用于多核平台的DNS转发器

摘要

描述了在其中辅助处理器核不具有直接WAN连接的多核平台中，使得辅助核能够向它们的网络应用程序或所附接的客户端设备提供DNS解析服务的方法和设备。在示例性实施例中，具有直接WAN连接的主处理器核（150.1）包括DNS转发器（352），该DNS转发器（352）与该平台的辅助处理核共享从WAN侧的DHCP服务器获取的DNS服务器IP地址信息。每个辅助核实现兼容的DNS转发器客户端（362）以便向主核DNS转发器（352）请求DNS信息，接收该信息，并使得其可用于它的操作系统的DNS解析器模块（363）。附加地，或可替换地，主核DNS转发器（352）可以向遵循主核DHCP客户端续租的每个辅助核推送更新的DNS服务器信息。

说明书

技术领域

本发明一般地涉及数据通信，尤其涉及包含具有多个处理核的平台 的网络上的数据通信。

背景技术

在多核平台，例如高级有线网关中，多个处理核中的一个，“主核”， 通常将具有广域网（WAN）连接，并将实行动态主机配置协议（DHCP） 客户端以从远程DHCP服务器获得全局可路由的互联网协议（IP）地址。 DHCP服务器会使用DHCP提议消息（offer message）来响应来自DHCP 客户端的IP租用请求，DHCP提议消息将通常包含客户端可用于解析域 名的域名系统（DNS）服务器的IP地址列表（例如，“www.technicolor.com” 解析为IP地址157.254.235.97）。

在这样的多核平台中的其他处理核（“辅助核”）可以宿主（host）其 自身的操作系统，所述操作系统带有同样需要DNS解析服务的网络应用 程序（例如，HTTP浏览器、股票行情自动收录器等）。此外，任何数量 的客户端设备，例如计算机、游戏系统，或诸如此类的，可附接到并依 赖于一个或多个辅助处理核以访问互联网。通常情况下，这些辅助核不 具有直接的WAN连接，而是可使用Internet工程任务组（IETF）A类、 B类、或C类专用网络（物理的或虚拟的）与主核以及相互之间通信。 为了简单起见，辅助核网络接口通常使用固定的A类、B类、或C类专 用网络地址（例如，192.168.0.xxx），并且不实施本地DHCP客户端从主 核获得专用IP地址。然而，使用固定的专用网络地址的限制是辅助核不 能向在那些核上运行的网络应用程序和/或与之附接的客户端设备直接提 供DNS解析器服务。

这个问题的一种解决方法是对于主核，宿主专用DHCP服务器以便 为每个辅助核提供专用IP地址。专用DHCP服务器可以将从WAN侧的 DHCP服务器处获取的DNS服务器IP列表以专用DHCP提议（offer）的 方式传递到辅助核。这种方法还要求每个辅助核实现DHCP客户端。然 而，更多的限制是，主核DHCP服务器必须能够支持多个DHCP作用域 （scope）以便基于例如辅助核的网络接口标识符（诸如媒体访问控制 （MAC）地址）为每个辅助核分配已知的固定IP地址。这种方法的缺点 是，多作用域的DHCP服务器的性能增加了显著的产品复杂性，如前所 述，它也需要每个辅助核实现DHCP客户端，这进一步增加了多核平台 的复杂性。

因此，存在对于消除了上述缺点的设备的需求，其使得多核平台向 在不具备直接的WAN连接的辅助核上运行的网络应用程序和/或辅助核 的客户端提供DNS解析服务。

发明内容

公开了用于多核平台的方法和装置，在所述多核平台中，不具有直 接的WAN连接的辅助处理器核向其网络应用程序提供DNS解析器服务。 在示例性实施例中，具有直接WAN连接的主处理器核包括DNS转发器 （forwarder），所述DNS转发器与该平台的辅助处理核共享从WAN侧 DHCP服务器获取的DNS服务器IP地址信息。每个辅助核实施DNS转 发器客户端以便从主核DNS转发器请求DNS信息，接收该信息，并使 其可用于它的操作系统的DNS解析器模块。附加地，或可替换地，主核 DNS转发器可以向每个遵循主核DHCP客户端续租（lease renewal）的辅 助核推送更新的DNS服务器信息。

