专利名称：局域网卡的无线调制解调器模拟的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于分布式计算机网络中的无线设备，尤其涉及在无线协议网络上完成从使用无线设备的计算机网络所进行的通信。
图1A显示了典型的现有技术——“建立连接”型网络系统的元件。发方计算机系统包括操作系统(OS)网络软件，具有对网络上的通信进行控制的应用软件。发方计算机应用软件通常向调制解调器发送命令(例如贺氏AT命令)，使之拨号至远程计算机/调制解调器，从而建立连接。在成功建立连接之后，应用软件提供的数据可以经由网络而被从发方计算机传输到目的计算机。在互联网系统中，计算机系统拨号至互联网服务提供商，并且数据是以网际协议(IP)分组的形式进行交换的。
这类系统是被分类成“建立连接”型系统，因为在网络上进行通信的时候，需要手动启动(例如启动拨号程序)或是由操作系统(OS)自动启动(例如操作系统先前已经被配置成在应用试图发送数据时自动启动拨号程序)某些命令的交换和控制。
与上述“建立连接”型系统相反的是一种“始终连接”型系统或网络。“始终连接”型网络的一个实例是如图1B所示的局域网(LAN)。该网络使用I/O设备或是计算机上的网络接口卡(NIC)，用于向网络上的服务器发送数据和从中接收数据。在这种技术中，用于简化LAN网络中数据传输的接口协议假定通信介质始终存在/始终被连接，并且准备好经由网络和计算机之间的分组来交换数据。另外，用于简化“始终连接”型网络上的数据传输的信息被包含在分组头内部。因此，在交换数据之前并不需要“建立连接”的步骤。驱动器软件(负责将I/O设备与计算机OS的通信模块相连的应用软件)负责提供对网络的“始终连接”的查看。
需要注意，传输“始终连接”型通信的网络连接链路可以是无线或有线网络。在无线介质的情况，与有线网络中相同的协议(始终开启，始终连接)被使用，以简化分组传输，如此以至数据被无线传输，用户也不需要进行“建立连接”的步骤。
在成“始终连接”型网络连接的系统中，假定存在某种服务并且在网络上是可用的。对“始终连接”网络来说，只有该网络才具有的两个基本服务(并且“建立连接”型网络不存在或者不需要该服务)是ARP(地址解析协议)服务和DHCP(动态主机配置协议)服务。
ARP服务使计算机能够发现与网络中其他计算机直接通信所需要的低级地址。例如，连接到LAN的计算机具有两个地址一个是与计算机相关的IP(网际协议)地址，以及另一个是与计算机的LAN I/O设备相关的MAC(媒体存取控制)地址。如果两台计算机知道彼此的MAC地址，那么它们只能在LAN上交换数据。由于在通信过程中，计算机在网络上是通过IP地址来标识自身的，因此需要有一种方法来确定计算机的MAC地址。LAN中的计算机使用ARP服务来找到被给出了目标计算机IP地址的另一台计算机的MAC地址。
ARP服务在LAN系统中被使用，如此以至当发方计算机想要向目的计算机发送数据时，发方计算机广播带有目的计算机IP地址的ARP请求分组。在接收到ARP请求后，目的计算机就发送带有其MAC地址的ARP应答。这时发方就可以直接向目的计算机发送信息。为了减少广播数量，发方计算机将IP-MAC地址映射保存在高速缓冲存储器中。这样，在没有从发方计算机的高速缓冲存储器中找到IP-MAC地址的时候，ARP服务被使用。如果目的IP地址属于没有连接到LAN的计算机(也就是说，目的计算机位于不同的网络)，那么数据将被送往LAN上的一个网关。该网关的MAC地址也是通过ARP服务来确定的。
DHCP服务允许新近出现在网络上的计算机找到并向网络服务器要求关于其自身和网络的配置信息。特定的，连接到使用传输控制协议/网际协议(TCP/IP)的LAN上的计算机适于建立/保持连接并且移动那些必须由IP地址标识的数据。IP地址可以被永久分配，在这种情况下，如果要使用另一个IP地址，则必须手动改变IP地址。IP地址也可以在计算机启动时被动态分配。DHCP服务完成这种功能。特别地，它允许使用IP地址来动态配置计算机的TCP/IP堆栈。为了使DHCP工作，必须有连接到LAN的DHCP服务器。DHCP服务器是负有管理IP地址有限存储池的特殊任务的计算机。
本发明是这样一种技术，其中在“建立连接”型网络中对“始终连接”型网络模型进行了模拟，从而绕过了“建立连接”的通信步骤。
