DE60311647T2 - System und verfahren, wodurch eine routing-einrichtung mit einem host, der eine hardware-firewall verwendet, sicher netzwerkdaten teilen kann - Google Patents

System und verfahren, wodurch eine routing-einrichtung mit einem host, der eine hardware-firewall verwendet, sicher netzwerkdaten teilen kann Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System und ein Verfahren zur selektiven gemeinsamen Nutzung von Daten, die in einer Netz-Routing-Vorrichtung mit einer zugehörigen Host-Vorrichtung enthalten sind. Insbesondere betrifft die Erfindung ein System und ein Verfahren, um es Routing-Vorrichtungs-Hardware zu ermöglichen, für einen selektiven Zugang durch eine Host-Vorrichtung auf gemeinsam genutzten Speicherplatz in der Routing-Vorrichtung zu sorgen, womit die Fähigkeit des Hosts, auf Daten zuzugreifen, die nicht zur Verwendung durch den Host bestimmt sind, beschränkt wird. Diese Anmeldung beansprucht den Nutzen der am 16. Mai 2002 eingereichten U.S. Provisional Patent Application Nr. 60/378,055 mit dem Titel "A System And Method For A Routing Device To Secuely Share Network Data With A Host Utilizing A Hardware Firewall".
  • Beschreibung des Standes der Technik:
  • In den letzten Jahren ist eine als Ad-hoc-Netz bekannte Art von mobilem Kommunikationsnetz entwickelt worden. Bei dieser Art von Netz ist jedes Benutzer-Endgerät imstande, als Basisstation oder Router für andere mobile Knoten zu arbeiten, womit die Notwendigkeit für eine feste Infrastruktur von Basisstationen beseitigt wird. Dementsprechend werden Datenpakete, die von einem mobilen Ausgangsknoten zu einem mobilen Bestimmungsknoten geschickt werden, typischerweise durch eine Anzahl von mobilen Zwischenknoten geroutet, bevor sie den Bestimmungsknoten erreichen.
  • Es werden auch anspruchsvollere Ad-hoc-Netze entwickelt, die zusätzlich dazu, dass sie ermöglichen, dass mobile Knoten wie in einem konventionellen Ad-hoc-Netz miteinander kommunizieren, es weiter ermöglichen, dass die mobilen Knoten auf ein Festnetz zugreifen und mit anderen Arten von Benutzer-Endgeräten kommunizieren, wie denen im öffentlichen Fernsprechwählnetz (Public Switched Telephone Network (PSTN)) und anderen Netzen, wie dem Internet. Einzelheiten dieser Arten von Ad-hoc-Netzen sind in der am 29. Juni 2001 eingereichten U.S. Patentanmeldung, Serial No. 09/897,790 mit dem Titel "Ad Hoc Peer-to-Peer Mobile Radio Access System Interfaced to the PSTN and Cellular Networks", Veröffentlichungs-Nummer US 2002058502 A1 , in der am 22. März 2001 eingereichten U.S. Patentanmeldung, Serial No. 09/815,157 mit dem Titel "Time Division Protocol for an Ad-Hoc, Peer-to-Peer Radio Network Having Coordinated Acccess to Shared Parallel Data Channels with Separate Reservation Channel", Veröffentlichungs-Nummer US 2002080750 A1 , sowie in der am 22. März 2001 eingereichten U.S. Patentanmeldung Serial No. 09/815,164 mit dem Titel "Prioritized-Routing for an Ad-Hoc, Peer-to-Peer, Mobile Radio Access System", Veröffentlichungs-Nummer US 2002090949 A1 .
  • Im Allgemeinen stellen sämtliche Knoten in einem drahtlosen Adhoc-Netz mit gleichberechtigten Netzelementen (peer-to-peer network) ähnliche Kern-Dienste und -Funktionalität bereit, obwohl ihre spezifische Funktionalität von ihren vorgesehenen Zwecken abhängen kann, wie Nutzung als Zugangspunkt, ortsfester Router oder mobiles Endgerät. Obwohl jeder Knoten ähnliche Dienste bereitstellen kann, wird die Arbeitslast in dem Netz mit gleichberechtigten Netzelementen typischerweise über viele Knoten hinweg verteilt, statt sie an einer einzigen Stelle zu zentralisieren. Daher unterscheiden sich Netze mit gleichberechtigten Netzelementen von Infrastruktur-Netzen, wo ein oder mehrere Knoten eine Übergruppe der Funktionalität des Restes des Netzes bereitstellen. Infrastruktur-Knoten in diesen Netzen können typischerweise mit Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP), Address Resolution Protocol (ARP) umgehen, sowie anderen Diensten, die vom Rundfunkverkehr abhängen. Das Dynamic Host Configuration Protocol ist durch IETF RFC 2131 und 2132 festgelegt, die durch Bezugnahme hier eingeschlossen werden, und wird von einem Client-Knoten benutzt, um von einem zentralen Server automatisch Netzeinstellungen zu erhalten. Diese Netzeinstellungen schließen die IP-Adresse des Client, die Adresse von Domain-Namen-Servern (DNS), die IP-Adresse von voreingestellten Netzübergängen ein, sowie viele andere Netzeinstellungen. Das Address Resolution Protocol ist durch STD 0083 und RFC 0826 festgelegt, die hier durch Bezugnahme eingeschlossen werden, und wird von einem Netz-Knoten benutzt, um IP-Adressen auf MAC-Adressen abzubilden, so dass IP-Verkehr zu einer spezifischen Hardware geliefert werden kann. Solche Infrastruktur-Knoten werden gewöhnlich durch Rundfunkverkehr-Ankündigungen aus ihren Client-Knoten in einem Netz gefunden.
