CN1127832C

CN1127832C - 控制单向与双向适配器间数据的链路层传送的方法和设备

Info

Publication number: CN1127832C
Application number: CN98125896A
Authority: CN
Inventors: 理查德·阿德里亚诺; 普尔尼马·拉瓦伊; 杨霍·松
Original assignee: General Instrument Corp
Current assignee: Arris Technology Inc
Priority date: 1997-11-10
Filing date: 1998-11-10
Publication date: 2003-11-12
Anticipated expiration: 2018-11-10
Also published as: EP0915591A3; CA2253109A1; US6484210B1; JPH11289352A; CN1219054A; TW408542B; EP0915591A2

Abstract

一种方法和设备，允许个人计算机经过电缆广播信道或卫星电视网络从诸如因特网的计算机网络接收数据，同时经过电话线上行发送数据给计算机网络。分组处理中继处理(PPRA)在诸如经过电缆网络接收因特网数据的电缆调制解调器的单向网络适配器和诸如经过电话网与因特网服务器及其它用户通信的电话调制解调器的双向返回路径适配器之间在数据链路层上传送数据。通过在电话调制解调器上传送具有电缆调制解调器源地址的上行IP分组，该系统提供与TCP/IP路由选择/寻址约定的兼容性。通过在数据链路层组合入较高层功能，PPRA可增强功能。

Description

控制单向与双向适配器间数据的链路层传送的方法和设备

本申请要求1997年1月10日提交的美国临时专利申请序号60/065054的利益。

技术领域

本发明涉及允许个人计算机从诸如因特网之类的计算机网络经过例如电缆或卫星电视网络的广播信道接收数据同时经过电话线发送上行到计算机网络的数据的方法和设备。

使用以下缩写：

ARP：地址解析协议；

CPU：中央处理单元；

DHCP：动态主机配置协议；

HTTP：超文本传输协议；

IETF：因特网工程任务强制转移；

IGMP：因特网组管理协议；

IP：因特网协议；

IPCP：因特网协议配置协议；

ISP：因特网业务提供商；

LAN：局域网；

LMDS：本地多点分配系统；

MMDS：多信道多点分配系统；

MSO：多系统经营者；

PC：个人计算机；

PPP：点对点协议；

PPRA：分组处理中继代理；

RF：射频；

RFC：注解请求；

TCP：传输控制协议；

UDP：用户数据报协议；

UHF：特高频；

WAN：广域网。

背景技术

现有有线电视网络经过同轴电缆或混合的光纤与同轴电缆网络传递数字电视信号到用户家中。另外，直接发送节目到用户家中的卫星分配网络也更加普及。发送到用户的数字信号提供高保真度视频和音频。其它类型的数据也可发送给用户，诸如闭合字幕数据、股票数据、天气报告等等。这个数据可调制到整个电视信号信道或电视信号信道的一部分，诸如垂直消隐间隔，并且在用户家中的解码器中恢复。

另外，一些电缆网络提供上行通信路径，允许用户发送信号给前端，例如预定计次付费节目或检验帐目平衡。

而且，诸如因特网的计算机网络普及率快速地增长；特别在一般的公众中，使用用于娱乐、教育和信息目的因特网并且与其它用户通信。用户一般经过PC接入因特网并且经过常规的双工电话线接入电话调制解调器以便从各种远端服务器下载图表、文本甚至音频及视频数据。用户还可通过从发送者的PC发送数据给接收者的PC互相实时地通信。因此，经过双向电话调制解调器发送数据给该PC和从PC发送数据。

电话和电缆或卫星电视网络之间的重要差别是带宽。因为建立电话网络只传递话音信号，带宽很有限，例如3KHz。相反，电缆电视和卫星网络用于传递完全运动的视频，因此具有大得多的带宽，例如几百MHz或更大。

因此，由于可用的更大带宽，更希望在电缆或卫星网络上提供因特网数据业务等。这样安排将大大地加速对用户的PC的响应，同时提供附加的市场机会给电缆和卫星网络经营者。但是，对于卫星或陆上广播网络包括UHF、MMDS和LMDS提供上行路径不是可行的。此外，很多电缆电视网络不构成用于上行通信，或者可限制任何这样的规定和不适于处理来自大量用户的传输。特别地，网络经营者可能更喜欢保持可用的上行路径用于重要的增加收入活动，诸如计次收费预定。

此外，由于电缆/卫星信道是广播信道，而电话线是点对点信道，在电缆/卫星广播环境中对PC可用的通信与寻址协议不是无缝地工作。此外，计算机网络的通信与寻址协议与电缆和卫星电视设备一般不兼容。

因此，希望提供一个系统，允许PC经过电缆、卫星或陆地广播电视网络的下行广播信道从诸如因特网的计算机网络接收数据，同时经过上行电话线发送数据给计算机网络。该系统提供与由计算机网络使用的协议堆栈的路由选择/寻址协定的兼容性。

