交换用户数据分组的方法转让专利
申请号 : CN200510124398.0
文献号 : CN100581176C
文献日 : 2010-01-13
发明人 : 斯蒂芬·保罗·凯勒·塔伯格
申请人 : 阿尔卡特公司
摘要 :
一种在第一网络(1)的终端(4a，4b)和第二网络(2)的服务提供者(5a，5b)之间交换用户数据分组的方法，所述第一网络(1)通过网关(3，3a，3b)连接到所述第二网络(2)，所述网关(3，3a，3b)具有到所述服务提供者(5a，5b)的唯一连接(6a，6b)，终端(4a，4b)具有在所述第一网络(1)中唯一的第一地址，并且所述终端(4a，4b)可以用第二地址配置，所述第二地址唯一地对来自服务提供者(5a，5b)的特定服务进行识别，并且所述第二地址在第二网络(2)中是唯一的。
权利要求 :
1.一种在第一网络(1)的终端(4a，4b)和第二网络(2)的多 个服务提供者(5a，5b)的一个服务提供者之间交换用户数据分组的 方法，其中，所述第一网络(1)通过用户网关(3，3a，3b)连接到所 述第二网络(2)，所述用户网关(3，3a，3b)具有到所述服务提供者 (5a，5b)的每一个服务提供者的唯一连接(6a，6b)，终端(4a，4b) 具有在所述第一网络(1)中唯一的第一地址，并且所述终端 (4a，4b)可以用第二地址配置，所述第二地址唯一地对来自服务提 供者(5a，5b)的特定服务进行识别，并且所述第二地址在第二网络 (2)中是唯一的，所述方法包括以下步骤：将所述第一网络(1)内唯一的第一地址分配给所述终端 (4a，4b)，
将包含所述第一地址和所述第二地址的用户数据的第一分组从所 述终端(4a，4b)发送给所述服务提供者(5a，5b)，所述服务提供者 (5a，5b)在存在第二地址的情况下对第一分组进行识别，并且从第 一分组中提取出第一地址，以及将包含第一地址的用户数据的第二分组从服务提供者(5a，5b) 发送到终端(4a，4b)，所述终端(4a，4b)在存在第一地址的情况下 对第二分组进行识别，其中唯一连接(6a，6b)为虚拟连接，所述服 务提供者(5a，5b)根据虚拟连接的身份对所述用户网关(3)唯一地 进行识别，来自用户网关(3，3a，3b)的第一分组在所述虚拟连接上到 达所述服务提供者(5a，5b)。
2.根据权利要求1的方法，其中，唯一连接通过ATM VP/VC 寻址和/或VLAN ID建立。
3.根据权利要求2的方法，其中所述服务提供者(5a，5b)执行 VLAN堆叠。
4.根据权利要求1的方法，其中，服务提供者(5a，5b)为多个 每个至少提供视频、互联网服务的服务提供者(5a，5b)中的一个， 并且不提供对应于所述第二地址的特定服务的服务提供者(5a，5b) 忽略用户数据的第一分组。
5.根据权利要求4的方法，其中，所述用户数据的第一分组为 组播数据分组，所述第二地址为组播地址，所述用户网关(3，3a，3b) 复制所述第一分组并将其发送给多个服务提供者(5a，5b)中的每一 个服务提供者。
6.根据权利要求1的方法，其中，所述第二地址被预先配置进 所述终端(4a，4b)的应用程序或设置文件中，或者所述终端 (4a，4b)从远端位置找出所述第二地址。
7.根据权利要求6的方法，其中，所述远端位置在所述第二网 络(2)内。
8.根据权利要求1的方法，其中，所述第一网络(1)为局域 网，所述第一地址为IP地址，所述第二网络(2)为互联网。
9.根据权利要求8的方法，其中，所述用户网关(3，3a，3b)包 括宽带接入设备以及用于将所述IP地址分配给所述终端(4a，4b)的 DHCP服务器。
10.根据权利要求9的方法，其中所述宽带接入设备是DSL调制 解调器。
11.根据权利要求1的方法，其中，在用户数据的分组交换之 后，发生所述终端(4a，4b)和所述服务提供者(5a，5b)之间的通 信。
12.根据权利要求1的方法，其中，所述用户数据第二分组为组 播分组。
说明书 :
技术领域
本发明涉及一种在第一网络的终端和第二网络的服务提供者之间 交换用户数据分组的方法。
背景技术
为了在服务提供者和终端之间交换数据，必须要求两者都能够建 立一种在正在进行的通信中相互进行识别的方法。如果服务提供者为 互联网服务提供者，例如高速互联网服务采用的DSL或其它宽带网 络，并且终端为家庭局域网(LAN)的用户终端，这种方法通常由 将唯一的IP地址分配给该终端的互联网服务提供者提供。这时，该 互联网提供者遵循一种IP地址分配方法其保证同一个IP地址不能分 配给超过一个用户终端。
如果要提供第二服务或次要服务，例如由视频服务提供者提供的 视频服务，则要求新服务的IP地址分配策略与该互联网服务提供者 的现有的IP地址分配策略互不干扰。因此，必须确保，当互联网用 户将机顶盒连接到他们的家庭局域网时，他们的家庭计算机继续与 ISP连接，而新的机预盒(视频终端)则与该视频服务提供者连接。
通常，高速互联网服务提供给计算机，而视频服务则提供给机顶 盒或个人录像机。每个服务提供者通常分配其自已的IP地址、子网 掩码、缺省网关和DNS，以便用户可以将正确的设备与正确的服务 提供者的服务进行连接。当用户需要两个或更多个服务提供者时，通 常意味着必须有两个单独的IP配置。
理想地，用户仅需要将新的机顶盒连接到他们的家庭局域网上， 因为已经具有了电缆和DSL调制解调器(例如)。但是现在，计算 机和机顶盒需要接收他们的IP配置以便他们可以与正确的服务提供 者通信。
一种方法是静态地将路由、子网和缺省网关配置进DSL调制解 调器，或机顶盒，或计算机或者其组合中。
另一种方法是敷设新的局域网电缆到家里，从而使得现在有两个 单独的家庭局域网：一个用于数据服务，一个用于新的视频服务。
第三种方法是，新的视频服务提供者和互联网提供者(ISP)合 作选择一种兼容的IP地址分配方案。几乎没有例外的是，DHCP协 议被用以对高速互联网服务的配置(IP地址、子网掩码、缺省网关 和DNS)进行分配。视频服务将需要映射到这个分配上。