  • Wie der Fachmann ersehen kann, schließt der Verkehr in solchen Netzen direkte und indirekte Kommunikationen ein, bei denen Knoten als Router verwendet werden können, während sie sowohl stationär oder mobil sind. Ein mobiler Knoten schließt typischerweise einen Host, wie einen Personal Computer (PC) oder einen Personal Digital Assistant (PDA), mit einem damit verbundenen Sende-/Empfangsgerät und einem Kontroller oer einer Steuereinheit ein. Ein mobiler Knoten kann weiter eine mit einer Host-Vorrichtung gekoppelte Netz-Schnittstellen-Vorrichtung einschließen, die der Host-Vorrichtung Kommunikationszugriff auf das Netz erlaubt. Das Sende/Empfangsgerät des mobilen Knotens empfängt von anderen Knoten Datenpakete, wie Sprach-, Daten-, oder Multimedia-Datenpakete, und der Kontroller oder die Steuereinheit legt fest, welche Datenpakete für seinen zugehörigen Host bestimmt sind. Wenn ein Datenpaket für den zugehörigen Host bestimmt ist, wird der Host benachrichtigt, um das Paket abzurufen.
  • Wenn das Paket nicht für den zugehörigen Host bestimmt ist, legt der Kontroller oder die Steuereinheit basierend auf einer Routing-Tabelle oder ähnlichen Informationen den nächsten Knoten fest, zu dem das Datenpaket geschickt werden sollte, und steuert das Sende-/Empfangsgerät des mobilen Knotens, um das Datenpaket zu dem nächsten Knoten zu schicken.
  • In traditionellen Netzen, wo die Benutzerknoten den Verkehr nicht umrouten, wird die Netz-Schnittstellen-Vorrichtung den Anfangsblock eines ankommenden Pakets prüfen und Paketdaten nur dann speichern, wenn sie für die zu der Netz-Schnittstellen-Vorrichtung gehörige Host-Vorrichtung bestimmt sind. Daher hat der Host nie die Gelegenheit, Daten zu untersuchen, die für andere Vorrichtungen bestimmt sind. Sobald es jedoch notwendig ist, dass eine Vorrichtung, wie in einem Ad-hoc-Netz, Pakete zu einer anderen Bestimmungs-Vorrichtung als dem zugehörigen Host umrouten muss, müssen von der Routing-Vorrichtung sämtliche Pakete aufgefangen und ausgewertet werden. Sobald ein Paket von einer Netz-Schnittstellen-Vorrichtung aufgefangen wird, kann es dann für einen unberechtigten Zugriff durch die zugehörige Host-Vorrichtung anfällig werden.
  • Jedoch ist in einem drahtlosen Ad-hoc-Netz die Fähigkeit notwendig, selektiv zwischen einer Routing-Vorrichtung und einem zugehörigen Host, wie einem Personal Computer, Daten gemeinsam zu nutzen. Dies erlaubt es einem Teilnehmer, einen Zugangspunkt zur Entnahme oder zum Senden von Daten durch das Netz zu haben. Wegen der riesigen Vielzahl von Routing-Betriebsmitteln oder Knoten, die in einem Multihopping-Ad-hoc-Netz existieren, von denen jeder Daten routet, die nicht für seinen zugehörigen Host bestimmt sind, müssen Vorkehrungen getroffen werden, um sicherzustellen, dass nur Daten, die für den zugehörigen Host des Knotens bestimmt sind, im Knoten aus der Routing-Vorrichtung entnommen werden können. Jedoch sind viele der Verfahren, um dies zu erreichen, entweder ineffizient in ihrer Fähigkeit, Daten zu routen, machen die Verwendung von mehreren Speichern notwendig, oder sind unsicher. Zum Beispiel schlägt Zhou in seinem Artikel "Security Ad-Hoc Networks", IEEE Network, Vol. 13, Nr. 6, Seiten 24–30 vor, durch Verschlüsselung für Vertraulichkeit zu sorgen.