发明概述下文中将要描述一种无线接口设备及其方法，用于简化网络上使用“建立连接”型协议所进行的远程计算机与主机服务器之间的数据通信。接口设备起到对“始终连接”型设备驱动软件的运行进行模拟的作用，如此以至远程计算机的操作系统(OS)软件察觉到正在执行的是“始终连接”型通信，而不是“建立连接”型通信。结果，在“建立连接”型网络上传输通信，其方式可以与“始终连接”型网络上执行的通信相同，也就是说，该通信对计算机系统用户是透明的并且不需要用户干预。
无线接口设备通过截取从计算机OS的“始终连接”型应用软件发送的“始终连接”型消息，并且响应产生“始终连接”型消息，从而模拟“始终连接”型设备驱动器的操作，如此以至应用软件察觉到通信是与“始终连接”型网络上的另一台计算机进行的。该无线设备然后截取来自计算机系统的数据通信并将其传递到计算机系统I/O设备，用于在“建立连接”型网络上进行传输。
在一个实施例中，无线接口设备模拟传统的“始终连接”型网络服务。在一个实施例中，该服务包括ARP(地址解析协议)服务。在该实施例中，无线接口设备监视来自“始终连接”型应用软件的发端话务并且截取ARP请求。该无线接口设备然后用MAC地址来应答ARP请求，从而模拟“始终连接”型I/O驱动器，该MAC地址对应于与无线接口设备相应的全球唯一地址。在接收到ARP应答后，“始终连接”型应用软件认为目的计算机IP地址是在相同的“始终连接”型网络上，并且通过该无线接口设备来发送数据通信。该数据通信然后通过无线接口设备而被路由，并被发送到“建立连接”型网络上。
在另一个实施例中，“始终连接”型服务包括DHCP(动态主机配置协议)服务，并且无线接口设备截取DHCP请求。当DHCP发现消息被截取时，无线接口创建包括IP地址的DHCP提供消息，并将其发送到“始终连接”型应用软件。该无线接口还截取下一个DHCP请求消息并通过将DHCP确认消息发送到“始终连接”型应用软件来做出应答。从而该无线接口模拟了DHCP服务器，以便于在计算机系统内部正确地配置TCP/IP堆栈。
在一个实施例中，该“始终连接”型网络为LAN或者网际网络之一。
在一个实施例中，无线接口设备对远程计算机的操作系统(OS)接收到的“始终连接”型服务消息作出响应，并向该OS发送“始终连接”型服务消息，从而模拟一个“始终连接”型NIC或I/O设备。结果，计算机OS把将要发送的数据传递到本发明的接口设备，然后该数据在网络上被传输。
图2显示了无线接口设备接收“始终连接”型通信消息以及从计算机系统的应用软件发送的数据，并且发送模拟的“始终连接”型消息和返回到应用软件的接收的数据。
在操作中，无线接口设备监视来自“始终连接”型应用软件的输出信号。当检测到“始终连接”型服务消息时，无线接口通过产生返回给应用软件的对应的“始终连接”型服务消息来作出响应。特定的，当截取到ARP请求的时候，无线接口产生ARP应答，并将其返回到应用软件，从而对截取的消息作出响应。ARP应答中包括MAC地址，应用软件察觉该地址并将其作为目的计算机的MAC地址。然而，ARP应答中的MAC地址实际上对应于无线接口的全球唯一IP(网际协议)地址。在接收到ARP应答后，由于计算机察觉到目的IP地址属于位于相同的“始终连接”型网络上的计算机系统，其通过该无线接口设备来路由数据。由于在传统的“始终连接”型网络中，所有正在离开到网络的数据都是通过网络接口卡(NIC)设备来传递的，因此无线接口设备可以在将其发送到网络之前截取主计算机发送的所有数据。
在另一个实施例中，无线接口设备监视来自“始终连接”型应用软件的输出信号以截取DHCP请求。特定的，如果DHCP功能在主计算机的TCP/IP堆栈中是启用的，主计算机将会假定有DHCP服务器位于“始终连接”型网络上，并且将会向其发送DHCP消息。在这个实施例中，当从“始终连接”型应用软件发送DHCP发现消息，以动态分配给其一个IP地址的时候，该发现消息被无线接口设备所截取。作为响应，本发明的无线接口设备通过创建包含IP地址的DHCP提供来模拟DHCP服务器，并将其发送到LAN的应用软件。然而，该IP地址对应于无线接口的IP地址。察觉到其正与DHCP服务器进行通信，接下来应用软件会发送一个DHCP请求消息，作为对DHCP提供的响应。无线接口截取DHCP请求消息并且通过向应用软件发送DHCP确认消息来作出应答。无线接口的IP地址被用于配置主计算机系统内部的TCP/IP堆栈。因此，无线接口模拟了DHCP服务器，以便于在计算机系统内部正确配置TCP/IP堆栈。
