для которых желательно иметь функции динамической организации сети и совместного использования ресурсов. Динамическая организация сети и совместное использование ресурсов в ограниченном расширении в соответствии с настоящим изобретением выполняется этим программным обеспечением. Одно устройство может интеллектуально установить коммуникационное соединение, соответствующее нижележащим уровням, с другими устройствами, анонсировать информацию, относящуюся к самому себе, другим устройствам, находить другие устройства, которые располагают таким программным обеспечением в упомянутой сети, и динамически и интеллектуально формировать один узел (комбинацию множества сервисов) вместе с ними по требованию таким образом, чтобы поддерживать совместное использование и интеграцию сервисов, распределенных на множестве устройств. Эти сервисы предоставляются ресурсным элементом, который имеет определенную функцию, и включает в себя взаимодействие между программными средствами или аппаратными средствами или обоими из них. Например, в принтере, физическое устройство принтера предоставляет сервис печати через программу, управляющую печатью.
На Фиг.1, которая является схематической диаграммой логической структуры для устройств, которые обеспечивают абстрактное представление всех физических сетевых устройств в настоящем изобретении в соответствующие логические устройства в соответствии с функциональными возможностями, содержатся уровень 11 управления сервисами, уровень 12 управления устройствами и уровень 13 сетевой передачи. Уровень 13 сетевой передачи используется, чтобы передавать и принимать данные. Уровень 12 управления устройствами выполняет контроль и управление для соединения между устройствами, такие как аутентификация идентификационных данных между устройствами. Уровень 11 управления сервисами выполняет управление сервисами для самих устройств, например, проверку безопасности вызова сервиса.
Необходимо сформировать узел, состоящий из множества устройств в сети, чтобы реализовать способ в соответствии с настоящим изобретением. Также необходимо устройство для реализации функции управления узлом. Устройство, которое реализует функцию управления узлом, является устройством управления узла. То есть, один узел состоит из одного устройства управления узла и возможного множества устройств. Сервисный элемент, который может выполнять функцию управления узлом, должен существовать на устройстве управления узла. Сервисный элемент, который может выполнять функцию управления узлом, может также существовать на каждом устройстве для реализации способа в соответствии с настоящим изобретением. Внутри одного узла, однако, сервисный элемент управления сервисами активен в одно и то же время только на одном устройстве.
Устройство управления узла может быть назначено пользователями или динамически сформировано.
Узлы в настоящем изобретении могут включать в себя два типа узлов - глобальные узлы и специальные узлы. Все сервисные элементы в одной и той же широковещательной области принадлежат к одному и тому же глобальному узлу по умолчанию. Любой из сервисных элементов может создавать специальный узел, отличающийся от глобального узла.
Фиг.2 показывает схематическую диаграмму формирования узла для реализации способа в соответствии с настоящим изобретением. Как показано на фиг. 2, устройство 1, устройство 2, устройство 3 и устройство 4 присоединены к локальной сети (LAN) или Беспроводной Локальной сети (WLAN). Устройства 1, 2 и 3, окруженные эллиптической линией, составляют узел 1. Сервисный элемент NMS1 (Сервис управления узла), управляющий узлом 1, предоставлен в устройстве 1 и образует устройство управления для узла 1. Устройство 2 и устройство 3 являются сервером (сервисом) 1 и сервером (сервисом) 2, соответственно. Сервисный элемент NMS 2, управляющий узлом 2, предоставляется в устройстве 4 и образует устройство управления для узла 2.
Со ссылкой на Фиг.3, устройство 1, устройство 2, устройство 3 и устройство 4 присоединены к LAN/WLAN, причем сервис управления глобальным узлом (GNMS) является сервисным элементом на устройстве 1 для выполнения управления глобальным узлом, сервис управления специальным узлом (SNMS) является сервисным элементом на устройстве 2 для выполнения управления специальным узлом. Сервис 1 - это сервис на устройстве 3, и Сервис 2 - это сервис на устройстве 4.
Содержание этапов на Фиг.3 следующее:
Этап 1, устройство 1 создает глобальный узел и выдает свое анонсирующее сообщение глобального узла в сеть LAN/WLAN;
Этап 2, Этап 3 и Этап 4, устройство 2, устройство 3 и устройство 4, соответственно, объединяются в глобальный узел;
Этап 5, устройство 2 создает новый специальный узел и выдает соответствующее анонсирующее сообщение специального узла в сеть;
Этап 6, устройство 2 запрашивает сервисную информацию, существующую в сети, от глобального узла;
Этап 7, устройство 1 возвращает соответствующую сервисную информацию устройству 2;
Этап 8, устройство 2 приглашает устройство 3, в котором существует Сервис 1, присоединиться к специальному узлу;
Этап 9, устройство 3 присоединяется к специальному узлу;
Этап 10, устройство 2 приглашает устройство 4, в котором существует Сервис 2, присоединиться к специальному узлу;
Этап 11, устройство 4 присоединяется к специальному узлу;
Этап 12, устройство 2 отправляет сообщение вызова сервиса Сервису 1;
Этап 13, устройство 2 отправляет сообщение вызова сервиса Сервису 2.
Фиг.3А показывает процедуру формирования узла, включающего в себя глобальный узел или специальный узел. Полная процедура формирования и удаления узла должна содержать этапы анонсирования устройства, создания узла, расширения узла, аннулирования узла, управления глобальным узлом и выбора устройства и т.д. Следует заметить, что в течение динамической организации сети нет необходимости, чтобы глобальный узел и специальный узел сосуществовали. Динамическая организация сети и совместное использование ресурсов могут быть достигнуты, только если глобальный узел или специальный узел созданы.
