TWI548243B - 點對點傳輸方法與網路連線裝置 - Google Patents

Description

點對點傳輸方法與網路連線裝置

本發明關於一種點對點傳輸方法與網路連線裝置，且特別關於一種使主機裝置具有點對點傳輸能力的方法與相關的網路連線裝置。

各式各樣的電子裝置被發展出來改善人們的生活。然而，還有更多的技術問題有待解決，以提供更加方便的使用體驗與各式應用。舉例來說，在今日的網路環境中，如果使用者想要直接讓兩個裝置進行連線，往往需要相對複雜的設定。當這兩個裝置位在不同的次網路時，問題會變得更為複雜。此外，如何提升網路連線建立的效率也是一件重要的工作。

根據本發明的實施例包括一種使主機裝置能具有點對點(Point-to-Point)傳輸能力的方法。首先，提供一裝置識別碼，用於存放在一外接裝置。這個外接裝置用來連接到主機裝置。並且，提供主機裝置點對點程式指令，以安裝在主機裝置上執行。另外，提供伺服器。在主機裝置安裝點對點程式指令後，主機裝置根據點對點程式指令，跟伺服器通知主機裝置的連線資料與唯一識別碼。這個唯一識別碼在一個點對點的傳輸網路中， 用來識別這個主機裝置，並且，這個唯一識別碼與上述的裝置識別碼有關。例如，這個唯一識別碼就直接用裝置識別碼。或是，裝置識別碼透過一個運算函數，產生對應的唯一識別碼。或是，主機裝置將裝置識別碼傳到伺服器，伺服器根據裝置識別碼，經過預定流程的認證，回傳一個唯一的識別碼。

然後，伺服器協助上述點對點網路中的其他點對點裝置與主機裝置進行點對點連接。這裡提到的伺服器可以由一個或多個伺服器裝置構成，各自負責不同的任務。例如，可透過一個或多個伺服器裝置構成一個伺服器，以提供唯一識別碼，或協助點對點連接。

這份文件提到的主機裝置、外接裝置與點對點裝置可以是電腦、手機、平板電腦、工業電腦、攝影機、有線或無線存儲器、多媒體播放器、機上盒等各式各樣的電子裝置。這裡提到的外接裝置可以是單純的記憶卡、隨身碟、USB無線網卡、USB無線路由器、藍芽耳機、或各種有線或無線的裝置。

簡言之，當存放裝置識別碼的外接裝置透過USB或其他有線、無線的方式連接到主機裝置後，使得主機裝置直接或間接取得唯一識別碼，以在一個點對點網路取得一個識別身份。之後，點對點網路上的其他點對點裝置就可以透過伺服器的協助，跟這個主機裝置進行點對點的連接。連接的請求，可以由主機裝置發動，也可以透過其他點對點裝置發動。主機裝置上的資源，例如連接在主機裝置上的攝影機、麥克風、溫度計、感測器、藍芽耳機、本地硬碟、所連接的網路硬碟、無線連接的螢幕等，透過上述點對點連接後，主機裝置的資源可以根據安裝在主機裝置上的點對點程式指令來提供其他點對點裝置進行存取。

根據本發明的另一實施例包括一種網路連線裝置作為外接裝置，連 接到主機裝置。網路連線裝置具有連接界面，用以連接到主機裝置。網路連接裝置也具有存儲器，其可以是各種形式的記憶元件，例如閃存記憶體(FLASH MEMORY)、唯讀記憶體(ROM)等，用以存放裝置識別碼。在主機裝置連接到網路連線裝置後，並且主機裝置從網路連線裝置或從網路上取得點對點程式指令後，主機裝置讀取該裝置識別碼，並且取得對應的唯一識別碼。主機裝置透過點對點程式指令提供給其他的點對點裝置跟主機裝置進行點對點的連接。

此外，網路連線裝置具有網路連線電路，提供符合一通訊協定之通訊服務。舉例來說，網路連線電路可以是Wi-Fi路由器，用以建立一個Wi-Fi區域網路，供其他Wi-Fi裝置連接到這個Wi-Fi區域網路。網路連線電路也可以是3G網路卡或Wi-Fi網路卡，供主機裝置連接到3G網路或是Wi-Fi區域網路。

