專利名稱：私人地址領(lǐng)域與公共地址領(lǐng)域之間缺少代理的分組路由的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及發(fā)送分組，尤其涉及私人地址領(lǐng)域與公共地址領(lǐng)域之間缺少代理的分組路由。
背景技術(shù)：
發(fā)送分組涉及在計算機網(wǎng)絡(luò)中的各臺計算機之間傳送分組(例如，信息塊)。分組包括數(shù)據(jù)字段和地址字段。地址字段規(guī)定那個分組想要去的目標(biāo)地址。地址字段也規(guī)定該分組起源于那里的源地址。
計算機網(wǎng)絡(luò)包括具有私人地址和/或公共地址的計算機。具有私人地址的計算機在私人網(wǎng)絡(luò)中，并被認(rèn)為是私人地址領(lǐng)域的一部分。通常，“請求注解1918”(“RFC 1918”)標(biāo)準(zhǔn)定義私人領(lǐng)域中保留的私人IP地址空間。具有公共地址的計算機在公共網(wǎng)絡(luò)中，并被認(rèn)為是公共地址領(lǐng)域的一部分。
私人網(wǎng)絡(luò)中的計算機能夠使用私人地址領(lǐng)域?qū)⒎纸M發(fā)送到該私人網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他計算機。公共網(wǎng)絡(luò)中的計算機能夠使用公共地址領(lǐng)域?qū)⒎纸M發(fā)送到公共網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的其他計算機。私人網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)中的計算機只能通過各個網(wǎng)絡(luò)之間的網(wǎng)關(guān)在彼此之間傳送分組。
“網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換”(“NAT”)是一種協(xié)議，該協(xié)議使私人地址領(lǐng)域中的“互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”(“IP”)的計算機能夠傳送計算機在公共地址領(lǐng)域中的IP分組。


圖1是私人網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)的視圖。
圖2是分組的視圖。
圖3是用于對分組進(jìn)行尋址的過程的流程圖。
圖4是用于發(fā)送分組的過程的流程圖。
圖5是用于執(zhí)行圖3和圖4中的過程的私人網(wǎng)絡(luò)中的IP層的視圖。
圖6是被用來執(zhí)行本發(fā)明的一個實施例的計算機硬件的視圖。
各幅圖中相同的參考符號表示相同的單元。
具體實施例方式
網(wǎng)絡(luò)10(圖1)包括私人網(wǎng)絡(luò)12和公共網(wǎng)絡(luò)14。私人網(wǎng)絡(luò)12被認(rèn)為是私人地址領(lǐng)域。公共網(wǎng)絡(luò)14被認(rèn)為是公共地址領(lǐng)域。
私人網(wǎng)絡(luò)12包括私人客戶(這里是計算機A和B)和網(wǎng)關(guān)16。公共網(wǎng)絡(luò)14包括公共客戶(這里是計算機C)，也包括網(wǎng)關(guān)16。
私人客戶A和B共享一個私人尋址方案，該方案只為私人網(wǎng)絡(luò)12(即私人尋址領(lǐng)域)的成員所知。每個私人客戶具有自己的私人IP地址。這里，私人客戶A具有PrA的私人IP地址，私人客戶B具有PrB的私人IP地址。
這里，私人網(wǎng)絡(luò)12也包括私人登記處32。私人客戶(例如，A或B)將IP地址登記在私人登記處32中，以便在其他客戶上運行的應(yīng)用程序可以為所登記的私人客戶進(jìn)行定位。
公共客戶C具有網(wǎng)絡(luò)10(即公共尋址領(lǐng)域)的所有成員知道的公共尋址方案。每個公共客戶具有自己的公共IP地址。這里，公共客戶C具有PuC的公共IP地址。
這里，公共網(wǎng)絡(luò)12也包括公共登記處34。公共客戶(例如C)將IP地址登記在公共登記處34中，以便在其他客戶上運行的應(yīng)用程序可以為所登記的公共客戶進(jìn)行定位。