В вышеописанных этапах, все устройства, существующие в одной и той же широковещательной области, принадлежат одному и тому же глобальному узлу по умолчанию. В случае, если его собственные возможности допускают это, любое устройство может служить в качестве устройства управления узла для глобального узла, только если возможность этого устройства позволяет это. Однако, только одно устройство управления глобального узла, такое как устройство 1, может существовать в одной широковещательной области в одно и то же время. Время существования глобального узла будет автоматически окончено, когда не существует устройства управления в сети.
Если глобальный узел уже существует в широковещательной области, где находится устройство, этому устройству следует присоединиться к этому глобальному узлу. При объединении в глобальный узел, устройство должно зарегистрировать свою собственную сервисную информацию на устройстве управления глобального узла. Устройство управления глобального узла управляет сервисами на всех устройствах, и глобальный узел служит только для выполнения функции индексирования сервисов для управления соответствующим сервисом устройства.
Любое из устройств, таких как устройство 2 в сети, может создавать специальный узел помимо одного глобального узла. Это устройство может приглашать другие устройства присоединиться к этому заново созданному специальному узлу. За исключением устройства управления глобального узла, только одно устройство может быть активным в одном узле в одно и то же время. Устройство управления узла, которое создает специальный узел, поддерживает время существования специального узла.
Устройство управления узла контролирует время существования узла, например, устройство 1 контролирует время существования глобального узла, и устройство 2 контролирует время существования специального узла. Когда устройство управления решает аннулировать ранее созданный узел, оно отправляет сообщение выхода из узла соответствующим устройствам в узле. При выходе из узла, в котором когда-либо принималось участие, устройство удаляет всю сервисную информацию устройства из устройства управления глобального узла.
После создания нового узла, включающего в себя глобальный узел и специальный узел, устройство управления узла из состава упомянутого узла, т.е. устройство 1 и устройство 2 на чертежах, будет отвечать за отправку в сеть анонсирующего сообщения о существовании узла, и анонсирующее сообщение узла отправляется посредством группового вещания. Анонсирующее сообщение узла по меньшей мере включает в себя идентификационные данные устройства управления узла в виде сетевого адреса, тип узла, идентификатор узла и информацию о других соответствующих свойствах. Другие устройства, как только они обнаружат анонсирующее сообщение узла, могут отправить запрос присоединения устройству управления узла из состава упомянутого узла, такому как устройство 1 и устройство 2. Либо, устройство управления узла конфигурирует другие устройства в сети так, что эти устройства должны зарегистрировать имеющуюся у них сервисную информацию на устройстве управления узла таким образом, чтобы присоединиться к узлу.
Все устройства в сети выполняют анонсирование информации устройства посредством группового вещания. Они периодически отправляют посредством группового вещания анонсирующие сообщения устройства в сеть и показывают идентификационные данные устройств в виде сетевых адресов, описания устройств и сервисную информацию устройств, содержащиеся в сообщениях, так чтобы другие устройства могли получить информацию, относящуюся к этим устройствам.
Устройство управления узла периодически выдает анонсирующее сообщение в сеть о своем существовании в сети. Анонсирующее сообщение узла по меньшей мере включает в себя идентификационные данные устройства управления узла в виде сетевого адреса, тип узла, идентификатор узла и информацию о других соответствующих свойствах. Анонсирующее сообщение узла передается посредством группового вещания.
Любое устройство в сети может искать узлы, существующие в сети, в активном или пассивном режиме. Активный режим соответствует тому, что устройство отправляет сообщение поиска узла в сеть посредством группового вещания, и устройство управления узла, удовлетворяющее критериям поиска, отправляет анонсирующее сообщение узла устройству, из которого отправлено сообщение поиска, посредством однонаправленной передачи. Пассивный режим соответствует тому, что устройство отслеживает назначенный адрес группового вещания, чтобы получить сообщение узла в той же широковещательной области или другой широковещательной области.
Когда устройство обнаруживает, что имеется сообщение узла в сети, это устройство может инициировать запрос присоединения к узлу на устройство управления узла, и устройство управления узла определит, разрешено ли устройству присоединиться к узлу, т.е. выполнять ли расширение узла или нет.
Устройство управления узла может также получать сообщения устройства, в текущее время появляющиеся в сети, посредством мониторинга анонсирующего сообщения устройства в сети. Также, устройство управления узла может инициировать приглашение присоединения к узлу для устройства, и устройство определяет, присоединиться ли к узлу или нет.
На Фиг.4 показан механизм осуществления связи между устройствами. Устройство 1, устройство 2, устройство 3 и устройство 4 подсоединены к LAN/WLAN, причем NMS 1 (Сервис управления узла) является сервисным элементом на устройстве 2 для выполнения управления глобальным или специальным узлом 1, NMS 2 является сервисным элементом на устройстве 3 для выполнения управления глобальным или специальным узлом 2, и Сервис 1 является сервисом на устройстве 1 внутри узла 1, Сервис 2 является сервисом на устройстве 4 внутри узла 2. NMS 1 и NMS 2 осуществляют связь между узлами следующим образом:
Этап 1, устройство 2 отправляет анонсирующее сообщение узла 1 в сеть;
Этап 2, устройство 3 отправляет анонсирующее сообщение узла 2 в сеть;
Этап 3, узел 1 инициирует запрос совместного использования ресурсов узлу 2;
Этап 4, узел 2 принимает запрос совместного использования ресурсов от узла 1, и отношение совместного использования ресурсов между узлами устанавливается между узлом 1 и узлом 2;
Этап 5, узел 1 и узел 2 обмениваются ресурсной информацией узлов;
Этап 6, Сервис 1 на устройстве 1 внутри узла 1 инициирует запрос вызова Сервису 2 на устройстве 4 внутри узла 2;
Этап 7, устройство управления узла 1 передает запрос вызова устройству управления узла 2;
Этап 8, устройство управления узла 2 передает запрос вызова устройству 4;
Этап 9, Сервис 2 устройства 4 отправляет назад ответ на запрос вызова устройству управления узла 2;
Этап 10, устройство управления узла 2 передает ответ на запрос вызова устройству управления узла 1;
Этап 11, устройство управления узла 1 передает ответ на запрос вызова устройству 1.