1002‧‧‧提供裝置識別碼

1004‧‧‧提供點對點程式指令

1006‧‧‧提供伺服器

1008‧‧‧進行點對點連接

201‧‧‧外接裝置

2011‧‧‧裝置識別碼

202‧‧‧主機裝置

2021‧‧‧點對點程式指令

203‧‧‧第一點對點裝置

204‧‧‧第二點對點裝置

205‧‧‧網路

206‧‧‧伺服器

301‧‧‧主機裝置

302‧‧‧網路連線裝置

3021‧‧‧連接界面

3022‧‧‧存儲器

3023‧‧‧網路連線電路

431‧‧‧第一無線網路裝置

432‧‧‧第二無線網路裝置

44‧‧‧無線區域網路

45‧‧‧外部網路

51‧‧‧電腦

52‧‧‧Wi-Fi網路卡

53‧‧‧網路攝影機

54‧‧‧手機

55‧‧‧Wi-Fi分享器

56‧‧‧網路攝影機

57‧‧‧伺服器

58‧‧‧閘道器

59‧‧‧網路位址翻譯

591‧‧‧網際網路

593‧‧‧電信網路

61‧‧‧作業系統

63‧‧‧點對點程式指令

303‧‧‧網路

41‧‧‧主機裝置

411‧‧‧點對點程式指令

412‧‧‧網路界面

42‧‧‧外接裝置

65‧‧‧驅動程式

71‧‧‧主伺服器

72‧‧‧點對點裝置

73‧‧‧點對點裝置

74‧‧‧點對點伺服器

圖1例示根據本發明一實施例的方法。

圖2例示根據本發明實施例的裝置架構。

圖3例示外接裝置與主機裝置的一種實施例。

圖4例示外接裝置提供區域網路的一種實施例。

圖5例示一個實際的使用範例。

圖6例示點對點程式指令的實作範例。

圖7例示一種點對點服務提供的方式。

請參考圖1，其例示一種使主機裝置能具有點對點(Point-to-Point) 傳輸能力的方法。首先，提供一裝置識別碼(步驟1002)，用於存放在一外接裝置。這個外接裝置用來連接到主機裝置。並且，提供主機裝置點對點程式指令(步驟1004)，以安裝在主機裝置上執行。另外，提供伺服器(步驟1006)。在主機裝置安裝點對點程式指令後，主機裝置根據點對點程式指令，跟伺服器通知主機裝置的連線資料與唯一識別碼。這個唯一識別碼在一個點對點的傳輸網路中，用來識別這個主機裝置，並且，這個唯一識別碼與上述的裝置識別碼有關。例如，這個唯一識別碼就直接用裝置識別碼。或是，裝置識別碼透過一個運算函數，產生對應的唯一識別碼。或是，主機裝置將裝置識別碼傳到伺服器，伺服器根據裝置識別碼，經過預定流程的認證，回傳一個唯一的識別碼。

然後，伺服器協助上述點對點網路中的其他點對點裝置與主機裝置進行點對點連接(步驟1008)。這裡提到的伺服器可以由一個或多個伺服器裝置構成，各自負責不同的任務。例如，可透過一個或多個伺服器裝置構成一個伺服器，以提供唯一識別碼，或協助點對點連接。

這份文件提到的主機裝置、外接裝置與點對點裝置可以是電腦、手機、平板電腦、工業電腦、攝影機、有線或無線存儲器、多媒體播放器、機上盒等各式各樣的電子裝置。這裡提到的外接裝置可以是單純的記憶卡、隨身碟、USB無線網卡、USB無線路由器、藍芽耳機、或各種有線或無線的裝置。