網(wǎng)關(guān)16具有私人網(wǎng)絡(luò)接口15和公共網(wǎng)絡(luò)接口17。私人網(wǎng)絡(luò)接口15至少具有一個私人地址PrG，公共網(wǎng)絡(luò)接口17至少具有一個公共地址PuG。這里，網(wǎng)關(guān)16還具有用于執(zhí)行各種指令和任務(wù)(例如，發(fā)送分組)的處理器62(圖6)。
分組20(圖2)包括特殊客戶(例如，私人客戶B)想要的信息22和地址字段24。地址字段24包括目標(biāo)地址26。目標(biāo)地址26(是本例中的PrB)將分組20指引到預(yù)定的客戶B。這里，地址字段24也包括源地址28(例如，PrA)，用于識別分組20的發(fā)信方(這里是私人客戶A)。
“網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換”協(xié)議(“NAT”)允許私人客戶A和B傳送(即發(fā)送)具有公共客戶C的分組。NAT通過修改(即轉(zhuǎn)換)從私人網(wǎng)絡(luò)被傳輸?shù)焦簿W(wǎng)絡(luò)的輸出分組的源IP地址和/或端口，來完成這一點。NAT用一種方式(例如，表格)來維持這些修改；通過這種方式，網(wǎng)關(guān)能夠響應(yīng)于輸出分組來多路分解來自所接收的公共網(wǎng)絡(luò)的輸入分組的地址信息，以便它可以將這些輸入分組發(fā)送到合適的私人地址。在此以前，NAT需要應(yīng)用程序的代理(即應(yīng)用程序特定軟件)或應(yīng)用程序?qū)哟尉W(wǎng)關(guān)(ALG)，那些應(yīng)用程序?qū)P地址嵌入應(yīng)用程序分組中。ALG修改這種被嵌入的應(yīng)用程序有效負(fù)載中的IP地址和/或端口，以遵守NAT要求。
“領(lǐng)域特定互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議”(“RSIP”)使私人地址領(lǐng)域中的客戶能夠執(zhí)行主機-NAT。主機-NAT暗示私人網(wǎng)絡(luò)12的每個私人客戶(例如A)從網(wǎng)關(guān)16那里要求并獲得公共IP地址(這里是PuG)，以取代使用其自己的關(guān)于所有應(yīng)用程序的私人IP地址(例如，PrA)。這里，如下所述，NAT和RSIP的功能在過程30和40中被加以組合，以便用一種與應(yīng)用程序無關(guān)(即缺少代理)的方式來幫助完成地址確定事宜。
圖3表現(xiàn)了用一種與應(yīng)用程序無關(guān)(即缺少代理)的方式來執(zhí)行從私到公的尋址的過程30。過程30在(例如)私人客戶A上運行，并詢問(301)網(wǎng)關(guān)16，以獲得私人網(wǎng)絡(luò)12的公共地址(例如PuG)。響應(yīng)于詢問(301)，網(wǎng)絡(luò)12協(xié)議堆棧(例如，網(wǎng)關(guān)16上的堆棧65(圖6))返回(303)私人網(wǎng)絡(luò)12的公共IP地址PuG，并將PuG保存在(例如)RSIP映射表格67(圖6)中，供在A上運行的應(yīng)用程序X使用。在接收網(wǎng)絡(luò)公共IP地址PuG之后，過程30為PuG登記(305)私人代理者和公共代理者(例如，私人登記處32和公共登記處34(圖1))，作為私人客戶A的源(即返回)地址。最后，過程30為PuG解除私人代理者和公共代理者(例如，登記處32和34)的登記(307)，并且，一旦在私人客戶A上運行的應(yīng)用程序X結(jié)束，就解除PuG的保存。
圖4表現(xiàn)了用于無需代理而發(fā)送分組20的過程40。過程40(這里由處理器62來執(zhí)行)檢查(401)在網(wǎng)關(guān)16的私人網(wǎng)絡(luò)接口15處接收的輸入分組20的目標(biāo)地址26。過程40根據(jù)該檢查(401)來確定如何發(fā)送輸入分組20。
如果分組20的目標(biāo)地址26是網(wǎng)關(guān)16的公共地址PuG，則過程40將分組20重新發(fā)送(405)到曾將PuG保存在過程30中的私人客戶。這里，參考在過程30中被創(chuàng)建的RSIP映射表格67，來確定哪個私人客戶保存了公共地址PuG。如果公共地址PuG還沒有被保存(例如，如果未發(fā)現(xiàn)映射)，那么，放棄分組20。