鉴于上述情况，并且根据详细描述将是显而易见的，其他实施例和 特征也是可能的，并且落入本发明的原理范围内。

附图说明

现在仅仅通过示例的方式并且参照附图来描述根据本发明的实施例 的装置和/或方法中的一些实施例，在附图中：

图1是示出WAN链路（诸如具有服务提供商）和LAN（诸如家庭 网络）之间的示例性多核家庭网关的布置的框图；

图2是具有使用物理或虚拟通信数据链路互相通信的多个处理核的 家庭网关系统的示例性实施例的框图；

图3是家庭网关系统的示例性实施例的框图，所述家庭网关系统包 括实现DHCP客户端和DNS转发器的主处理核，以及实现DNS转发器 客户端的辅助处理核，所述DNS转发器客户端与主核中的DNS转发器 以及辅助核中的DNS解析器相互作用以为运行在辅助核上的网络应用程 序提供DNS信息；

图4是在其中辅助核DNS转发器客户端从主核DNS转发器中取出 DNS服务器信息的取出操作模式（pull mode of operation）的示例性方法 的流程图；

图5是在其中主核DNS转发器将DNS服务器信息推送至辅助核DNS 转发器客户端的推送操作模式（push mode of operation）的示例性方法的 流程图；

图6是能够支持附接到处理核的客户端设备的DNS业务的家庭网关 系统的示例性实施例的框图；以及

图7是能够支持附接到处理核的客户端设备的DNS业务的家庭网关 系统的另一示例性实施例的框图。

具体实施方式

图1是包括示例性家庭网关100的典型的布置的方框图。可以预期 的是，家庭网关100是多核平台，例如高级有线网关或诸如此类的。家 庭网关100通过广域网（WAN）链路225诸如，例如，电缆、光纤、或 DSL耦接到服务提供商200。家庭网关100还通过局域网（LAN），例如， 家庭网络250耦接到一个或多个用户端设备（CPE）装置280。CPE设备 280可以包括，例如，个人计算机，网络打印机，数字机顶盒，和/或音 频/视频媒体服务器和播放器，以及其它。

服务提供商200通过WAN链路225向CPE设备280提供一个或多 个服务，诸如语音、数据、视频、和/或各种高级服务。服务提供商200 还包括DHCP服务器210和DNS服务器220，并且也可包括其他服务器。 可以理解的是，服务提供商200可以具有多个DHCP、DNS和其他服务 器，其可以共同位于一处或广泛分布。可以预期的是，服务提供商200 以传统的方式根据众所周知的协议进行操作。在一个说明性的电缆应用 中，服务提供商200可以是例如多服务运营商（MSO）。

图2是具有多个处理核150.1-150.N（统称为150）的家庭网关100 的示例性实施例的框图。家庭网关100的处理核150可以是一个或多个 集成的多核处理器、单个处理器，或它们的组合的处理核。不管具体的 实现，可以预期的是，每个处理核150独立于其他处理核150操作，并 且通常能够与其他处理核150并行地读取和执行其自身的指令。此外， 每一个处理核150宿主其自身的操作系统（O/S），并能够运行使用操作 系统资源的多个应用程序。可以预期的是，处理核150执行各种应用程 序以向CPE设备280提供服务和管理家庭网关100，以及其他可能性。

处理核150使用数据链路160经由各自的网络接口161、162互相通 信。数据链路160可以被实现为虚拟网络接口161、162之间的虚拟通信 链路或实现为物理网络接口161、162之间的物理通信链路。示例性虚拟 数据链路实现方式包括，例如，具有共享存储器和/或中断的进程间通信 （IPC）数据链路。示例性物理数据链路的实现方式包括，例如，串行或 并行的数据链路，以及其他可能性。

在示出的示例性实施例中，处理核之一150.1担当“主”核，而其余的 处理核150.2-150.N担当“辅助”核。主处理核150.1通过网络接口170访 问WAN链路225，而辅助处理核l50.2-150.N通常不这样做。网络接口 170通常是物理接口，诸如，DOCSIS，以太网，或MoCA，以及其他可 能性。家庭网关100还具有一个或多个网络接口180.1-180.N（统称180） 以访问LAN或诸如此类的（例如，家庭网络250）。一个或多个处理核 150可以使用（多个）网络接口180来与家庭网络250上的CPE设备280 通信。每个网络接口180通常也是物理接口，诸如，以太网、USB、MoCA、 或WiFi，以及其他可能性。

在一个说明性的应用（诸如高级电缆网关）中，主核150.1实现网关 应用程序251，以及其他的。网关应用程序251处理各种功能，包括，例 如：管理WAN和LAN接口；WAN和LAN接口之间的数据包的路由或 桥接；以及包括电源和/或低功耗模式、状态指示符等的网关硬件管理。 此外，如在下面更详细地描述，网关应用程序251还提供DHCP和DNS 功能。每个辅助处理核150.2-150.N实现一个或多个需要DNS解析服务 的网络应用程序252，例如web浏览器或诸如此类的。运行在处理核上的 网络应用程序252可以包括，例如，web浏览器、股票行情自动收录器、 UPnP媒体服务器/播放器、文件服务器、音乐客户端/服务器、和游戏服 务器，以及其它的。可以理解的是，处理核150通常还可以实现不需要 DNS解析服务的应用程序。