簡言之，當存放裝置識別碼的外接裝置透過USB或其他有線、無線的方式連接到主機裝置後，使得主機裝置直接或間接取得唯一識別碼，以在一個點對點網路取得一個識別身份。之後，點對點網路上的其他點對點裝置就可以透過伺服器的協助，跟這個主機裝置進行點對點的連接。連接的請求，可以由主機裝置發動，也可以透過其他點對點裝置發動。主機裝置 上的資源，例如連接在主機裝置上的攝影機、麥克風、溫度計、感測器、藍芽耳機、本地硬碟、所連接的網路硬碟、無線連接的螢幕等，透過上述點對點連接後，主機裝置上的資源可根據安裝在主機裝置上的點對點程式指令提供其他點對點裝置進行存取。

外接裝置除了承載上述的裝置識別碼，還可以有其他的電路跟功能。舉例來說，一個USB無線路由器可以在其中安裝一個裝置識別碼。並且在這個USB無線路由器安裝到主機裝置後，構成一個無線區域網路，供一個或多個無線網路裝置連接到這個無線區域網路。例如建立一個Wi-Fi的無線區域網路。當然，這樣的無線網路可以是其他通訊協定。假如主機裝置另外具有網路界面，則可進一步協助這些無線區域網路的無線網路裝置進一步透過這個網路界面，連接到外面的網路，例如連線到網際網路(Internet)。

外接裝置也可以設計成單純的網卡，例如Wi-Fi、3G等網卡，使得主機裝置在連接外接裝置後，透過外接裝置具有網路連線能力，可以連接到一個區域網路、廣域網路、電信網路以及/或網際網路。

除了裝置識別碼，外接裝置還可以內建自動執行指令。當主機裝置連接到外接裝置時，可自動載入自動執行指令，完成上述全部或是一部份的功能，或是指示、驅動、提示主機裝置從網路下載上述的點對點程式指令。

這裡提到的點對點程式指令，可以是編譯完成的執行碼、也可以是其他各種形式被載入到主機裝置執行的指令格式。這些點對點程式指令可以定義全部的執行邏輯，也可以配合主機裝置上的軟體或硬體完成定義上述的點對點連接、傳輸唯一識別碼等功能。

以下配合圖示，解釋幾種根據本發明的實施例。

圖2例示根據本發明的一個實施例。外接裝置201具有裝置識別碼2011，用以連接到一個主機裝置202。主機裝置202在連接外部裝置201前或後，透過網路或其他方式安裝點對點程式指令2021。在外接裝置201連接到主機裝置202後，讓主機裝置202透過裝置識別碼2011變成一個點對點網路上的點對點裝置。具體來說，根據點對點網路的設計，主機裝置202可直接使用裝置識別碼2011作為在點對點網路中的唯一識別碼。另外的做法，主機裝置202也可以透過網路205，跟伺服器206取得對應裝置識別碼2011的唯一識別碼。

當主機裝置202有了唯一識別碼後，主機裝置202定期或不定期向伺服器206提供主機裝置的連線資料與唯一識別碼。於是，伺服器206就可以知道要如何連接到對應唯一識別碼的主機裝置202的連線相關資料。接著，其他點對點網路上的其他點對點裝置，例如第一點對點裝置203、第二點對點裝置204，就可以透過伺服器206的協助，跟主機裝置202建立點對點的連接。

請參考圖3，其例示外接裝置的一個實施例。網路連線裝置302作為外接裝置，連接到主機裝置301。網路連線裝置302具有連接界面3021，用以連接到主機裝置301。網路連線裝置302具有存儲器3022，其可以是各種形式的記憶元件，例如閃存記憶體(FLASH MEMORY)、唯讀記憶體(ROM)等，用以存放裝置識別碼。在主機裝置301連接到網路連線裝置302後，並且主機裝置301從網路連線裝置302或從網路303上取得點對點程式指令後，主機裝置301讀取該裝置識別碼，並且取得對應的唯一識別碼。主機裝置301透過點對點程式指令提供給其他的點對點裝置跟主機裝置301進行點對點的連接。

此外，網路連線裝置302具有網路連線電路3023，提供符合一通訊 協定之通訊服務。舉例來說，網路連線電路3023可以是Wi-Fi路由器，用以建立一個Wi-Fi區域網路，供其他Wi-Fi裝置連接到這個Wi-Fi區域網路。網路連線電路3023也可以是3G網路卡或Wi-Fi網路卡，供主機裝置連接到3G網路或是Wi-Fi區域網路。