  • Dementsprechend besteht eine Notwendigkeit für ein System und ein Verfahren zum Schützen von Daten, die sich durch ein Netz bewegen, indem sichergestellt wird, dass eine Host-Vorrichtung nur auf Daten zugreifen kann, die für einen Zugriff durch diese Host-Vorrichtung bestimmt waren.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein System und ein Verfahren bereitzustellen, um den Zugriff einer Host-Vorrichtung auf Netz-Daten, die nicht für einen Host-Zugriff bestimmt sind, zu beschränken.
  • Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine mit Hardware implementierte Firewall innerhalb von einer Routing-Vorrichtung in einem Kommunikationsnetz, wie einem Ad-hoc-Netz, bereitzustellen, um einen ungenehmigten Zugriff einer Host-Vorrichtung auf Daten zu verhindern, die in einem gemeinsam genutzten Speicher auf der Routing-Vorrichtung gespeichert sind.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, den Host-Zugriff auf den gemeinsam genutzten Speicher zu beschränken, so dass es bei Bedarf keinen Zugriff, Zugriff auf einen einzigen Bereich oder Zugriff auf mehrere Bereiche im gemeinsam genutzten Speicher geben kann.
  • Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, einen Host-Zugriff auf den gemeinsam genutzten Speicher zu sperren, sobald der Host die Daten abgerufen hat, die er abrufen darf.
  • Diese und andere Ziele werden im Wesentlichen erreicht, indem ein System und ein Verfahren bereitgestellt wird, um Daten durch eine Routing-Vorrichtung und einen zugehörigen Host sicher gemeinsam zu nutzen, indem eine Hardware-Firewall verwendet wird, die den Zugriff des Hosts auf einen gemeinsam genutzten Speicherbereich auf der Routing-Vorrichtung beschränkt. Das System und das Verfahren verwenden eine Hardware-Firewall in der Routing-Vorrichtung, die den Host derart beschränkt, dass er nur auf Bereiche im gemeinsam genutzten Speicher zugreifen kann, die für den Host bestimmte Daten enthalten. Die Routing-Vorrichtungs-CPU benachrichtigt den Host über anhängige Daten und die Position dieser Daten im gemeinsam genutzten Speicher. Die Hardware-Firewall wird ebenfalls über die Position im gemeinsam genutzten Speicher informiert, auf die der Host zugreifen kann. wenn der Host versucht, die Daten zu lesen, stellt die Firewall sicher, dass vom Host nur auf den festgelegten Speicherbereich oder die festgelegten Speicherbereiche zugegriffen wird. Sobald die Daten vom Host gelesen worden sind, wird die Firewall benachrichtigt, um die Fähigkeit des Hosts, auf den gemeinsam genutzten Speicher zuzugreifen, bis zu einem solchen Zeitpunkt zu annullieren, zu dem ein neues, für den Host bestimmtes Paket in der Routing-Vorrichtung ankommt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Diese und andere Ziele, Vorteile und neuartige Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung beim Lesen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen leichter ersichtlich, in denen:
  • 1 ein begriffliches Blockdiagramm eines Beispiels eines drahtlosen Ad-hoc-Kommunikationsnetzes ist, das eine Mehrzahl von Knoten einschließt, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwenden.
  • 2 ist ein begriffliches Blockdiagramm eines Beispiels von Komponenten eines drahtlosen Knotens, wie in 1 dargestellt, der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung Firewall-Hardware-Elemente einschließt; und
  • 3 ist ein Fließbild, das ein Beispiel der Logik einer sicheren Daten-Transaktion aus der Routing-Vorrichtung eines Knotens, wie in den 1 und 2 dargestellt, zu dem mit dieser Routing-Vorrichtung verbundenen Host gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • 1 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel eines drahtlosen paketvermittelten Ad-hoc-Kommunikationsnetzes 10 veranschaulicht, das eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. Speziell schließt das Netz 10 eine Mehrzahl von mobilen drahtlosen Benutzer-Endgeräten 102-1 bis 102-n (allgemein als Knoten oder mobile Knoten 102 bezeichnet) und ein Festnetz 104 mit einer Mehrzahl von Zugangspunkten 106–1, 106-2 ... 106-n (allgemein als Knoten oder Zugangspunkte 106 bezeichnet), um die Knoten 102 mit einem Zugang zum Festnetz 104 zu versehen. Das Festnetz 104 schließt zum Beispiel im Kern ein lokales Teilnehmernetz (Local Access Network (LAN)) und eine Mehrzahl von Servern und Netzübergang-Routern ein, um die Knoten 102 mit einem Zugang zu anderen Netzen, wie anderen Adhoc-Netzen, dem öffentlichen Fernsprechwählnetz (PSTN) und dem Internet, zu versehen.