大多数ISP使用DHCP协议来避免强迫用户必须在他们的调制解 调器和计算机中手动进行设置配置。如果有超过一个的服务提供者和 超过一个的DHCP服务器，则DHCP失败，这是因为，DHCP没有 多服务内建的概念。DHCP仅能在视频服务提供者与高速互联网服务 提供者进行合作并且两个服务提供者中的一个对DHCP服务负责的 情况下使用。大部分DSL市场具有几十个或上百个不同ISP提供服 务，所以，对于视频服务提供者而言做这许多不同的安排是很复杂 的。如果用户想从一个服务提供者换到另一个服务提供者时，这也会 很复杂。
可选择地，视频服务提供者可以试图对如何重新设置用户设备以 支持视频服务和数据服务进行解释。这是困难的，因为有太多种不同 类型的终端用户设备以及如上所述太多不同的ISP。在任何情况下， 大多部用户不具有技术能力来放心地重新设置他们的IP地址参数。 错误很容易造成而对于服务提供者而言，对此进行调试可能是很困难 且昂贵的。而改正一个错误可能经常需要技术专家去访问用户的家， 这是很昂贵的。
通过在家里安装第二个以太网网络来避免多个IP配置的问题是 一种有趣的方案，但是，安装新网络可能是很贵的，且有时在老房子 中是很困难的。通常，用户将需要购买一个新的能够支持两个单独的 以太网端口的DSL调制解调器，因为大多数DSL调制解调器仅支持 一个本地网络。如果可以重新使用现有的电缆和调制解调器，大多数 用户将不会选择重新敷设电缆以及购买新的调制解调器。
目前，许多DSL调制解调器实现了地址共享性能，从而一个公 共网络地址可以在大量潜在的计算机或视频设备之间实现共享。如果 用户将机顶盒或其它的视频设备连接到家庭局域网，则为该设备所设 置的地址可以与他们各自的调制解调器分配给其它的用户设备的地址 相同。这样，视频终端便不再具有唯一的与中央视频服务器进行通信 的IP地址。
如果要提供第二服务或次要服务，例如由视频服务提供者提供的 视频服务，则要求新服务的IP地址分配策略与该互联网服务提供者 的现有的IP地址分配策略互不干扰。因此，必须确保，当互联网用 户将机顶盒连接到他们的家庭局域网时，他们的家庭计算机继续与 ISP连接，而新的机预盒(视频终端)则与该视频服务提供者连接。
通常，高速互联网服务提供给计算机，而视频服务则提供给机顶 盒或个人录像机。每个服务提供者通常分配其自已的IP地址、子网 掩码、缺省网关和DNS，以便用户可以将正确的设备与正确的服务 提供者的服务进行连接。当用户需要两个或更多个服务提供者时，通 常意味着必须有两个单独的IP配置。
理想地，用户仅需要将新的机顶盒连接到他们的家庭局域网上， 因为已经具有了电缆和DSL调制解调器(例如)。但是现在，计算 机和机顶盒需要接收他们的IP配置以便他们可以与正确的服务提供 者通信。
一种方法是静态地将路由、子网和缺省网关配置进DSL调制解 调器，或机顶盒，或计算机或者其组合中。
另一种方法是敷设新的局域网电缆到家里，从而使得现在有两个 单独的家庭局域网：一个用于数据服务，一个用于新的视频服务。
第三种方法是，新的视频服务提供者和互联网提供者(ISP)合 作选择一种兼容的IP地址分配方案。几乎没有例外的是，DHCP协 议被用以对高速互联网服务的配置(IP地址、子网掩码、缺省网关 和DNS)进行分配。视频服务将需要映射到这个分配上。
大多数ISP使用DHCP协议来避免强迫用户必须在他们的调制解 调器和计算机中手动进行设置配置。如果有超过一个的服务提供者和 超过一个的DHCP服务器，则DHCP失败，这是因为，DHCP没有 多服务内建的概念。DHCP仅能在视频服务提供者与高速互联网服务 提供者进行合作并且两个服务提供者中的一个对DHCP服务负责的 情况下使用。大部分DSL市场具有几十个或上百个不同ISP提供服 务，所以，对于视频服务提供者而言做这许多不同的安排是很复杂 的。如果用户想从一个服务提供者换到另一个服务提供者时，这也会 很复杂。
可选择地，视频服务提供者可以试图对如何重新设置用户设备以 支持视频服务和数据服务进行解释。这是困难的，因为有太多种不同 类型的终端用户设备以及如上所述太多不同的ISP。在任何情况下， 大多部用户不具有技术能力来放心地重新设置他们的IP地址参数。 错误很容易造成而对于服务提供者而言，对此进行调试可能是很困难 且昂贵的。而改正一个错误可能经常需要技术专家去访问用户的家， 这是很昂贵的。
通过在家里安装第二个以太网网络来避免多个IP配置的问题是 一种有趣的方案，但是，安装新网络可能是很贵的，且有时在老房子 中是很困难的。通常，用户将需要购买一个新的能够支持两个单独的 以太网端口的DSL调制解调器，因为大多数DSL调制解调器仅支持 一个本地网络。如果可以重新使用现有的电缆和调制解调器，大多数 用户将不会选择重新敷设电缆以及购买新的调制解调器。
目前，许多DSL调制解调器实现了地址共享性能，从而一个公 共网络地址可以在大量潜在的计算机或视频设备之间实现共享。如果 用户将机顶盒或其它的视频设备连接到家庭局域网，则为该设备所设 置的地址可以与他们各自的调制解调器分配给其它的用户设备的地址 相同。这样，视频终端便不再具有唯一的与中央视频服务器进行通信 的IP地址。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在第一网络的终端和第二网络的服务 提供者之间交换用户数据分组的方法，该终端和该服务提供者可通过 该方法相互识别。
发明目的由前面所述的方法实现，其中，第一网络通过具有与所 述服务提供者唯一连接的网关连接到第二网络，终端有在第一网络内 为唯一的第一地址，并且该终端配置有第二地址，该第二地址唯一地 对来自服务提供者的具体服务进行识别并且在第二网络中是唯一的， 所述方法包括下述步骤：将在第一网络中唯一的第一地址分配给终 端；将包含第一地址和第二地址的第一用户数据分组从终端发送给服 务提供者，该服务提供者通过第二地址的存在识别第一分组并且从该 第一分组中提取出第一地址；将来自服务提供者的包括第一地址的第 二数据分组发送给终端，该终端在存在第一地址的情况下识别第二数 据分组。
