使能對本地服務(wù)器上的多個(gè)服務(wù)的外部接入的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及使能對本地服務(wù)器的多個(gè)服務(wù)的接入，其中該本地服務(wù)器位于私有網(wǎng)內(nèi)，并且接入嘗試由私有網(wǎng)之外的應(yīng)用發(fā)起。其特別適用于私有網(wǎng)絡(luò)通過網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)譯器(NAT)功能連接到公共網(wǎng)的情形。
【背景技術(shù)】
[0002]除傳統(tǒng)電話服務(wù)之外，目前實(shí)施的用于移動(dòng)設(shè)備的通信系統(tǒng)允許用戶容易地接入數(shù)據(jù)服務(wù)。通常使用的數(shù)據(jù)服務(wù)包括電子郵件和網(wǎng)絡(luò)瀏覽。這些現(xiàn)存的數(shù)據(jù)服務(wù)依賴于使移動(dòng)設(shè)備作為客戶端，其中數(shù)據(jù)被(直接地或者通過相關(guān)服務(wù)的訂購)請求，并且隨后從網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器被推送到該移動(dòng)設(shè)備(基于例如網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商的域或者更寬的互聯(lián)網(wǎng))。
[0003]機(jī)器到機(jī)器(m2m)通信指基本上不需要人類干預(yù)的設(shè)備之間的信息交換。這類通信可以被現(xiàn)存的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)所提供的數(shù)據(jù)服務(wù)所促進(jìn)。例如，家用電表可以被耦合到(安裝有S頂卡的)移動(dòng)設(shè)備，從而通過該移動(dòng)設(shè)備已經(jīng)接入的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)，周期地將電表讀數(shù)發(fā)送至供電公司的中央服務(wù)器。這類服務(wù)在由設(shè)備發(fā)起該通信的情況下運(yùn)行良好。然而，要實(shí)施要求中央服務(wù)器(或其他遠(yuǎn)程點(diǎn))來發(fā)起通信的服務(wù)可能是困難的。再次考慮上述示例，當(dāng)用戶檢測到其儀器錯(cuò)誤，并將錯(cuò)誤報(bào)告給供電公司，根據(jù)該報(bào)告該供電公司希望輪詢用戶的家用電表以從其獲得多種數(shù)據(jù)時(shí)，這一場景可能出現(xiàn)。
[0004]在當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)，假定IPv4地址包括32比特，則IPv4地址空間嚴(yán)重受限。雖然IPv6的標(biāo)準(zhǔn)化有更多的地址空間，(特別是與互聯(lián)網(wǎng)路由器有關(guān)的)遺留問題意味著IPv4仍占主導(dǎo)。因此移動(dòng)運(yùn)營商必須接受IPv4的約束。特別地，運(yùn)營商已經(jīng)不得不尋找途徑以允許數(shù)百萬計(jì)的移動(dòng)用戶接入IP數(shù)據(jù)服務(wù)，盡管事實(shí)上運(yùn)營商自身只被分配了相對少數(shù)的唯一的IPv4地址。這通常通過被稱為網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換的處理來實(shí)現(xiàn)，通過該轉(zhuǎn)換，移動(dòng)設(shè)備被置于網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)譯器(NAT)之后。在運(yùn)營商的域內(nèi)，私有IP地址被用于識(shí)別連接的移動(dòng)設(shè)備。這些私有IP地址僅在運(yùn)營商域內(nèi)是唯一的。當(dāng)被移動(dòng)設(shè)備所需要時(shí)，NAT分配(來自可用地址和端口池的)外部IP地址和端口。使用3GPP術(shù)語，這一 IP地址分配將可能在分組數(shù)據(jù)協(xié)議O3DP)上下文創(chuàng)建時(shí)出現(xiàn)。