  • Das Netz 10 schließt weiter eine Mehrzahl von festen Routern 107-1 bis 107-n ein (allgemein als Knoten oder feste Router 107 bezeichnet), um Datenpakete zwischen anderen Knoten 102, 106 oder 107 zu routen. Wie der Fachmann ersehen kann, sind die Knoten 102, 106 und 107 imstande, direkt miteinander zu kommunizieren, oder aber über einen oder mehrere andere Knoten, die als Router für Datenpakete arbeiten, die zwischen Knoten versandt werden, wie im U.S. Patent Nr. 5,943,322 an Mayor und in den oben genannten U.S. Patentanmeldungen Serial Nr. 09/897,790 und 09/815,157 beschrieben. Die Datenpakete können Sprache, Daten oder Multimedia enthalten.
  • Speziell, wie in 2 dargestellt, schließt ein beliebiger der Knoten 102, 106 oder 107 und insbesondere jeder mobile Knoten 102 eine Routing-Vorrichtung 1000 und eine Host-Vorrichtung 100 ein. Der Host 100 ist typischerweise ein Personal Computer (PC) oder Personal Digital Assistant (PDA), der von einem Teilnehmer benutzt wird, um sich Zugang zu dem in 1 dargestellten Netz 10 zu verschaffen, kann jedoch eine beliebige Reihe von Vorrichtungen sein, wie ein Notebook-Computer-Endgerät, eine mobile Telefoneinheit, eine mobile Dateneinheit oder irgendeine andere geeignete Vorrichtung.
  • In diesem Beispiel schließt die Routing-Vorrichtung 1000 zwei externe Schnittstellen ein. Die Host-Schnittstelle 200 erlaubt es einer Host-Vorrichtung 100 und der Routing-Vorrichtung 1000 zu kommunizieren. Die Radiofrequenz(RF)-Schnittstelle 910 erlaubt es, dass das RF-Signal 920 von der Routing-Vorrichtung 1000 entweder empfangen oder übertragen wird. Die in 2 dargestellte Ausführungsform nutzt ein RF-Signal als das Medium in der Bitübertragungsschicht, wie im OSI-Modell, ISO/IEC 7498-1 (1994) festgelegt, dessen ganzer Inhalt hier durch Bezugnahme eingeschlossen wird. Jedoch könnte jede Art von Medium, wie Infrarot, Faseroptik oder Draht, von der Bitübertragungsschicht verwendet werden, um die Datenpakete zwischen den Knoten 102, 106 und 107 zu versenden.
  • Wie weiter in 3 dargestellt, schließt die Routing-Vorrichtung 1000 aus 3 eine interne Hardware-Firewall 300, einen Briefkasten 400, einen Paket-Puffer 500, eine Routing-Vorrichtungs-CPU 600, einen Modem-Verbindungs-Bus 700, ein Basisbandmodem 800 und einen RF-Teil 900 ein. Die Hardware-Firewall 300 sorgt für einen selektiven Lese- und Schreib-Zugriff auf den Paket-Puffer 500 durch den Host 100. Die Konfiguration und Steuerung der Hardware-Firewall 300 wird bei diesem Beispiel allein durch die Routing-Vorrichtungs-CPU 600 gesteuert.
  • Der Briefkasten 400 der Routing-Vorrichtung 1000 in 3 liefert eine gemeinsam vom Host 100 und der Routing-Vorrichtungs-CPU 600 genutzte gemeinsame Gruppe von Registern, die benutzt werden, um kleine Mengen an Daten und Nachrichten auszutauschen. Der Paket-Puffer 500 der Routing-Vorrichtung 1000 ist eine Speicher-Vorrichtung, die ebenfalls gemeinsam von der Routing-Vorrichtungs-CPU 600 und dem Host 100 genutzt wird. Die Routing-Vorrichtungs-CPU 600 schließt einen Prozessor ein, der imstande ist, Anweisungen auszuführen, welche die Funktionen des Modems 800 steuern, Routing-Algorithmen verarbeiten und Datenbewegungs-Transaktionen ausführen. Die CPU 600 und das Modem 800 schließen auch die passende Hardware und Software ein, um IP, ARP, Zugangs-Kontrolle (Admission Control (AC)), Verkehrs-Leitung (Traffic Control (TC)), Ad-hoc-Routing (AHR), Logikglied-Steuerung (Logic Link Control (LLC)) und Medien-Zugriffssteuerung (Media Access Control (MAC)) bereit zu stellen. Das Sende-/Empfangsgerät 110 schließt weiter die passende Hardware und Software für IAP-Verknüpfung (IAP-Association (IA)), UDP, einfaches Netz-Management-Protokoll (Simple Network Management Protocol (SNMP)), Datenverknüpfungs(Data Link (DL))-Protokoll und dynamische Host-Konfigurations-Protokoll(Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP))-Weiterleitung ein.