在本发明中，无线接口设备的一个优点是其允许被设计成在“建立连接”型环境中工作的计算机系统能够像在“始终连接”型环境中那样始终开启地工作，从而消除了“建立连接”的步骤。
此外，其绕过了商业OS(例如Windows 95)的具体限制，其中当计算机被置于等待模式时，“连接”必须被中断，并且当其从等待模式恢复时，“连接”被手动重建。(这通常还意味着使用这些连接的应用也必须在每次待机/恢复周期时被停止和重启)。
另外，在一个传统的“始终连接”型系统中，在插入和网络通信软件模块(也就是应用软件)被自动启动后，PC卡上包含的I/O设备都会被自动检测。然而，这不是对于传统的“建立连接”型调制解调器PC卡的情况。因此，通过模拟“始终连接”型设备驱动器，无线接口设备将会被通信软件自动检测，并且OS中的“始终连接”型通信模块将自动被主计算机启动。
参照图3，接口设备包括模拟器30，具有消息截取器31和“始终连接”型服务消息发生器32。从OS应用软件中截取的信号30A包括“始终连接”型服务消息以及从“始终连接”型应用软件发送的数据。在信号30A中检测到的任何服务消息都被消息截取器31截取并被传递到服务消息发生器32。“始终连接”型服务消息发生器产生适当的“始终连接”型消息响应并将其发送到网络软件。由于模拟的消息，来自网络软件的数据分组也被路由到无线接口。当无线接口检测到信号30A中的数据分组时，它们通过总线33上的无线接口设备而被传递并被送至计算机系统的I/O设备，以便于在网络上的传输。另外，通过I/O设备而被从网络接收的数据分组经由总线33上的无线接口设备未经修改就被返回。
在一个实施例中，“始终连接”型服务消息发生器32包括ARP消息发生器32A，以及在另一个实施例中，LAN消息发生器既包括ARP消息发生器32A又包括DHCP消息发生器32B。在这种情况下，截取器31截取的ARP消息被传递到ARP消息发生器32A，其转而产生模拟的ARP消息。同样，所截取的DHCP消息被传递到DHCP消息发生器32B，其转而产生模拟的DHCP消息。
因此，用于连接到“建立连接”型网络的计算机系统的无线接口被描述，其简化了通信的执行就如在“始终连接”型通信环境中那样，从而消除了与“建立连接”型网络相关的建立连接步骤。
在前面的描述中，许多特定细节被阐明，以便于提供对本发明的全面理解。但是对本领域技术人员来说，并不需要使用这些特定细节以实施本发明，这一点是显而易见的。在其他例子中，众所周知的通信系统结构、操作以及理论并未被描述，从而避免不必要的模糊本发明。
此外，尽管本发明的组件已被结合具体实施例而进行了描述，但是可以了解，可以用各种其他方法来实施本发明。因此，需要理解的是，所示和经由说明而被描述的特定实施例并不被认为是要对本发明进行限制。对这些实施例细节的参考并不被用于限制权利要求的范围，其自身只说明了那些被认为是本发明所必需的特征。
权利要求
1.一种接口设备，用于在具有相关的“建立连接”协议的“建立连接”型网络上，在一个远程计算机系统和主机服务器之间进行通信，所述计算机系统具有应用软件，用于简化所述计算机系统和所述服务器之间在网络上的“始终连接”型通信，所述设备包括一种装置，用于在所述通信的传输过程中将“始终连接”型I/O设备驱动器的操作模拟到所述应用软件；其中，响应所述模拟装置，所述应用软件就如所述通信是在“始终连接”型网络上与另一个使用“始终连接”型协议的计算机系统进行传输那样来运行，并且所述通信是在没有执行建立连接步骤的情况下在所述“建立连接”型网络上被传输的。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述模拟装置包括用于模拟“始终连接”型网络服务的装置。
3.如权利要求2所述的设备，其中，所述模拟装置包括用于截取从所述应用软件接收到的“始终连接”型服务消息的装置以及用于产生“始终连接”型服务消息，用于对所述接收到的服务消息作出响应发送到所述应用软件的装置。
4.如权利要求3所述的设备，其中，“始终连接”型网络服务是ARP服务。
5.如权利要求3所述的设备，其中，所述“始终连接”型网络服务是DHCP服务。