典型地，多個(gè)移動(dòng)設(shè)備將共享單個(gè)外部IP地址。移動(dòng)設(shè)備將從一系列可用的端口號(hào)中隨機(jī)地選擇所謂的“暫時(shí)”端口號(hào)。這一暫時(shí)端口號(hào)作為源端口號(hào)被包含在針對移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的分組內(nèi)，并作為目標(biāo)端口號(hào)量被包括在針對該移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的輸入分組內(nèi)。NAT —方面維護(hù)外部IP地址和端口號(hào)之間的映射，另一方面維護(hù)私有IP地址和端口號(hào)之間的映射。針對輸入的分組，NAT利用該映射執(zhí)行IP地址和端口號(hào)轉(zhuǎn)換。IP地址和端口號(hào)轉(zhuǎn)換還由NAT基于該映射針對發(fā)出的分組執(zhí)行。
[0005]進(jìn)行NAT的問題在于，由于移動(dòng)設(shè)備不具有永久分配的外部IP地址以及端口號(hào)，一般不可能使外部設(shè)備發(fā)起與該移動(dòng)設(shè)備的通信會(huì)話。被映射到特定的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的外部IP地址和端口號(hào)在不同的PDP上下文創(chuàng)建之間甚至可能變化。NAT必須排除所有此類的外部發(fā)起的通信，以避免它們被轉(zhuǎn)發(fā)至錯(cuò)誤移動(dòng)設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)。在一些情況下，可能使移動(dòng)設(shè)備經(jīng)由NAT發(fā)起并創(chuàng)建與中間服務(wù)器的通信，以及通過周期地輪詢服務(wù)器來維護(hù)該連接。外部對等設(shè)備然后可以通過經(jīng)由中間節(jié)點(diǎn)并通過NAT中已經(jīng)開放的“針孔”路由連接請求，來發(fā)起與移動(dòng)設(shè)備的連接。這當(dāng)然要求在移動(dòng)設(shè)備(以及在外部對等設(shè)備)中安裝適當(dāng)?shù)膽?yīng)用，并且，每次設(shè)備被分配(除輪詢流量以外的)新的外部IP地址以及端口號(hào)時(shí)，信令在移動(dòng)設(shè)備和托管注冊服務(wù)的中間服務(wù)器之間交換。
[0006]US2010/0094978描述了一種用于將私有網(wǎng)連接至諸如互聯(lián)網(wǎng)的公共網(wǎng)的機(jī)制。其包括為公共網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)提供主機(jī)標(biāo)識(shí)符，該主機(jī)標(biāo)識(shí)符具有第一部分和第二部分，第一部分識(shí)別連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器代理，第二部分識(shí)別本地網(wǎng)絡(luò)中存在的服務(wù)器。利用該主機(jī)標(biāo)識(shí)符的第一部分，公共網(wǎng)的一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠獲得用于該服務(wù)器代理的IP地址(例如使用DNS查找)，并開啟到該服務(wù)器代理的TCP連接。公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)然后向該服務(wù)器代理轉(zhuǎn)發(fā)針對私有網(wǎng)服務(wù)器的消息。這一消息中包括相關(guān)的主機(jī)標(biāo)識(shí)符。服務(wù)器代理偵聽已知的端口(例如80)，并且在該端口上接收連接請求。該服務(wù)器代理使用該主機(jī)標(biāo)識(shí)符的第二部分以將接收的消息轉(zhuǎn)發(fā)至私有網(wǎng)服務(wù)器。該方法被局限于諸如HTTP的那些允許主機(jī)名被包含在從公共網(wǎng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送至私有網(wǎng)服務(wù)器的消息內(nèi)的協(xié)議。它不適用于不允許這一操作的協(xié)議，比如SNMP、SSH、SMTP、LDAP,以及運(yùn)行于IP之上的其他適當(dāng)?shù)膮f(xié)議。