請參考圖4，其例示根據本發明的一種實施例。主機裝置41具有網路界面412，並且安裝點對點程式指令411。外接裝置42內存裝置識別碼421。當主機裝置41連接到外接裝置42後，主機裝置41取得對應於裝置識別碼的唯一識別碼。外接裝置42具有網路連線電路，提供一無線區域網路44，供第一無線網路裝置431與第二無線網路裝置432連接到無線區域網路44。並且，透過主機裝置的網路界面412，第一無線網路裝置431與第二無線網路裝置432連線到外部網路45，例如網際網路。

如果第一無線網路裝置431與第二無線網路裝置432可以是上述的點對點裝置，也可以不是上述的點對點裝置。由於外接裝置42具有裝置識別碼421，主機裝置41成為具有唯一識別碼的點對點裝置。假如第一無線網路裝置431也是具有唯一識別碼的點對點裝置，可透過點對點程式指令411的設計，大幅簡化第一無線網路裝置431跟主機裝置41之間的點對點連接過程。舉例來說，第一無線網路裝置431可以透過Wi-Fi連接到外接裝置42構成的Wi-Fi區域網路。之後，第一無線網路裝置431可以輪流詢問同一個區域網路上有無其他點對點裝置。由於主機裝置41已經透過跟外接裝置42的連接成為點對點裝置，主機裝置41便可以根據點對點程式指令，在Wi-Fi區域網路的基礎上，透過主機裝置41的唯一識別碼與第一無線網路裝置431的唯一識別碼，讓主機裝置41與第一無線網路裝置431快速進行點對點連接。在這樣的情況下，即使主機裝置41或是第一無線網路裝置431無法連接到網際網路的伺服器，仍然可以快速建立一個具有點對點傳輸能力 的網路。

例如，主機裝置41是一部電腦，外接裝置42是一個USB界面的Wi-Fi分享器(Access Point)。外接裝置42內存的裝置識別碼直接就是唯一識別碼。第一無線網路裝置431與第二無線網路裝置432為具有Wi-Fi功能的網路攝影機，且各自有自己的唯一識別碼。並且，點對點程式指令411直接預存在外接裝置42，之後安裝到主機裝置41。使用者只要購買外接裝置42、第一無線網路裝置431與第二無線網路裝置432，就可以快速建立一個監看系統，而且不需要複雜的設定，因為主機裝置41跟第一無線網路裝置431、第二無線網路裝置432可直接透過點對點傳輸協定進行認證，以及完成影像資料的傳輸。

請參考圖5，其例示根據本發明的另一實施例。電腦51作為主機裝置，連接一個Wi-Fi網路卡52。Wi-Fi網路卡52內存裝置識別碼，作為上述的外接裝置。電腦51在連接了Wi-Fi網路卡52後，可以連線到Wi-Fi分享器55。電腦51並且取得Wi-Fi網路卡的裝置識別碼，並且直接或間接取得唯一識別碼，成為點對點網路的一個點對點裝置。電腦51透過Wi-Fi網路卡或是從網路下載點對點程式指令。

網路攝影機53、網路攝影機56與手機54各自具有自己的唯一識別碼，也都是點對點裝置。網路攝影機56、網路攝影機53跟手機54分別連接到不同的網際網路591與電信網路593。電腦51透過其安裝的點對點程式指令與唯一識別碼，定期或不定期向網際網路591上的伺服器57申報自己的連線資料與唯一識別碼。其他的點對點裝置也向伺服器57申報連線資料跟唯一識別碼。透過伺服器57的協助，以及各自點對點裝置內部的點對點程式指令，點對點裝置雖然在不同的次網路中，仍然可以透過各種點對點的傳輸方式，例如穿洞(hole punching)的等方式進行點對點的連接。

舉例來說，手機54雖然位在電信網路593以及網路服務提供者(ISP)的網路位址翻譯(Network Address Translation,NAT)裝置後面，並沒有唯一專屬的IP位址。但是，手機54定期將其唯一識別碼與連線資料，例如在某個IP位址的某個連接埠(Port)，輾轉透過閘道器(Gateway)58，網際網路服務提供者(Internet Service Provider)的網路位址翻譯(Network Address Translation,NAT)，經由網際網路591傳到伺服器57。因此，電腦51便可以透過伺服器57的協助，得知連接到手機54的連線資料，進而與手機54進行點對點的連接。