另外，设计该系统使得具有电缆调制解调器源地址的分组不被电话网络拒绝，如果电话网提供者使用反诱骗滤波器，该反诱骗滤波器拒绝具有该电话网不识别的源地址的分组。因此，应设计该系统具有有关通过电话网络的分组的电话网络指定源地址。

系统应提供从电缆调制解调器到电话调制解调器的逻辑路径。

系统应提供分组处理中继代理，该分组处理中继代理实现功能增强，包括应用级代理权、DHCP中继代理、IGMP代理权、IP封装、IP滤波、数据链路层隧穿、数据链路层滤波和代理权ARP代理。

发明内容

本发明提供具有上述和其它优点的系统。

本发明涉及一种方法和设备，允许个人计算机、路由器/桥或其它装置经过电缆、卫星或其它陆上广播电视网络的广播信道从诸如因特网的计算机网络接收数据，同时经过电话线发送数据上行到计算机网络。因此本发明允许用户经过高带宽信道从计算机网络存取和检索数据。

提供一个特定的方法，使用双向适配器如电话调制解调器从单向、只接收的适配器如电缆、卫星、陆地广播或其它有线或无线调制解调器提供链路层传送到计算机网络。陆地广播系统如MMDS采用诸如微波信号的视距陆地信号。单向适配器经过第一通信路径诸如电缆电视链路或卫星链路从计算机网络接收数据，而双向适配器经过第二通信路径如电话链路从计算机网络的业务提供者接收数据和发送数据给业务提供者。业务提供者可以是ISP，允许用户接入计算机网络，诸如因特网。

根据本发明的一方面，提供一种控制从单向适配器向双向适配器的数据的链路层传送的方法，包括步骤：监视在单向适配器的数据链路层驱动器接收的数据分组，和确定该数据分组是否从单向适配器的较高协议层接收的。如果该数据分组不是从较高协议层接收的，该数据分组从单向适配器的数据链路层驱动器提供给较高协议层。

实质上，如果该数据分组不是从单向适配器的较高协议层接收的，则很可能是从较低协议层如包括单向适配器的物理层接收的。在这种情况下，数据分组例如可包括经过第一通信路径接收的因特网数据。

如果该数据是从较高协议层接收的，该数据分组从单向适配器的数据链路层驱动器传送给分组处理中继代理。分组处理中继代理传送它的数据分组，随后传送该数据分组给双向适配器的数据链路层驱动器。双向适配器的数据链路层驱动器提供数据分组，例如在第二通信路径上上行发送该分组以便经过业务提供者传送给计算机网络。

根据本发明的另一个方面，提供一种控制从双向适配器向单向适配器的数据的链路层传送的方法，包括步骤：监视在双向适配器的数据链路层驱动器接收的数据分组和确定该数据分组是否是从双向适配器的较高协议层接收的。如果该数据分组是从较高协议层接收的，则数据分组经过业务提供者传送给计算机网络。

如果数据分组不是从较高协议层接收而且不是寻址单向适配器的IP/网络地址，该数据分组从双向适配器的数据链路层驱动器提供给较高协议层。如果数据分组不是从较高协议层接收的而是寻址单向适配器的IP/网络地址，数据分组从双向适配器的数据链路层驱动器传送给分组处理中继代理。

实质上，如果数据分组不是从双向适配器较高协议层接收的，则它是从较低协议层例如包括双向适配器的物理层接收的。在这种情况，数据分组例如可包括从业务提供者接收的会话初始化数据。

分组处理中继代理传送给它的数据分组，随后传送该数据分组给单向适配器的数据链路层驱动器。

分组处理中继代理可处理传送给它的数据分组，以提供包括下列之一的功能增强：应用级代理权、DHCP中继代理、IGMP代理权、IP封装、IP滤波、数据链路层隧穿、数据链路层滤波和代理权ARP代理。

在一个实施例中，除了传送功能之外，通过封装该数据分组为封装分组中的有效负荷，分组处理中继代理处理传送给它的数据分组。封装的数据具有与双向适配器相关的源地址和与拆封模块相关的目的地地址。拆封模块可能在电缆操作者网络，或在电话网(如ISP)与计算机网络(如因特网)之间。这允许封装分组由业务提供者识别，即使单向适配器的源地址不是由业务提供者识别。

典型地与电缆操作者的网络相关的拆封模块拆封该封装数据以便恢复在其中封装的数据分组。恢复的数据分组具有与计算机网络中一个位置相关的目的地地址和与单向适配器相关的源地址。恢复的数据分组则传送给该计算机网络的位置，诸如因特网Wed(网)站点。