[0007]諸如US2010/0094978的方法所呈現(xiàn)的問題由W02012/103938解決，W02012/103938提出向私有網(wǎng)內(nèi)的第一節(jié)點(diǎn)(例如與特定的國際移動(dòng)訂戶標(biāo)識(shí)MSI有關(guān)的移動(dòng)終端)分配私有網(wǎng)絡(luò)IP地址、主機(jī)名(例如imsi_x.0per.com)以及服務(wù)名(例如service_x_.tcp.1msi_x.0per.com)，該服務(wù)名與該第一節(jié)點(diǎn)所提供的服務(wù)關(guān)聯(lián)。在將私有網(wǎng)與公共網(wǎng)互連的網(wǎng)關(guān)處，唯一的公共網(wǎng)絡(luò)側(cè)端口號(hào)被分配給第一節(jié)點(diǎn)。私有網(wǎng)絡(luò)IP地址(可選地為私有網(wǎng)絡(luò)側(cè)端口號(hào))與公共網(wǎng)絡(luò)側(cè)端口之間的映射被包含在連接表中。在公共IP網(wǎng)絡(luò)的域名系統(tǒng)DNS內(nèi)安裝以下記錄:
[0008]服務(wù)SRV記錄，其定義服務(wù)名、主機(jī)名以及作為服務(wù)名的位置的公共網(wǎng)絡(luò)側(cè)端口號(hào)，以及地址A記錄，其定義作為主機(jī)名位置的網(wǎng)關(guān)的公共IP地址。
[0009]連接到公共網(wǎng)但位于私有網(wǎng)之外的第二節(jié)點(diǎn)或“應(yīng)用”進(jìn)而能夠在公共IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)執(zhí)行DNS查找，從而將服務(wù)名分解為公共IP地址以及端口號(hào)。網(wǎng)關(guān)在公共側(cè)偵聽到第一節(jié)點(diǎn)的連接嘗試的網(wǎng)絡(luò)端口號(hào)，使用該映射對輸入請求執(zhí)行地址和端口轉(zhuǎn)換，并將該請求轉(zhuǎn)發(fā)至第一節(jié)點(diǎn)。
[0010]圖1示意性圖示了 W02012/103938中描述的方法，并且該方法包括引入定義為移動(dòng)設(shè)備服務(wù)互聯(lián)網(wǎng)轉(zhuǎn)換器(MDSI)的新節(jié)點(diǎn)。MDSI使用GGSN所提供的信息，該信息由TOP上下文創(chuàng)建觸發(fā)。該信息采用Radius協(xié)議發(fā)送，此外包括MSISDN、頂S1、IMEI以及所分配的移動(dòng)服務(wù)器的私有IP地址。此外，MDSI使用已經(jīng)預(yù)先分配于其中的信息，包括服務(wù)名稱以及服務(wù)設(shè)備所提供的本地端口。
[0011]總之，W02012/103938使得位于內(nèi)部網(wǎng)的(m2m)設(shè)備以及位于外部網(wǎng)中的應(yīng)用之間能夠雙向通信。，由網(wǎng)關(guān)從外部應(yīng)用接收的任何請求將會(huì)使用私有IP地址以及私有端口號(hào)、經(jīng)由網(wǎng)關(guān)中的端口映射、被自動(dòng)(即透明地)轉(zhuǎn)發(fā)至該設(shè)備。該網(wǎng)關(guān)是透明的，并且能夠以基于外部應(yīng)用和內(nèi)部設(shè)備之間的TCP/UDP的任何協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)任何雙向通信流量。
[0012]W02012/103938中描述的方法自身不允許外部應(yīng)用利用該設(shè)備上的同一服務(wù)協(xié)議名稱顯式地尋址并接入多個(gè)服務(wù)實(shí)例(即資源)，例如外部應(yīng)用不能直接接入多個(gè)HTTP或CoAP服務(wù)實(shí)例(資源)，該多個(gè)HTTP或CoAP服務(wù)實(shí)例(資源)在不同的資源URI路徑上定義，具有同一服務(wù)協(xié)議(HTTP/CoAP)和服務(wù)端口號(hào)，并具有同一 IP地址(同一設(shè)備)。