  • Der Modem-Verbindungs-Bus 700 der Routing-Vorrichtung 1000 in 3 wird benutzt, um die Elemente des Modem-Sende/Empfangsgeräts miteinander zu verbinden. Weitere Einzelheiten eines Beispiels dieser Art von Bus sind in der am 6. September 2001 eingereichten U.S. Patenanmeldung Serial No. 09/948,159 mit dem Titel "Multi-Master Bus Architecture for System-On-Chip Designs" beschrieben, deren gesamter Inhalt hier durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
  • Das Basisbandmodem 800 der Routing-Vorrichtung 1000 in 8 moduliert die abgehenden Signale in analoges Format und demoduliert eingehende Signale in digitales Format. Der RF-Teil 900 sorgt für eine Aufwärtswandlung des modulierten Basisband-Signals zur RF-Fortpflanzung und für eine Abwärtswandlung des empfangenen RF-Signals zur Demodulation durch das Modem 800, und das RF-Signal 920 liefert die Bitübertragungsschicht zur Kommunikation zwischen Routing-Vorrichtungen in den Knoten 102, 106 und 107.
  • In 3 ist ein Fließbild dargestellt, das ein Beispiel der Logik einer sicheren Daten-Transaktion von der Routing-Vorrichtung 1000 zum Host 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. In dem in 3 dargestellten Schritt 1010 werden an der Routing-Vorrichtung 1000 empfangene Daten aus der Bitübertragungsschicht, wie ein von einem anderen Knoten 102, 106 oder 107 versandtes RF-Signal, zum Modem 800 übertragen, wo sie in ein digitales Format umgewandelt werden. Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform wird ein RF-Signal als Medium in der Bitübertragungsschicht verwendet, jedoch könnte, wie oben ausgeführt, in der Bitübertragungsschicht jegliche Art von Medium verwendet werden, wie Infrarot, Faseroptiken oder Draht.
  • Im Schritt 1020 wird das Paket mit digitalem Format von der Routing-Vorrichtungs-CPU 600 aus dem Basisbandmodem 600 zum Paket-Puffer 500 übertragen. Im Schritt 1030 stellt die Routing-Vorrichtungs-CPU 600 fest, ob der lokale Host 100 Zugriff auf die Daten benötigt, und benachrichtigt dann die Hardware-Firewall 300 über den spezifischen Bereich des Paket-Puffers 500, zu welchem dem Host 100 Zugriff gewährt werden soll. Wenn das Paket nicht für den zugehörigen Host 100 bestimmt ist, wird der Host nicht über das neue Paket benachrichtigt.
  • Im Schritt 1040 platziert die Routing-Vorrichtungs-CPU 600 den Adressenbereich der an den Host 100 zu liefernden Daten im Briefkasten 400 und signalisiert dann dem Host 100, die Nachricht aus dem Briefkasten abzurufen. Im Schritt 1050 liest der Host 100 die Nachricht im Briefkasten 400 und entdeckt, auf welchen Teil des Paket-Puffers 500 er zugreifen soll, und im Schritt 1060 liest der Host 100 die Daten in dem bezeichneten Bereich des Paket-Puffers 500.
  • Die Hardware-Firewall 300 stellt sicher, dass vom Host 100 nur auf den bezeichneten Bereich zugegriffen wird. Im Block 1070 schreibt der Host 100 eine Nachricht an den Briefkasten 400, die anzeigt, dass der Lesevorgang abgeschlossen worden ist und signalisiert dies der Routing-Vorrichtungs-CPU 600. Schließlich benachrichtigt im Block 1080 die Routing-Vorrichtungs-CPU 600 die Hardware-Firewall 300, dass der Host 100 keinen Zugriff mehr auf den bezeichneten Bereich des Paket-Puffers 500 hat.
  • Die beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ein einziges Speicher-Betriebsmittel bereit, das von der Routing-Vorrichtung und dem zugehörigen Host genutzt wird. Da jede Routing-Vorrichtung im Netz zeitweilig Daten in einem Speicher speichern muss, entweder zum Zugriff durch den Host oder zur erneuten Übertragung zu einem anderen Routing-Betriebsmittel oder Bestimmungsort, wird ein gemeinsamer Speicher verwendet. Die Verwendung eines gemeinsam genutzten Speicher-Betriebsmittels, wie eines "Paket-Puffers" 500, hat den Vorteil, dass die Anzahl von separaten Speichern verringert wird, die zum Speichern von Daten benötigt werden, und verringert die Anzahl von Transaktionen, die ein Prozessor ausführen muss, um Daten zu ihrem vorgesehenen Bestimmungsort zu übertragen.