分组处理中继代理适用于处理传送给它的数据分组，以提供上述的一个或几个功能增强。

根据本发明的再另一方面，提供一种控制从双向适配器向单向适配器的数据的链路层传送的设备，其中所述单向适配器经过第一通信路径从计算机网络接收数据，而所述双向适配器经过第二通信路径从所述计算机网络的业务提供者接收数据并向业务提供者发送数据，包括：

所述单向适配器的数据链路层驱动器；

所述双向适配器的数据链路层驱动器，用于监视在其上接收的的数据分组和确定所述数据分组是否从所述双向适配器的较高协议层接收的；和

一个分组处理中继代理，其中：

如果所述数据分组是从所述较高协议层接收的，提供所述数据分组，以便经过所述业务提供者传送给所述计算机网络；

如果所述数据分组不是从所述较高协议层接收的而且不是寻址所述单向适配器的网络层地址，从所述双向适配器的所述数据链路层驱动器提供所述数据分组给所述较高协议层；

如果所述数据分组不是从所述较高协议层接收的而且寻址到所述单向适配器的所述网络层地址，从所述双向适配器的所述数据链路层驱动器传送所述数据分组给所述分组处理中继代理；和

所述分组处理中继代理适于处理传送给它的所述数据分组并将它传送给所述单向适配器的所述数据链路层驱动器。

根据本发明的再另一方面，提供了一种控制从单向适配器向双向适配器的数据的链路层传送的设备，其中所述单向适配器经过第一通信路径从计算机网络接收数据，而所述双向适配器经过第二通信路径从所述计算机网络的业务提供者接收数据并且向业务提供者发送数据，包括：

所述双向适配器的数据链路层驱动器；

所述单向适配器的数据链路层驱动器，用于监视接收的数据分组和确定所述数据分组是否从所述单向适配器的较高协议层接收的；和

一个分组处理中继代理；其中：

如果所述数据分组不是从所述较高协议层接收的，所述数据分组从所述单向适配器的所述数据链路层驱动器提供给所述较高协议层；

如果所述数据分组是从所述较高协议层接收的，则数据分组从所述单向适配器的所述数据链路层驱动器传送给所述分组处理中继代理；

所述分组处理中继代理适用于处理传送给它的数据分组并将它传送给所述双向适配器的所述数据链路层驱动器；和

所述双向适配器的所述数据链路层驱动器适用于提供传送给它的所述数据分组，以便经过所述业务提供者传送给所述计算机网络。

附图说明

图1表示根据本发明的系统结构。

图2表示根据本发明的协议堆栈。

图3表示根据本发明的电缆调制解调器驱动器的处理流程。

图4表示根据本发明的电话调制解调器驱动器的处理流程。

图5表示根据本发明在ISP电话网从电话调制解调器发送给IP拆封器的分组。

图6表示根据本发明从电缆操作者的网络发送给电缆调制解调器的分组。

具体实施方式

本发明涉及一种方法和设备，允许个人计算机、路由器/桥或其它装置从计算机网络诸如因特网经过电缆、卫星或其它陆地广播电视网络的广播信道接收数据，同时经过电话线发送上行数据到计算机网络。

在这里使用术语“计算机网络”指任何网络、因特网、互连网、子网等。

在计算机网络中传送数据的协议经常由协议层的堆栈定义。每层执行次较高层的业务，而且每层的协议是与另一层的协议无关。执行的业务可包括例如附加标题和/或尾部信息，设定定时器或执行差错检测和/或纠错。

堆栈中的最低层是物理层，它是实际的媒介。接着，可提供数据链路层、网络层、传输层和应用层。应用层指软件，诸如在PC上的浏览操作。传输层通过计算丢失或差错分组增强网络层的可靠性，并且允许标准的原始集与不同网络一起使用。网络层选择从源到目的地传送数据分组的合适路径(例如链路和路由器)，并且允许不同类型网络之间通信。特别地，提供在不同链路和路由器中的带宽管理。数据链路层计算数据分组的形成(如数据帧的适当长度)、差错控制、流程控制和检错及纠错。物理层可包括铜线或光纤或者无线路径，它是数据分组在其上传送的媒介。

在网络层，来自传输层的数据作为分组提供，并用加上分组标题。在数据链路层，从网络层来的数据作为帧提供，而且可加上帧标题。在数据链路层可查阅分组的处理，在这里可知道提供了那个组的帧。最后，在物理层，该帧调制到载波上，以便在物理媒介上传输。

由目的地机器接收的数据帧以相反的顺序处理，例如从物理层到数据链路层、网络层、传输层和应用层。

特别地，因特网一般使用称为TCP的面向连接的传输层协议和称为IP的网络层协议。TCP业务通过使发送与接收机建立称为插座的端点而建立的。每个插座有一个插座号或地址，包括到主机的IP地址和本机到主机的16比特号，称为端口。因此，TCP标题包括源端口和目的地端口。连接是使用插座呼叫在发送机的插座与接收机的插座之间明显地建立的。

