專利名稱：路由器裝置及其控制帶寬的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種路由器裝置，和由它控制帶寬的一種方法，特別涉及一種用于控制許多客戶機(jī)共享的帶寬的路由器裝置和帶寬控制方法，其中，帶寬提供與網(wǎng)絡(luò)的連接，路由器裝置則設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)和眾多客戶機(jī)之間。
背景技術(shù)：
近來，由于因特網(wǎng)連接環(huán)境的進(jìn)步，在SOHOs(小辦公室，家庭辦公室)中，和諸如公寓住宅的集體住房里，始終和因特網(wǎng)相關(guān)連的通訊系統(tǒng)增多了。在這種情況下，許多因特網(wǎng)客戶機(jī)(主要是個人計算機(jī)(以下稱之為PCs)等)都連接在LAN(局域網(wǎng))上。LAN連接到一個路由器，該路由器連接著因特網(wǎng)服務(wù)的提供者或其它類似物，因此，每個客戶機(jī)都可以和因特網(wǎng)相連。

發(fā)明內(nèi)容
在這種情況下，在因特網(wǎng)服務(wù)提供者和路由器之間分配的帶寬，是為許多客戶機(jī)所共享的。無論如何，由于因特網(wǎng)協(xié)議的特點，當(dāng)一位客戶機(jī)連接到因特網(wǎng)時，客戶機(jī)即占用一特定的帶寬。這時，當(dāng)另一位客戶機(jī)試圖與因特網(wǎng)連接時，將會產(chǎn)生不能為后一位客戶機(jī)分配足夠帶寬的問題。
在未審公開的、題為”網(wǎng)絡(luò)資源調(diào)節(jié)系統(tǒng)”的日本專利No.2000、209272，公開了一種技術(shù)，其中，當(dāng)作為網(wǎng)絡(luò)資源的網(wǎng)絡(luò)連接帶寬消耗總量變化時，在網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生一空閑帶寬，空閑帶寬被重新分配給繼續(xù)使用該帶寬的主機(jī)。無論如何，按照這一技術(shù)，在主機(jī)和路由器之間，需要一種不同于慣用的保障帶寬的方法。因此，該項技術(shù)不能應(yīng)用于一般通用的客戶機(jī)裝置，如個人計算機(jī)。
本發(fā)明將解決相關(guān)技術(shù)中的問題。本發(fā)明的一個目的是要提供一種路由器裝置及其控制帶寬的方法，使網(wǎng)絡(luò)連接帶寬可以平均地為許多客戶機(jī)所共享，不需要進(jìn)行特殊的帶寬獲取過程。
本發(fā)明的另一個目的是要提供一種路由器裝置及其控制帶寬的方法，使網(wǎng)絡(luò)連接帶寬可以為一般的客戶機(jī)裝置，如個人計算機(jī)，平均地共享和使用。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種路由器裝置，用以控制帶寬，在用于與網(wǎng)絡(luò)連接的帶寬為許多客戶機(jī)所共享的情況下，所述的路由器裝置設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)和眾多客戶機(jī)之間，所述的路由器裝置包括地址管理設(shè)備，用以響應(yīng)客戶機(jī)發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)連接請求，分配給客戶機(jī)一地址；和帶寬管理設(shè)備，用以對所分配的地址和分配給其它客戶機(jī)的地址，重新分配帶寬。
帶寬管理設(shè)備可以采取一種平均分配帶寬的重新分配帶寬的方法。另外，帶寬管理設(shè)備可以采取一種根據(jù)規(guī)定的優(yōu)先權(quán)重新分配帶寬的方法。再有，網(wǎng)絡(luò)可以是因特網(wǎng)，而地址管理設(shè)備可利用專用IP地址作為分配給客戶機(jī)的地址，帶寬管理設(shè)備可以有一地址轉(zhuǎn)換(translation)表，用以雙向地轉(zhuǎn)換專用IP地址和因特網(wǎng)的全局IP地址。
網(wǎng)絡(luò)可以是因特網(wǎng)，帶寬管理設(shè)備可以對各種不同的因特網(wǎng)應(yīng)用分配不同的帶寬。特別是，帶寬管理設(shè)備對通訊數(shù)據(jù)分組所通過的不同的端口號碼，分配不同的帶寬。
根據(jù)本發(fā)明，在路由器裝置中提供了一種控制帶寬的方法，用以控制帶寬，在用于與網(wǎng)絡(luò)連接的帶寬為許多客戶機(jī)所共享的情況下，所述的路由器裝置設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)和眾多客戶機(jī)之間，所述的方法包括地址管理步驟，用以響應(yīng)客戶機(jī)發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)連接請求，為客戶機(jī)分配一地址；和帶寬管理步驟，用以對所分配的地址和分配給其它客戶機(jī)的地址，重新分配帶寬。
