在IP寻址中利用地理位置信息

摘要

本发明阐述了基于地址被划分为前缀(10)和后缀(11)的地址产生地理定位的方法。后缀部分是本地管理的。除了地理定位信息之外，本地管理的部分可包括其它信息，诸如一装置号码。指定给后缀的地理定位信息可以是二维或三维的。

说明书

本发明的领域

本发明涉及数据通信。本发明特别涉及在IPv6(因特网协议，版本6)寻址利用地理位置信息。

本发明的背景

在因特网数据通信中，通常用于数据传输的协议是因特网协议(IP)。因特网的迅速发展已对协议产生了新的需求。因特网协议老版本4不能满足这些需要。执行版本6就是为了解决由版本4引起的这些约束。

从版本4到版本6的变化能够划分为五个主要范畴。这些变化中涉及本发明最重要的是寻址能力的扩展。地址的大小已从32位发展到128位，以支持更多层次的寻址分层结构，数目大得多的可寻址结点，及更为简单的地址自动设置。

版本6中除了地址空间的扩张之外，变化还包括标题格式的简化，对扩张名和选项改进的支持，流标记的能力及鉴别和私密性能力。完全的描述可研究IETF RFC 2460(请求注释)。

IP寻址是根据IETF的建议组织的。主要的原则在于IPv6地址被划分为两部分：前缀和后缀。在IPv6网络中，地址的前缀部分唯一指示一定的链接或子网。路由器一般是这样组织的，它们知道为路由器分配的前缀地址，且路由器把收到的数据包路由到各链路或子网。连接到该路由器但其目标不是直接到任何链路或子网的数据包，根据路由表被路由到其它路由器。路由器彼此一般以多层次的分层结构连接。而且如果路由表按此组织，则“同层”路由器之间的连接能够有直接的连接。

地址的后缀部分指示链路中的主机。IP网络中的链路一般因特网局域网(LAN)或无线局域网(WLAN)。连接到IP网的每一计算机有一由前缀和后缀组成的地址。前缀部分指示各链路连接的路由器端口。在链路中，使用后缀(＝链路定址)对计算机和其它网络元件寻址。后缀地址在链路中必须是唯一的地址。

在IPv6网络中，网络的没有国家的地址自动配置是这样管理的，连接到链路的主机采用来自网卡的MAC地址为它们的链路地址。MAC地址认为是唯一，因为到网卡的MAC地址是根据EUI-64标准赋予网卡的。这一标准要求网卡制造商遵循该标准，并从分配给它们的地址空间对网卡给出唯一的地址。路由器向链路广告其地址，于是通过采用来自路由器广告的地址的IP前缀部分，并采用来自MAC地址的链路地址，基本上任何计算机能够自动将其本身配置到网络。根据IPv6的建议地址自动配置的另一方式是全国(statefull)自动配置，其中一个中心DHCPv6服务器按要求对计算机分配地址。

地理位置信息的使用是在WO 0122656和WO 0027091中阐述的。使用IPv6广泛的地址空间能够从位置信息产生唯一的地址。当位置信息被编码为地址时，在地址相关的应用中它非常容易利用。WO 0122656阐明了一种方法，其中位置信息指定给IPv6地址的前缀部分。

先有技术寻址中的缺陷是，自动配置并不总是可行的。MAC地址可能有重复；于是几个网卡可能实际上具有相同MAC地址。而且MAC地址的信息对于计算机或网络的用户一般没有其它附加的值。向地址的前缀部分指定位置信息的缺陷在于前缀部分的全球性质。如果前缀从位置信息产生，路由将改变，且该变化必须在全球施加到所有的路由器。前缀的解决方案还需要改变IPv6标准。

本发明的目的

本发明的目的是要避免先有技术的缺陷。实际上，本发明的目的是要对连接到因特网，内联网或其它连接到IP网络的网络的固定设备生成全球唯一的IP地址时利用地理位置信息。本发明的目的还要提供对移动设备的所述寻址。

本发明的概述

在形成IP地址时能够使用地理位置信息代替MAC地址。本发明的主要想法如下：代替MAC地址，装置的地理位置信息被编码到后缀地址字段。地理信息可包含经度，纬度和海拔高度信息。在地理座标信息的顶部，还可以把名称，地址，序列号或对用户给出附加价值信息的任何其它信息编码到地址。主要的原则是，地址在链路中保持唯一性。借助于定位和其它识别技术能够使采用地理位置和其它附加信息充分自动化。位置信息还能够人工给出。链路中地址的唯一性以已公知的自动配置技术处理。

还能够把这一基于地理位置的寻址延伸到层次3路由器网络。在子网级寻址能够这样作。子网是基于把它们连接到IP网络的路由器的地理位置被寻址的。

地理地址直接到IPv6地址字段的映射还使所有的特别是它们的寻址基于一，二，三更多维地理地址的格网和其它网络，能够无缝集成到IP网络。如果地理寻址的网络中的结点是固定的，这样配置的IP地址也可用于IP网络，以便全球地标识主机。如果结点是可移动的，则在网络中需要分开的把地理位置映射到“固定的”IP地址的服务。这些地址能够基于MAC地址形成，或通过任何其它可接受的方式产生。可移动结点的地理位置能够使用位置在链路地址字段中被编码的“可移动IP地址”表示，或使用任何其它用于对位置信息编码的方法。这种服务例如能够通过位于IP网络或地理寻址网络中分开的服务器产生。这种情形下，地理寻址的网络形成一个或几个来自IP网络透射的链路。如果在层3网络中使用基于地理位置的寻址，在IP-网络中或在地理寻址子网中中，必须可获得映射基于子网和地理位置地址的IP-地址的类似的服务。