[0013]例如考慮運(yùn)營一隊(duì)運(yùn)輸卡車的物流公司。每個(gè)卡車可以被提供有附接到公共陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)PLMN的m2m設(shè)備。該P(yáng)LMN執(zhí)行上游和下游分組流量的NAT，以允許大量的m2m設(shè)備共享相對少的公共IP地址池。每個(gè)卡車還被提供有多個(gè)傳感器(“資源”)，例如包括容器溫度傳感器、攝像頭等。這些資源例如經(jīng)由本地WiFi網(wǎng)絡(luò)或采用藍(lán)牙(Bluetooth?)被耦合到m2m設(shè)備。經(jīng)由該物流公司的控制中心處提供的應(yīng)用，該公司希望獲取跨卡車車隊(duì)的資源的每一個(gè)的數(shù)據(jù)。
[0014]W02012/103938僅經(jīng)由服務(wù)協(xié)議、IP地址以及端口號(hào)提供m2m設(shè)備的直接尋址。經(jīng)由用唯一的DNS注冊的設(shè)備主機(jī)名(例如基于m2m設(shè)備的頂SI以及其將SRV記錄鏈接至A記錄)，這類尋址是粗糙且不方便的方法，并且特別是不允許m2m應(yīng)用的開發(fā)者區(qū)分設(shè)備所顯示的不同API。此外，現(xiàn)有技術(shù)方法所提供的映射限制了能夠暴露于給定的公共IP地址后的(向端口總數(shù)-65535的)服務(wù)數(shù)量以及新的服務(wù)能夠被引入的靈活性(因?yàn)樾枰成涞氖謩?dòng)配置)。M2m設(shè)備可以作為多個(gè)資源的聚合器，該多個(gè)資源由不同的資源URI所標(biāo)識(shí)，并且需要由應(yīng)用單獨(dú)地尋址并接入。W02012/103938所呈現(xiàn)的機(jī)制要求該應(yīng)用知曉該設(shè)備以及其所示出的資源的一切，例如，用于尋址并接入的該設(shè)備上的正確的資源URI路徑是什么，并且該應(yīng)用必須使用與設(shè)備使用的服務(wù)協(xié)議和請求格式完全相同的服務(wù)協(xié)議和請求格式，以使該設(shè)備準(zhǔn)確地理解和解析該請求。通常使用的應(yīng)用對它們接入的該設(shè)備或者服務(wù)并未了解這么多。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種在私有IP網(wǎng)絡(luò)內(nèi)作為服務(wù)器節(jié)點(diǎn)操作以托管(host)或聚合多個(gè)資源的裝置。該裝置包括地址控制器，用于獲得私有IP網(wǎng)絡(luò)IP地址，用于分配服務(wù)器節(jié)點(diǎn)端口號(hào)至所述資源，以及促使該服務(wù)器節(jié)點(diǎn)在該服務(wù)器節(jié)點(diǎn)端口上偵聽。資源配置器被提供，用于針對所述資源中的每一個(gè)資源確定資源私有的統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符URI或者URI路徑，以及資源元數(shù)據(jù)，并且用于向?qū)⑺接蠭P網(wǎng)絡(luò)與公共IP網(wǎng)絡(luò)互連的網(wǎng)關(guān)發(fā)送通告，該通告包含所述私有URI或URI路徑以及對應(yīng)的資源元數(shù)據(jù)。該裝置進(jìn)一步包括資源請求接收器，用于在所述服務(wù)器節(jié)點(diǎn)端口處接收請求，用于識(shí)別包含在該請求內(nèi)的私有URI或URI路徑，以及用于傳送對應(yīng)于所述URI或URI路徑的資源。
[0016]本發(fā)明的實(shí)施例可以允許私有網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的各個(gè)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)使多個(gè)資源可用于外部應(yīng)用，即私有網(wǎng)絡(luò)之外的應(yīng)用，通過這種方式，具體的URI或URI路徑不需要事先為外部應(yīng)用所知。這簡化了開發(fā)這些外部應(yīng)用的過程。