帶寬管理步驟可以采取一種平均分配帶寬的重新分配帶寬的方法。另外，帶寬管理步驟可以采取一種根據(jù)規(guī)定的優(yōu)先權(quán)重新分配帶寬的方法。再有，網(wǎng)絡(luò)可以是因特網(wǎng)，而地址管理步驟可利用專用IP地址作為分配給客戶機(jī)的地址，帶寬管理步驟可以有一地址轉(zhuǎn)換表，用以雙向地轉(zhuǎn)換專用IP地址和因特網(wǎng)的全局IP地址。
網(wǎng)絡(luò)可以是因特網(wǎng)，帶寬管理步驟可以對各種不同的因特網(wǎng)應(yīng)用分配不同的帶寬。特別是，帶寬管理步驟對通訊數(shù)據(jù)分組所通過的不同的端口號碼，分配不同的帶寬。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種記錄介質(zhì)，其上記錄著一程序，用以使一計算機(jī)執(zhí)行路由器裝置中用于控制帶寬的帶寬控制方法，在用于與網(wǎng)絡(luò)連接的帶寬為許多客戶機(jī)所共享的情況下，所述的路由器裝置設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)和眾多客戶機(jī)之間，所述的方法包括地址管理步驟，用以響應(yīng)客戶機(jī)發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)連接請求，為客戶機(jī)分配一地址；和帶寬管理步驟，用以對所分配的地址和分配給其它客戶機(jī)的地址，重新分配帶寬。
在網(wǎng)絡(luò)連接帶寬為許多客戶機(jī)所共享的情況下，因而帶寬可以為所有的客戶機(jī)平均地使用，而不是為一部分客戶機(jī)所占有，根據(jù)本發(fā)明，一路由器裝置為使用帶寬的客戶機(jī)出租地址，為各地址重新分配帶寬，從而使所有的客戶機(jī)平均地獲得帶寬，同時保持各方面協(xié)調(diào)的關(guān)系。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)許多客戶機(jī)連接到一網(wǎng)絡(luò)時，如因特網(wǎng)，帶寬可以很容易地分配給連接在網(wǎng)絡(luò)上的每一客戶機(jī)，不需要特定的帶寬獲取過程。因此，作為本發(fā)明的一個效果，可以防止帶寬為一個客戶機(jī)占用的不均衡狀態(tài)。另外，作為本發(fā)明的另一個效果，通用的個人計算機(jī)等可以作為客戶機(jī)使用。
另外，根據(jù)本發(fā)明，利用一個NAT(網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換器)變換函數(shù)，專用IP地址可用于客戶機(jī)。因此，作為本發(fā)明的一個效果，可以有效地使用全局IP地址資源。
另外，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)優(yōu)先權(quán)被指定給客戶機(jī)時，同時將帶寬分配給相應(yīng)于該優(yōu)先權(quán)的客戶機(jī)，帶寬不是平均地分配客戶機(jī)的，作為本發(fā)明的一個效果，可以按照特定的配置對帶寬進(jìn)行管理。另外，當(dāng)按照由TCP/UDP端口號碼所識別的因特網(wǎng)應(yīng)用分配不同的帶寬時，作為本發(fā)明的另一個效果，帶寬可以按照通過帶寬的通訊分組的數(shù)據(jù)類型進(jìn)行分配。


圖1為一示意圖，說明根據(jù)本發(fā)明實施例的系統(tǒng)概要的結(jié)構(gòu)。
圖2為一方框圖，表示根據(jù)本發(fā)明實施例的路由器的結(jié)構(gòu)。
圖3為一流程圖，表示根據(jù)本發(fā)明的實施例，請求地址分配時的運作情況。
圖4為一流程圖，表示根據(jù)本發(fā)明的實施例，請求地址釋放時的運作情況。
圖5為一方框圖，示出根據(jù)本發(fā)明另一個實施例的路由器的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
以下將參照

本發(fā)明的實施例。參看圖1，本發(fā)明的第一實施例包括一個路由器101，一個地址管理部分102，一個帶寬管理部分103，因特網(wǎng)104，和一個客戶機(jī)PC組105。地址管理部分102和帶寬管理部分103，根據(jù)在路由器101中運行的程序?qū)嵤┕芾?。客戶機(jī)PC組105包括許多客戶機(jī)PCs(在圖1中為一個客戶機(jī)PC 106和一個客戶機(jī)PC 107)。
路由器101為一個路由器裝置，連接在因特網(wǎng)104上，這是利用由因特網(wǎng)連接提供者等提供的因特網(wǎng)連接服務(wù)進(jìn)行連接的，該裝置還連接在客戶機(jī)PC組105上，客戶機(jī)PC組包括設(shè)置在SOHO或集體住宅中的多臺個人計算機(jī)PCs。路由器101連接因特網(wǎng)104和客戶機(jī)PC組105。
地址管理部分102的運行，基本上如同DHCP(動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議)協(xié)議的服務(wù)器。地址管理部分102出租IP地址，這是地址管理部分102響應(yīng)按照客戶機(jī)DHCP協(xié)議由客戶機(jī)PC組105發(fā)出的IP地址分配申請而提供的。另外，地址管理部分102為這些地址向帶寬管理部分103發(fā)送一帶寬分配請求。