通过采用这种方法，终端和服务提供者甚至在第一网络中存在多 个终端、第二网络中存在多个服务提供者，并且服务提供者的分配策 略相互干扰的情况下也可以相互识别。在上述方法中，第一分组可以 发送到第二地址，第二分组可以发送到第一地址，但是也可能仅使用 第一地址和第二地址作为标识符，并且在终端和服务提供者之间传递 分组而不使用地址作为指针，如下所述。
在一种优选变形方案中，唯一的连接是虚拟连接，并且服务提供 者根据虚拟连接的身份对网关进行唯一地识别，在该虚拟连接上来自 网关的业务到达服务提供者。如果第二网络为互联网，则使用互联网 协议(IP)进行数据传输。传统地，使用IP的应用程序依赖于每个 终端或每个应用程序唯一的IP地址。IP地址的唯一性传统上允许服 务器对每个消息的发信方进行确定地识别。然而，如果接收消息所通 过的服务器的连接是唯一的，即连接到唯一的已知目的地，则该服务 器可以根据发放消息所通过的连接的身份推断出发信方的身份。如果 服务提供者，例如视频服务器，使用面向连接的技术进行连接，则所 有到达具体用户的路径终点的视频服务器的消息必然已经从该用户网 关生成，而不顾及所使用的用户视频设备的IP地址。
在另一个优选变形方案中，唯一的虚拟连接通过ATM VP/VC寻 址和/或VLAN ID建立，服务提供者优选地进行VLAN堆叠。一些 公共的高速数据服务技术(例如ADSL)是面向连接的。虽然最经常 使用的DSL连接使用了ATM连网(具有ATM VP/VC寻址)，但是 最经常使用的服务提供者(例如视频服务器)则使用以太网连网。以 太网网络通常以无连接的方式工作。但是，已知的VLAN标签技术 已经被IEEE标准化为802.1q，以便允许将以太网分割为虚拟的唯一 的局域网。通过将一个VLAN ID的唯一映射分配给每个已配置的 ATM VP/VC，从而利用VLAN将虚拟连接的ATM概念扩展到无连 接的以太网上。这样，特定DSL用户的唯一ATM连接可以映射为以 特定视频服务器为终端的唯一的VLAN ID。
根据IEEE802.1q标准，共有4096个VLAN ID标签用于以太 网。在那些这个数量仍不够用的应用程序中，例如当需要超过4096 个唯一连接时，VLAN标签可以被“堆叠”，从而使得一个VLAN 中包含一个VLAN，VLAN堆叠在现代局域网交换设备中变得更加通 用。所以，为了支持基于以太网的服务器和基于ATM的DSL用户之 间面向端到端连接的路径，服务器上的VLAN堆叠可以从合适的网 络设备上的用户映射到ATM VP/VC。
现在的窍门是，从用户网关到服务提供者的第一个组播分组到达 服务提供者时带有(堆叠的)VLAN头。服务提供者必须注意到在每 个输入的分组上的输入的(堆叠的)VLAN标识符，以便可以通过发 回带有相同(堆叠的)VLAN标识符的响应来对正确的客户作出反 应。这样，服务提供者可以容忍一个客户在他们的家庭局域网上使用 一个或多个不同客户也正在使用的IP地址范围：VLAN标签唯一地 标识每个客户。
在本方法的进一步变形方案中，服务提供者是多个服务提供者中 的一个，每个服务提供者提供视频、互联网或其它服务，并且，不提 供对应于第二个地址的特定服务的服务提供者忽略用户数据的第一分 组。当存在几个服务提供者时，第一个分组不是必须仅发送给提供用 户所期望的特定服务的服务提供者，而是也可以发送给其它的服务提 供者。在这种情况下，不提供该特定服务的服务提供者发现他们可以 通过不认可第二地址来丢弃用户数据的第一分组。
在进一步的优选变形方案中，用户数据的第一分组为组播数据分 组，第二地址为组播地址，网关对分组进行复制并且将其发送给多个 服务提供者中的每一个服务提供者。作为IP分组的一种特定种类， 组播分组避免了需要对目标地址或路由进行清楚配置的复杂性。这是 因为例如二层桥或路由器的IP前向设备经常配置为将组播分组复制 到它们每个输出的连接上。这样，如果例如机顶盒的用户设备将组播 分组发送到家庭局域网上，用户的调制解调器则将向ISP复制一份组 播分组的拷贝，并且向视频服务提供者复制一份组播分组的拷贝。
本发明提出，在视频终端中运行的用户视频服务应用程序将视频 控制数据的组播分组向视频服务提供者发送，特别地用来避免需要对 用户调制解调器进行配置以支持路由协议，避免需要使用到视频服务 提供者的路由静态地对用户调制解调器进行配置，以及避免需要用缺 省网关地址和子网掩码对机顶盒设备进行配置。
在进一步的变形方案中，第二地址被预配置到终端的应用程序或 设置文件中，或者终端从远端位置上，优选地从第二网络中找到第二 地址。第二地址可以被预先配置到终端中，但是也可以用存储第二网 络中的第二地址的位置的地址(例如URL)对终端进行预配置。终 端然后使用该地址连接到URL并且找出一个第二地址(如果超过一 个，则为多个第二地址)。也可以通过其它方法将第二地址提供给终 端。
在一个特别优选地变形方案中，第一网络为LAN，第一地址为 IP地址，第二网络为互联网。在这种变形方案中，优选地，网关包 括DSL调制解调器或其它的宽带接入设备以及用于将IP地址分配给 终端的DHCP服务器。
在进一步的优选变形方案中，在两个用户数据的分组交换之后， 正在进行的通信可以在多种不同的装置中使用多种协议进行。事实 上，除非有正在进行通信，否则交换数据分组的方法是没有用处的- 最初两个分组进行交换的目的在于服务提供者和终端可以建立一种在 正在进行的通信中相互进行识别的方法。
当用户数据的第二分组为组播分组时本发明也有益处。在这种情 况下，服务提供者向用户网关发送第二分组，该用户网关将第二网络 连接到用户的单独第一网络。网关将分组组播到第一网络上，所有终 端在第一网络上对分组进行接收。因为第二分组包含第一地址，该第 一地址被唯一地分配给发出第一分组的第一网络上的特定终端，第一 网络上的其它终端丢弃第二分组。