但是，当经过单向广播网络从计算机网络传送数据给PC或路由器/桥装置时遇到了TCP/IP堆栈困难，在单向广播网络中提供返回路径，例如从PC或路由器/桥装置到计算机网络的上行电话链路。

例如，对于电缆调制解调器系统，电缆电视设备可分配一个标准电视信道(如6MHz)给因特网和多媒体业务的数据传送。PC经过电缆调制解调器使用相同类型的试验线路(hook-up)作为电视机与该电视设备(如“广播设备”)网络接口。一旦接通，电缆调制解调器转到数据传送的信道，以便接入因特网和由电缆电视经营者提供的其它多媒体业务。

电缆调制解调器接收在电视网络上传递的数字信息并传送给该PC。在迂回路径如电话连接上提供从用户住处的PC到因特网业务的返回信号通信。

另外，在“双归的”电缆调制解调器结构中，电缆调制解调器和电话调制解调器(例返回路径适配器)的IP地址通常是动态地指定的并且从不同的地址组管理的。电缆调制解调器和电话调制解调器也称为“适配器”。术语“双归属”是指一个结构，在一个装置中如PC中有两个网络适配器，不同的IP地址用于每个适配器。电话适配器的地址可使用IPCP指定，而电缆调制解调器的地址典型地例如使用DHCP指定。

在双归的电缆调制解调器网络结构中，由于电缆电视链路的单向特性，所有上行业务传送给电话调制解调器。从因特网服务器发送给PC的数据应寻址到与电缆调制解调器适配器相关的IP堆栈。但是，电话适配器输出的分组通常具有与该电话适配器相关的IP地址。这个安排违反大多数客户机TCP/IP堆栈的路由选择/寻址约定。

图1表示根据本发明的系统结构。该结构包括一个MSO/电缆经营者网络110、可放置在用户家中的客户机PC 120、一个ISP电话网140(如交换设施)和一个计算机网络150，如因特网。MSO/电缆经营者网络110包括用于与因特网150通信的MSO路由器116、用于指定DHCP地址给由网络110服务的不同电缆调制解调器的电缆网络地址服务器114和一个宽带网络集线器(hub)112，它在RF信道118上提供数据给电缆调制解调器组。IP拆封模块148也可与电缆经营者网络110相关。

任选地，IP拆封模块148可放置在ISP电话网140与因特网150之间。

RF信道可以是电缆链路，例如包括光纤和/或同轴电缆、或者无线网络，如卫星链路，或者MMDS链路。注意，RF信道118也可用常规方式广播电视信号和其它数据给解码器组。本发明与现有的广播及接收设备兼容。

PC 120另外可能是接到家中的一台或几台PC的路由器/桥装置，例如在LAN中包括一个单向电缆调制解调器122(如单向适配器)、根据本发明的分组处理中继代理124和一个电话调制解调器126(例如双向适配器)。电话调制解调器126包括发送和接收能力，而电缆调制解调器122只接收。通信路径128允许在这些单元之间通信。电缆调制解调器122和电话调制解调器126例如可提供作为PC的内部或外部卡。中继处理124在PC120中或在PC120外部的设备中可以以软件、固件和/或硬件实现。调制解调器122例如可以与电缆、卫星、MMDS、LMDS、UHF或其它信号一起使用。

注意，PC120包括常规的硬件部件，诸如CPU和存储器，它可提供控制信号给电缆调制解调器122和电话调制解调器126，以及实现中继代理124的功能。

ISP电话网140经过电话线138从电话调制解调器126接收数据。ISP电话网140包括一个终端服务器144、电话网址服务器146和连接ISP电话网140到因特网150的ISP路由器142。因特网150包括代表的服务器155，它存储由PC120检索的数据。PPRA 124是数据链路层传送实体，可在单向系统中使用，数据通过一个接口接收但是通过不同的返回路径接口发送出去。附加的传输、网络或链路层处理可包含在分组处理代理中，对协议堆栈中的较高层是透明的。

PPRA 124查找从到单向适配器的协议堆栈中接收的所有分组。在所示的实施例中，单向适配器是电缆调制解调器122，它只经过RF信道118从电缆电视网络114接收下行信息。另外，中继代理124监视发送到和从返回路径适配器接收的所有分组，在所示实施例中适配器是电话调制解调器126。至少PPRA 124在数据链路层从单向适配器122向返回路径适配器126传送分组。

在某些情况下，在电话返回网络中的路由器ISP路由器142可拒绝分组，如果分组的源地址不是来自它们管理的网络。例如，如果分组具有对应电缆调制解调器122的源地址，它不能被ISP路由器1 42识别，因此在ISP路由器142被取下(丢弃)。但是，将认别具有来自电话调制解调器126的源地址的分组，并且允许从ISP网络140传播到因特网150。ISP路由器142使用抗诱骗滤波器滤去不被识别的分组。另外，有关识别分组的源地址是先前由电话网地址服务器146指定的那些地址。