當(dāng)帶寬管理部分103與客戶機(jī)PC組105(地址管理部分曾為其出租IP地址給因特網(wǎng)104)相連接時，帶寬管理部分103的運作如同因特網(wǎng)104的一個網(wǎng)關(guān)。那樣，帶寬管理部分103得到了所需要的帶寬。因特網(wǎng)104是連接著世界上各個網(wǎng)絡(luò)的一個大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)。
客戶機(jī)PC組105是一個運行一種被廣泛使用的OS(操作系統(tǒng))的個人計算機(jī)，因特網(wǎng)設(shè)備等等的組群?？蛻魴C(jī)PC組105利用因特網(wǎng)協(xié)議與網(wǎng)絡(luò)104相連。在該實施例中，假定客戶機(jī)PC 106和客戶機(jī)PC 107是客戶機(jī)PC組105的PCs。
下面，參看圖2，將詳細(xì)說明如圖1所示的路由器101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。路由器201包括地址管理部分102和帶寬管理部分103的兩個程序，一個向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口204，和一個向外網(wǎng)絡(luò)接口205。向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口204將路由器101連接到客戶機(jī)PC組105，如圖1所示。向外網(wǎng)絡(luò)接口205將路由器101連接到因特網(wǎng)104。
地址管理部分102包括一個基本網(wǎng)絡(luò)指定部分206和一個地址庫(pool)207。在基本網(wǎng)絡(luò)指定部分206中所示的是網(wǎng)絡(luò)配置，這通常是由客戶機(jī)PC組105使用的。在地址庫207中所示的是分配給客戶機(jī)PC組105的IP地址等。地址庫207存儲著和客戶機(jī)PC組105中PCs數(shù)目相同的地址對，客戶機(jī)PC組105是按照DHCP進(jìn)行管理的。每個地址對208包括一出租地址209和一與出租地址209相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)地址210。
帶寬管理部分103包括向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211，帶寬可變管道(variablepipe)212，和一個向外網(wǎng)關(guān)地址213。向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211被分配給向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口204。帶寬可變管道212的帶寬，在IP分組通過帶寬可變管道212時可被指定。向外網(wǎng)關(guān)地址213被分配給向外網(wǎng)絡(luò)接口205。向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211與地址對208中的網(wǎng)關(guān)地址210相對應(yīng)，地址對208是由地址管理部分102所通知的。當(dāng)?shù)刂饭芾聿糠?02按照DHCP出租或收集地址時，地址管理部分102向向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口204添加一個網(wǎng)關(guān)地址210的值，或者向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口204減少一個網(wǎng)關(guān)地址210的值。因此，不同的向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211同時被賦予向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211。
帶寬可變管道212和向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211以一對一的關(guān)系相對應(yīng)。帶寬可變管道212連接在相應(yīng)的向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211和向外網(wǎng)關(guān)地址213上。帶寬管理部分103配置向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211和向外網(wǎng)關(guān)地址213的選擇路線，以保障向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211和向外網(wǎng)關(guān)地址213連接到因特網(wǎng)上。