进一步优点可以从说明书及附图中看出。根据本发明的前面及后 面所述的特性可以单独地或任意组合地实施。所提到的实施例应当理 解为不是穷尽地列举，而是本发明说明书的示例性描述。
发明目的由前面所述的方法实现，其中，第一网络通过具有与所 述服务提供者唯一连接的网关连接到第二网络，终端有在第一网络内 为唯一的第一地址，并且该终端配置有第二地址，该第二地址唯一地 对来自服务提供者的具体服务进行识别并且在第二网络中是唯一的， 所述方法包括下述步骤：将在第一网络中唯一的第一地址分配给终 端；将包含第一地址和第二地址的第一用户数据分组从终端发送给服 务提供者，该服务提供者通过第二地址的存在识别第一分组并且从该 第一分组中提取出第一地址；将来自服务提供者的包括第一地址的第 二数据分组发送给终端，该终端在存在第一地址的情况下识别第二数 据分组。
通过采用这种方法，终端和服务提供者甚至在第一网络中存在多 个终端、第二网络中存在多个服务提供者，并且服务提供者的分配策 略相互干扰的情况下也可以相互识别。在上述方法中，第一分组可以 发送到第二地址，第二分组可以发送到第一地址，但是也可能仅使用 第一地址和第二地址作为标识符，并且在终端和服务提供者之间传递 分组而不使用地址作为指针，如下所述。
在一种优选变形方案中，唯一的连接是虚拟连接，并且服务提供 者根据虚拟连接的身份对网关进行唯一地识别，在该虚拟连接上来自 网关的业务到达服务提供者。如果第二网络为互联网，则使用互联网 协议(IP)进行数据传输。传统地，使用IP的应用程序依赖于每个 终端或每个应用程序唯一的IP地址。IP地址的唯一性传统上允许服 务器对每个消息的发信方进行确定地识别。然而，如果接收消息所通 过的服务器的连接是唯一的，即连接到唯一的已知目的地，则该服务 器可以根据发放消息所通过的连接的身份推断出发信方的身份。如果 服务提供者，例如视频服务器，使用面向连接的技术进行连接，则所 有到达具体用户的路径终点的视频服务器的消息必然已经从该用户网 关生成，而不顾及所使用的用户视频设备的IP地址。
在另一个优选变形方案中，唯一的虚拟连接通过ATM VP/VC寻 址和/或VLAN ID建立，服务提供者优选地进行VLAN堆叠。一些 公共的高速数据服务技术(例如ADSL)是面向连接的。虽然最经常 使用的DSL连接使用了ATM连网(具有ATM VP/VC寻址)，但是 最经常使用的服务提供者(例如视频服务器)则使用以太网连网。以 太网网络通常以无连接的方式工作。但是，已知的VLAN标签技术 已经被IEEE标准化为802.1q，以便允许将以太网分割为虚拟的唯一 的局域网。通过将一个VLAN ID的唯一映射分配给每个已配置的 ATM VP/VC，从而利用VLAN将虚拟连接的ATM概念扩展到无连 接的以太网上。这样，特定DSL用户的唯一ATM连接可以映射为以 特定视频服务器为终端的唯一的VLAN ID。
根据IEEE802.1q标准，共有4096个VLAN ID标签用于以太 网。在那些这个数量仍不够用的应用程序中，例如当需要超过4096 个唯一连接时，VLAN标签可以被“堆叠”，从而使得一个VLAN 中包含一个VLAN，VLAN堆叠在现代局域网交换设备中变得更加通 用。所以，为了支持基于以太网的服务器和基于ATM的DSL用户之 间面向端到端连接的路径，服务器上的VLAN堆叠可以从合适的网 络设备上的用户映射到ATM VP/VC。
现在的窍门是，从用户网关到服务提供者的第一个组播分组到达 服务提供者时带有(堆叠的)VLAN头。服务提供者必须注意到在每 个输入的分组上的输入的(堆叠的)VLAN标识符，以便可以通过发 回带有相同(堆叠的)VLAN标识符的响应来对正确的客户作出反 应。这样，服务提供者可以容忍一个客户在他们的家庭局域网上使用 一个或多个不同客户也正在使用的IP地址范围：VLAN标签唯一地 标识每个客户。
在本方法的进一步变形方案中，服务提供者是多个服务提供者中 的一个，每个服务提供者提供视频、互联网或其它服务，并且，不提 供对应于第二个地址的特定服务的服务提供者忽略用户数据的第一分 组。当存在几个服务提供者时，第一个分组不是必须仅发送给提供用 户所期望的特定服务的服务提供者，而是也可以发送给其它的服务提 供者。在这种情况下，不提供该特定服务的服务提供者发现他们可以 通过不认可第二地址来丢弃用户数据的第一分组。
在进一步的优选变形方案中，用户数据的第一分组为组播数据分 组，第二地址为组播地址，网关对分组进行复制并且将其发送给多个 服务提供者中的每一个服务提供者。作为IP分组的一种特定种类， 组播分组避免了需要对目标地址或路由进行清楚配置的复杂性。这是 因为例如二层桥或路由器的IP前向设备经常配置为将组播分组复制 到它们每个输出的连接上。这样，如果例如机顶盒的用户设备将组播 分组发送到家庭局域网上，用户的调制解调器则将向ISP复制一份组 播分组的拷贝，并且向视频服务提供者复制一份组播分组的拷贝。
本发明提出，在视频终端中运行的用户视频服务应用程序将视频 控制数据的组播分组向视频服务提供者发送，特别地用来避免需要对 用户调制解调器进行配置以支持路由协议，避免需要使用到视频服务 提供者的路由静态地对用户调制解调器进行配置，以及避免需要用缺 省网关地址和子网掩码对机顶盒设备进行配置。
在进一步的变形方案中，第二地址被预配置到终端的应用程序或 设置文件中，或者终端从远端位置上，优选地从第二网络中找到第二 地址。第二地址可以被预先配置到终端中，但是也可以用存储第二网 络中的第二地址的位置的地址(例如URL)对终端进行预配置。终 端然后使用该地址连接到URL并且找出一个第二地址(如果超过一 个，则为多个第二地址)。也可以通过其它方法将第二地址提供给终 端。