如图2所示，运行在处理核150上的各种网络应用程序，包括主处 理核150.1上的网关应用程序251，每个位于网络协议栈261、262（由每 个核的操作系统提供）之上，用于彼此之间通信并与WAN和LAN网络 接口170、180通信。可以预期的是，可以使用具有网络能力和网络协议 栈的多种合适的操作系统中的任一个。

图3更详细地示出在处理核150上DHCP和DNS功能的实现方式。 如图3所示，在主处理核150.1上实现的网关应用程序251包含DHCP 客户端351和DNS转发器352。参照传统操作，DHCP客户端351通过 O/S网络协议栈261发送IP租用请求至WAN侧的DHCP服务器，诸如 服务提供商200的DHCP服务器210（图1），其继而以DHCP提议消息 来响应。每个DHCP提议消息包含可用于解析主机域名的DNS服务器（例 如，DNS服务器220）的IP地址列表。

此外，每个辅助处理核，诸如处理核150.2，包括被实现用于与主处 理核150.1上的DNS转发器352互相作用的DNS转发器客户端362。此 外，可以预期的是，每个辅助处理核的操作系统将具有作为其网络协议 栈262的一部分的用于服务运行在该处理核上的网络应用程序 252.1-252.N（统称为252）的DNS解析器363。网络应用程序252发送 DNS解析请求至DNS解析器363，所述DNS解析器363如下所描述地获 得并以与DNS解析请求中指定的域名相关联的IP地址进行响应。此外， 每个辅助核的操作系统包含了DNS解析器配置模块364，DNS转发器客 户端362通过它配置DNS解析器363，如下所述。为简单起见，在图3 中只描绘了一个辅助处理核150.2。

除了运行在辅助处理核上的网络应用程序，运行在主核150.1上的网 络应用程序也可能需要DNS解析服务。可以理解的是，这样的DNS业 务可以以传统的方式通过主核的O/S网络协议栈261来处理，所述O/S 网络协议栈261通常包括DNS解析器。

一般地，DHCP客户端351向DNS转发器352提供从WAN侧的DHCP 服务器（210）处获取的DNS服务器IP地址信息，其继而使得该信息可 用于在该平台的辅助处理核150.2-150.N上实现的DNS转发器客户端 362。DNS转发器客户端362继而经由DNS解析器配置模块364在DNS 解析器363上建立DNS服务器IP地址。

如上文参照图2所述，处理核150使用数据链路160相互通信。经 由数据链路160通信的业务包括去往以及来自辅助处理核150.2-150.N的 WAN业务以及主核上的DNS转发器352和每个辅助核上的DNS转发器 客户端362之间的业务。同样，来自辅助核协议栈262中DNS解析器363 的DNS查询流经虚拟网络接口162、161，向上通过主核协议栈261，然 后由主核协议栈261路由或桥接向下回到WAN网络接口170向外到WAN 侧的DNS服务器。来自WAN侧的DNS服务器的已解析的DNS IP地址 以反向路径回到DNS解析器363，以便提供给发出请求的辅助核网络应 用程序252或所附接的客户端设备。可以预期的是，穿过平台100的DNS 查询的及其结果的流程采用在其上运行的（多个）操作系统的标准操作。

图2和图3的布置可以在“取出”或“推送”模式下操作。现在将参照 图3和图4描述在取出模式下的示例性操作方法。

如图4所示，在步骤410，DHCP客户端351向WAN侧的DHCP服 务器（210）发送IP租用请求，所述WAN侧的DHCP服务器继而以包含 可用于解析域名的DNS服务器（诸如DNS服务器220）的IP地址列表 的DHCP提议消息进行响应。在步骤420，DHCP客户端351接收具有上 述DNS服务器IP地址列表的DHCP提议消息并将该消息提供给DNS转 发器352。