以下參照圖2至4詳細(xì)說明實施例的運作。首先，參照圖2和圖3，說明如圖1所示的路由器101按照DHCP協(xié)議，為客戶機(jī)PC 106分配IP地址的運行情況。這時，假定向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口204為一個100 BASE-TX(通訊速度100兆比特每秒)的網(wǎng)絡(luò)接口，向外網(wǎng)絡(luò)接口205為一個OCN(開型計算機(jī)網(wǎng)絡(luò))(通訊速度128千比特每秒)。
當(dāng)客戶機(jī)PC組105的一個終端單元與因特網(wǎng)104通信時，大于向外網(wǎng)絡(luò)接口205的分配的帶寬(128kbps)的帶寬實際上是不可能的。因此，客戶機(jī)PC組105的所有終端單元共享128kbps的帶寬。在初始狀態(tài)下，由于客戶機(jī)PC組105的任何終端單元還沒有啟動，帶寬管理部分103不使用帶寬可變管道212。
當(dāng)一個客戶機(jī)PC 106被啟動或?qū)⑴c網(wǎng)絡(luò)連接，客戶機(jī)PC 106按照DHCP協(xié)議，向網(wǎng)絡(luò)發(fā)出一地址請求分組，以便了解網(wǎng)絡(luò)的配置信息，例如IP地址(在步驟S301)。
作為DHCP服務(wù)器的基本運作，地址管理部分102，始終按照DHCP協(xié)議監(jiān)測已經(jīng)發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)的分組。地址管理部分102接收到在步驟S301中已經(jīng)發(fā)送的該請求分組(在步驟S302)。地址管理部分102按照于所接收的分組，從地址庫207獲得關(guān)于客戶機(jī)PC 106的地址對208(在步驟S303)。
地址管理部分102由在步驟S303中所獲得的地址對208，將一出租地址209分配給客戶機(jī)PC 106，將一網(wǎng)關(guān)地址210分配給向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口204，并向帶寬管理部分103發(fā)送一請求，要求以地址209和210為參數(shù)，指定一向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211，和一帶寬可變管道212(在步驟S304)。
帶寬管理部分103接收到在步驟S304發(fā)出的請求(在步驟S305)。帶寬管理部分103將網(wǎng)關(guān)地址210作為向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211分配給向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口204(在步驟S306)。隨后，帶寬管理部分103獲得客戶機(jī)PC 106的帶寬可變管道212，并與向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211和向外網(wǎng)關(guān)地址213相連接(在步驟S307)。
帶寬可變管道212實施一個操作，將一曾經(jīng)由客戶機(jī)PC 106發(fā)送給向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口的分組(實際上，分配給接口的一向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211)發(fā)送給向外網(wǎng)關(guān)地址213，以便將分組發(fā)送至向外網(wǎng)絡(luò)接口205，反過來也是一樣的。當(dāng)一分組被向外或向內(nèi)發(fā)送時，帶寬由一程序改變。因此，管道212被稱為帶寬可變管道。
當(dāng)僅只一個客戶機(jī)PC 106啟動時，沒有分配給其它客戶機(jī)PCs的帶寬可變管道212。因此，在步驟S308中重新給所有帶寬可變管道分配帶寬的操作就被跳過去了。這時，代之以在步驟S309啟動一個操作，即發(fā)送一帶寬可變管道分配完成通知。另一方面，當(dāng)存在一分配給客戶機(jī)PC 107的帶寬可變管道212時，需要對已經(jīng)分配給客戶機(jī)PCs的帶寬可變管道212重新分配帶寬。因此，在步驟S308，啟動對所有帶寬可變管道重新分配帶寬的操作。在實施例中，由于128kbps的帶寬為兩個客戶機(jī)PCs所共享，每個帶寬可變管道212被分配給(128kbps)/(兩個客戶機(jī)PCs)＝(64kbps)/(一個客戶機(jī)PC)。因此，為客戶機(jī)PC組105所共享的128kbps的帶寬是平均使用的。
帶寬可變管道公布在因特網(wǎng)的主頁上，其中URL(通用資源定位程序)http//info.iet.unipi.it/~luigi/ip_dummynet/可以用做上述的帶寬可變管道。
完成上述的分配后，帶寬管理部分103向地址管理部分102發(fā)送一個分配完成的通知(在步驟S309)。當(dāng)?shù)刂饭芾聿糠?02接收該通知時(在步驟S310)，地址管理部分102通知客戶機(jī)PC 106，用于基本網(wǎng)絡(luò)指定部分206和客戶機(jī)PC 106的一地址對208，作為按照DHCP協(xié)議的一響應(yīng)分組，其中，該響應(yīng)分組與按照DHCP協(xié)議的地址請求分組相對應(yīng)，該請求分組已經(jīng)由客戶機(jī)PC 106接收(在步驟S311)?？蛻魴C(jī)PC 106根據(jù)步驟S311的響應(yīng)分組了解到網(wǎng)絡(luò)的配置(在步驟S312)?？蛻魴C(jī)PC 106作出必須的配置。作為結(jié)果，客戶機(jī)PC 106連接到因特網(wǎng)上104。
