CN1536840A - 一种实现无线局域网设备之间的协作的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现无线局域网设备之间的协作的方法，其AC按以下方案实现主备切换：当一个新的AC上电时，发出请求控制权；如果子网中没有主控AC且没有其它AC同时发出请求控制权，则该AC成为主控AC，同时发出主控声明；如果子网中没有主控AC但有其它AC同时发出请求控制权，则由所有同时发出请求控制权的AC之间竞争子网主控权，优胜者切换为主控AC，同时发出主控声明，其余则切换为备控AC；如果子网中已有主控AC在线，则由主控AC向新的AC发回主控请求拒绝，将其切换为备控AC。通过上述方法，无线接入设备之间通过信息交互、相互协作、相互控制，共同完成提供给移动站点的各种接入服务。
Description
技术领域
本发明涉及移动通信领域，更具体地说，涉及一种无线局域网设备之间的协作的方法，从而为客户端设备提供各种接入服务。
背景技术
当前，在数据通讯领域无线接入服务提供上，有多种技术方案，其中包括无线局域网技术。实现无线局域网的主要依据标准为IEEE802.11(802.11b)标准，其中规定了在媒体控制层(MAC)以及物理层(PHY)对于无线接入设备的实现标准。但是对于无线接入设备间的相互协作没有做出具体的规定，例如对于移动站点(STA)在接入设备间漫游的支持没有做出具体的规定。因此在具体实现上，有很大的随意性，无法满足一些特定业务实现的需求。
IEEE802.11标准规定，接入点设备(AP，即Access Point)连接到分布式系统(DS，即Distributed System)上。分布式系统提供的服务被称为分布式系统服务(DSS，即Distributed System Services)，它包括有：Association(关联)、Disassociation(解除关联，即下线)、Reassociation(重新关联)。在标准中虽然有对于分布式系统的一般性描述，但是没有做出详细的说明。尤其对于分布式系统本身拓扑结构的创建、维护，以及分布式系统服务的实现没有做出规定。导致各个设备制造商在具体的实现中，基于各自对于协议要求的理解，采用非标准的方式来部分或者全部实现分布式系统的功能要求。
另外，IEEE802.11标准仅解释接入点设备提供给移动站点的基本无线接入服务，满足用户的数据发送、在接入点设备上的WEP(有线等效加密协议)认证等。对于一些附加的增强性接入服务，如PPPOE接入等，需要在接入点设备间，亦即分布式系统上实现附加的设备间信息的交互、互相协作，在现有的情形下，这些功能无法实现，导致业务的不可提供。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种无线局域网设备之间的协作的方法，从而为客户端设备提供各种接入服务，其无线接入设备之间通过信息交互、相互协作、相互控制，共同完成提供给移动站点的各种接入服务，如局域网范围漫游、PPPOE(以太网上的点对点协议)任意点接入等。
本发明可通过以下技术方案实现，一种实现无线局域网设备之间的协作的方法，其中利用分布式系统的构建和维护协议，通过接入点设备和接入控制器，在子网内创建并维护分布式系统信息表，其特征在于，其接入控制器按以下步骤实现主备切换：
(1)当一个新的接入控制器上电时，所述接入控制器发出‘请求控制权消息’，尝试占据子网的主控位置；
(2)如果子网中没有主控接入控制器在线，且没有其它接入控制器同时发出‘请求控制权消息’，则由所述发出‘请求控制权消息’的接入控制器占据子网的主控位置，成为主控接入控制器，同时发出‘主控声明消息’；
(3)如果子网中没有主控接入控制器在线，但有其它接入控制器同时发出‘请求控制权消息’，则由所有同时发出‘请求控制权消息’的接入控制器之间竞争子网主控权，竞争优胜者切换为主控接入控制器，同时发出‘主控声明消息’，其余则切换为备控接入控制器；
(4)如果子网中已有主控接入控制器在线，则由所述在线的主控接入控制器向所述发出请求控制权的接入控制器发回‘主控请求拒绝消息’，将所述发出请求控制权的接入控制器切换为备控接入控制器。