如果分組20的目標(biāo)地址26是網(wǎng)關(guān)16的私人地址PrG，那么，過程40按將由網(wǎng)關(guān)16便用的堆棧65來推動(407)分組20。如果分組20的目標(biāo)地址26是私人地址領(lǐng)域中的私人地址，而不是網(wǎng)關(guān)16的私人地址PrG，那么，分組20被發(fā)送(409)到由私人地址規(guī)定的私人客戶。如果分組20的目標(biāo)地址26是公共地址領(lǐng)域中的公共地址，而不是PuG，則將網(wǎng)關(guān)16的接口17上的分組20轉(zhuǎn)送(411)到公共網(wǎng)絡(luò)14。額外的分組處理(在此上下文中不相關(guān))可能發(fā)生在轉(zhuǎn)送分組20之前。
圖5表現(xiàn)了用于執(zhí)行過程30和40的協(xié)議層的一個例子。這里的本地應(yīng)用程序X和Y分別在私人客戶A和B上運行。為了發(fā)送分組20(即過程30)，應(yīng)用程序X在IP層54處為客戶A獲得私人IP地址(這里是PrA)。IP層54與NAT/RSIP進(jìn)行商議，以保護來自內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)接口15的私人網(wǎng)絡(luò)12的公共地址。NAT/RSIP層56將被保護的公共地址(例如PuG)返回到IP層54，用作源地址28，(如果分組20的特殊地址字段24具有源地址28)并且/或者將被存儲在登記處32和34以及NAT/RSIP映射表格67中。
在分組20可以由網(wǎng)關(guān)16發(fā)送到其目標(biāo)地址之前，NAT/RSIP層56也可以根據(jù)NAT/RSIP協(xié)議來修改在TCP/UDP層52中獲得的源端口。該源端口的修改也將被存儲在NAT/RSIP映射表格67中。
同樣，為了在被定址到私人網(wǎng)絡(luò)12的公共地址(例如PuG)(即405)的內(nèi)部或外部接口15或17處接收分組20(即過程40)，可使用NAT/RSIP層56來獲得曾保存公共地址PuG的私人地址(例如PrB)。一旦獲得私人地址PrB，就可以將分組20發(fā)送到其預(yù)定的目標(biāo)客戶，這里的應(yīng)用程序Y在私人客戶B上運行。
圖6表現(xiàn)了用于根據(jù)過程30和40來發(fā)送分組20并用作網(wǎng)關(guān)16的計算機60。計算機60包括處理器62、包括可執(zhí)行指令61的存儲器64、協(xié)議堆棧65和映射表格67，以及私人網(wǎng)絡(luò)接口15和公共網(wǎng)絡(luò)接口17。處理器62執(zhí)行RAM的計算機指令(未示出)，以實施過程30和40。
但是，過程30和40不局限于用于任何特殊的硬件或軟件配置；它們可適用于任何計算或處理環(huán)境中。過程30和40可以在硬件、軟件或兩者的組合中加以執(zhí)行。過程30和40可以在計算機程序中加以執(zhí)行，這些計算機程序在可編程計算機上加以執(zhí)行，每臺可編程計算機包括一個處理器、可由該處理器讀取的一個存儲介質(zhì)(包括易失與非易失存儲器和/或存儲單元)，以及輸入和輸出設(shè)備。
每個這樣的程序都可以用高級程序的或?qū)ο髮?dǎo)向的編程語言來加以執(zhí)行，以便與計算機系統(tǒng)進(jìn)行通信。但是，這些程序可以用匯編語言或機器語言來加以執(zhí)行。該語言可以是編譯語言，也可以是解釋語言。
每個計算機程序都可以被存儲在存儲介質(zhì)或設(shè)備(例如，CD-ROM、硬盤或磁盤)上，當(dāng)該存儲介質(zhì)或設(shè)備由計算機讀取來執(zhí)行過程30和40時，它可以由通用或?qū)Ｓ玫目删幊逃嬎銠C進(jìn)行讀取，用于配置和操作計算機。過程30和40也可以作為計算機可讀存儲介質(zhì)來加以執(zhí)行，并用計算機程序加以配置，其中，一旦執(zhí)行，計算機程序中的指令就使計算機根據(jù)過程30和40來進(jìn)行操作。
已描述了本發(fā)明的許多實施例。然而，將會理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以進(jìn)行各種修改。例如，網(wǎng)關(guān)16可以具有多個公共地址和私人地址，用于在私人網(wǎng)絡(luò)與公共網(wǎng)絡(luò)之間發(fā)送分組。而且，處理器62、堆棧65和表格67不需要被定位在網(wǎng)關(guān)本身上，而可以被安置在網(wǎng)絡(luò)中的其他地方。相應(yīng)地，這里未明確描述的其他實施例也在以下權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種發(fā)送分組的網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)，其特征在于，包括具有公共地址的公共網(wǎng)絡(luò)接口；具有私人地址的私人網(wǎng)絡(luò)接口；以及，處理器，用于檢查在私人網(wǎng)絡(luò)接口處接收的分組的目標(biāo)地址，并且，當(dāng)分組的目標(biāo)地址對應(yīng)于網(wǎng)關(guān)的公共地址時，將分組發(fā)送到與私人網(wǎng)絡(luò)接口相連接的私人客戶。