数据链路层或网络层隧穿协议可用于诸如抗诱骗滤波器之类的环境。隧穿允许在源与目的地主机之间通信，源与目的地主机是在相同类型但是由不同类型的网络分开的不同网络上。利用隧穿，在另一个分组的有效负荷数据字段中传递整个分组。

在数据链路层(第2层，点对点隧穿协议“PPTP”，第2层隧穿协议“L2TP”)和网络层(第3层，IP隧穿)定义的隧道是双向信道。由于电缆调制解调器网络结构对于路由选择是不对称的，诸如在IETF RFC 2003中定义的IP隧穿方案可在电缆调制解调器系统部分地实现。

本发明通过ISP电话网140，例如在MSO/电缆经营者网络110中从PC120到IP拆封器148在上行方向中实现单向隧道。在网络层，每个分组的外部IP标题中的源地址是寻址PPP适配器的IP地址，或者是电话调制解调器125的IP地址。标题中的目的地地址是IP拆封器模块148的地址。当在ISP路由器142使用抗诱骗滤波器时，在由PPRA 124中实现的IP封装功能从电话适配器126发送出之前，如上所述，来自电缆调制解调器堆栈的所有输出分组进行封装。

如所述的，电话调制解调器126的地址使用IPCP指定，而最好电缆调制解调器122的地址使用DHCP指定。使用DHCP的网络设备要求通过需要配置参数的适配器如电缆适配器与DHCP电缆网络地址服务器114进行双向通信。

图2表示根据本发明的协议堆栈。代表PC 120的协议的堆栈200包括用户应用210(诸如在PC上运行的因特网浏览器)、例如使用TCP的传输驱动器层220、例如使用IP的网络驱动层230、数据链路层240和物理层250。

数据链路层240包括一个电话调制解调器驱动器226、PPRA 224和电缆调制解调器驱动器222。物理层包括电话调制解调器1 26和电缆调制解调器122。PC经过只接收的电缆调制解调器122接收数据，并且经过电话调制解调器126发送和接收数据。例如，用户可在应用层210输入一个请求以查看在因特网Web站点的Web网页。在这种情况下，处理从用户应用层210进到传输层驱动器220、网络层驱动器230、电缆调制解调器驱动器、中继代理224、电话调制解调器驱动器226、最后到电话调制解调器126。注意，电缆调制解调器驱动器222需要该用户请求中继代 224而不是电缆调制解调器122。电话调制解调器126则使用电话链路传送消息给电话网，然后根据其目的地地址发送该消息给合适的因特网服务器。

服务器155典型地根据HTTP接收合适Web网页的请求。服务器155发回请求信息给在与电缆调制解调器适配器122相关的IP地址上的PC120。具体地讲，请求信息发送给MSO/电缆操作者的网络，然后在RF信道118上发送并由电缆调制解调器222接收。对这个数据的处理从电缆调制解调器122前进到电缆调制解调器驱动器222、网络层驱动器230、传输层驱动器220、最后到用户应用层210，在该应用层由浏览器处理并且在PC的屏幕上显示。

在开始，当PC120希望建立与图1的ISP电话网络140的连接时，一定出现会话初始化。

首先，电话调制解调器126需要与终端服务器144连接并且得到IP地址，然后该IP地址指定给与该电话调制解调器相关的TCP/IP栈。在会话初始化期间PC与ISP电话网络140之间交换的信息包括连接请求和连接指示原始(primitive)。

这时，在电话链路上与在因特网的服务器的双向通信是可能的。接着，电缆调制解调器堆栈需要初始化。这意味着电缆调制解调器需要得到其IP地址和网络配置信息。由于电缆调制解调器122是单向的、只接收的适配器，对信息的这个请求使用PPRA 124通过电话调制解调器126发送出。

响应该请求，电缆调制解调器的IP地址和来自电缆网地址服务器114的网络初始化信息经过因特网150和ISP电话网140在电话调制解调器126上接收。一旦初始化电缆调制解调器堆栈，传送给电缆调制解调器堆栈的所有数据在电缆调制解调器122接收而不通过电话调制解调器126。

一旦对从电缆调制解调器堆栈到因特网的上行通信而为该PC建立了连接，分组在数据链路层240上从电缆调制解调器驱动器222经过PPRA 124传送分组给电话调制解调器驱动器226。然后分组从电话调制解调器驱动器226提供给返回路径适配器(如电话调制解调器)126并且上行发送给ISP电话网络140。对增大应用、传输、网络及数据链路层功能的另外分组处理可包括在PPRA 224中。可在PPRA中实现的功能增强包括应用级代理权、DHCP中继代理、IGMP代理权、IP封装、IP滤波、数据链路层隧穿和滤波及代理权ARP代理。