在一个特别优选地变形方案中，第一网络为LAN，第一地址为 IP地址，第二网络为互联网。在这种变形方案中，优选地，网关包 括DSL调制解调器或其它的宽带接入设备以及用于将IP地址分配给 终端的DHCP服务器。
在进一步的优选变形方案中，在两个用户数据的分组交换之后， 正在进行的通信可以在多种不同的装置中使用多种协议进行。事实 上，除非有正在进行通信，否则交换数据分组的方法是没有用处的- 最初两个分组进行交换的目的在于服务提供者和终端可以建立一种在 正在进行的通信中相互进行识别的方法。
当用户数据的第二分组为组播分组时本发明也有益处。在这种情 况下，服务提供者向用户网关发送第二分组，该用户网关将第二网络 连接到用户的单独第一网络。网关将分组组播到第一网络上，所有终 端在第一网络上对分组进行接收。因为第二分组包含第一地址，该第 一地址被唯一地分配给发出第一分组的第一网络上的特定终端，第一 网络上的其它终端丢弃第二分组。
进一步优点可以从说明书及附图中看出。根据本发明的前面及后 面所述的特性可以单独地或任意组合地实施。所提到的实施例应当理 解为不是穷尽地列举，而是本发明说明书的示例性描述。
附图说明
图1表示实施本发明方法的具有多个终端的第一网络和具有多个 服务提供者的第二网络；
图2表示使用DSLAM实现从多个服务提供者中的每个服务提供 者到多个用户网关中的每个用户网关的单独虚拟连接的第二网络。
图2表示使用DSLAM实现从多个服务提供者中的每个服务提供 者到多个用户网关中的每个用户网关的单独虚拟连接的第二网络。
具体实施方式
在图1中，显示了作为末端用户家庭局域网的第一网络1，该局 域网经由用作网关3的DSL调制解调器连接到互联网(第二网络 2)。第一网络1包括几个用户终端，其中的互联网终端4a和视频终 端4b如图1所示。互联网终端4a用于与第二网络2中的互联网服务 提供者(ISP)5a进行通信。视频终端4b为机顶盒，用于与第二网 络2中的宽带娱乐视频服务提供者5b进行通信。
其中，终端4a和4b连接到同个局域网上的网关3，两个服务提 供者5a和5b中的每一个服务提供者通过单独的、唯一的连接6a和 6b连接到网关3，两个连接均建立为虚拟连接。
需要注意的是，在一方面由互联网提供者5a提供的服务和另一 方面由视频服务提供者5b提供的服务之间存在差异。即，高速互联 网服务是交互的通信式的，正如客户/客户服务方式的电话服务，这 是因为经常会期望允许互联网上的其它用户与特定用户联系，并且， 为了对此进行支持，用户需要一个唯一的地址以便其它的互联网用户 可以对该用户进行访问。视频服务并不是以这种方式进行的通信。它 们为客户/服务器服务方式。视频用户需要与视频服务器而不是与其 它的视频用户进行对话。也就是，视频服务的性质并不要求两个不同 的视频用户相互进行通信以便传递视频服务，这样就不需要唯一的 IP地址来对它们进行识别。然而，例如为了对每个用户网关唯一地 计算其使用账单，服务提供者仍然必须对每个用户网关唯一地进行识 别。
通常，当使用互联网协议进行通信时，每个设备必须被分配至少 一个唯一的IP地址、其本地网络的子网掩码、使其可以到达不同本 地网络上的IP主机的缺省网关地址，以及使其可以发现公共命名服 务的IP地址的域名服务器(DNS)地址。互联网服务提供者经常使 用例如DHCP协议或与附加协议有关的DHCP协议提供这个信息， 特别是对于最终将传送给连接到家庭局域网上的设备的服务。
每个服务提供者的前面所提的参数通常是唯一的。也就是说，互 联网提供者5a通常向每个用户提供一个或多个IP地址、本地网络的 子网掩网、缺省网关和DNS地址。视频服务提供者4b一般需要提供 同样的参数集，但是最可能是不同的数值集。
DHCP协议并不是设计来对从一个服务提供者对一个以上的服务 进行自动配置。如果两个不同的DHCP服务器置于同一网络上，则 两个服务器之间就会出现竞争，并且第一个响应的一般是用户设备所 接受的配置。因此，如果互联网服务提供者5a和视频服务提供者5b 提供它们自已的DHCP服务器，则用户互联网终端4a可能从视频服 务提供者5b接收配置，用户互联网终端4b则可能从互联网服务提供 者5a接收配置。这并不是所期望的或可行的结果。
更普通地，用户网关3(DSL调制解调器)被配置为路由器并且 具有其自已的用于本地设备的内建DHCP服务器。用户的调制解调 器从ISP 5a接收DHCP地址，但是通过其自已的内部DHCP服务器 将不同的地址分配给本地设备。
本发明中提出的方法是保持用户和ISP 5a已经为高速互联网服务 所采用的同样的IP地址分配系统。这样，视频终端4b可以从ISP或 用户的DSL路由调制解调器(网关3)接收DHCP分配。地址的值 和子网掩码、缺省网关和DNS服务器的配置并不重要，这是因为这 些参数并不用在视频服务的控制协议操作中。
通常，本地地址来自已经视为专用的特殊IP地址范围，因此是 不可路由的和非唯一的。在这种情况下，DSL调制解调器必须将专 用地址映射到来自ISP的合法DHCP接收地址上。
为了以正确的方式在服务提供者5a，5b和终端4a，4b之间建立数 据传送，首先需要每个终端4a和4b在第一网络1中可以唯一地被识 别。为了这个目的，第一(单独的)地址被分配给每个终端4a和 4b，其在第一网络1中为唯一的。在这种情况下，每个终端4a和4b 可以使用任何在用户家庭局域网上可用的方法接收IP地址分配。无 论是什么方法，终端4a和4b将接收局域网上唯一的IP地址，而不 需要全球唯一或在所有的服务提供者的用户中唯一。