在步骤430，DNS转发器352从DHCP提议消息中提取DNS服务器 的IP地址列表，并将该列表存储在诸如与主处理核150.1相关联的本地 存储器353中。

在某个稍后的时间，如步骤440所表示的，辅助核DNS转发器客户 端，诸如辅助处理核150.2的DNS转发器客户端362，向主处理核150.1 中的DNS转发器352发送对于DNS服务器信息的请求。DNS转发器客 户端362可以发送这样的请求以响应来自于运行在辅助处理核150.2上的 网络应用程序252或与之附接的需要DNS解析服务的客户端设备的请求 或指示。DNS转发器客户端362也可以根据计时器到期来发送对DNS 服务器信息的请求。这种定时器可由例如DNS解析器363保持，并且可 以被设置为周期性地到期。在步骤450，DNS转发器352接收来自DNS 转发器客户端362的请求，访问在步骤430时存储在本地存储器353的 DNS服务器IP地址信息，并向DNS转发器客户端362返回DNS服务器 IP地址信息。在步骤460，DNS转发器客户端362接收DNS服务器IP 地址列表，并经由DNS解析器配置模块364在DNS解析器363中建立 该列表。需要注意的是，所述建立仅发生在在步骤440发送DNS服务器 信息请求的辅助处理核的DNS解析器363中、在所有辅助处理核的DNS 解析器中，或其子集中。

在某个稍后的时间，如步骤470所表示的，辅助处理核150.2中的网 络应用程序252发送DNS解析请求至操作系统的DNS解析器363，所述 DNS解析器363继而产生传送到一个或多个DNS服务器的DNS查询， 所述DNS服务器的地址在步骤460中建立的DNS服务器IP地址列表中 列出。在步骤480，所述DNS查询通过数据链路160通信到主处理核 150.1，所述主处理核150.1继而经由WAN接口将它们发送到该查询所针 对的（多个）WAN侧的DNS服务器。在步骤490，（多个）WAN侧的 DNS服务器使用具有对应于DNS查询中指定的域名的IP地址响应所述 DNS查询。发送DNS解析结果并由主处理核150.1接收，所述主处理核 150.1在步骤495继而将该结果转发到辅助核的DNS解析器363以供发 出请求的（多个）网络应用程序252使用。

对于上述取出操作模式，附加地，或可替代地，主核DNS转发器352 可以“推送”更新后的DNS服务器信息到每个遵循主核DHCP客户端续 租的辅助核。现在将参照图3和图5，描述推送模式下的示例性操作方法。

如图5所示，在步骤510，DHCP客户端351发送IP租用请求至WAN 侧的DHCP服务器（210），所述WAN侧的DHCP服务器继而以DHCP 提议消息来响应，所述DHCP提议消息包含可用于解析主机域名的DNS 服务器（例如，DNS服务器220）的IP地址列表。在步骤520，DHCP 客户端351接收具有上述DNS服务器IP地址列表的DHCP提议消息， 并将该消息提供给DNS转发器352。在步骤530，DNS转发器352提取 该DNS服务器IP地址列表，并将该信息经由数据链路160发送至辅助核 DNS转发器客户端，诸如处理核150.2的DNS转发器客户端362。DNS 转发器352还可以将该列表存储在诸如本地存储器353中，以备将来使 用，诸如提供给尚未加电的辅助核。在步骤540，每个辅助核DNS转发 器客户端（362）在其各自的DNS解析器（363）中建立DNS服务器信 息。

在某个稍后的时间，如步骤550所表示的，辅助处理核150.2中的网 络应用程序发送DNS解析请求至操作系统的DNS解析器363，所述DNS 解析器363继而产生传送到一个或多个DNS服务器的DNS查询，所述 DNS服务器的地址在步骤540中建立的DNS服务器IP地址列表中列出。 在步骤560，所述DNS查询通过数据链路160被通信到主处理核150.1， 所述主处理核150.1继而经由WAN将它们发送到该查询所针对的（多个） DNS服务器。在步骤570，（多个）WAN侧的DNS服务器使用对应于DNS 查询中指定的域名的IP地址来响应所述DNS查询。DNS解析结果被发 送至主处理核150.1，所述主处理核150.1在步骤575继而将该结果转发 到辅助核的DNS解析器363以供发出请求的（多个）网络应用程序使用。

除了运行在处理核150上的网络应用程序，经由网络接口180附接 到处理核150上的客户端设备（诸如CPE设备280）也可能需要DNS解 析服务。所述客户端设备被认为附接在控制网络接口180的处理核150 上，所述客户端设备通过网络接口180连接到平台100。

在一个示例性实施例中，附接的客户端设备不使用辅助核的DNS解 析器363。相反，附接的客户端设备产生它们自身的DNS查询，网关100 将该DNS查询传送至（多个）WAN侧DNS服务器。这样的实施例示于 图6。

如图6所示，可以预期的是，辅助处理核150.2的操作系统网络协议 栈包含DHCP服务器366和DHCP服务器配置模块367。此外，附接的 客户端设备包括与DHCP服务器366交互以实现DHCP处理的DHCP客 户端模块。