本发明的优点在于，使用基于地理位置的寻址，链路的配置能够完全自动化，而无需在装置制造商之间协调唯一的MAC地址的分配。如果在层3中使用基于地理的寻址，则网络的配置和路由表的产生能够完全自动化。进一步的优点在于，当地理位置信息嵌入到装置的IP地址时，应用程序和用户能够易于收到网络装置的地理位置信息。位置信息能够用于地理寻址的网络，以改进网络的性能；一个例子是在特别的网络路由算法中使用位置信息以改进路由性能。进而，基于地理位置的这种寻址能够用于结点之间的无线连接，因为从基于位置的地址可知道目标结点的距离和方向。基于位置的服务和服务发现功能，例如找出最近的打印机，易于作为直接指示装置的地理位置的地址而实现。而且使用这一原理，地理寻址的网络易于无缝集成到任何基于IP的网络。进一步的优点是与当前IPv6应用程序的兼容性。本发明的使用不需要对与IPv6相关的标准任何改变。

附图的简要说明

图1示出从地理位置信息产生的IPv6地址的一种结构。

图2示出其中使用地理位置信息的易应用网络的一例。

本发明的详细说明

图1示出从地理位置信息产生的IPv6地址的一种结构。IPv6地址划分为两个64位部分，前缀10和后缀11。前缀10指示改链路连接的路由器端口。在链路中计算机和其它网络元件以后缀部分11编址。后缀11在链路中必须是唯一的地址，以形成唯一的前缀和后缀对。后缀部分从地理位置信息产生。

图1示出地理上产生后缀部分的一种可能的结构。后缀部分11可被在全球定位地址(GPA)上划分。GPA基于地理的三维地址。IPv6规范对后缀部分11的使用不施加任何特定的约束。本发明中，后缀部分被划分为块组。

第一块12描述路由器的层。层可以是基本的或者上部的。块是一种标志并使用1位。第二块13是装置的终端号码。第二块13使用5位。第三块14是指示是否使用EU I-64接口标识符的标志。第四块15是经度信息且该块使用25位。第五块16是纬度信息且该块使用24位。第六块16包含海拔高度信息并使用八位。后缀的结构不是固定的，且图1所示的结构只是一种可能的结构。能够基于应用的需要选择该结构。GPA信息的部分能够指定给前缀部分10，但前缀部分的采用将要求标准中的改变。

网络中每一路由元件知道自己和邻近单元的位置。路由元件确切知道数据包向其路由的下一个元件。相同的信息也可以在一个结点向下一个结点转发数据包情形时利用。利用地理位置信息的部件不必是路由器。位置信息由下一个个元件的方向和距离组成。下一个元件可以是一可移动装置。当网络无线装置知道目标的确切位置时，在调节天线的发送强度和方向时可利用该方向和距离信息。本发明的好处在于，当与常规的无线系统比较时，无线发送引起干扰对其它站的干扰较少，并导致较好的频率效率。

在本发明的实施例中，位置信息可以人工输入或使用已知的定位技术计算。当客户机是可移动的装置时，定位技术是唯一合理的解决方案，因为定位信息必须被更新。例如可以通过使用GPS-接收器或蜂窝式网络(诸如GSM或UMTS)定位方法进行。被改变的地址必须在在控制可移动装置的位置和地址的寄存器中更新。当位置信息正确且为最新时，可以设计各种基于可能的位置应用程序。例如，客户机具有能够检索电子邮件附件的可移动终端，且为了签字者的需要附件需要印刷在纸上。当可移动装置和打印机都具有唯一的基于位置的IP地址时，文挡能够发送到最近可用的打印机。

在其它的实施例中，指定给可移动装置的地址不更新位置信息。指定的位置座标是从路由器发送的，且路由器对可移动装置指定一个终端装置号码。定位的精确性取决于使用的路由器单元的大小。例如，在兰牙路由器的情形下，良好的精确性足以用于许多服务。兰牙路由器例如能够配置到办公室或会议室。指定唯一的终端装置号码在可移动装置不具有精确定位装置的情形下是特别方便的。

图2示出一种应用的例子，其中地理位置信息在地址的后缀部分使用。在图中该系统由一路由器(RT)组成，该路由器在因特网和子网之间路由数据包。在子网(Subnet)中，有一组客户，即网络结点。这些结点可以是固定的(NODE 1-4)或可移动的(MOB)。本发明的好处足以它不需要任何特别的硬件。使用特别的知道位置的硬件，易于实现进一步的应用，诸如网络优化或基于位置的服务。应用中重要的事情是位置信息是本地的并指定给子网。例如，在带有标题近地点一子网中，可并行地采用本发明的另一实施例。例如，可根据路由器(RT)的地理地址、可移动结点装置的号码指定可移动结点(MOB)地址，而在子网中通过根据它们自己的地理位置所指定地址可对某些固定结点寻址，且通过“通常”基于MAC的寻址方案对其它固定结点寻址。除非应用程序，诸如网络优化或基于位置的服务需要，否则在网络中不必对所有的结点都具有基于地理位置信息的地址。还能够在客户机之间建立直接的连接，诸如连接20，其中可移动装置直接连接到结点4。例如直接连接在兰牙技术可用的情形下是有益的。替代移动装置，可在结点和具有自己的IP地址的外围设备之间建立连接。

本发明不限于以上的说明，当满足专利权利要求的发明的概念时其它应用也是可能的。