6.如权利要求4所述的设备，其中，响应于从所述应用软件发送的ARP消息，所述模拟装置将ARP消息发送到所述应用软件，其包括对应于所述设备的全球唯一标识地址的相关地址，其中，所述主计算机察觉到所述相关地址是另一个计算机系统的目的IP地址，其位于与所述计算机系统相同的“始终连接”型网络上，并且其中，响应于接收到包含所述相关地址的所述ARP消息，所述计算机系统将所述通信通过所述设备进行传递，用于在所述“建立连接”型网络上传输。
7.如权利要求5所述的设备，其中，响应于从所述应用软件发送的DHCP消息，所述模拟装置将DHCP消息发送到所述应用软件，其包括对应于IP地址的相关标识符，其中，所述计算机系统察觉到所述相关标识符是一个动态分配的IP地址，并且其中，响应于接收到包含所述相关标识符的所述DHCP消息，所述相关标识符被分配到TCP/IP堆栈，以便于正确配置所述计算机系统的所述TCP/IP堆栈。
8.如权利要求1所述的设备，其中，所述“始终连接”型通信是LAN通信，并且所述“始终连接”型I/O设备驱动器是LAN I/O设备驱动器。
9.如权利要求1所述的设备，其中，所述“始终连接”型通信是互联网型通信，并且所述“始终连接”型I/O设备驱动器是互联网型I/O设备驱动器。
10.一种在具有相关的“建立连接”型协议的网络上，在远程计算机和主机服务器之间传输通信的方法，所述计算机系统具有相关的应用软件，用于简化“始终连接”型通信，所述方法包括以下步骤用所述应用软件启动通信的传输；模拟“始终连接”型I/O设备驱动器的操作，由此使得所述应用软件就如所述通信是在网络上与使用“始终连接”型协议的另一个计算机系统进行传输那样来运行，并且使得所述应用软件将所述通信传递到用于在所述无线网络上进行传输的无线调制解调器设备；其中，所述通信是在没有执行建立连接步骤的情况下在所述“建立连接”型网络上被传输的。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述模拟“始终连接”型I/O设备驱动器的操作的步骤包括模拟“始终连接”型网络服务的步骤。
12.如权利要求11所述的方法，其中，所述模拟步骤包括截取从所述应用软件发送的“始终连接”型网络服务消息，并且作为响应，将“始终连接”型网络服务消息发送回所述应用软件。
13.如权利要求12所述的方法，其中，所述“始终连接”型网络服务包括ARP服务。
14.如权利要求12所述的方法，其中，所述“始终连接”型网络服务包括DHCP服务。
15.如权利要求13所述的方法，其中，所述模拟步骤包括响应于从所述应用软件发送的ARP消息，将一个ARP服务消息发送到所述应用软件，其包括对应于所述设备的全球唯一标识地址的相关地址，其中所述主计算机察觉到所述相关地址是另一个计算机系统的目的IP地址，其位于与所述计算机系统相同的“始终连接”型网络上，由此使得所述通信被传递到所述无线调制解调器设备。
16.如权利要求14所述的方法，其中，所述模拟步骤包括响应于从所述应用软件发送的DHCP消息，将一个DHCP消息发送到所述应用软件，其包括对应于IP地址的相关标识符，其中所述主计算机察觉到所述相关标识符是一个动态分配的IP地址，并且所述相关标识符被分配到所述计算机系统内部的TCP/IP堆栈。
全文摘要
一种接口设备和方法，其简化了“建立连接”型网络上使用“始终连接”型通信技术所进行的通信，由此消除了建立连接步骤。该设备和方法使用在主计算机系统的操作系统(OS)中预先存在的“始终连接”型应用软件来发送数据。接口设备截取从主计算机的OS中截取与ARP和DHCP服务相关的消息并且用与ARP和DHCP服务相关的响应消息来应答服务消息，从而模拟“始终连接”型I/O驱动器。结果，主计算机察觉到数据正通过使用“始终连接”型I/O驱动器而被传输到位于与主计算机系统相同的“始终连接”型网络上的另一个计算机系统。接口设备向主计算机的OS发送ARP消息，其中包括对应于接口设备的全球唯一标识地址的相关地址。当察觉到该相关地址是用于其自身的“始终连接”型I/O驱动器的IP地址，主计算机系统通过接口设备来路由数据，该数据然后在没有执行建立连接步骤的情况下在“建立连接”型网络上被传输的。
文档编号H04Q7/22GK1433628SQ01810689
公开日2003年7月30日 申请日期2001年4月4日 优先权日2000年6月8日
发明者罗伯特·M·卢卡斯 申请人:施克莱无线公司