На вышеописанных этапах, связь между двумя разными глобальными или специальными узлами выполняется соответствующими устройствами управления узла. Устройства управления двух узлов могут найти друг друга с помощью анонсирующего сообщения узла противоположной стороны. Устройство управления одного узла (называемое устройством управления исходного узла) может инициировать запрос совместного использования ресурсов на устройство управления другого узла (называемого устройством управления узла назначения). Устройство управления узла назначения принимает или отклоняет запрос совместного использования ресурсов узла в соответствии со своей собственной стратегией безопасности. После того, как два узла установят взаимоотношение совместного использования ресурсов, они могут обмениваться ресурсной информацией узлов. Устройства внутри этих двух узлов могут выполнять совместное использование ресурсов через соответствующие устройства управления узла. Ответ на запрос вызова включает в себя объединенную информацию управления между информацией вызова сервиса и сервисом.
На Фиг.5 показано, что способ в соответствии с настоящим изобретением применяется к комнате собраний таким образом, чтобы сформировать сетевую структуру в интеллектуальной комнате собраний. На Фиг.5, ссылочная позиция 51 обозначает устройство точки доступа (АР) для предоставления беспроводного доступа, 52 обозначает сетевой принтер, 57 обозначает ПК (персональный компьютер). Устройство 51 АР, сетевой принтер 52 и ПК 57 соединены через сеть 58 Ethernet. Ноутбук 1 присутствующего (53), ноутбук 2 присутствующего (54),..., ноутбук N присутствующего (55), беспроводной проектор 56, персональные цифровые информационные устройства (PDA) и мобильные телефоны (не показаны) используются как мобильные устройства и соединяются с устройством 51 АР через WLAN 59.
В среде, такой как показана на другой фигуре, устройство 51 AP для обеспечения беспроводного доступа, сетевой принтер 52 и ПК 57, беспроводной проектор 56 являются стационарными устройствами в комнате собраний. В терминах функциональных возможностей и рабочих характеристик устройства 51 AP, сетевого принтера 52 и беспроводного проектора 56, они не могут использоваться в качестве устройства управления глобального узла. После того, как множество (например N, где N - положительное целое число) ноутбуков присутствующих окажутся в комнате собраний, администратор комнаты собраний назначает одно из устройства 57 ПК и N ноутбуков присутствующих в качестве устройства управления глобального узла.
Сетевой принтер 52 и беспроводной проектор 56 могут регистрировать их собственные сервисы на устройстве управления глобального узла посредством мониторинга анонсирующего сообщения глобального узла.
После формирования глобального узла, не для всех ноутбуков присутствующих требуется установка управляющей принтером программы заранее и прямое соединение с беспроводным проектором, но они могут выполнять упорядоченное управление сетевым принтером 52 и беспроводным проектором 56 под управлением устройства управления глобального узла. Каждый из ноутбуков присутствующих может использовать беспроводной проектор 56 и/или сетевой принтер 52 посредством создания специального узла без конфликтов.
С увеличением уровня жизни, в доме увеличивается количество устройств, таких как информационные устройства, устройства связи, развлекательные устройства, бытовые устройства, автоматические устройства, устройства безопасности (мониторинга). Тем временем, из-за широкого использования персональных компьютеров и Интернета в быту, развития телекоммуникационных технологий и прогресса интеллектуальных устройств, предполагается, что домашней сети будет уделяться все больше и больше внимания, и спрос на простую, гибкую и надежную домашнюю сеть будет возрастать. В настоящее время, имеется много соответствующих технических понятий, таких как Smart Home, Electronic Home, e-Home, Digital Family, Network Home, и Intelligent Home. Содержание и концепции, охваченные этими техническими понятиями, в основном похожи, и все они происходят из домашней сети. Поэтому, технология домашней сети является ключевой технологией для того, чтобы привести в цифровую форму бытовые устройства. С помощью способа в соответствии с настоящим изобретением, все электрическое оборудование в доме может быть динамически соединено как одно целое и выполнять межсоединение устройств и доставку информации в любое время.
В частности, домашняя сеть содержит следующее смысловое содержание:
1. Информационные устройства, устройства связи, развлекательные устройства, бытовые устройства, автоматические устройства, устройства безопасности (мониторинга) в доме могут быть соединены друг с другом и быть динамически организованы в сеть, чтобы реализовать совместное использование ресурсов и сформировать домашнюю интеллектуальную сетевую систему.
2. Домашняя сеть соединяется с общественной сетью или сетью Интернет через шлюз таким образом, чтобы реализовать обмен информацией со средой вне дома.
3. Бытовые устройства и сеть, к которой они подсоединены, должны удовлетворять базовым требованиям безопасности, удобства, комфортности, защиты здоровья человека и окружающей среды, таким образом, чтобы люди получали удовольствие и были счастливыми.
4. Должна быть воплощена концепция ориентации на человека, она должна быть легкой для использования, безопасной, удобной и недорогостоящей так, чтобы удовлетворять требованиям семейной жизни.