当用户视频服务终端4b需要与视频服务提供者5b进行通信时， 它必须将其分组寻址为预先设置的第二组播地址。该特定的组播地址 必须选择为相对该视频服务提供者5b唯一，或者相对于视频服务提 供者5b所提供的特定服务唯一。当用户向视频服务提供者5b请求视 频服务时，视频终端4b生成包含第一地址和第二地址的第一数据分 组。第二地址可以预先设置进终端4b的应用程序中，或者可以预先 设置进终端4b的设置文件中，或者可以通过其它方法建立，例如， 通过从远端位置找到第二地址。后者可以通过使用互联网中存储唯一 的第二地址的位置的地址对视频服务终端4b进行预先配置：例如， 视频服务终端4b可以用URL“get-my-address.service-provider.com” 进行预先配置。视频服务终端4b使用预先配置的地址通过互联网与 视频服务提供者5b联系，潜在地通过不同的互联网服务提供者(由 用户独立选择)。信息返回到视频终端4b，接着指示视频服务提供 者5b的一个明确的第二地址(如果超过一个则为多个第二地址)。
在视频终端4b中生成的用户数据的第一分组为组播分组。当用 户网关3(DSL调制解调器)接收该组播时，将该组播分组转发给至 少视频服务提供者5b。如果该数据被转发给另一个服务提供者，例 如互联网服务提供者5a时，它将被其它的服务提供者忽略，这是因 为第二地址被选择为相对于视频服务提供者5b为唯一的。另一方 面，视频服务提供者5b可以已经对其视频服务器进行了配置以便识 别第二地址并且因此识别和处理第一分组。
视频服务提供者5b在良好定义的相对用户网关3唯一的连接上 接收组播分组。因为第一分组在用户的唯一连接(第二连接6b)上 发送，从而视频服务提供者5b对用户网关3的身份进行推断。
视频服务提供者5b对进来分组的IP源地址(第一地址)进行审 查以便发现配置进用户视频服务终端4b中的IP地址。特定的IP地 址不需要在视频服务提供者5b的所有用户中唯一。当视频服务器返 回通信至视频服务终端时，其将分组中的IP目标地址设置为等于它 先前从输入的用户数据的第一分组中发现的第一地址(IP源地 址)。
视频服务提供者5b然后将包括第一地址的用户数据的第二分组 发送到视频服务提供者4b。第二分组返回到用户调制解调器(网关 3)，并且该调制解调器将该分组转发或桥接到家庭局域网上。在家 庭局域网上，视频终端4b将先前对其配置的本地唯一的第一地址 (IP地址)进行识别从而接收第二分组。
在上面所述的概念中，当接收到消息时，允许视频服务提供者 5b对发起通信的用户网关3进行唯一地识别，对用户网络网关3进 行配置以便将视频控制消息路由到视频终端4b或从视频终端4b路由 视频控制消息，并且允许用户的视频终端4b用一个地址进行简单配 置从而向其发送视频控制消息。
虽然需要静态“知名”组播地址以便视频终端4b可以与其服务 器联系，但是这并不是主要的缺点，这是因为视频终端通常用应用程 序进行预先配置以便接入中间件。视频服务器5b需要支持VLAN以 及可能支持VLAN堆叠，并且需要发展为将用户身份建立在输入的 VLAN ID连接而非IP地址之上。视频服务器5b也需要发展为将输 入的源IP地址反射进来作为输出的目标地址。该方法完全与现有的 ASAM 73xx兼容。该方法也完全与现有的支持一个以上到DSL网络 的桥接连接的用户调制解调器(几乎为所有的调制解调器)兼容。
这样，视频终端4b可以启动与视频服务提供者5b唯一的通信， 而不用必须在用户设备上进行复杂的配置。简化用户配置的驱动力 是，存在(潜在)有几百万个不同的用户，却仅有一个视频服务提供 者5b。所以，简化用户配置而有限地使服务提供者更加复杂是合算 的。
图2表示如何能够将图1中的唯一连接作为虚拟连接创建。为了 这个目的，显示了第二网络2连接到多个网关，图2中显示了其中的 两个网关(网关3a和3b)。每个网关3a或3b通过DSL线路8a和 8b连接到本地网络(未示出)和数字用户线接入多路复用器 (DSLAM 7)。
DSLAM7(宽带接入提供者)将每个用户网关3a或3b连接到它 们所选择的服务提供者5a和5b，反之亦然。每个用户网关3a或3b 至少为每个服务与每个服务提供者5a或5b具有唯一的连接，以便专 用控制信息可以在用户和服务提供者5a和5b之间进行交换。一些服 务，例如组播娱乐(例如付费电视)可以在服务提供者和许多用户之 间具有附加的非唯一的(共享的)连接。对于专用连接(DSL线 8a，8b)，ATM VP/VC使用得最多。每个用户具有相对每个服务提供 者的唯一的ATM VP/VC，但是重要的不是它的ATM，而是它的唯 一。
DSLAM 7经过唯一的连接6a和6b连接到服务提供者5a和5b。 通过使用DSLAM 7作为开关，唯一连接6a或6b可以从服务提供者 5a或5b经过DSL线8a或8b延至网关3a或3b。第一网关3a与互联 网服务提供者5a和视频服务提供者5b之间的单独的唯一的连接分别 在图2中用虚线表示。
从接入提供者到服务提供者的连接经常使用以太网VLAN而不 是ATM。为此，宽带接入提供者将每个VLAN(或堆叠的VLAN) 标识符唯一地映射进正确用户的正确ATM VP/VC中。ATM VP/VC 和VLAN标签不是全世界仅用的方法。有几种其它的安排通过中间 宽带接入提供者(例如DSLAM 7)在服务提供者和末端用户网关之 间提供唯一的(面向连接的)路径。在这种情况下，DSLAM 7和互 联网服务提供者5a之间的第一个唯一连接6a通过VLAN ID寻址建 立。DSLAM 7和视频服务提供者5b之间的第二个唯一连接6b通过 ATM VP/VC寻址建立。
已经采用DSLAM用于高速互联网服务，其承运者正在通过采用 例如宽带娱乐的增值服务寻求开放新的收入源。为了在有效开销的情 况下采用这些服务，必须要求对现有的高速互联网服务没有影响，并 且具有低的如这里所描述的由于(例如)寻址问题而引起的失败/问 题率。
对于网关3、3a和3b，应当注意的是对于DSL调制解调器和其 它高速互联网接入设备开发出了许多不同的特征和配置。一些调制解 调器作为二层学习网桥工作。其它一些调制解调器作为IP路由器或 IP转发器。而其它一些调制解调器则采用前面这两种方法中的任一 种方法并结合网络地址端口转换(NAPT)进行工作。其它的配置也 是可能的。为了支持一个以上的服务，从末端用户调制解调器到每个 不同的服务提供者可以建立单独的连接。典型的调制解调器实行了许 多不同的技术将业务从家庭局域网转发到合适的服务提供者，这些技 术包括二层桥接、三层转发和三层路由等。
