DE60310966T2

DE60310966T2 - Verfahren, durch das eine drahtlose station vor der assoziation mit einem zugangspunkt eines drahtlosen netzwerks netzwerkmetriken bestimmen kann

Info

Publication number: DE60310966T2
Application number: DE60310966T
Authority: DE
Inventors: Marco Molteni; G. Massimo LUCCHINA
Original assignee: Cisco Technology Inc
Current assignee: Cisco Technology Inc
Priority date: 2002-10-03
Filing date: 2003-08-29
Publication date: 2007-10-11
Anticipated expiration: 2023-08-30
Also published as: CN1685670A; AU2003265860A1; AU2003265860B2; ATE350833T1; EP1547320B1; WO2004034648A2; DE60310966D1; EP1547320A2; CN1685670B; CA2490825C; WO2004034648A3; CA2490825A1

Description

HINTERGRUND
Drahtlose Netzwerke, wie zum Beispiel drahtlose lokale Netzwerke (WLANs), sind bekannt. In einem WLAN sind Stationen (STAB) in der Lage, drahtlos innerhalb eines lokalen Netzwerks zu kommunizieren. In einem Infrastruktur-Netzwerk erfolgt die gesamte Kommunikation über einen Zugriffspunkt (AP), der als eine Basisstation agiert. Jede Entität in dem WLAN kann auch mit einem Knoten in einem anderen drahtgebundenen oder drahtlosen Netzwerk kommunizieren, das mit dem WLAN z.B. über den Zugriffspunkt verbunden ist.
Das Mobile IP ist eine bekannte Erweiterung des Internet Protocol (IP), das einen Knoten in einem IP-basierten Netzwerk in die Lage versetzt, seinen physikalischen Anschlusspunkt in dem Netzwerk, z.B. dem Internet, zu ändern, während er die gleiche IP-Adresse beibehält, durch die er in seinem Ausgangsnetzwerk identifiziert wird. Agenten wie zum Beispiel Home Agents und Foreign Agents (kollektiv "Mobility Agents" genannt), die Mobile IP Dienste bereitstellen, senden IP-Pakete, die Ankündigungen der Dienste umfassen, die sie bereitstellen. Infolgedessen ist das Bestimmen der Verfügbarkeit von Mobile IP Diensten ein Prozess, der in der Netzwerk Layer (L3) des Kommunikationsprotokolls stattfindet.
Die Verbindung einer drahtlosen Station mit einem Zugriffspunkt findet in der Data Link Layer (L2) statt, d.h., bei einer niedrigeren Protokollschicht als die Mobile IP Dienste. Somit findet in dem Stand der Technik die Verbindung zwischen einem AP und einer Station in einer Protokollschicht statt, bei der eine Unkenntnis bezüglich Mobile IP Diensten vorliegt, und somit findet sie statt, ohne dass berücksichtigt wird, ob der AP in Kommunikation mit irgendwelchen Mobility Agents steht.
Die US-Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 2004066757 von Molteni, et. al., mit dem Titel AN L2 METHOD FOR A WIRELESS STATION TO LOCATE AND ASSOCIATE TO LOCATE AND ASSOCIATE WITH A WIRELESS NETWORK IN COMMUNICATION WITH A MOBILE IP AGENT (nachfolgend die "Haupterfindung" genannt) beschreibt, wie eine drahtlose Station eine Datenbank von WLAN-Zugriffspunkten erschaf fen kann, die die Station hören kann, die in der vorliegenden Beschreibung die WLAN Datenbank genannt wird. Die WLAN Datenbank umfasst für jedes WLAN, dessen AP die Station hören kann, L2 Informationen wie etwa den Service Set Identifier (SSID) des drahtlosen Netzwerks, der eindeutig das WLAN identifiziert, und die Signalstärke der L2 Frames von dem AP des WLAN. Die WLAN Datenbank umfasst auch L3 Informationen, wie etwa irgendwelche Ankündigungen von Mobility Agents, die der AP des WLAN überträgt. Solche L3 Informationen werden bei L2 gesammelt, bevor sich die Station mit irgendeinem AP verbindet.
Die Haupterfindung stellt ein Verfahren und eine Vorrichtung bereit, die eine Station eines WLAN in die Lage versetzen, vor der Verbindung zu entdecken, ob ein oder mehrere Kandidaten-APs für die Verbindung in Kommunikation mit Mobility Agents, z.B. mit Home Agents und/oder Foreign Agents, steht/stehen oder nicht. Die Haupterfindung beschreibt auch das Auswählen für die Verbindung eines WLAN aus der WLAN Datenbank, dessen AP in Kommunikation mit einem Mobility Agent steht, so dass die drahtlose Station aus Mobile IP Diensten Nutzen ziehen kann und/oder Mobile IP Dienste bereitstellen kann. Wenn die Station in Kommunikation mit einem Foreign Agent (IPv4) oder einem Access Router (IPv6) steht, kann die drahtlose Station ein mobiler Knoten werden. Ein mobiler Knoten ist ein Knoten eines Netzwerks, der seinen Anschlusspunkt ändern kann.