2.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，處理器根據(jù)被保存在映射表格中的私人客戶的私人地址來發(fā)送分組。
3.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，還包括一個存儲器，它存儲用于發(fā)送分組的映射表格。
4.如權(quán)利要求3所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，處理器搜索映射表格中的私人客戶的私人地址。
5.如權(quán)利要求4所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，當(dāng)在映射表格中沒有發(fā)現(xiàn)私人客戶的私人地址時，處理器執(zhí)行指令，以放棄分組。
6.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，處理器發(fā)送分組，而無須將分組發(fā)送到公共網(wǎng)絡(luò)。
7.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，還包括存儲協(xié)議堆棧的存儲器；其中，當(dāng)分組的目標(biāo)地址是網(wǎng)關(guān)的私人地址時，處理器按堆棧發(fā)送分組。
8.如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)關(guān)，其特征在于，當(dāng)分組的目標(biāo)地址不是網(wǎng)關(guān)的公共地址、網(wǎng)關(guān)的私人地址或與私人網(wǎng)絡(luò)接口相連接的私人客戶的私人地址時，處理器執(zhí)行指令，以便將分組發(fā)送到與公共網(wǎng)絡(luò)接口相連接的公共網(wǎng)絡(luò)。
9.由網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)關(guān)執(zhí)行的一種方法，用于發(fā)送分組，其特征在于包括檢查在網(wǎng)關(guān)的私人網(wǎng)絡(luò)接口處接收的分組的目標(biāo)地址；以及，當(dāng)該分組的目標(biāo)地址對應(yīng)于網(wǎng)關(guān)的公共地址時，將分組發(fā)送到與網(wǎng)關(guān)的私人網(wǎng)絡(luò)接口相連接的私人客戶。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，網(wǎng)關(guān)根據(jù)被保存在映射表格中的私人客戶的私人地址來發(fā)送分組。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，還包括搜索映射表格中的私人客戶的私人地址。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括當(dāng)在映射表格中沒有發(fā)現(xiàn)私人客戶的私人地址時，使網(wǎng)關(guān)放棄分組。
13.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，無須將分組發(fā)送到公共網(wǎng)絡(luò)，就可以進(jìn)行發(fā)送。
14.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，當(dāng)分組的目標(biāo)地址是網(wǎng)關(guān)的私人地址時，網(wǎng)關(guān)按協(xié)議堆棧發(fā)送分組。