下面，參照圖2和圖4，將說明釋放如圖1所示的，按照DHCP協(xié)議出租給客戶機(jī)PC 106的IP地址的操作。當(dāng)客戶機(jī)PC 106將要關(guān)閉或自網(wǎng)絡(luò)斷開時，根據(jù)DHCP協(xié)議，向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一地址釋放分組，以便釋放根據(jù)DHCP協(xié)議租出的IP地址(在步驟S401)。
地址管理部分102接收在步驟S401由客戶機(jī)PC 106發(fā)送的釋放分組(在步驟S402)。當(dāng)?shù)刂饭芾聿糠?02收到該分組時，地址管理部分102發(fā)送一請求，以便從客戶機(jī)PC 106釋放帶寬可變管道212(在步驟S403)。當(dāng)帶寬管理部分103接收到該請求時(在步驟S404)，帶寬管理部分103為客戶機(jī)PC 106從向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口204釋放向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211。
隨后，帶寬管理部分103從客戶機(jī)PC 106中釋放帶寬可變管道212(在步驟S406)。其后，帶寬管理部分103為所有余下的已經(jīng)分配的帶寬可變管道212重新分配帶寬(在步驟S407)。因此，當(dāng)連接在網(wǎng)絡(luò)上的終端單元的數(shù)目減少時，帶寬被重新分配，于是，仍舊連接在網(wǎng)絡(luò)上的各終端單元可以平均地使用帶寬。
在帶寬管理部分103完成上述分配以后，帶寬管理部分103向地址管理部分102發(fā)出一分配完成通知(在步驟S408)。當(dāng)?shù)刂饭芾聿糠?02收到該通知(在步驟S409)時，地址管理部分102將分配給客戶機(jī)PC 106的地址對208返回到地址庫207(在步驟S410)。
其后，地址管理部分102，按照DHCP協(xié)議給客戶機(jī)PC 106發(fā)送一地址解除響應(yīng)分組(在步驟S411)。當(dāng)客戶機(jī)PC 106接收來自地址管理部分102的地址解除響應(yīng)分組時，客戶機(jī)PC 106結(jié)束使用按照DHCP協(xié)議租借的IP地址(在步驟S412)。
作為一般規(guī)律，在客戶機(jī)PC 106的電源將要關(guān)閉時，客戶機(jī)PC 106優(yōu)選地實施由步驟S401到步驟S412的操作。無論如何，如果客戶機(jī)PC106的電源由于事故或類似情況被意外地切斷時，可以不實行那樣的操作。
為了很好地應(yīng)對這種情況，客戶機(jī)PC 106應(yīng)按照DHCP協(xié)議，在預(yù)定時段的間隔內(nèi)，實施如圖3所示的操作，以便重新獲得曾經(jīng)租得的IP地址。如果客戶機(jī)PC 106沒有在預(yù)定的時段內(nèi)實施重新獲得的操作，路由器101確認(rèn)客戶機(jī)PC 106已經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)上斷開。那樣，路由器101實施由步驟S403到步驟S410的操作，并在路由器101接收到來自客戶機(jī)PC 106的DHCP地址釋放請求之前，不加等待地從客戶機(jī)PC 106收集IP地址。
如上所述，當(dāng)許多客戶機(jī)連接在因特網(wǎng)上時，帶寬是平均地分配給連接在因特網(wǎng)上的每個客戶機(jī)的。作為結(jié)果，將防止發(fā)生一個客戶機(jī)使用大部分帶寬的不均衡狀況。
如圖3和4所示的操作可以由一個程序完成。很明顯，該操作可以這樣的形式完成，即一個計算機(jī)(CPU)(未示出)讀入該程序并按照該程序?qū)嵤┻@一操作。
下面，將參照

本發(fā)明的第二個實施例。圖5表示根據(jù)本發(fā)明第二個實施例的路由器101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在圖5中，與圖2中相同的那些部分將采用相同的參考符號表示。圖5所示的結(jié)構(gòu)與圖2所示的結(jié)構(gòu)之間的不同，在于在帶寬管理部分103中配置了一NAT轉(zhuǎn)換表214。
參看圖5，路由器101包括地址管理部分102和帶寬管理部分103的兩個程序，一個向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口204，和一個向外網(wǎng)絡(luò)接口205。向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口204將路由器101連接到客戶機(jī)PC組105，如圖1所示。向外網(wǎng)絡(luò)接口205將路由器101連接到因特網(wǎng)104。