Eine Ausführungsform der Haupterfindung ist, wenn die Station ein Router ist. Durch das Gewährleisten, dass sich der Router mit einem WLAN verbindet, dessen AP eine Foreign Agent Ankündigung von einem Foreign Agent (in dem Fall von IPv4) oder von einem Access Router (in dem Fall von IPv6) gesendet hat, wird der Router auch ein mobiler Knoten, indem er sich mit einem WLAN verbindet, das in Kommunikation mit dem Foreign Agent (oder dem Access Router) steht. Ein Router, der ein mobiler Knoten ist, wird ein Mobile Router genannt.
Obwohl die WLAN Datenbank Informationen bezüglich der Signalstärke des drahtlosen Link (Verknüpfung) zwischen der Station und den APs der WLANs in der WLAN Datenbank bereitstellen kann, sind keine Latenzzeitinformationen bezüglich der Kommunikation zwischen der Station und dem AP des WLAN bereitgestellt. Außerdem gibt es keine Informationen, die bezüglich den Kommunikations-Verknüpfungen über den AP des WLAN hinaus bereitgestellt wären. Es wäre vorteilhaft für die Station, auch andere Netzwerkleistungsmetriken wie etwa die Ansprechzeit zur Verfügung zu haben, die z.B. als Dienstgüte-(QoS; Quality of Service)-Parameter nützlich sind, und zwar nicht nur für den drahtlosen Link (Verknüpfung) zu dem AP, sondern auch für den Link zu dem Mobility Agent (in dem Fall von Mobile IP Diensten) oder für den Link zu irgendeinem anderen Service Provider in dem allgemeinen Fall.
Solche Dienstgüteinformationen sind zum Beispiel dann nützlich, wenn die Station an Voice over IP (VoIP) oder an anderen Diensten teilnehmen soll, bei denen solche Netzwerkleistungsmetriken wie eine oder mehrere aus der Ansprechzeit, der Verfügbarkeit, dem Jitter (Interpaket-Verzögerungsvarianz), der Dauer der Verbindung, dem Durchsatz und dem Paketverlust wichtig sind.
Die WO-A-01/37517 beschreibt die Art und Weise, wie ein tragbares Datenverarbeitungsgerät eines Benutzers (PCD; portable computing device) an einem Netzwerk angeschlossen werden kann. In einem System ist das PCD ein drahtloses Gerät, das sich an dem Netzwerk durch einen Zugriffspunkt anschließen kann. Wenn es angeschlossen ist, stellt das PCD dem Netzwerk verschiedene Informationen bereit, was erlaubt, dass der geeignete Netzwerk Provider identifiziert werden kann.
Die US-A-5970544 beschreibt ein Computernetzwerk, in dem eine Anzahl von Zugriffspunkten (die einer Anzahl von drahtlosen Benutzergeräten den Zugriff auf das Netzwerk bereitstellen) von einem zentralen Verteiler-Controller gesteuert werden. Das System, das in diesem Dokument beschrieben ist, befasst sich hauptsächlich mit der Operation des Verteiler-Controllers, um Übertragungen zu und von den Zugriffspunkten zu planen, um Kollisionen bei Kommunikationen zwischen den drahtlosen Stationen und den verschiedenen Zugriffspunkten zu vermeiden. Das mobile Gerät des Benutzers wählt auf der Basis der Signalstärke bei den Zugriffspunkten aus, mit welchem Zugriffspunkt es sich verbindet.