15.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，當(dāng)分組的目標(biāo)地址不是網(wǎng)關(guān)的公共地址、網(wǎng)關(guān)的私人地址或與網(wǎng)關(guān)的私人網(wǎng)絡(luò)接口相連接的私人客戶的私人地址時，網(wǎng)關(guān)將分組發(fā)送到與網(wǎng)關(guān)的公共網(wǎng)絡(luò)接口相連接的公共網(wǎng)絡(luò)。
16.一種項目，其特征在于，包括存儲用于發(fā)送分組的指令的機器可讀介質(zhì)，這些指令用于使機器檢查在網(wǎng)關(guān)的私人網(wǎng)絡(luò)接口處接收的分組的目標(biāo)地址；以及，當(dāng)該分組的目標(biāo)地址對應(yīng)于網(wǎng)關(guān)的公共地址時，將分組發(fā)送到與網(wǎng)關(guān)的私人網(wǎng)絡(luò)接口相連接的私人客戶。
17.如權(quán)利要求16所述的項目，其特征在于，還包括用于根據(jù)被保存在映射表格中的私人客戶的私人地址來使機器發(fā)送分組的指令。
18.如權(quán)利要求17所述的項目，其特征在于，還包括用于使機器搜索映射表格中的私人客戶的私人地址的指令。
19.如權(quán)利要求18所述的項目，其特征在于，還包括指令，當(dāng)在映射表格中沒有發(fā)現(xiàn)私人客戶的私人地址時，這些指令用于使機器放棄分組。
20.如權(quán)利要求16所述的項目，其特征在于，還包括用于使機器無須將分組發(fā)送到公共網(wǎng)絡(luò)就可以發(fā)送分組的指令。
21.如權(quán)利要求16所述的項目，其特征在于，還包括指令，當(dāng)分組的目標(biāo)地址是網(wǎng)關(guān)的私人地址時，這些指令用于使機器通過協(xié)議堆棧來發(fā)送分組。
22.如權(quán)利要求16所述的項目，其特征在于，還包括指令，當(dāng)分組的目標(biāo)地址不是網(wǎng)關(guān)的公共地址、網(wǎng)關(guān)的私人地址或與網(wǎng)關(guān)的私人網(wǎng)絡(luò)接口相連接的私人客戶的私人地址時，這些指令用于使網(wǎng)關(guān)將分組發(fā)送到與網(wǎng)關(guān)的公共網(wǎng)絡(luò)接口相連接的公共網(wǎng)絡(luò)。
23.在其上輸送分組的一種系統(tǒng)，其特征在于，包括私人網(wǎng)絡(luò)；公共網(wǎng)絡(luò)；以及，私人網(wǎng)絡(luò)與公共網(wǎng)絡(luò)之間所述的網(wǎng)關(guān)，其中，該系統(tǒng)檢查在網(wǎng)關(guān)的私人網(wǎng)絡(luò)接口處接收的分組的目標(biāo)地址，并且，當(dāng)該分組的目標(biāo)地址是網(wǎng)關(guān)的公共地址時，該系統(tǒng)將分組發(fā)送到與私人網(wǎng)絡(luò)接口相連接的私人客戶。
24.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)根據(jù)被保存在映射表格中的私人客戶的私人地址來發(fā)送分組。
25.如權(quán)利要求23所述的系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)分組的目標(biāo)地址不是網(wǎng)關(guān)的公共網(wǎng)絡(luò)接口、網(wǎng)關(guān)的私人網(wǎng)絡(luò)接口或網(wǎng)關(guān)的私人客戶時，該系統(tǒng)將分組發(fā)送到公共網(wǎng)絡(luò)客戶。
全文摘要
無需具有私人網(wǎng)絡(luò)和公共網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)上的代理而發(fā)送信息分組，包括檢查在私人網(wǎng)絡(luò)接口處接收的分組的目標(biāo)地址，并且，當(dāng)該分組的目標(biāo)地址是私人網(wǎng)絡(luò)的公共地址時，將分組發(fā)送到與私人網(wǎng)絡(luò)接口相連接的私人客戶。
文檔編號H04L12/56GK1602607SQ02805306
公開日2005年3月30日 申請日期2002年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月22日
發(fā)明者P·N·伊耶, U·S·沃里厄 申請人:英特爾公司