[0017]該裝置可以包括一個(gè)接口或多個(gè)接口，用于與一個(gè)或多個(gè)子節(jié)點(diǎn)通信，該子節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)托管所述資源，所述資源請求接收器被配置為將所接收的請求轉(zhuǎn)發(fā)至適當(dāng)?shù)淖庸?jié)點(diǎn)。這些子節(jié)點(diǎn)可以被看作“子”節(jié)點(diǎn)或“嵌入”節(jié)點(diǎn)。
[0018]在該私有IP網(wǎng)絡(luò)是公共陸地移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)PLMN的情況下，該裝置可以進(jìn)一步包括射頻單元，用于與PLMN通信。這樣的配置允許服務(wù)器節(jié)點(diǎn)被安裝在車輛、飛機(jī)或航空飛機(jī)上。
[0019]資源配置器可以被配置為確定元數(shù)據(jù)，該元數(shù)據(jù)包括企業(yè)控制的別名、資源UUID、資源名或ID、設(shè)備序列號(hào)、產(chǎn)品類型、模型號(hào)、設(shè)備類型、資源/設(shè)備的地理位置、資源/設(shè)備的所有者/用戶中的一個(gè)或多個(gè)。
[0020]該裝置可以包括消息封裝器和解封器，用于將包含資源元數(shù)據(jù)的協(xié)議特有的消息封裝到具有資源URI或URI路徑的通用消息格式，用于包含在所述通告中，以及用于將被包含在所接收的請求中的包括資源URI或URI路徑的通用消息格式解封以確定協(xié)議特有的消息。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種交通模式，例如車輛、火車或飛機(jī)，包括本發(fā)明上述第一方面的裝置。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種用于托管外部應(yīng)用的裝置，該外部應(yīng)用能夠接入由附接到私有IP網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)所托管或聚合的資源。該裝置包括存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)統(tǒng)一資源名URN以及有關(guān)所述資源的元數(shù)據(jù)，以及解析器，用于與DDDS/DNS服務(wù)器(或多個(gè)服務(wù)器)通信，用以將所述URN解析為公共IP地址以及端口號(hào)以及一個(gè)或多個(gè)SRV+TXT記錄，其中，該記錄或每個(gè)記錄的TXT字段包含與所述服務(wù)器節(jié)點(diǎn)托管或聚合的資源相關(guān)聯(lián)的元數(shù)據(jù)，以及資源的統(tǒng)一資源標(biāo)識(shí)符URI或URI路徑。該裝置進(jìn)一步包括處理器，用于通過將所述存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的元數(shù)據(jù)匹配到(多個(gè))TXT字段中包含的元數(shù)據(jù)，來選擇SRV+TXT記錄，以及資源請求器，用于將資源請求發(fā)送至所述公共IP地址和端口號(hào)，以及包括被包含在所選的SRV+TXT記錄中的資源URI或URI路徑。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種網(wǎng)關(guān)，該網(wǎng)關(guān)將私有IP網(wǎng)絡(luò)與公共IP網(wǎng)絡(luò)互連，以促進(jìn)對附接到該私有IP網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器節(jié)點(diǎn)所托管或聚合的多個(gè)資源的外部接入。該網(wǎng)關(guān)包括第一地址控制器，用于獲取分配給所述服務(wù)器節(jié)點(diǎn)的私有IP網(wǎng)絡(luò)IP地址以及端口號(hào)，第二地址和端口控制器，用于分配公共IP網(wǎng)絡(luò)IP地址以及公共網(wǎng)絡(luò)側(cè)端口號(hào)至所述服務(wù)器節(jié)點(diǎn)，以及用于促使該網(wǎng)關(guān)在所分配的公共網(wǎng)絡(luò)側(cè)端口號(hào)上偵聽，以及數(shù)據(jù)庫