如上所述，除了在DNS解析器363上建立由DNS转发器352提供 的DNS服务器IP地址外，DNS转发器客户端362还经由DHCP服务器 配置模块367在DHCP服务器366上建立DNS服务器IP列表。附接的 客户端设备以传统方式从辅助核的DHCP服务器（server）366获得LAN IP租用。从DHCP服务器366到附接的客户端设备的DHCP提议消息包 含由DNS转发器客户端362在DHCP服务器366中建立的DNS服务器 IP列表。这给予每个附接的客户端设备使用它的操作系统的DNS解析器 模块产生传统DNS查询所需的DNS服务器IP信息。由此产生的DNS查 询以传统方式从LAN接口180通过网络协议栈262的底部然后跨越链路 160并向外至WAN接口170，传递到WAN侧的DNS服务器。

在被示于图7的进一步的示例性实施例中，可以预期的是，辅助处 理核150.2的操作系统网络协议栈包括DNS服务器368，附接的客户端 设备可使用所述DNS服务器368来解析DNS查询。在这个实施例中， 从DHCP服务器366发送至附接的客户端设备的DHCP提议消息包括在 DNS服务器IP地址的列表中宿主DNS服务器368的辅助处理核的IP地 址。所述DNS服务器IP地址的列表可能只包含辅助核的IP地址，或者 它也可包括其他DNS服务器的地址。

可以预期的是，辅助处理核150.2的操作系统网络协议栈也包括DNS 服务器配置模块369，DNS转发器客户端362使用所述DNS服务器配置 模块369在DNS服务器368中建立如上述地在DNS解析器363和DHCP 服务器366中建立的DNS服务器IP列表。这允许辅助核DNS服务器368 （如果需要的话）转发DNS查询到DNS服务器层次结构中的可能会参 与充分解析域名的下一个（WAN侧的）DNS服务器。

应当指出的是，如上所述，为了对于辅助处理核宿主DHCP服务器 366和/或DNS服务器368，网关100应在路由器（相对于桥接器）模式 下操作。

虽然已经使用具有一个主处理核的家庭网关描述了本发明的示例性 实施例中，本发明还可以应用于任何多核平台中，其中不具有直接的网 络连接的一个或多个核经由与DNS服务器所驻留的（多个）网络具有直 接连接的核而获得DNS解析服务。

鉴于上述情况，前面的叙述只是说明本发明的原理，并且应当理解， 本领域技术人员能够设计出许多虽然没有在本文明确描述但体现了本发 明的原理并在其精神和范围之内的可替换的布置。例如，虽然在上下文 中以单独的功能元件示出，但这些功能元件可以被包含在一个或多个集 成电路（IC）中。同样地，虽然作为单独的元件示出，但该元件的部分 或全部可以被实现在受存储的程序控制的处理器中，例如，通用处理器， 其执行例如对应于一个或多个步骤的相关联的软件，该软件可以在多种 合适的存储介质中的任一种中体现。因此，应该理解，在不脱离本发明 的精神和范围的情况下，可以对说明性实施例作出许多修改并且可以设 计出其他布置。

可以在例如，一种方法或过程、装置，或硬件和软件的组合中实现 本文中所描述的实现方式。即使只在单一实现形式的上下文中讨论（例 如，仅作为一种方法来讨论），也可以以其他形式（例如，硬件装置、硬 件和软件装置、或计算机可读介质）来实现所讨论的特征的实现方式。 可以在例如，适当的硬件、软件和固件中实现该装置。可以在诸如例如 处理器之类的装置（指任何处理设备，包括，例如计算机、微处理器、 集成电路、或可编程逻辑器件）中实现所述方法。处理设备还包括通信 设备，诸如，例如，计算机，蜂窝电话，便携式/个人数字助理（“PDA”）， 以及便于终端用户之间的信息通信的其他设备。

此外，可以通过处理器执行的指令来实现该方法，这些指令可以被 存储在处理器或计算机可读介质，诸如，例如，集成电路、软件载体或 其他存储设备，诸如，例如，硬盘、致密磁盘、随机存取存储器（“RAM”）， 只读存储器（“ROM”）或任何其他磁性的、光学的、或固态介质中。该 指令可以形成有形地体现在诸如上面列出的任何介质的计算机可读介质 上的应用程序。应该清楚，处理器可能包括作为处理器单元的一部分的 具有例如执行过程的指令的计算机可读介质。对应于本发明的方法的该 指令在被执行时，可将通用计算机转换为执行本发明的方法的特定机器。