在本发明所述的方法中，当一个接入控制器被切换为备控接入控制器后：所述备控接入控制器向主控接入控制器发出‘请求信息表消息’；所述主控接入控制器响应该消息，发回分布式系统信息表。另外，所述备控接入控制器定期向主控接入控制器发送‘请求热备份消息’，所述主控接入控制器响应该消息，发回‘响应热备份消息’；所述主控接入控制器不定期向所述备控接入控制器发送分布式系统信息表更新消息。
在本发明所述的方法中，如果主控接入控制器未能在预定期间内发回‘响应热备份消息’，则由其它在线的备控接入控制器之间竞争子网主控权，竞争优胜者切换为主控接入控制器，同时发出‘主控声明消息’，其余则切换为备控接入控制器。
在本发明所述的方法中，当子网中没有主控接入控制器在线且有多个接入控制器同时发出‘请求控制权消息’，或者当主控接入控制器未能在预定期间内发回‘响应热备份消息’时，各个接入控制器之间按以下步骤竞争子网主控权：各个接入控制器之间互相发送‘备控请求拒绝消息’；每一个接入控制器根据收集到的其它接入控制器的信息，选出主控优先级最高、MAC地址最小的接入控制器；根据各个接入控制器的选择结果，选出一个主控优先级最高、MAC地址最小的接入控制器作为优胜者；所述优胜者占据子网的主控位置成为主控接入控制器，同时发出‘主控声明消息’，其余则切换为备控接入控制器。
在本发明所述的方法中，当一个新的接入点设备上电时，按以下步骤接受分布式系统信息表：所述新的接入点设备上电后，向子网发出‘请求信息表消息’；如果在预定期间内未收到响应，则表示子网中没有主控接入控制器在线，所述接入点设备被切换为自由状态；如果在预定的时间内收到响应，则表示子网中有主控接入控制器在线，所述主控接入控制器获取所述接入点设备的相关信息，加入到分布式系统信息表中，并将更新后的布式系统信息表发回给所述接入点设备。
利用DSCMP协议，结合各种业务实现流程，我们可以实现为移动站点用户提供的接入服务，例如以下的无缝漫游服务：当一个移动站点在子网内由第一接入点设备漫游关联到第二接入点设备时，第二接入点设备向第一接入点设备发送‘用户漫游请求消息’；第一接入点设备响应该消息，释放所述移动站点所占用的相关资源；第一接入点设备将所述移动站点的相关信息通过‘用户漫游响应消息’发送到第二接入点设备；第二接入点设备根据所述‘用户漫游响应消息’开放所述移动站点用户的相应权限，并对所述移动站点的接入服务进行相关业务控制。
可见，本发明利用DSCMP协议以及接入服务消息规程的制定，可以很好的构建分布式系统并完成分布式系统服务；为接入设备间信息交互、互相协助提供有效支持；可以满足无缝漫游、PPPOE接入服务或者将来的其他新的接入服务的要求。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明中DSCMP协议下接入点设备与接入控制器上电的流程；
图2是本发明中无缝漫游的实现流程。
具体实施方式
一、分布式系统的构建和维护
利用分布式系统的构建和维护协议(DSCMP，即Distributed SystemCreate and Maintain Protocol)，在子网内创建并维护分布式系统信息表。在DSCMP协议构架下定义有两类设备：接入点设备以及接入控制器(AC，即Access Controller)。其中接入点设备充当普通的接入中继设备，功能要求比较简单，配合接入控制器实现分布式系统的构建和维护、接入服务提供以及对用户的管理维护。
在分布式系统中，接入控制器设备间在上电时竞争子网主控权，然后优胜者(称为主控接入控制器)对子网进行监控，对分布式系统进行动态的构建和维护，所有子网内其他接入设备主要与主控接入控制器进行消息交互。接入点设备仅作为分布式系统中的被管理者，主动上报自身信息，接收主控接入控制器发送的信息表数据。
如图1所示，本发明提出的DSCMP协议主要有三部分的协议控制规则：单接入控制器情况下分布式系统构建和维护规则、备控接入控制器接入控制规则、主备接入控制器竞争控制规则。
1单接入控制器下分布式系统构建和维护
(1)接入点设备上电启动后，向子网广播‘请求信息表消息’，其中包含自身的所有相关信息，例如本设备的MAC地址、IP地址、设备类型、主控优先权信息等，同时设置定时器等待主控接入控制器设备的响应；
(2)如果没有收到响应，则在重发一定次数后，切换到自由状态，等待后续接入控制器设备的启动，并收集其他接入点设备的‘请求信息表消息’。