Требования к домашним сетям совершенно иные, нежели те, которые относятся к коммерческим сетям. Топологическая структура сетевой архитектуры для технологии Digital Family в основном включает в себя две иерархии, одна - это магистральная сеть и другая - это подсеть управления. Магистральная сеть используется, чтобы реализовывать взаимное соединение между информационными устройствами, устройствами связи и развлекательными устройствами и т.д. (в общем, относится к устройствам с хорошими вычислительными возможностями и емкостью памяти). Подсеть управления подсоединяет бытовые устройства, такие как холодильник, стиральная машина, кондиционер к магистральной сети через шлюз управления. Чтобы реализовывать взаимные соединения с некоторыми беспроводными мобильными устройствами и обеспечить пользователям возможность доступа к произвольной информации, домашняя магистральная сеть дополнительно поддерживает режим беспроводного соединения и доступа, и таким образом по отношению к сетевому режиму, домашняя магистральная сеть должна содержать две части, т.е. проводную часть и беспроводную часть. Более того, внешний Интернет может быть подсоединен к домашней магистральной сети через портальный шлюз таким образом, чтобы выполнять широкополосный доступ.
Фиг.6 показывает вариант воплощения структуры домашней сети, которая реализуется посредством архитектуры Ethernet, установленной в соответствии со способом организации сети согласно настоящему изобретению. Магистральная сеть имеет два режима передачи, т.е., проводной и беспроводной. Требования к домашней магистральной сети - это, в основном, высокоскоростная передача, высококачественное обслуживание, динамическая организация сети и эффективное совместное использование ресурсов. Различные и комплексные устройства в доме могут быть взаимно соединены и работать совместно, и реализовывать динамическую организацию сети и совместное использование ресурсов между устройствами эффективным образом.
На Фиг. 6 ссылочная позиция 61 обозначает домашний шлюз, включающий в себя портальный шлюз и шлюз управления, 62 обозначает лампу, 63 обозначает телевизор, 64 обозначает аудиоустройство, 65 обозначает PC и 66 обозначает устройство AP для предоставления беспроводного доступа, которое подсоединяется к мобильному устройству 68, включающему в себя устройства PDA, переносные компьютеры (ноутбуки) и т.д., через WLAN 67. Домашний шлюз 61 имеет рабочую характеристику низкого энергопотребления без выключения питания. Дополнительно, домашний шлюз 61 имеет различные сетевые интерфейсы, например, интерфейс 1 является внешним Интернет-интерфейсом для подсоединения к Интернет, интерфейс 2 является интерфейсом RS232 для подсоединения к лампе 52, телевизору 53 и аудиоустройству 54 и т.д., и интерфейс 3 является Ethernet-интерфейсом для подсоединения к ПК 65, устройству 66 AP и так далее. Домашний шлюз 61 может быть установлен вручную как устройство глобального управления узла.
Устройство 66 AP внутри магистральной сети является устройством для предоставления беспроводного доступа, и мобильное устройство 68 подсоединяется к магистральной сети через WLAN 67. Устройство управления узла (также называемое устройством управления ресурсами) в магистральной сети должно быть информационным устройством, например ПК, таким, что различные сервисы могут выполняться на нем. Здесь, домашний шлюз 61 имеет функцию протокольного шлюза, через который магистральная сеть может взаимодействовать с устройствами, такими как телевизор, аудиоустройство и лампа в пределах Интернета 1 и в подсети 2 управления. В дополнение, домашний шлюз 61 может функционировать как устройство управления ресурсами, на котором регистрируются все устройства в магистральной сети. Домашний шлюз 61 отвечает за индексирование всех устройств и их сервисов в магистральной сети. Сетевые устройства, такие как устройство 65 ПК, мобильное устройство 68, в доме могут обнаружить глобальный узел, устройство управления которого является домашним шлюзом 61, посредством мониторинга сообщения глобального узла после входа в Ethernet.
Стандартные бытовые устройства, такие как лампа 62, телевизор 63 и аудиоустройство 64 могут подсоединяться к домашнему шлюзу 61 через различные стандартные интерфейсы домашней сети, такие как интерфейс RS232, основанный на стандартизированных протоколах домашней сети, таких как CEBus. В домашнем шлюзе 61 предоставление и управление сетевым сервисом CEBus выполняются посредством выполнения посреднического сервисного элемента сети CEBus.
После присоединения к глобальному узлу, PC 65 или мобильное устройство 68 могут обнаруживать соответствующие устройства в домашней сети посредством использования сервиса узла и сервиса извлечения, предоставляемых устройством управления глобального узла, т.е. домашним шлюзом 61. Более того, он может создавать специальный узел под управлением устройства управления глобального узла, чтобы таким образом управлять соответствующими устройствами. Например, ПК 65 или PDA, принадлежащие мобильному устройству 68, могут использоваться, чтобы управлять телевизором 63, аудиоустройством 64 и так далее.
Аналогично, с помощью механизма генерирования узла согласно настоящему изобретению, устройства вне дома могут осуществлять доступ в домашнюю сеть посредством сервиса сетевого доступа, предоставляемого Интернетом и домашним шлюзом 61, и таким образом присоединяться к узлу в домашней сети таким образом, чтобы выполнять удаленное управление бытовыми электрическими устройствами.
Далее, способ организации сети для реализации домашней магистральной сети (глобального узла) посредством использования способа настоящего изобретения будет дополнительно описан с помощью комбинации с вариантами воплощения. Домашняя магистральная сеть образует информационную/мультимедийную сеть для семьи, и обеспечивает динамическое сетевое взаимное соединение между информационными устройствами, устройствами связи, развлекательными устройствами и так далее. Данные, передаваемые в домашней магистральной сети, в основном включают в себя информацию, такую как текст, изображения, аудио и видео и т.д.