反之亦然，手機54也可以透過伺服器57的協助，連接到電腦51，進而存取電腦51的資源，例如電腦51的硬碟、電腦51所連接的網路磁碟、電腦51本身的攝影機等等資源。

請參照圖6，其例示點對點程式指令63安裝到主機裝置的一種實施方式。點對點程式指令63從網路上或外接裝置取得並進行安裝後，成為主機裝置上的一個應用程式模組。這樣的架構可適用在Windows，Mac，Linux，Android，iOS等系統架構的裝置。點對點程式指令63可以透過對於驅動程式65的呼叫，取得攝影機、磁碟等資源的資料。此外，點對點程式指令63，可以透過作業系統61，跟外界的伺服器或點對點裝置取得網路連接，並且利用存在其內的指令，指示主機裝置從事對應的操作。

這些操作包括，但不限於，存取攝影機、磁碟的資源，跟網路上的裝置建立UDP、TCP連接，進行各種穿洞(hole punching)的網路連接，定期申報自己的唯一識別碼給遠端具有固定位址的伺服器，提供操作界面供使用者進行設定、完成認證、決定與哪些點對點裝置進行各種的連接與操作。這些操作可針對不同應用加以設計，細節內容可參考各個作業平台的程式設計指南與對應的參考文件，在這裡不再贅述。

圖7例示一種點對點連接服務提供的方式。點對點裝置72跟點對點裝置73定期向具有固定IP位址的主伺服器71申報自己的唯一識別碼跟連線資料。當點對點裝置72要連接到點對點裝置73時，向主伺服器71發出連線請求。主伺服器71根據情況，從多個點對點伺服器選擇一個適合的點對點伺服器74。並且接下來由點對點伺服器74協助點對點裝置72跟點對點裝置73進行連接。這樣可以減少主伺服器71的負擔，進而能同時服務更多的點對點裝置進行點對點的連接。

此外，上述的唯一識別碼與裝置識別碼可透過各種演算法或規則產生，以數字、文字或其各種組合構成。上述的點對點連接有多種不同的實施例，例如使用各種穿洞(hole punching)傳輸技巧，以克服網路位址翻譯(Network Address Translation,NAT)裝置造成無法直接以IP方式對於終端裝置進行直接定址以完成點對點連接。或是，點對點連接也可包括單純的裝置間直接或間接，非透過IP網路協定方式連接，或是透過IP網路、公有網路、私有網路、電信網路組合而成的網路上進行點對點的串接。並且，點對點的串接也包括其路徑一部或全部是透過遞轉(relay)方式交錯構成點對點的連接。

另外，上述的唯一識別碼也可以對應到多個裝置。例如，兩個以上的裝置對應到一個唯一識別碼，一旦有其他點對點裝置針對這個唯一識別碼發送資料，則採用多點傳送(Multicast)方式為之。另一方面，對應到相同唯一識別碼的多個裝置發出的信息，也可以視為是以這個唯一識別碼的身份發出。一個裝置也可以對應到多個唯一識別碼，例如一個裝置對應到一個只有這個裝置使用的第一唯一識別碼，並且，還對應到另一個群組使用的第二唯一識別碼。當點對點網路上其他點對點裝置針對第一唯一識別碼或第二唯一識別碼發出信息，都可以傳遞到這個裝置。搭配這樣多對 多的唯一識別碼的對應方式，便能有更多的應用可能性。

雖然本發明以前述之較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

1002‧‧‧提供裝置識別碼

1004‧‧‧提供點對點程式指令

1006‧‧‧提供伺服器

1008‧‧‧協助點對點連接

Claims (19)