地址管理部分102包括一個基本網(wǎng)絡(luò)指定部分206和一個地址庫207。在基本網(wǎng)絡(luò)指定部分206中所示的為一個網(wǎng)絡(luò)配置，通常是由客戶機(jī)PC組105所使用的。在地址庫207中所示的為分配給客戶機(jī)PC組105的IP地址等。地址庫207存儲著與客戶機(jī)PC組105的客戶機(jī)PCs數(shù)目相同的地址對208，客戶機(jī)PC組105是按照DHCP協(xié)議進(jìn)行管理的。每個地址對208包括一出租地址209和一網(wǎng)關(guān)地址210。出租地址被分配給客戶機(jī)PC組105的每一個客戶機(jī)PC。網(wǎng)關(guān)地址210與出租地址209相對應(yīng)。
帶寬管理部分103包括向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211，帶寬可變管道212，向外網(wǎng)關(guān)地址213，和一個NAT轉(zhuǎn)換表214。向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211是分配給向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口204的。在IP分組通過帶寬可變管道212時，可以指定帶寬可變管道212的帶寬。向外網(wǎng)關(guān)地址213是分配給向外網(wǎng)關(guān)地址213的。
向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211相應(yīng)于由地址管理部分102所通知的地址對208中的網(wǎng)關(guān)地址210。當(dāng)?shù)刂饭芾聿糠?02按照DHCP出租或收集地址時，地址管理部分102向向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口添加一網(wǎng)關(guān)地址210的值，或者由向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口減少一網(wǎng)關(guān)地址210的值。因此，不同的向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211同時分配給向內(nèi)網(wǎng)絡(luò)接口204。
帶寬可變管道212和向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211以一對一的關(guān)系相對應(yīng)。帶寬可變管道212連接在相應(yīng)的向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211和向外網(wǎng)關(guān)地址213上。
帶寬管理部分103配置向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211和向外網(wǎng)關(guān)地址213的選擇路線，以保障向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211和向外網(wǎng)關(guān)地址213連接到因特網(wǎng)上。NAT轉(zhuǎn)換表214在向內(nèi)網(wǎng)關(guān)地址211和向外網(wǎng)關(guān)地址213之間，進(jìn)行轉(zhuǎn)換IP地址和TCP/UDP(傳輸控制協(xié)議/用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議)端口號碼的雙向轉(zhuǎn)換操作。
以下將說明NAT技術(shù)。通常，所有連接在因特網(wǎng)上的單元都分配有IP地址，這在世界上都是一樣的。因此，按照第一個實施例，分配給客戶機(jī)PC組105終端單元的IP地址應(yīng)該是一全局IP地址。無論如何，由于全局IP地址最多用32比特表示，所以，當(dāng)因特網(wǎng)變得普及時，缺少全局IP地址就成為一個問題了。
目前解決這一問題最為普遍的方法是應(yīng)用眾所周知的NAT技術(shù)。NAT技術(shù)是用于密集單元網(wǎng)絡(luò)，如連接內(nèi)部網(wǎng)和因特網(wǎng)的路由器中應(yīng)用的一種技術(shù)。通常，對內(nèi)部網(wǎng)的單元須分配全局IP地址。無論如何，在NAT技術(shù)中，非-全局IP地址(專用IP地址)被分配給內(nèi)部網(wǎng)的諸單元，在世界范圍內(nèi)非-全局IP地址不是唯一的IP地址。當(dāng)路由器從內(nèi)部網(wǎng)諸單元中繼IP分組時，路由器的全局IP地址取代了內(nèi)部網(wǎng)的專用IP地址。無論如何，如果IP地址被簡單地代替，就沒有確認(rèn)IP分組是由因特網(wǎng)一側(cè)的單元發(fā)送到路由器的，還是由內(nèi)部網(wǎng)一側(cè)的單元發(fā)送的。為解決這一問題，在路由器中建立了一地址轉(zhuǎn)換表。每當(dāng)內(nèi)部網(wǎng)一側(cè)的單元被連接到因特網(wǎng)一側(cè)的單元時，建立或參照表列諸項，以中繼IP分組。