如果要支持两个或更多个服务提供者，则这些不同选择中的每个 选择都需要有稍微不同的配置。为学习网桥操作配置的调制解调器不 要求任何特定的配置，但是用户设备必须用特定服务的缺省网关的正 确地址进行配置。另一方面，路由或转发调制解调器需要用将业务导 向ISP或视频服务提供者的路由进行配置。NAPT调制解调器可以遵 循这两种配置策略中的任一种。
总之，上述方法避免了需要为每个用户对他们的网关3、3a和3b (调制解调器/防火墙/路由器)进行配置，避免了地址错误分配以及 ISP和宽带娱乐视频服务提供者之间的错误配置，并且该方法与大多 数现有的DSL调制解调器和二层DSLAM兼容。承运者和末端用户 不需要购买新设备来接收宽带娱乐服务。这个方法也与基于以太网的 视频服务器和基于ATM的DSL调制解调器兼容。
其中，终端4a和4b连接到同个局域网上的网关3，两个服务提 供者5a和5b中的每一个服务提供者通过单独的、唯一的连接6a和 6b连接到网关3，两个连接均建立为虚拟连接。
需要注意的是，在一方面由互联网提供者5a提供的服务和另一 方面由视频服务提供者5b提供的服务之间存在差异。即，高速互联 网服务是交互的通信式的，正如客户/客户服务方式的电话服务，这 是因为经常会期望允许互联网上的其它用户与特定用户联系，并且， 为了对此进行支持，用户需要一个唯一的地址以便其它的互联网用户 可以对该用户进行访问。视频服务并不是以这种方式进行的通信。它 们为客户/服务器服务方式。视频用户需要与视频服务器而不是与其 它的视频用户进行对话。也就是，视频服务的性质并不要求两个不同 的视频用户相互进行通信以便传递视频服务，这样就不需要唯一的 IP地址来对它们进行识别。然而，例如为了对每个用户网关唯一地 计算其使用账单，服务提供者仍然必须对每个用户网关唯一地进行识 别。
通常，当使用互联网协议进行通信时，每个设备必须被分配至少 一个唯一的IP地址、其本地网络的子网掩码、使其可以到达不同本 地网络上的IP主机的缺省网关地址，以及使其可以发现公共命名服 务的IP地址的域名服务器(DNS)地址。互联网服务提供者经常使 用例如DHCP协议或与附加协议有关的DHCP协议提供这个信息， 特别是对于最终将传送给连接到家庭局域网上的设备的服务。
每个服务提供者的前面所提的参数通常是唯一的。也就是说，互 联网提供者5a通常向每个用户提供一个或多个IP地址、本地网络的 子网掩网、缺省网关和DNS地址。视频服务提供者4b一般需要提供 同样的参数集，但是最可能是不同的数值集。
DHCP协议并不是设计来对从一个服务提供者对一个以上的服务 进行自动配置。如果两个不同的DHCP服务器置于同一网络上，则 两个服务器之间就会出现竞争，并且第一个响应的一般是用户设备所 接受的配置。因此，如果互联网服务提供者5a和视频服务提供者5b 提供它们自已的DHCP服务器，则用户互联网终端4a可能从视频服 务提供者5b接收配置，用户互联网终端4b则可能从互联网服务提供 者5a接收配置。这并不是所期望的或可行的结果。
更普通地，用户网关3(DSL调制解调器)被配置为路由器并且 具有其自已的用于本地设备的内建DHCP服务器。用户的调制解调 器从ISP 5a接收DHCP地址，但是通过其自已的内部DHCP服务器 将不同的地址分配给本地设备。
本发明中提出的方法是保持用户和ISP 5a已经为高速互联网服务 所采用的同样的IP地址分配系统。这样，视频终端4b可以从ISP或 用户的DSL路由调制解调器(网关3)接收DHCP分配。地址的值 和子网掩码、缺省网关和DNS服务器的配置并不重要，这是因为这 些参数并不用在视频服务的控制协议操作中。
通常，本地地址来自已经视为专用的特殊IP地址范围，因此是 不可路由的和非唯一的。在这种情况下，DSL调制解调器必须将专 用地址映射到来自ISP的合法DHCP接收地址上。
为了以正确的方式在服务提供者5a，5b和终端4a，4b之间建立数 据传送，首先需要每个终端4a和4b在第一网络1中可以唯一地被识 别。为了这个目的，第一(单独的)地址被分配给每个终端4a和 4b，其在第一网络1中为唯一的。在这种情况下，每个终端4a和4b 可以使用任何在用户家庭局域网上可用的方法接收IP地址分配。无 论是什么方法，终端4a和4b将接收局域网上唯一的IP地址，而不 需要全球唯一或在所有的服务提供者的用户中唯一。
当用户视频服务终端4b需要与视频服务提供者5b进行通信时， 它必须将其分组寻址为预先设置的第二组播地址。该特定的组播地址 必须选择为相对该视频服务提供者5b唯一，或者相对于视频服务提 供者5b所提供的特定服务唯一。当用户向视频服务提供者5b请求视 频服务时，视频终端4b生成包含第一地址和第二地址的第一数据分 组。第二地址可以预先设置进终端4b的应用程序中，或者可以预先 设置进终端4b的设置文件中，或者可以通过其它方法建立，例如， 通过从远端位置找到第二地址。后者可以通过使用互联网中存储唯一 的第二地址的位置的地址对视频服务终端4b进行预先配置：例如， 视频服务终端4b可以用URL“get-my-address.service-provider.com” 进行预先配置。视频服务终端4b使用预先配置的地址通过互联网与 视频服务提供者5b联系，潜在地通过不同的互联网服务提供者(由 用户独立选择)。信息返回到视频终端4b，接着指示视频服务提供 者5b的一个明确的第二地址(如果超过一个则为多个第二地址)。
在视频终端4b中生成的用户数据的第一分组为组播分组。当用 户网关3(DSL调制解调器)接收该组播时，将该组播分组转发给至 少视频服务提供者5b。如果该数据被转发给另一个服务提供者，例 如互联网服务提供者5a时，它将被其它的服务提供者忽略，这是因 为第二地址被选择为相对于视频服务提供者5b为唯一的。另一方 面，视频服务提供者5b可以已经对其视频服务器进行了配置以便识 别第二地址并且因此识别和处理第一分组。