1. 一種讓一主機裝置具有點對點傳輸能力的方法，包含：提供一裝置識別碼，供存放於一外接裝置，該外接裝置供連接於該主機裝置；提供一點對點程式指令，供安裝於該主機裝置；提供至少一伺服器，在該主機裝置安裝該點對點程式指令後，該主機裝置根據該點對點程式指令向該至少一伺服器通知該主機裝置之一連線資料與一唯一識別碼，該唯一識別碼係當該主機裝置與該外接裝置連接後，該主機裝置根據自該外接裝置取得的該裝置識別碼所產生，用以在一點對點網路中識別該主機裝置；以及透過該至少一伺服器，對於該點對點網路中的至少一點對點裝置，提供該主機裝置之該連線資料，並且該至少一點對點裝置透過該連線資料與該主機裝置進行一點對點連接。
2. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該主機裝置是將該裝置識別碼提供給該至少一伺服器，並透過該至少一伺服器來產生該唯一識別碼。
3. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該主機裝置直接使用該裝置識別碼作為該唯一識別碼。
4. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該主機裝置為一電腦。
5. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該外接裝置為一USB裝置。
6. 如申請專利範圍第5項所述的方法，其中該USB裝置為一USB無線路由器，供建立一無線區域網路，使得一無線網路裝置得透過該無線區域網路，進而透過該主機裝置之一網路界面連接到一外部網路。
7. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該外接裝置內存一自動執行指令，當該主機裝置連接該外接裝置時，根據該自動執行指令下載該點對點程式指令。
8. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該外接裝置為一上網卡，供該主機裝置連線上網。
9. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該點對點裝置存取該主機裝置連接之一存儲器。
10. 如申請專利範圍第1項所述的方法，其中該點對點裝置存取該主機裝置附加之一多媒體裝置。
11. 一種網路連線裝置，用以連接至一主機裝置，包含：一連接界面，用以連接至該主機裝置；一存儲器，儲存有一裝置識別碼，並透過該連接界面連結該主機裝置，當該主機裝置安裝一點對點程式指令後，該主機裝置透過該連接界面自該存儲器存取該裝置識別碼，並根據該裝置識別碼產生一唯一識別碼，該唯一識別碼係在一點對點網路中用以識別該主機裝置，當該主機裝置產生該唯一識別碼後，該主機裝置根據該點對點程式指令，透過該點對點網路，傳送該唯一識別碼與一連線資料至該點對點網路之一伺服器，該伺服器則根據該主機裝置提供之該唯一識別碼與該連線資料，提供給至少一點對點裝置與該主機裝置進行一點對點連接；以及 一網路連線電路，當該主機裝置連接至該連接界面後，提供符合一通訊協定之一網路服務。
12. 如申請專利範圍第11項所述的網路連線裝置，其中符合該通訊協定之該網路服務包含建立一無線區域網路，使得一無線網路裝置得透過該無線區域網路，進而透過該主機裝置之一網路界面連接到一外部網路。
13. 如申請專利範圍第11項所述的網路連線裝置，其中該主機裝置透過該網路連線電路，使得該主機裝置具有一網路連線能力，以連接至一外部網路。
14. 如申請專利範圍第11項所述的網路連線裝置，其中該存儲器更存放一自動執行指令，當該網路連線裝置連接至該主機裝置時，該主機裝置透過該連接界面存取並執行該自動執行指令，以將該裝置識別碼傳送到該點對點網路之一伺服器，並從該伺服器取得該點對點程式指令。
15. 如申請專利範圍第11項所述的網路連線裝置，其中該唯一識別碼為該伺服器根據該主機裝置所提供之該裝置識別碼來產生，並回傳給該主機裝置。
16. 如申請專利範圍第11項所述的網路連線裝置，其中該裝置識別碼為該唯一識別碼。
17. 如申請專利範圍第11項所述的網路連線裝置，其中該主機裝置從一網路取得該點對點程式指令。
18. 如申請專利範圍第11項所述的網路連線裝置，其中該主機裝置根據該點對點程式指令，將該主機裝置的一儲存空間，虛擬成一網路存儲器，供該點對點裝置進行存取。
19. 如申請專利範圍第11項所述的網路連線裝置，其中該主機裝置根據該點對點程式指令，將與該主機裝置連接的一無線裝置提供給該點對點網路的該點對點裝置進行存取。