(3)假定现在有接入控制器设备(如图中标记AC1)上电启动，向子网广播‘请求控制权消息’，并设置定时器等待主控接入控制器的‘主控请求拒绝消息’；
(4)如果未收到‘主控请求拒绝消息’，则表示当前没有其他接入控制器设备在线，定时器超时一定次数后，切换到主控状态；
(5)发送‘主控声明消息’到子网，表示将由自己承担分布式系统的构建和维护功能；
(6)在线接入点设备获取到主控接入控制器在线的信息后，重新发起‘请求信息表消息’；
(7)主控接入控制器获取接入点设备的相关信息，加入到DS分布式系统信息表中，并将信息表回送给对应的接入点设备设备；
(8)在线接入点设备必须定期发送‘在线确认消息’到主控接入控制器，表明当前仍然在线；
(9)当分布式系统组网结构变化时，主控接入控制器将发送‘信息表更新消息’到在线接入点设备以反映分布式系统的变化。
2备控接入控制器接入
(1)后续的接入控制器设备(如图中标记AC2)上电启动后，发送‘请求控制权消息’；
(2)主控接入控制器回应‘主控请求拒绝消息’；
(3)AC2切换自身状态到备控状态。
(4)AC2发送‘请求信息表消息’到主控接入控制器；
(5)主控接入控制器回送分布式系统信息表；
(6)AC2定期发送‘请求热备份消息’，并设置定时器等待回应；
(7)主控接入控制器回送‘响应热备份消息’，如果主控接入控制器未能在一定次数内响应，则其他处于备控状态的接入控制器将分别进行切换判决，由竞争优胜者切换状态到主控接入控制器，并广播‘主控声明消息’，其他设备(包括接入控制器和接入点设备)同步更新主控接入控制器设备的信息；
(8)主控接入控制器不定期发送信息表更新消息到备控接入控制器。
3主备接入控制器竞争
(1)如果子网中没有接入控制器在线，并在很短的时间间隔内有多个他接入控制器上电启动；
(2)各个接入控制器之间互相发送‘备控请求拒绝消息’，竞争主控身份，这里时将由备控接入服务器发出的拒绝对方请求控制权的消息定义为‘备控请求拒绝消息’，以区别于主控接入服务器发出的消息；
(3)一定次数重发后，AC1根据收集到的其他接入控制器的信息，依据其中的主控优先权、MAC地址等进行切换判决，选出优先级最高、MAC地址最小的接入控制器；
(4)其它接入控制器也进行上述选择步骤，然后根据各个接入控制器的选择结果，选出一个主控优先级最高、MAC地址最小的接入控制器作为优胜者；
(5)竞争优胜者占据子网的主控位置成为主控接入控制器，同时发出‘主控声明消息’，其余则切换为备控接入控制器。
如图2所示是本发明中无缝漫游的实现流程，包含下列步骤：
(1)移动站点关联(即Association)到接入点设备(即图2中的AP1)；
(2)AP1开放用户相应权限；
(3)AP1对移动站点的接入服务进行相关业务控制；
(4)用户在子网内漫游，重新关联(即Reassociation)到新的接入点设备(即图2中的AP2)上。
(5)AP2获取到移动站点的漫游信息，通过分布式系统信息表，查找到移动站点的原关联接入点设备(即AP1)，并发送‘用户漫游请求消息’到AP1；
(6)AP1释放移动站点占用的相关资源；
(7)AP1将移动站点相关信息通过‘用户漫游响应消息’发送到AP2；
(8)AP2根据AP1的响应消息开放用户相应权限；
(9)AP2对于移动站点的接入服务进行相关业务控制。
可见，本发明利用DSCMP协议以及接入服务消息规程的制定，可以很好的构建分布式系统并完成分布式系统服务；为接入设备间信息交互、互相协助提供有效支持；可以满足无缝漫游、PPPOE接入服务或者将来的其他新的接入服务的要求。
Claims (9)
1、一种实现无线局域网设备之间的协作的方法，其中利用分布式系统的构建和维护协议，通过接入点设备和接入控制器，在子网内创建并维护分布式系统信息表，其特征在于，其接入控制器按以下步骤实现主备切换：
(1)当一个新的接入控制器上电时，所述接入控制器发出‘请求控制权消息’，尝试占据子网的主控位置；
(2)如果子网中没有主控接入控制器在线，且没有其它接入控制器同时发出‘请求控制权消息’，则由所述发出‘请求控制权消息’的接入控制器占据子网的主控位置，成为主控接入控制器，同时发出‘主控声明消息’；