在傳統(tǒng)的NAT技術(shù)中，不僅使用IP地址表，還添加了IP地址和用于TCP/UDP連接的端口號碼作為表列諸項，以改善中繼IP分組的可靠性。
當(dāng)這樣使用NAT技術(shù)時，專用IP地址可以用于客戶機(jī)PCs。因此，可以有效地利用全局IP地址資源。
下面，將說明本發(fā)明的第三個實施例。按照第一和第二個實施例，帶寬管理部分103重新分配帶寬給客戶機(jī)PC組105，客戶機(jī)PC組105曾按照DHCP協(xié)議分配了IP地址，因此帶寬是平均地分配給客戶機(jī)PC組105的每一個客戶機(jī)PC。無論如何，根據(jù)第三個實施例，預(yù)先分配給客戶機(jī)PCs以預(yù)定的優(yōu)先權(quán)。換言之，帶寬不是平均地分配給客戶機(jī)PCs的。例如，分配給管理員使用的客戶機(jī)PC比其它客戶機(jī)PCs更多的帶寬。
因此，在保證一定程度公平性的情況下，為管理員或類似者所使用的主要的客戶機(jī)PC，可以按照優(yōu)先權(quán)分配給更多的帶寬。結(jié)果，可以按照特殊的使用管理帶寬。
下面將說明本發(fā)明的第四個實施例。一個帶寬管理部分103根據(jù)分組通過的TCP/UDP端口號碼實施改變帶寬的操作。
通常，因特網(wǎng)的各種應(yīng)用都使用為TCP/UDP端口號碼所識別的通訊協(xié)議(例如，用于電子郵件的SMTP(簡單郵件傳輸協(xié)議)協(xié)議使用TCP端口號碼25，POP(郵局協(xié)議)3協(xié)議使用TCP端口號碼110，用于Web網(wǎng)的HTTP(超文本傳輸協(xié)議)協(xié)議通常使用號碼80，等等)。兩個單元之間的連接用四個數(shù)字的組合進(jìn)行控制，這個組合是兩個單元的IP地址和端口號碼，即{(內(nèi)部網(wǎng)一側(cè)的IP地址和端口號碼)，(因特網(wǎng)一側(cè)的IP地址和端口號碼)}于是，例如，帶寬可以這樣進(jìn)行控制，即分配給SMTP協(xié)議較少的帶寬，和分配給HTTP協(xié)議以充足的帶寬。這時，由內(nèi)部網(wǎng)到因特網(wǎng)的通訊和由因特網(wǎng)到內(nèi)部網(wǎng)的通訊，可以由上行和下行的方向來區(qū)別。于是，帶寬可以這樣進(jìn)行控制，即分配給下行的HTTP協(xié)議充足的帶寬，和分配給上行的HTTP協(xié)議以較少的帶寬。
因此，作為該實施例的結(jié)果，當(dāng)用戶頻繁地使用HTTP，較多的帶寬即可分配給HTTP。結(jié)果，帶寬可以有效地得到管理。
工業(yè)適用范圍根據(jù)本發(fā)明，在許多客戶機(jī)通過路由器連接在因特網(wǎng)時，一通訊帶寬可以由這些客戶機(jī)平均共享。
權(quán)利要求
1.一種用于控制帶寬的路由器裝置，在連接網(wǎng)絡(luò)的帶寬為許多客戶機(jī)所共享的環(huán)境下，所述的路由器裝置，設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)和許多客戶機(jī)之間，所述的路由器裝置包括地址管理設(shè)備，響應(yīng)從客戶機(jī)發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)連接請求，分配給該客戶機(jī)一地址；和帶寬管理設(shè)備，用于對所分配的地址和分配給其它客戶機(jī)的地址，重新分配帶寬。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的路由器裝置，其特征在于帶寬管理設(shè)備可以采取一種平均分配帶寬的重新分配帶寬的方法。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的路由器裝置，其特征在于帶寬管理設(shè)備可以采取一種根據(jù)規(guī)定的優(yōu)先權(quán)重新分配帶寬的方法。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的路由器裝置，其特征在于網(wǎng)絡(luò)是因特網(wǎng)，和其中所述的地址管理設(shè)備使用專用IP地址作為分配給客戶機(jī)的地址，和其中所述的帶寬管理設(shè)備具有一地址轉(zhuǎn)換表，用以雙向地轉(zhuǎn)換專用IP地址和因特網(wǎng)的全局IP地址。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的路由器裝置，其特征在于網(wǎng)絡(luò)是因特網(wǎng)，和其中所述的帶寬管理設(shè)備為不同的因特網(wǎng)應(yīng)用分配給不同的帶寬。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的路由器裝置，其特征在于帶寬管理設(shè)備為通訊數(shù)據(jù)分組所通過的不同的端口號碼分配不同的帶寬。