注意，堆栈200可认为在概念上代表在左手侧的电话调制解调器堆栈202和在右手侧的电缆调制解调器204。在数据链路层240，PPRA 224可认为是在数据链路层的电话调制解调器堆栈202及电缆调制解调器堆栈204之间的接口。

一般地，在图2中，虚线代表在初始化期间可能的数据流，而粗线代表在电缆调制解调器的正常因特网访问运行模式中可能的数据流。电话调制解调器驱动器226和电话调制解调器126之间的路径总是双向的，因此可根据要求传递初始化数据和因特网数据。

图3表示根据本发明的电缆调制解调器驱动器的处理流程。在方框300处理开始。在方框305，对分组是否由电缆调制解调器驱动器接收进行确定。如果是，处理前进到方框310，在这里进行确定该分组是否来自较高协议层。处理也可经过来自图4的“A”312前进到方框310，对于由电缆调制解调器驱动器222从PPRA 224接收的分组来说。

注意，由电缆调制解调器驱动器从PPRA(例如从“A”312)接收的数据可包括用于建立与因特网会话的会话初始化数据。此外，在电缆调制解调器的会初始化的DHCP事务处理要求与电缆网络地址服务器114的双向通信。初始化数据从电缆网络地址服务器114发送给电话调制解调器接口，并且预定发送给电缆调制解调器堆栈。

如果该分组不是来自较高协议层，则该分组是来自在电缆调制解调器堆栈204中较低的、物理层上的电缆调制解调器122。在这种情况，在方框315，该分组向上传送给网络层驱动器和电缆调制解调器堆栈204中的后续较高层。由电缆调制解调器驱动器222从电缆调制解调器122接收的数据是在电缆电视设备的下行信道(如RF信道118)上、卫星广播链路或其它信道上发送的数据，诸如Web网页。

在方框320，如果分组是来自较高协议层(例如层210、220或230)，则分组传送给PPRA。在方框325，PPRA根据要求处理该分组。这个处理可包括封装或拆封，或者前所指的任何功能增强。在方框330，一旦在PPRA完成处理，PPRA发送“分组准备好发送”信号给电话调制解调器驱动器226。在方框335，分组传送给电话调制解调器驱动器，并且在方框340，该分组从电话调制解调器驱动器226传送给电话调制解调器126。然后该分组准备好在电话链路上上行传输。在方框345处理终止。

图4表示根据本发明的电话调制解调器驱动器的处理流程。在方框400处理流程开始。在方框405，进行确定分组是否由电话调制解调器驱动器226接收。记住，包括几个分组的所有帧由在数据链路层的电话调制解调器驱动器处理。如果存在分组，在方框410进行确定该分组是否来自较高层协议层。如果是，在方框415，该分组是来自电话调制解调器协议堆栈的较高层驱动器(诸如网络层驱动器230)。然后根据要求处理该分组。在方框417，分组随后经过电话链路发送给ISP电话网140。

如果分组不是来自电话调制解调器协议堆栈中的较高层，则在方框420进行确定该分组是否寻址电缆调制解调器堆栈。如果不是，在方框425，该分组在电话调制解调器堆栈中向上传送。例如，预定给电话调制解调器堆栈的分组可包括该电话调制解调器的会话初始化数据。

如果该分组寻址该电缆调制解调器堆栈，在方框430，根据要求由PPRA处理该分组。这个处理可包括封装或拆封，或者上面所提的任何其它功能增强。例如，预定给该电缆调制解调器堆栈的分组可包括该电缆调制解调器的会话初始化数据。在电缆调制解调器堆栈初始化阶段期间一般将出现经过电话调制解调器驱动器驱动器传送数据给该电缆调制解调器堆栈。一旦该系统初始化和网络工作时，经过广播RF信道而不经过电话调制解调器进行从因特网到电缆调制解调器的通信。

当在方框440，在PPRA完成处理时，PPRA发送“分组准备好发送”信号给电缆调制解调器驱动器。在方框445，该分组传送给电缆调制解调器驱动器，而且处理在图3中“A”312继续。

图5表示根据本发明在ISP电话网络从电话调制解调器发送给IP拆封器的分组。TCP或UDP分组500(例如封装分组)包括IP封装标题510和有效负荷550。注意，该分组500以简化的形式表示，因为各种其它字段诸如检验字段及序号字段未示出。

IP封装标题510包括IP拆封器模块512的IP目的地地址和电话调制解调器514的IP源地址。有效负荷550传递另一个整个TCP分组555，它包括因特网服务器560的IP目的地地址(或计算机网络中的其它位置)、电缆调制解调器堆栈565的IP源地址和有效负荷570，诸如请求观看在目的地地址560中特写因特网服务器的Web网页的数据。在这里，TCP分组555在TCP分组500内开隧道。这个配置超过由电话网使用的抗诱骗滤波器。

