[发明专利]用于在两个网络之间建立端到端通信的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及用于在两个网络之间建立端到端通信的方法和设备。

背景技术

无线或有线传感器网络当今被连接到互联网上，以便能够实现经由互联网从世界上各处控制传感器网络的传感器。为了将传感器网络连接到互联网上，需要对应的接口，用以从互联网向传感器网络传输控制指令、数据分组和/或消息和相反地用以将应答消息、故障报告和/或输出数据从传感器网络传回到互联网中。

图1示出在两个网络之间通信的模型10的图解。在此，第一网络1（例如互联网）由大量节点组成，所述节点经由第一协议族通信。在互联网的情况下，这是互联网协议族，其例如使用TCP/IP（TCP-Transport Control Protocol（传输控制协议）, IP-Internet Protocol（互联网协议））用于通信。TCP/IP在下通信层1a上具有诸如IPv4或IPv6的互联网协议，其负责转发数据分组（路由）。在应用特定的上通信层5上采用诸如http（http-Hypertext Transfer Protocol（超文本传送协议））[3,4]的传输协议，其通过例如提供面向服务的架构（SOA）中的业务的应用程序4被利用用于交换数据和/或消息。

第二网络2（例如无线传感器网络）可以与第一网络1通信。为此，需要消息路径3，经由所述消息路径可以在第一网络1的应用程序（Anwendung）4和第二网络2的专有应用程序12之间交换消息和/或数据。在第二网络中在此有节点2a、2b和2c，所述节点在下通信层面上大多具有专有路由协议。此外，经常在上通信层13上采用专有传输协议，使得在第一网络1的应用程序4和第二网络12的应用程序12之间的直接通信是不可能的。

为了在网络1和2之间建立端到端通信，经常提供应用网关11。通信15从第一网络1中的输出节点经由第一传输协议（例如HTTP）朝向应用网关11进行，其中消息或数据在应用层面上从第一网络1的应用程序4转换到第二网络2的应用程序12。因此，在应用网关11和第二网络2的节点2a之间的通信经由第二网络2的专有传输协议进行。在相反的方向上数据或消息流对应地进行。

因为两个网络1和2利用不同协议族的不同传输协议，所以应用网关11必须将所有希望的特征和功能性在应用层面上从一个网络转换到另一网络中。这导致这样的应用关11的降低的灵活性。例如，一个或另一网络侧上的协议的改变总是需要在应用网络11中的对应转换功能的改变。另外，难以实现对很多不同应用程序和协议的支持，因为对于每个功能性恰好需要对应协议的详细了解。因此难以支持特别是非标准化的或供应商特定的协议。

因此值得期望的是，提供在不同网络的应用程序之间的直接通信。图2示出在两个网络之间的通信的另一模型20的图解。模型20与模型10不同之处基本上在于，在第一网络1的应用程序4和第二网络2的应用程序22之间直接或透明通信24是可能的。这样的模型20的基本构思在于，使第一网络1的通信层5的传输协议与第二网络2的传输协议23适配。为此需要保留所使用的协议（例如HTTP）的语义学。但是HTTP是基于文本的传输协议，其由于所发送的消息或数据的分组大小对于很多传感器网络是不能用的。因此经常使用路由器21，所述路由器在上通信层面上将在第一网络1中所使用的传输协议（例如HTTP）转换成压缩的传输协议（例如压缩的HTTP）。由此应用程序4和22可以透明地经由HTTP通信，使得可以将具有新功能性的新应用程序连到网络1或2中，而不必适配路由器21。

不过目前越来越多地采用Web服务（Webservices），所述Web服务到传感器网络上的连接是非常值得期望的。网络服务为了通信经常使用统一的网络协议，诸如SOAP。SOAP是用于经由计算机网络交换消息的协议并且为消息设计设置规则。尤其是其调整，可以如何描绘和解释消息中的数据。SOAP大多基于诸如XML（Extensible Markup Language（可扩展标记语言））的统一数据协议结合诸如HTTP的传输协议和诸如IPv4或IPv6的互联网协议。这样的网络协议的冗长和数据丰富虽然对于诸如PC、膝上型电脑或移动电话的计算强的系统能毫无问题地被操纵，但是对于诸如经常在传感器网络中使用的微处理器的嵌入式设备（“嵌入式设备”），该数据量仅能在巨大的运行时间损耗下并且以大的存储需求来解决。高效的端到端通信利用诸如在图2中所示的模型不能被实现。

发明内容