7.路由器中一種用以控制帶寬的帶寬控制方法，所述的路由器裝置，在連接網(wǎng)絡(luò)的帶寬為許多客戶機(jī)所共享的環(huán)境下，所述設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)和許多客戶機(jī)之間，所述的方法包括地址管理步驟，用于響應(yīng)從客戶機(jī)發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)連接請求，分配給該客戶機(jī)一地址；和帶寬管理步驟，用以對所分配的地址和分配給其它客戶機(jī)的地址，重新分配帶寬。
8.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的帶寬控制方法，其特征在于帶寬管理步驟采取一種平均分配帶寬的重新分配帶寬的方法。
9.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的帶寬控制方法，其特征在于帶寬管理步驟采取一種根據(jù)規(guī)定的優(yōu)先權(quán)重新分配帶寬的帶寬重新分配方法。
10.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的帶寬控制方法，其特征在于網(wǎng)絡(luò)是因特網(wǎng)，和其中所述的地址管理步驟使用專用IP地址作為分配給客戶機(jī)的地址，和其中所述的帶寬管理步驟，參照用以雙向地轉(zhuǎn)換專用IP地址和因特網(wǎng)的全局IP地址的一地址轉(zhuǎn)換表，實施帶寬控制。
11.根據(jù)權(quán)利要求7中所述的帶寬控制方法，其特征在于網(wǎng)絡(luò)是因特網(wǎng)，和其中所述的帶寬管理步驟對因特網(wǎng)各種不同的應(yīng)用分配給不同的帶寬。
12.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的帶寬控制方法，其特征在于帶寬管理步驟對通訊數(shù)據(jù)分組所通過的不同的端口號碼，分配給不同的帶寬。
13.一種記錄介質(zhì)，其上記錄著一程序，用以使計算機(jī)執(zhí)行用于控制帶寬的路由器裝置中的帶寬控制方法，所述的路由器裝置，在連接網(wǎng)絡(luò)的帶寬為許多客戶機(jī)所共享的情況下，所述的路由器裝置設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)和眾多客戶機(jī)之間，所述的方法包括地址管理步驟，用于響應(yīng)從客戶機(jī)發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)連接請求，分配給客戶機(jī)一地址；和帶寬管理步驟，用以對所分配的地址和分配給其它客戶機(jī)的地址，重新分配帶寬。
14.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的其上記錄著一程序的記錄介質(zhì)，其特征在于帶寬管理步驟采取一種平均分配帶寬的重新分配帶寬的方法。
15.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的其上記錄著一程序的記錄介質(zhì)，其特征在于帶寬管理步驟采取一種根據(jù)規(guī)定的優(yōu)先權(quán)重新分配帶寬的帶寬重新分配方法。
16.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的其上記錄著一程序的記錄介質(zhì)，其特征在于網(wǎng)絡(luò)是一因特網(wǎng)，和其中所述的地址管理步驟使用專用IP地址作為分配給客戶機(jī)的地址，和其中所述的帶寬管理步驟，參照用以雙向地轉(zhuǎn)換專用IP地址和因特網(wǎng)的全局IP地址的一地址轉(zhuǎn)換表，實施帶寬控制。
17.根據(jù)權(quán)利要求13中所述的其上記錄著一程序的記錄介質(zhì)，其特征在于網(wǎng)絡(luò)是一因特網(wǎng)，和其中所述的帶寬管理步驟對因特網(wǎng)各種不同的應(yīng)用分配不同的帶寬。
18.根據(jù)權(quán)利要求17中所述的其上記錄著一程序的記錄介質(zhì)，其特征在于帶寬管理步驟對通訊數(shù)據(jù)分組所通過的不同的端口號碼，分配給不同的帶寬。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種路由器裝置及其控制帶寬的方法本發(fā)明的一個目的是要提供一種路由器裝置，使網(wǎng)絡(luò)連接帶寬可以平均地被許多客戶機(jī)使用，而不需要進(jìn)行特殊的帶寬獲取過程根據(jù)本發(fā)明的路由器裝置，是一用于控制帶寬的路由器裝置，在用于連接網(wǎng)絡(luò)的帶寬為許多客戶機(jī)所共享的環(huán)境下，所述的路由器裝置設(shè)置在網(wǎng)絡(luò)和眾多客戶機(jī)之間，所述的路由器裝置包括地址管理設(shè)備，用于響應(yīng)從客戶機(jī)發(fā)出的網(wǎng)絡(luò)連接請求，分配給客戶機(jī)一地址；和帶寬管理設(shè)備，用以對所分配的地址和分配給其它客戶機(jī)的地址重新分配帶寬。
文檔編號H04L29/12GK1496634SQ0280649
公開日2004年5月12日 申請日期2002年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月14日
發(fā)明者宮下重博 申請人:日本電氣株式會社