  • Die oben beschriebene Ausführungsform sorgt für einen selektiven Zugriff durch den Host auf den gemeinsam genutzten Speicher oder "Paket-Puffer" 500 auf der Routing-Vorrichtung 1000. Der selektive Zugriff durch den Host wird allein durch Hardware in der Routing-Vorrichtung implementiert, so dass kein Sicherheitsprotokoll oder keine Verschlüsselung erforderlich ist, um Daten zu schützen, die nicht für den Zugriff durch den Host bestimmt sind. Der Host-Zugriff auf den Paket-Puffer kann konfiguriert werden, um mehrere Fenster von verschiedenen Speicherbereichen zuzulassen, oder alternativ kann der Host-Zugriff auf den Paket-Puffer vollständig ausgeschlossen werden. Zusätzlich schließt die Ausführungsform einen Mechanismus ein, um dem Host mitzuteilen, auf welche Bereiche er im Paket-Puffer zugreifen darf.
  • Außerdem wird die Datenbewegung zwischen Speichern minimiert, weil der Host 100 und die Routing-Vorrichtungs-CPU 600 direkten Zugriff auf den gemeinsam genutzten Paket-Puffer 500 haben. Indem man sicher einen einzigen gemeinsam genutzten Speicher verwendet, werden die Kosten minimiert, und die Effizienz der Datenübertragung wird in der Routing-Vorrichtung maximiert, während die Integrität der Netz-Daten bewahrt bleibt. Durch Implementierung der Firewall 300 in der Routing-Vorrichtungs-Hardware, ist sie außerdem nicht anfällig gegen Hacken vom Host-Rechner 100 aus.
  • Obwohl Netz-Router und Brücken Netzverkehr umrouten, haben sie typischerweise keine zugehörigen Hosts. Obwohl der von der oben beschriebenen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angesprochene Sicherheitsaspekt potenziell für jegliche Kommunikations-Vorrichtung mit einem zugehörigen Host gelten könnte, gilt er speziell für Vorrichtungen, die ein Multi-Hopping unterstützen. Die oben beschriebene Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschränkt einen Host darin, Daten zu lesen, die nicht für ihn bestimmt sind, jedoch befasst sie sich nicht mit Beschränkungen an der Fähigkeit des Hosts, Daten zur Routing-Vorrichtung zu schreiben.
  • Obwohl oben nur einige wenige beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben worden sind, wird der Fachmann mühelos erkennen, dass bei den beispielhaften Ausführungsformen viele Abwandlungen möglich sind, ohne von den neuartigen Lehren und Vorteilen dieser Erfindung materiell abzuweichen. Dementsprechend sollen sämtliche derartige Abwandlungen im Umfang dieser Erfindung, wie festgelegt, eingeschlossen sein.

Claims (24)

  1. Knoten zur Verwendung in einem drahtlosen Ad-hoc-Kommunikationsnetz, und angepasst, um Datenpakete zu und von anderen Knoten im drahtlosen Ad-hoc-Netz zu übertragen und zu empfangen und um einen Zugriff durch eine zugehörige Host-Vorrichtung auf die für andere Knoten im drahtlosen Ad-hoc-Netz bestimmten Datenpakte zu beschränken, wobei der Knoten umfasst: eine interne Hardware-Firewall, die angepasst ist, um für einen selektiven Lese- und Schreib-Zugriff durch eine zugehörige Host-Vorrichtung auf mindestens einen von einem Paket-Puffer und einem Register-Briefkasten zu sorgen; und einen Kontroller, der angepasst ist, um die interne Hardware-Firewall zu konfigurieren, um für den selektiven Lese- und Schreib-Zugriff zu sorgen.
  2. Knoten nach Anspruch 1, weiter umfassend: einen Speicher, einschließend den Register-Briefkasten und den Paket-Puffer, der eine Mehrzahl von Adressen aufweist, und angepasst ist, um eine gemeinsame Gruppe von Registern für die zugehörige Host-Vorrichtung und den Kontroller bereitzustellen.
  3. Knoten nach Anspruch 1, weiter umfassend: ein Modem, das angepasst ist, um ein abgehendes Signal in ein analoges Format zu modulieren und ein ankommendes Signal in ein Paket mit digitalem Format zu demodulieren; und wobei der Kontroller weiter angepasst ist, um Modem-Steuerfunktionen zu lenken, um ein ankommendes Signal in ein Paket mit digitalem Format zu demodulieren.