特别地，采用抗诱骗滤波器的电话网不识别电缆调制解调器堆栈565的IP源地址，因为电缆调制解调器不是电话网的一部分。但是，该电话网将识别该电话调制解调器514的IP源地址，因为该电话调制解调器是该电话网的一部分。当由IP拆封器模块148(图1)收到TCP分组500时，提取分组555并且发送给由IP地址560识别的服务器155。

注意，如果ISP电话网140不使用抗诱骗滤波器，分组555可直接地发送而不必开隧道。

当图1的因特网服务器155接收观看特定Web网页的请求时，服务器根据图5的电缆调制解调器堆栈565的IP源地址发送Web网页作为HTML数据。这个IP源地址565指定MSO路由器116应接收请求的Web网页或其它数据。

图6表示根据本发明从电缆经营者的网络发送给电缆调制解调器的分组。Web网页或其它因特网数据从服务器155发送给MSO路由器116作为TCP/IP分组650，它包括电缆调制解调器堆栈620的IP目的地地址、因特网服务器630的IP源地址和包括请求的Web网页数据或其它数据的有效负荷部分640。

当由MSO路由器116接收TCP分组650时，它被传送给广播网络主机112，因为该分组上的IP目的地地址是指定给下行RF信道上的电缆调制解调器的地址。广播网络集线器112经过可用信道分配中的RF信道118发送包括TCP/IP分组650的整个数据分组600给电缆调制解调器122。

现在应该清楚，本发明提供在单向网络适配器和双向返回路径适配器之间传送数据的方法。本发明不限于与电缆电视系统或与电话返回路径一起使用。可使用这里披露的PPRA链接任何合适的单向网络适配器和双向返回路径适配器。

此外，术语“单向适配器”意味着包含一个适配器，它只有单向只接收能力，以及一个适配器，它具有双向能力但是以单向模式工作。

虽然已结合各种具体实施例叙述了本发明，但是本领域的技术人员知道，在不脱离权利要求书规定的本发明的精神和范围下可对其进行各种改正和修改。

Claims

1、一种控制从双向适配器向单向适配器的数据的链路层传送的方法，其中所述单向适配器经过第一通信路径从计算机网络接收数据，而所述双向适配器经过第二通信路径从所述计算机网络的业务提供者接收数据和发送数据给业务提供者，包括步骤：

监视在所述双向适配器的数据链路层驱动器接收的数据分组；

确定所述数据分组是否从所述双向适配器的较高协议层接收的；

如果所述数据分组是从所述较高协议层接收的，经过所述业务提供者提供所述数据分组以便传送给所述计算机网络；

如果所述数据分组不是从所述较高协议层接收的而且不是寻址所述单向适配器的网络层地址，从所述双向适配器的所述数据链路层驱动器提供所述数据分组给所述较高协议层；和

如果所述数据分组不是从所述较高协议层接收的而且是寻址所述单向适配器的网络层地址，则从所述双向适配器的所述数据链路层驱动器传送所述数据分组给分组处理中继代理；其中：

所述分组处理中继代理适于处理传送给它的所述数据分组并且将它传送给所述单向适配器的数据链路层驱动器。

2、根据权利要求1的方法，其中：

所述第一通信路径包括一条电缆电视链路、一条卫星电视链路和一条陆地广播电视链路中的至少一条。

3、根据权利要求1的方法，其中：

所述单向适配器包括一个电缆电视调制解调器、卫星电视调制解调器和一个陆地广播电视调制解调器之一。

4、根据权利要求1的方法，其中：

所述第二通信路径包括一条电话链路。

5、根据权利要求1的方法，其中：

所述双向适配器包括一个调制解调器。

6、根据前面的权利要求之一的方法，

还包括通过所述分组处理中继代理处理传送给它的所述数据分组，至少提供包括下列之一的功能增强：

应用级代理权、动态主机配置协议中继代理、因特网组管理协议代理权、因特网协议封闭、因特网协议滤波、数据链路层隧穿、数据链路层滤波和代理权地址解析协议代理。

7、一种控制从单向适配器向双向适配器的数据的链路层传送的方法，其中所述单向适配器经过第一通信路径从计算机网络接收数据，而所述双向适配器经过第二通信路径从所述计算机网络的业务提供者接收数据并且发送数据给业务提供者，包括步骤：