В последующем, соответствующие члены, включающие в себя информационные устройства, устройства связи, развлекательные устройства и т.д., домашней магистральной сети могут взаимодействовать с Интернетом и некоторыми бытовыми устройствами, такими как холодильник, стиральная машина, телевизор, аудиоустройство и так далее посредством протокольного шлюза. Поэтому, эти устройства являются носителями для предоставления сервисов и получения сервисов. Каждое из устройств, поддерживающих магистральный протокол, имеет уникальный идентификатор, который называется идентификатором устройства. Задействуемый протокольный шлюз предоставляет сервис для преобразования различных протоколов. Устройство управления ресурсами, т.е. устройство управления глобального узла, соответствует устройству, которое может обеспечить функцию регистрации и индексирования сервисов для устройств в сети. Предоставляющее сервисы устройство соответствует устройству, предназначенному для предоставления сервисов другим устройствам в сети. Упомянутый сервис соответствует функциональному элементу, выполняющемуся на устройствах и совместимому со стандартным интерфейсом, определенным протоколом магистральной сети, и каждый сервис имеет идентификационный номер, называемый идентификационным кодом сервиса, который может быть 32-разрядным беззнаковым целым числом. Идентификационный код сервиса присваивается устройством, предоставляющим такой сервис. Упомянутое предоставляющее сервисы устройство соответствует устройству, предназначенному для предоставления сервисов другим устройствам в сети. Упомянутое использующее сервисы устройство соответствует устройству, использующему сервисы, предоставляемые другими устройствами в сети. Упомянутая однонаправленная передача соответствует тому, что отправляющее устройство отправляет информацию назначенному получающему устройству. Упомянутое групповое вещание соответствует тому, что отправляющее устройство отправляет информацию набору назначенных получающих устройств. В действительной домашней сети, устройство может служить как предоставляющее сервисы устройство, чтобы предоставлять сервисы другим устройствам, и в то же время как использующее сервисы устройство, чтобы использовать сервисы, предоставляемые другими устройствами.
На Фиг.7 показана топологическая структура домашней магистральной сети, установленной в режиме соединения Главный/Подчиненный. В этой сети имеется устройство централизованного управления, т.е. устройство 71 управления ресурсами. Другие устройства в этой сети включают в себя предоставляющее сервисы устройство 72 и/или использующее сервисы устройство 73, осуществляющие доступ в магистральную сеть в беспроводном режиме, и предоставляющее сервисы устройство 74 и/или использующее сервис устройство 75, осуществляющие доступ в магистральную сеть в проводном режиме. Предоставляющие сервисы устройства 72, 74 и/или использующие сервисы устройства 73, 75 регистрируются на устройстве 71 управления ресурсами, и эта регистрация должна быть успешной, когда они присоединятся к домашней магистральной сети. Действиями других устройств, подсоединенных к домашней магистральной сети, управляет устройство централизованного управления, то есть, функция сервиса индексируется из устройства управления ресурсами. Протокольный шлюз 76 осуществляет связь между домашней магистральной сетью и другой сетью 77, такой как внешний Интернет.
Устройство домашней магистральной сети может являться не только предоставляющим сервисы устройством, но также использующим сервисы устройством. Устройство управления ресурсами может служить как предоставляющее сервисы устройство или использующее сервисы устройство в дополнение к задаче управления ресурсами.
В общем, домашняя магистральная сеть реализована посредством проводной сети Ethernet, или посредством беспроводной сети Ethernet, либо посредством комбинации проводной и беспроводной сети Ethernet, характеристиками которой являются широкая полоса частот и высокая скорость передачи данных.
Фиг.8 показывает топологическую структуру домашней магистральной сети, установленной в режиме однорангового соединения. Эта домашняя магистральная сеть включает в себя предоставляющее сервисы устройство 82 и/или использующее сервисы устройство 83, осуществляющие доступ в магистральную сеть с помощью беспроводного режима, и предоставляющее сервисы устройство 84 и/или использующее сервисы устройство 85, осуществляющие доступ в магистральную сеть с помощью проводного режима. Протокольный шлюз 86 осуществляет связь между домашней магистральной сетью и другой сетью 87, такой как внешний Интернет.
Отличие от режима Главный/Подчиненный, как показано на Фиг.7, состоит в том, что не имеется устройства централизованного управления, т.е., устройства управления ресурсами, в сети. В одноранговом режиме, отношения между предоставляющим сервисы устройством, использующим сервисы устройством и протокольным шлюзом эквивалентны. В одноранговой сети одно устройство может быть как предоставляющим сервисы устройством, так и использующим сервисы устройством.
Процедура для установления однорангового соединения реализуется посредством отправки запроса установления однорангового соединения от исходного устройства на устройство назначения и отправки назад ответа на запрос установления однорангового соединения от устройства назначения на исходное устройство. Исходное устройство и устройство назначения могут быть либо использующим сервисы устройством, либо предоставляющим сервисы устройством, которые взаимозаменяемы.
Способ установления домашней магистральной сети в соответствии с настоящим изобретением может установить базовую структуру домашней магистральной сети, и на основе этой базовой структуры, может быть гибко и удобно достигнута динамическая организация сети между соответствующими устройствами в домашней сети, и таким образом совместное использование ресурсов может быть реализовано.
Затем, способ реализации динамической организации сети и совместного использования ресурсов между устройствами в домашней магистральной сети посредством использования способа в соответствии с настоящим изобретением будет описан со ссылкой на варианты воплощения и чертежи. Поддержка динамической организации сети в домашней магистральной сети означает, что устройства в домашней магистральной сети могут динамически выбирать соответствующие устройства из сети, чтобы сформировать домашнюю сеть, с целью реализации функции, которая не может быть достигнута единичным устройством, или чтобы улучшить выполнение исходной функции любого единичного устройства без выполнения конфигурирования сетевых параметров вручную заранее. Совместное использование ресурсов означает, что устройства в домашней магистральной сети могут анонсировать ресурс, предоставляемый ими самими, и в то же время могут удобным образом извлекать и использовать ресурсы, предоставляемые другими устройствами; а также функция единичного устройства может быть расширена через непосредственную связь и совместное использование ресурсов между любыми двумя устройствами.