  4. Knoten nach Anspruch 3, bei dem: der Kontroller weiter angepasst ist, um Routing-Funktionen zu lenken, um ein Paket mit digitalem Format vom Modem zu einem Adressenbereich des Paket-Puffers zu übertragen.
  5. Knoten nach Anspruch 3, bei dem: der Kontroller weiter angepasst ist, um festzustellen, ob die zugehörige Host-Vorrichtung Zugriff auf das Paket mit digitalem Format verlangt, und als Reaktion die interne Hardware-Firewall zu konfigurieren, um der zugehörigen Host-Vorrichtung über eine Host-Schnittstelle Zugriff auf den Register-Briefkasten zu gestatten.
  6. Knoten nach Anspruch 3, bei dem: der Kontroller weiter angepasst ist, um einen Adressenbereich im Paket-Puffer festzustellen, der das Paket mit digitalem Format enthält, und eine den Adressenbereich enthaltende Nachricht im Register-Briefkasten zu platzieren, und der zugehörigen Host-Vorrichtung zu signalisieren, auf den Register-Briefkasten zuzugreifen, um die Nachricht abzurufen.
  7. Knoten nach Anspruch 4, bei dem: der Kontroller weiter angepasst ist, um die interne Hardware-Firewall zu konfigurieren, um der zugehörigen Host-Vorrichtung zu gestatten, auf den Adressenbereich des Paket-Puffers zuzugreifen.
  8. Knoten nach Anspruch 1, bei dem: der Kontroller weiter angepasst ist, um eine Fertigstellungs-Antwort von der zugehörigen Host-Vorrichtung abzurufen und als Reaktion die interne Hardware-Firewall zu konfigurieren, um der zugehörigen Host-Vorrichtung zu untersagen, auf den Register-Briefkasten und den Paket-Puffer zuzugreifen.
  9. Verfahren zum Übertragen und Empfangen von Datenpaketen zu und aus einem Knoten in einem drahtlosen Ad-hoc-Netz und zum Beschränken des Zugriffs durch eine zugehörige Host-Vorrichtung auf empfangene Datenpakete, die für andere Knoten im drahtlosen Ad-hoc-Netz bestimmt sind, wobei das Verfahren umfasst: Steuern einer internen Hardware-Firewall am Knoten, um für einen selektiven Lese- und Schreib-Zugriff durch eine zugehörige Host-Vorrichtung auf mindestens einen von einem Paket-Puffer und einem Register-Briefkasten zu sorgen; und Steuern einer Router-Vorrichtung-Zentraleinheit (CPU), um die interne Hardware-Firewall zu konfigurieren, um für den selektiven Lese- und Schreib-Zugriff zu sorgen.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, weiter umfassend: Steuern der CPU, um einen Speicher, einschließend den Register-Briefkasten und den Paket-Puffer, der eine Mehrzahl von Adressen aufweist, zu steuern, um eine gemeinsame Gruppe von Registern für die zugehörige Host-Vorrichtung und den Kontroller bereitzustellen.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, weiter umfassend: Steuern der CPU, um ein Modem zu steuern, um ein abgehendes Signal in ein analoges Format zu modulieren und um ein ankommendes Signal in ein Paket mit digitalem Format zu demodulieren; und Steuern der CPU, um Modem-Steuerfunktionen zu lenken, um ein ankommendes Signal in ein Paket mit digitalem Format zu demodulieren.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, weiter umfassend: Steuern der CPU, um Routing-Funktionen zu lenken, um ein Paket mit digitalem Format vom Modem zu einem Adressenbereich des Paket-Puffers zu übertragen.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, weiter umfassend: Steuern der CPU, um festzustellen, ob die zugehörige Host-Vorrichtung Zugriff auf das Paket mit digitalem Format verlangt, und als Reaktion die interne Hardware-Firewall zu konfigurieren, um der zugehörigen Host-Vorrichtung über eine Host-Schnittstelle einen Zugriff auf den Register-Briefkasten zu gestatten.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, weiter umfassend: Steuern der CPU, um einen Adressenbereich im Paket-Puffer festzustellen, der das Paket mit digitalem Format enthält, und eine den Adressenbereich enthaltende Nachricht im Register-Briefkasten zu platzieren, und der zugehörigen Host-Vorrichtung zu signalisieren, auf den Register-Briefkasten zuzugreifen, um die Nachricht abzurufen.
  15. Verfahren nach Anspruch 12, weiter umfassend: Steuern der CPU, um die interne Hardware-Firewall zu konfigurieren, um der zugehörigen Host-Vorrichtung zu gestatten, auf den Adressenbereich des Paket-Puffers zuzugreifen.