视频服务提供者5b在良好定义的相对用户网关3唯一的连接上 接收组播分组。因为第一分组在用户的唯一连接(第二连接6b)上 发送，从而视频服务提供者5b对用户网关3的身份进行推断。
视频服务提供者5b对进来分组的IP源地址(第一地址)进行审 查以便发现配置进用户视频服务终端4b中的IP地址。特定的IP地 址不需要在视频服务提供者5b的所有用户中唯一。当视频服务器返 回通信至视频服务终端时，其将分组中的IP目标地址设置为等于它 先前从输入的用户数据的第一分组中发现的第一地址(IP源地 址)。
视频服务提供者5b然后将包括第一地址的用户数据的第二分组 发送到视频服务提供者4b。第二分组返回到用户调制解调器(网关 3)，并且该调制解调器将该分组转发或桥接到家庭局域网上。在家 庭局域网上，视频终端4b将先前对其配置的本地唯一的第一地址 (IP地址)进行识别从而接收第二分组。
在上面所述的概念中，当接收到消息时，允许视频服务提供者 5b对发起通信的用户网关3进行唯一地识别，对用户网络网关3进 行配置以便将视频控制消息路由到视频终端4b或从视频终端4b路由 视频控制消息，并且允许用户的视频终端4b用一个地址进行简单配 置从而向其发送视频控制消息。
虽然需要静态“知名”组播地址以便视频终端4b可以与其服务 器联系，但是这并不是主要的缺点，这是因为视频终端通常用应用程 序进行预先配置以便接入中间件。视频服务器5b需要支持VLAN以 及可能支持VLAN堆叠，并且需要发展为将用户身份建立在输入的 VLAN ID连接而非IP地址之上。视频服务器5b也需要发展为将输 入的源IP地址反射进来作为输出的目标地址。该方法完全与现有的 ASAM 73xx兼容。该方法也完全与现有的支持一个以上到DSL网络 的桥接连接的用户调制解调器(几乎为所有的调制解调器)兼容。
这样，视频终端4b可以启动与视频服务提供者5b唯一的通信， 而不用必须在用户设备上进行复杂的配置。简化用户配置的驱动力 是，存在(潜在)有几百万个不同的用户，却仅有一个视频服务提供 者5b。所以，简化用户配置而有限地使服务提供者更加复杂是合算 的。
图2表示如何能够将图1中的唯一连接作为虚拟连接创建。为了 这个目的，显示了第二网络2连接到多个网关，图2中显示了其中的 两个网关(网关3a和3b)。每个网关3a或3b通过DSL线路8a和 8b连接到本地网络(未示出)和数字用户线接入多路复用器 (DSLAM 7)。
DSLAM7(宽带接入提供者)将每个用户网关3a或3b连接到它 们所选择的服务提供者5a和5b，反之亦然。每个用户网关3a或3b 至少为每个服务与每个服务提供者5a或5b具有唯一的连接，以便专 用控制信息可以在用户和服务提供者5a和5b之间进行交换。一些服 务，例如组播娱乐(例如付费电视)可以在服务提供者和许多用户之 间具有附加的非唯一的(共享的)连接。对于专用连接(DSL线 8a，8b)，ATM VP/VC使用得最多。每个用户具有相对每个服务提供 者的唯一的ATM VP/VC，但是重要的不是它的ATM，而是它的唯 一。
DSLAM 7经过唯一的连接6a和6b连接到服务提供者5a和5b。 通过使用DSLAM 7作为开关，唯一连接6a或6b可以从服务提供者 5a或5b经过DSL线8a或8b延至网关3a或3b。第一网关3a与互联 网服务提供者5a和视频服务提供者5b之间的单独的唯一的连接分别 在图2中用虚线表示。
从接入提供者到服务提供者的连接经常使用以太网VLAN而不 是ATM。为此，宽带接入提供者将每个VLAN(或堆叠的VLAN) 标识符唯一地映射进正确用户的正确ATM VP/VC中。ATM VP/VC 和VLAN标签不是全世界仅用的方法。有几种其它的安排通过中间 宽带接入提供者(例如DSLAM 7)在服务提供者和末端用户网关之 间提供唯一的(面向连接的)路径。在这种情况下，DSLAM 7和互 联网服务提供者5a之间的第一个唯一连接6a通过VLAN ID寻址建 立。DSLAM 7和视频服务提供者5b之间的第二个唯一连接6b通过 ATM VP/VC寻址建立。
已经采用DSLAM用于高速互联网服务，其承运者正在通过采用 例如宽带娱乐的增值服务寻求开放新的收入源。为了在有效开销的情 况下采用这些服务，必须要求对现有的高速互联网服务没有影响，并 且具有低的如这里所描述的由于(例如)寻址问题而引起的失败/问 题率。
对于网关3、3a和3b，应当注意的是对于DSL调制解调器和其 它高速互联网接入设备开发出了许多不同的特征和配置。一些调制解 调器作为二层学习网桥工作。其它一些调制解调器作为IP路由器或 IP转发器。而其它一些调制解调器则采用前面这两种方法中的任一 种方法并结合网络地址端口转换(NAPT)进行工作。其它的配置也 是可能的。为了支持一个以上的服务，从末端用户调制解调器到每个 不同的服务提供者可以建立单独的连接。典型的调制解调器实行了许 多不同的技术将业务从家庭局域网转发到合适的服务提供者，这些技 术包括二层桥接、三层转发和三层路由等。
如果要支持两个或更多个服务提供者，则这些不同选择中的每个 选择都需要有稍微不同的配置。为学习网桥操作配置的调制解调器不 要求任何特定的配置，但是用户设备必须用特定服务的缺省网关的正 确地址进行配置。另一方面，路由或转发调制解调器需要用将业务导 向ISP或视频服务提供者的路由进行配置。NAPT调制解调器可以遵 循这两种配置策略中的任一种。
总之，上述方法避免了需要为每个用户对他们的网关3、3a和3b (调制解调器/防火墙/路由器)进行配置，避免了地址错误分配以及 ISP和宽带娱乐视频服务提供者之间的错误配置，并且该方法与大多 数现有的DSL调制解调器和二层DSLAM兼容。承运者和末端用户 不需要购买新设备来接收宽带娱乐服务。这个方法也与基于以太网的 视频服务器和基于ATM的DSL调制解调器兼容。