Существующий протокол TCP/IP представляет базовой способ осуществления связи и адресации для сетевых устройств. В домашней магистральной сети, основанной на конкретных требованиях домашней сети, чтобы реализовать динамическую организацию сети и совместное использование ресурсов в расширении дома более эффективно, протокол домашней магистральной сети разработан на основе протокола TCP/IP в настоящем изобретении. В домашней магистральной сети, динамическая организация сети и совместное использование ресурсов между устройствами в домашней магистральной сети включают в себя процедуры обнаружения устройства, обнаружения сервиса, регистрации устройства, подсоединения устройства, регистрации сервиса, доступа к сервису, вызова сервиса и так далее, которые обрабатываются в соответствии с соответствующими суб-протоколами.
Производители устройств и поставщики сервисов предоставляют информацию об устройствах и сервисах. Эта информация об устройствах и информация об их сервисах инкапсулируются в соответствии с протоколом для магистральной сети. Инкапсулированная информация выдается в сеть посредством использования процедуры обнаружения устройств и процедуры обнаружения сервисов. Домашняя магистральная сеть динамически устанавливается среди множества устройств посредством процедур регистрации устройств, регистрации сервисов и подсоединения устройств. В домашней магистральной сети может иметься одно устройство управления домашними ресурсами, функционирующее в качестве средства централизованного индексирования и авторизации (санкционирования) доступа к сервисам (режим соединения Главный/Подчиненный), и может не быть устройства управления домашними ресурсами (режим однорангового соединения). В последнем случае, все устройства в сети соединяются друг с другом в форме полностью однорангового соединения. Сервисы на устройствах совместно используются так же как ресурсы посредством использования процедуры вызова сервисов.
На Фиг.9 показана структура стека протоколов для магистральной сети, используемой способом в соответствии с описываемым изобретением. Логически, стек протоколов разделен на три уровня, включающих в себя уровень поддержки приложений, уровень промежуточного протокола и уровень управления передачами, при этом уровни перечислялись сверху вниз.
Уровень управления передачами является основой для уровня промежуточного протокола и служит для обмена данными, и используется для обмена данными между устройствами и сервисами. Все обмены данными основаны на протоколе TCP/IP. Уровень управления передачами основан на протоколах TCP/IP и HTTP (протокола передачи гипертекста) и его структура показана на Фиг. 10 и включает в себя протокол HTTP (HTTP, HTTPMU, HTTPU), протокол защищенной передачи, TCP (UDP) и IP, при этом протоколы перечислены сверху вниз. Когда передача основана на TCP, протокол защищенной передачи отвечает за защиту канала передачи.
Уровень промежуточного протокола используется, чтобы реализовывать взаимное соединение и совместное использование ресурсов между сетевыми устройствами. Уровень промежуточного протокола состоит из нескольких суб-протоколов, включающих в себя протокол обнаружения устройств, протокол регистрации устройств, протокол соединения устройств, протокол регистрации сервисов, протокол обнаружения сервисов, протокол аренды сервисов, протокол авторизации сервисов, протокол вызова сервисов, протоколы аутентификации устройств и защищенной передачи. Логические взаимоотношения между соответствующими суб-потоколами уровня промежуточного протокола показаны на Фиг.11. Теми суб-протоколами, которые расположены на вышележащем уровне, являются протокол обнаружения сервисов, протокол регистрации сервисов, протокол аренды сервисов, протокол вызова сервисов и протокол авторизации сервисов, при этом протоколы перечислены сверху вниз. Теми суб-протоколами, которые расположены на нижележащем уровне, являются протокол обнаружения устройств, протокол соединения устройств и протокол регистрации устройств, при этом протоколы перечислены сверху вниз.
Протокол обнаружения устройств, протокол регистрации устройств и протокол соединения устройств являются основами для реализации других суб-протоколов на уровне промежуточного протокола. На основе их выполнения, сервисы могут эксплуатироваться посредством использования протокола регистрации сервисов, протокола обнаружения сервисов, протокола аренды сервисов, протокола вызова сервисов и протокола авторизации сервисов, и т.д.
Уровень поддержки приложений предоставляет программный API-интерфейс доступа для верхнерасположенных приложений. На основе того, что уровень промежуточного протокола предоставляет базовые протоколы взаимного соединения и совместного использования ресурсов, протокол уровня поддержки приложений предоставляет соответствующий программный интерфейс для определенной разработки приложений. Также, взаимодействие между устройствами одного и того же типа от различных производителей может быть обеспечено посредством проектирования единообразного протокола уровня поддержки приложений.
Устройства в домашней магистральной сети соединяются через Локальную сеть (LAN) или Беспроводную Локальную сеть (WLAN). Первоначальный этап для реализации динамической организации сети и совместного использования ресурсов - это обнаружение устройств. Каждое из устройств, совместимых со способом в соответствии с изобретением, периодически анонсирует релевантную информацию этого устройства в сеть в форме группового вещания. Анонсирующие сообщения включают в себя описывающую устройство информацию, идентификационные данные устройства в виде сетевого адреса, сервисную информацию, предоставляемую устройствами. Устройство может получить сообщение о существовании других устройств посредством мониторинга анонсирующих сообщений устройства других устройств, и может также отправлять информацию запроса для поиска устройств посредством группового вещания, которая содержит критерии поиска. Если эти критерии поиска в информации запроса удовлетворяются, устройство, принимающее информацию запроса поиска, возвратит свою собственную анонсирующую информацию устройства в форме однонаправленной передачи.