监视在所述单向适配器的数据链路层驱动器上接收的数据分组；

确定是否从所述单向适配器的较高协议层接收所述数据分组；

如果所述数据分组不是从所述较高协议层接收的，从所述数据链路层驱动器提供所述数据分组给所述较高协议层；

如果所述数据分组是从所述较高协议层接收的，从所述单向适配器的所述数据链路层驱动器传送所述数据分组给分组处理中继代理；其中

所述分组处理中继代理适于处理传送给它的所述数据分组并将它传送给所述双向适配器的数据链路层驱动器；和

所述双向适配器的所述数据链路层驱动器适于经过所述业务提供者提供所述数据分组，以便传送给所述计算机网络。

8、根据权利要求7的方法，其中：

9、根据权利要求7的方法，其中：

所述单向适配器包括一个电缆电视调制解调器、一个卫星电视调制解调器和一个陆地广播电视调制解调器之一；

10、根据权利要求7的方法，其中所述第二通信路径包括一条电话链路。

11、根据权利要求7的方法，其中所述双向适配器包括一个调制解调器。

12、根据权利要求7至11之一的方法，其中：

所述分组处理中继代理通过封装所述数据分组为封装分组中的有效负荷来处理传送给它的所述数据分组；和

所述封装分组具有与所述双向适配器相关的源地址和与拆封模块相关的目的地址。

13、根据权利要求12的方法，其中：

所述拆封模块拆封所述封装分组，以恢复在其中封装的所述数据分组；

所述恢复的数据分组具有与在所述计算机网络中的一个位置相关的目的地地址和与所述单向适配器相关的源地址；以及

所恢复的数据分组传送给所述计算机网络的所述位置。

14、根据权利要求13的方法，其中：

所述计算机网络中所述位置是因特网站点。

15、根据权利要求12的方法，其中：

所述拆封模块与以下之一相关：(a)所述业务提供者，和(b)与所述第一通信路径相关的经营者的网络。

16、根据权利要求7的方法，还包括通过所述分组处理中继代理处理传送给它的所述数据分组，提供包括至少以下之一的功能增强：

应用级代理权、动态主机配置协议中继代理、因特网组管理协议代理权、因特网协议封装、因特网协议滤波、数据链路层遂穿、数据链路层滤波和代理权地址解析协议代理。

17、一种控制从双向适配器向单向适配器的数据的链路层传送的设备，其中所述单向适配器经过第一通信路径从计算机网络接收数据，而所述双向适配器经过第二通信路径从所述计算机网络的业务提供者接收数据并向业务提供者发送数据，包括：

所述单向适配器的数据链路层驱动器；

一个分组处理中继代理，其中：

18、根据权利要求17的设备，其中：

所述第一通信路径至少包括电缆电视链路、卫星电视链路和陆地广播电视链路之一。

19、根据权利要求17的设备，其中：

所述单向适配器包括电缆电视调制解调器、卫星电视调制解调器和陆地广播电视调制解调器之一。

20、根据权利要求17的设备，其中：所述第二通信路径包括电话链路。

21、根据权利要求17的设备，其中：

所述双向适配器包括一个调制解调器。

22、根据权利要求17至21之一的设备，其中所述分组处理中继代理包括一处理器，用于提供包括至少以下之一的功能增强：

应用级代理权、动态主机配置协议中继代理、因特网组管理协议代理权、因特网协议封装、因特网协议滤波、数据链路层隧穿、数据链路层滤波和代理权地址解析协议代理。

23、一种控制从单向适配器向双向适配器的数据的链路层传送的设备，其中所述单向适配器经过第一通信路径从计算机网络接收数据，而所述双向适配器经过第二通信路径从所述计算机网络的业务提供者接收数据并且向业务提供者发送数据，包括：

所述双向适配器的数据链路层驱动器；

一个分组处理中继代理；其中：

24、根据权利要求23的设备，其中：

25、根据权利要求23的设备，其中：

26、根据权利要求23的设备，其中：

所述第二通信路径包括一条电话链路。

27、根据权利要求23的设备，其中：

所述双向适配器包括一个调制解调器。

28、根据权利要求23至27之一的设备，其中：

所述分组处理中继代理与所述双向适配器相连，用于通过封装所述数据分组为一封装分组中的有效负荷来处理传送给它的所述数据分组；和

所述封装分组具有与所述双向适配器相关的源地址。

29、根据权利要求28的设备，还包括：

与所述分组处理中继代理相连的一拆封模块，用于拆封所述封装分组以恢复在其中封装的所述数据分组；

所述封装分组具有与所述拆封模块相关的目的地地址；

所述恢复数据分组具有与在所述计算机网络中的一个位置相关的目的地地址，和与所述单向适配器相关的源地址；以及

所述恢复的数据分组传送给所述计算机网络的所述位置。

30、根据权利要求28的设备，其中：

所述计算机网络中的所述位置是一个因特网站点。

31、根据权利要求28的设备，其中：

所述拆封模块与下列之一相关：(a)所述业务提供者，和(b)与所述第一通信路径相关的经营者的网络。

32、根据权利要求23的设备，其中所述分组处理中继代理包括一处理器，用于提供至少包括以下之一的功能增强：

应用级代理权、动态主机配置协议层代理、因特网组管理协议代理权、因特网协议封装、因特网协议滤波、数据链路层隧穿、数据链路层滤波和代理权地址解析协议代理。