  16. Verfahren nach Anspruch 9, weiter umfassend: Steuern der CPU, um eine Fertigstellungs-Antwort von der zugehörigen Host-Vorrichtung abzurufen und als Reaktion die interne Hardware-Firewall zu konfigurieren, um der zugehörigen Host-Vorrichtung zu untersagen, auf den Register-Briefkasten und den Paket-Puffer zuzugreifen.
  17. Computerlesbares Medium mit Anweisungen zum Steuern eines Knotens in einem drahtlosen Ad-hoc-Kommunikationsnetz, um eine Zugriffsbeschränkung einer zugehörigen Host-Vorrichtung auf Datenpakete, die für andere Knoten bestimmt sind, vorzunehmen, wobei der Knoten angepasst ist, um Datenpakete zu und von anderen Knoten im drahtlosen Ad-hoc-Netz zu übertragen und zu empfangen, wobei das computerlesbare Medium mit Anweisungen umfasst: eine erste Gruppe von Anweisungen, die angepasst sind, um eine interne Hardware-Firewall am Knoten zu steuern, um für einen selektiven Lese- und Schreib-Zugriff durch eine zugehörige Host-Vorrichtung auf mindestens einen von einem Paket-Puffer und einem Register-Briefkasten zu sorgen; und eine zweite Gruppe von Anweisungen, die angepasst sind, um eine Router-Vorrichtung-Zentraleinheit (CPU) zu steuern, um die interne Hardware-Firewall zu konfigurieren, um für den selektiven Lese- und Schreib-Zugriff zu sorgen.
  18. Computerlesbares Medium mit Anweisungen nach Anspruch 17, bei dem: die zweite Gruppe von Anweisungen angepasst ist, um einen Speicher, einschließend den Register-Briefkasten und den Paket-Puffer, der eine Mehrzahl von Adressen aufweist, zu steuern, um eine gemeinsame Gruppe von Registern für die zugehörige Host-Vorrichtung und den Kontroller bereitzustellen.
  19. Computerlesbares Medium mit Anweisungen nach Anspruch 17, bei dem: die zweite Gruppe von Anweisungen angepasst ist, um ein Modem zu steuern, um ein abgehendes Signal in ein analoges Format zu modulieren und ein ankommendes Signal in ein Paket mit digitalem Format zu demodulieren; und wobei die zweite Gruppe von Anweisungen weiter angepasst ist, um Modem-Steuerfunktionen zu lenken, um ein ankommendes Signal in ein Paket mit digitalem Format zu demodulieren.
  20. Computerlesbares Medium mit Anweisungen nach Anspruch 19, bei dem: die zweite Gruppe von Anweisungen angepasst ist, um Routing-Funktionen zu lenken, um ein Paket mit digitalem Format vom Modem zu einem Adressenbereich des Paket-Puffers zu übertragen.
  21. Computerlesbares Medium mit Anweisungen nach Anspruch 19, bei dem: die zweite Gruppe von Anweisungen angepasst ist, um festzustellen, ob die zugehörige Host-Vorrichtung Zugriff auf das Paket mit digitalem Format verlangt, und als Reaktion die interne Hardware-Firewall zu konfigurieren, um der zugehörigen Host-Vorrichtung über eine Host-Schnittstelle Zugriff auf den Register-Briefkasten zu gestatten.
  22. Computerlesbares Medium mit Anweisungen nach Anspruch 19, bei dem: die zweite Gruppe von Anweisungen angepasst ist, um einen Adressenbereich im Paket-Puffer festzustellen, der das Paket mit digitalem Format enthält, und eine den Adressenbereich enthaltende Nachricht im Register-Briefkasten zu platzieren, und der zugehörigen Host-Vorrichtung zu signalisieren, auf den Register-Briefkasten zuzugreifen, um die Nachricht abzurufen.
  23. Computerlesbares Medium mit Anweisungen nach Anspruch 20, bei dem: die zweite Gruppe von Anweisungen angepasst ist, um die interne Hardware-Firewall zu konfigurieren, um der zugehörigen Host-Vorrichtung zu gestatten, auf den Adressenbereich des Paket-Puffers zuzugreifen.
  24. Computerlesbares Medium mit Anweisungen nach Anspruch 17, bei dem: die zweite Gruppe von Anweisungen angepasst ist, um eine Fertigstellungs-Antwort von der zugehörigen Host-Vorrichtung abzurufen und als Reaktion die interne Hardware-Firewall zu konfigurieren, um der zugehörigen Host-Vorrichtung zu untersagen, auf den Register-Briefkasten und den Paket-Puffer zuzugreifen.
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