Когда имеется домашнее устройство управления ресурсами, в общем назначенное пользователями, домашняя магистральная сеть состоит из одного домашнего устройства управления ресурсами и устройств, регистрирующихся на нем. Процедура формирования такой домашней магистральной сети состоит в следующем.
Если устройство управления ресурсами назначается в использующих сервис устройствах или в предоставляющих сервисы устройствах, и когда устройство управления ресурсами существует в сети, использующие сервисы устройства или предоставляющие сервис устройства инициируют процедуру регистрации на устройстве управления ресурсами.
Если устройство управления ресурсами не назначается в использующих сервисы устройствах или в предоставляющих сервисы устройствах, и когда устройство управления ресурсами существует в сети, использующие сервис устройства или предоставляющие сервис устройства инициируют процедуру регистрации на устройстве управления ресурсами. Если имеется два или более устройств управления ресурсами в сети в одно и то же время, то в соответствии с последовательностью исполнения программы, устройство управления ресурсами, которое первым инициирует процедуру регистрации устройства для устройств, будет использоваться как устройство управления ресурсами для формирования домашней сети.
Использующее сервисы устройство или предоставляющее сервисы устройство могут одновременно регистрироваться только на одном устройстве управления ресурсами.
После того, как предоставляющее сервисы устройство успешно зарегистрируется на устройстве управления ресурсами, оно также зарегистрирует свои собственные сервисы на устройстве управления ресурсами. Устройство управления ресурсами будет сохранять всю информацию устройств и релевантную сервисную информацию, зарегистрированные на нем. В любое время использующее сервисы устройство или предоставляющее сервисы устройство могут выйти из домашней сети посредством отправки запроса аннулирования устройства устройству управления ресурсами. Тем временем, устройство управления ресурсами удалит хранящуюся на нем регистрационную информацию этого устройства и зарегистрированную сервисную информацию.
Когда не имеется домашнего устройства управления ресурсами, все домашние устройства осуществляют связь, динамическую организацию сети и совместное использование ресурсов в одноранговом режиме, и таким образом создают домашнюю магистральную сеть. Процедура формирования такой домашней магистральной сети состоит в следующем:
домашнее устройство может получать информацию других устройств посредством мониторинга анонсирующих сообщений группового вещания других устройств, таким образом, чтобы выполнять соответствующий запрос на сервисы других устройств. Использующее сервисы устройство или предоставляющее сервисы устройство может неожиданно выпасть из домашней сети, например из-за выключения питания. И также, использующее сервисы устройство может инициировать анонсирующий запрос, чтобы освободить соединение с предоставляющим сервисы устройством, и затем выйти из домашней сети.
Домашняя сеть заканчивает динамическое сетевое совместное использование ресурсов следующим образом.
Для домашних сетей с устройствами управления домашними ресурсами, использующее сервисы устройство, присоединяющееся к одной домашней сети, может получить сервисную информацию других устройств внутри домашней сети посредством инициирования запроса поиска сервиса устройству управления ресурсами домашней сети, может получить право использовать сервис посредством инициирования запроса аренды сервиса предоставляющему сервисы устройству, предоставляющему соответствующий сервис, и может использовать этот сервис посредством инициирования запроса вызова сервиса сервису, предоставленному соответствующим предоставляющим сервисы устройством.
Для домашних сетей без устройств управления домашними ресурсами, после того, как использующее сервисы устройство установит одноранговое соединение с предоставляющим сервисы устройством, использующее сервисы устройство может получить сервисную информацию предоставляющего сервисы устройства посредством инициирования запроса поиска сервиса предоставляющему сервисы устройству, может получить право использовать сервис посредством инициирования запроса аренды сервиса предоставляющему сервисы устройству, и может использовать сервис, предоставляемый предоставляющим сервисы устройством, посредством инициирования запроса вызова сервиса предоставляющему сервисы устройству.
На Фиг.12 показана полная процедура динамической организации сети для домашней магистральной сети. Эта процедура включает в себя анонсирование устройства, регистрацию устройства, регистрацию сервиса, поиск сервиса, аренду сервиса, вызов сервиса и удаление устройства.
На Фиг.12, устройство 1, устройство 2, устройство 3 и устройство 4 подсоединены к LAN или WLAN. Предполагается, что устройство 1 является устройством управления ресурсами домашней сети, устройство 2 является использующим сервисы устройством, устройство 3 и устройство 4 являются предоставляющими сервисы устройствами, и каждое из устройств 1, 2, 3, 4 имеет свои собственные соответствующие сервисные модули.
Содержание этапов на Фиг.12 следующее:
Этап 1, устройство 1 управления ресурсами отправляет анонсирующее сообщение устройства;
Этапы 2, 3 и 4, устройство 2, устройство 3 и устройство 4 как использующие сервисы устройства или предоставляющие сервис устройства, в соответствии с анонсирующим сообщением устройства 1 управления ресурсами, выполняют регистрацию устройств. Устройства 2, 3 и 4, которые прошли регистрацию устройств, дополнительно регистрируют их сервисные элементы, которые были локально зарегистрированы на устройстве 1 управления ресурсами;
Этап 5, сервис на устройстве 2 запрашивает (ищет) другую сервисную информацию в сети на устройстве 1 управления ресурсами;
Этап 6, устройство 1 управления ресурсами возвращает релевантную сервисную информацию сервису на устройстве 2, которое инициирует поиск;
Этап 7, сервис на устройстве 2 инициирует отправку информации запроса аренды сервису на устройстве 3;
Этап 8, сервис на устройстве 3 возвращает информацию ответа на запрос аренды сервису на устройстве 2, которое инициирует запрос аренды;
Этап 9, сервис на устройстве 2 отправляет информацию вызова сервису на устройстве 3, который успешно арендован; и
Этап 10, устройство 4 отправляет удаление устройства устройству 1 управления ресурсами и затем выходит из сети.