(3)如果子网中没有主控接入控制器在线，但有其它接入控制器同时发出‘请求控制权消息’，则由所有同时发出‘请求控制权消息’的接入控制器之间竞争子网主控权，竞争优胜者切换为主控接入控制器，同时发出‘主控声明消息’，其余则切换为备控接入控制器；
(4)如果子网中已有主控接入控制器在线，则由所述在线的主控接入控制器向所述发出请求控制权的接入控制器发回‘主控请求拒绝消息’，将所述发出请求控制权的接入控制器切换为备控接入控制器。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当一个接入控制器被切换为备控接入控制器后：
所述备控接入控制器向主控接入控制器发出‘请求信息表消息’；
所述主控接入控制器响应该消息，发回分布式系统信息表。
3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述备控接入控制器定期向主控接入控制器发送‘请求热备份消息’，所述主控接入控制器响应该消息，发回‘响应热备份消息’；
所述主控接入控制器不定期向所述备控接入控制器发送分布式系统信息表更新消息。
4、根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果主控接入控制器未能在预定期间内发回‘响应热备份消息’，则由其它在线的备控接入控制器之间竞争子网主控权，竞争优胜者切换为主控接入控制器，同时发出‘主控声明消息’，其余则切换为备控接入控制器。
5、根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，当子网中没有主控接入控制器在线且有多个接入控制器同时发出‘请求控制权消息’，或者当主控接入控制器未能在预定期间内发回‘响应热备份消息’时，各个接入控制器之间按以下步骤竞争子网主控权：
各个接入控制器之间互相发送‘备控请求拒绝消息’；
每一个接入控制器根据收集到的其它接入控制器的信息，选出主控优先级最高、MAC地址最小的接入控制器；
根据各个接入控制器的选择结果，选出一个主控优先级最高、MAC地址最小的接入控制器作为优胜者；
所述优胜者占据子网的主控位置成为主控接入控制器，同时发出‘主控声明消息’，其余则切换为备控接入控制器。
6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当一个新的接入点设备上电时，按以下步骤接受分布式系统信息表：
所述新的接入点设备上电后，向子网发出‘请求信息表消息’；
如果在预定期间内未收到响应，则表示子网中没有主控接入控制器在线，所述接入点设备被切换为自由状态；
如果在预定的时间内收到响应，则表示子网中有主控接入控制器在线，所述主控接入控制器获取所述接入点设备的相关信息，加入到分布式系统信息表中，并将更新后的布式系统信息表发回给所述接入点设备。
7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，如果所述发出‘请求信息表消息’的接入点设备在预定的时间之后收到主控接入控制器在线的消息，则表示子网由无主控接入控制器在线的状态变为了有主控接入控制器在线的状态，此时接入点设备重新向子网发出‘请求信息表消息’，所述主控接入控制器获取所述接入点设备的相关信息，加入到分布式系统信息表中，并将更新后的布式系统信息表发回给所述接入点设备。
8、根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，
所述接入占设备定期向主控接入控制器发送‘在线确认消息’，表明当前仍然在线；
当子网结构发生变化时，所述主控接入控制器向所述接入点设备发送分布式系统信息表更新消息。
9、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当一个移动站点在子网内由第一接入点设备漫游关联到第二接入点设备时，
第二接入点设备向第一接入点设备发送‘用户漫游请求消息’；
第一接入点设备响应该消息，释放所述移动站点所占用的相关资源；
第一接入点设备将所述移动站点的相关信息通过‘用户漫游响应消息’发送到第二接入点设备；
第二接入点设备根据所述‘用户漫游响应消息’开放所述移动站点用户的相应权限，并对所述移动站点的接入服务进行相关业务控制。
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