Чтобы реализовать способ в соответствии с настоящим изобретением, должен быть установлен механизм безопасности взаимодействия между устройствами в домашней сети, который включает в себя установку механизма безопасности, когда имеется домашнее устройство управления ресурсами, и установку этого механизма безопасности, когда не имеется домашнего устройства управления ресурсами.
Когда имеется устройство управления ресурсами домашней сети, если устройство намеревается присоединиться к домашней сети, оно должно зарегистрироваться на устройстве управления ресурсами. В течение регистрации, устройство управления ресурсами инициирует аутентификацию для устройства, и если аутентификация пройдет успешно, то регистрация устройства является успешной. Специализированная программа управления конфигурацией ключей запрашивает аутентификационный ключ, и эта программа может быть обеспечена на устройстве управления ресурсами или на любом другом устройстве с возможностью взаимодействия между человеком и компьютером. Программа управления конфигурацией ключей отвечает не только за конфигурирование аутентификационного ключа между устройством и устройством управления ресурсами, но также за конфигурирование аутентификационного ключа соединения между устройствами. Секретный ключ соединения между устройствами основывается на личном ключе, то есть между двумя конкретными устройствами выполняется согласование аутентификационного ключа соединения между устройствами. Другое использование аутентификационного ключа соединения между устройствами состоит в том, чтобы устанавливать ключ передачи между двумя устройствами на основе этого ключа таким образом, чтобы выполнять защищенную передачу.
Когда не имеется устройства управления ресурсами домашней сети, если устройство намеревается присоединиться к домашней сети, механизм безопасности подобен механизму безопасности, когда устройство управления ресурсами домашней сети существует, за исключением того, что процедура аутентификации между устройством и устройством управления ресурсами заменяется процедурой аутентификации соединения между устройствами. Аутентификационный ключ соединения между устройствами выдается программой управления конфигурацией ключей и хранится локально для устройства.
Специализированная программа управления конфигурацией отвечает за конфигурирование ключей. Конфигурирование выполняется вручную пользователем. Программа управления конфигурацией ключей нуждается в поддержке интерфейса взаимодействия между человеком и компьютером. Если устройство не может предоставить интерфейс взаимодействия между человеком и компьютером, то программа конфигурирования не может выполняться. Тогда, устройство может только удаленно конфигурировать свой аутентификационный ключ соединения устройств с помощью других устройств, которые способны выполнять программу управления конфигурацией ключей. Программа управления конфигурацией ключей может быть сконфигурирована на любом устройстве, имеющем возможность взаимодействия между человеком и компьютером. Например, когда имеется устройство управления ресурсами в домашней сети, программа управления конфигурацией ключей может быть сконфигурирована на устройстве управления ресурсами; а когда не имеется устройства управления ресурсами в домашней сети, программа управления конфигурацией ключей может быть сконфигурирована на устройстве, имеющем возможность взаимодействия между человеком и компьютером.
Способ конфигурирования аутентификационного ключа устройства состоит в том, что, программа управления конфигурацией ключей отправляет вовне конфигурационную информацию аутентификации в форме группового вещания. Если устройство, после приема этого сообщения, делает вывод, что оно находится в состоянии, в котором никакого ключа не установлено, тогда это устройство отправляет запрос конфигурирования ключа в ответ на это сообщение. Программа управления конфигурацией устанавливает соответствующий ключ в ответ на этот запрос. Один пример состоит в том, что ключ, выбираемый по умолчанию, устанавливается, когда устройство изготавливается производителем, и когда программа управления конфигурацией ключей выполняет конфигурирование ключа, необходимо знать ключ, установленный по умолчанию.
Способ в соответствии с настоящим изобретением поддерживает динамическую организацию сети и совместное использование ресурсов среди устройств через домашнюю магистральную сеть в расширении домашней сети так, что улучшаются способность к взаимодействию и простота использования среди бытовых устройств. Любое устройство в домашней сети, которое совместимо с протоколом для магистральной сети, может анонсировать свою собственную ресурсную информацию в сеть и находить ресурсную информацию, предоставляемую другими устройствами. Таким образом, ресурсы совместно используются между устройствами в соответствии с протоколом для магистральной сети.
Изобретение относится к компьютерным сетям, к способу поддержки взаимного соединения между устройствами в сетевой среде. Достигаемый технический результат - динамическая организация сети и совместное использование ресурсов среди множества устройств в сети, обеспечение возможности соединения друг с другом свободно, динамически без изменения исходных сетевых параметров. Способ динамической организации сети и совместного использования ресурсов среди устройств в домашней магистральной сети характеризуется тем, что подсоединяют домашнее сетевое устройство к локальной сети (LAN) или беспроводной локальной сети (WLAN), осуществляют групповое вещание информации упомянутого устройства посредством выдачи анонсирующего сообщения, получают сообщение о существовании других устройств, одно или более, чем одно использующее сервисы устройство и более, чем одно предоставляющее сервисы устройство образуют одну домашнюю сеть посредством использования режима однорангового соединения, использующее сервисы устройство, которое подсоединилось к домашней магистральной сети, получает сервисную информацию, использует сервис. 4 н. и 36 з.п. ф-лы, 12 ил.
Приоритет по пунктам:
| WO 00/28436 A1, 18.05.2000 | |||
| СПОСОБ, СИСТЕМА И УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗЬЮ | 1995 |
|
RU2138919C1 |
| US 6067286 А, 23.05.2000 | |||
| US 6094418 А, 25.07.2000 | |||
| Плита покрытия | 1977 |
|
SU920155A2 |