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Haupterfindung ist ein Verfahren in einer drahtlosen Station, die ein drahtloses Netzwerkgerät aufweist, vorgesehen, wobei das Gerät fähig ist, eine Link Layer (L2) Schnittstelle zu einem drahtlosen Netzwerk bereitzustellen, wobei das Verfahren umfasst: vor der Verbindung der Station mit einem drahtlosen Netzwerk über das drahtlose Netzwerkgerät, drahtloses Empfangen von Link Layer (L2) Dateneinheiten, die von einem oder mehreren drahtlosen Zugriffspunkten (APs; Access Points) eines oder mehrerer drahtloser Netzwerke, mit denen die Station drahtlos kommunizieren kann, übertragen werden; vor der Verbindung der Station mit einem drahtlosen Netzwerk über das drahtlose Netzwerkgerät, Sammeln von Informationen über die empfangenen L2 Dateneinheiten einschließlich L2 Informationen und Netzwerk Layer (L3) Informationen; und für einen oder mehrere Zugriffspunkte von Interesse, von denen eine oder mehrere L2 Dateneinheiten empfangen werden, Senden von Versuchspaketen (Testpaketen) von der Station über den Zugriffspunkt von Interesse, um eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken zu bestimmen, so dass sich die Station gemäß einem oder mehreren Auswahlkriterien mit einem drahtlosen Netzwerk verbinden kann, wobei die Auswahlkriterien die Netzwerkleistungsmetriken und die bei L2 gesammelten L3 Informationen umfassen.
Das Verfahren kann das Halten der gesammelten Informationen im Speicher in der Form einer drahtlosen Netzwerkdatenbank umfassen. Die drahtlose Netzwerkdatenbank enthält für jedes drahtlose Netzwerk, mit dessen Zugriffspunkt die Station drahtlos kommunizieren kann, die gesammelten L2 Informationen und die gesammelten L3 Informationen. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die drahtlose Netzwerkdatenbank für jedes drahtlose Netzwerk, mit dessen Zugriffspunkt die Station drahtlos kommunizieren kann: eine eindeutige Kennung (Identifizierungsmerkmal) des drahtlosen Netzwerks; eine Angabe über die Qualität der Kommunikation zwischen der Station und dem AP des drahtlosen Netzwerks; und eine oder mehrere L3 Ankündigungen von einem oder mehreren IP-fähigen Service Providern, die der AP des drahtlosen Netzwerks übermittelt.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Angabe über die Qualität der Kommunikation zwischen dem AP des drahtlosen Netzwerks eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken, die durch temporäres Verbinden mit dem AP, Senden eines oder mehrerer Versuchspakete an den AP und Sammeln der einen oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken erhalten werden.
In einem Ausführungsbeispiel umfassen die eine oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken eines oder mehrere des Satzes von Metriken bestehend aus Ansprechzeit, Einwegverzögerung, Jitter, Paketverluststatistiken, Data Link Switching Peer Tunnel Leistung und eine oder mehrere Webseiten-Leistungsmetriken wie DNS Lookup, TCP Connect und HTTP Transaktionszeit.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung sind einer oder mehrere der IP-fähigen Service Provider Mobility Agents, so dass ein L3 Prozess einen AP aus der drahtlosen Netzwerkdatenbank zur Verbindung auswählen kann, basierend auf einem oder mehreren davon, ob der AP in Kommunikation mit einem Mobility Agent steht oder nicht, und der Angabe über die Qualität der Kommunikation.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt in einer vereinfachten Form ein Beispiel einer Netzwerk-Topologie, in der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung arbeiten können.
2A zeigt ein vereinfachtes Ablaufdiagramm einer Ausführungsform der Erfindung, gemäß der eine Station in einem Überwachungsmodus bei L2 den gesamten L2 Netzwerkverkehr von allen APs in ihrem Funkbereich abhört und eine Datenbank aufbaut, die L2 Informationen, L3 Informationen und in einem Ausführungsbeispiel eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken enthält, die unter Verwendung von Versuchspaketen erhalten worden sind.
2B zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Prozesses zur Aktualisierung der WLAN Datenbank, der das Senden von Versuchspaketen umfasst, um eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken für abgelaufene oder "nicht aufwendige" Datenbankeinträge zu erhalten.
3A zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer drahtlosen Station.
3B zeigt die STA von 3A ausführlicher. Zusätzlich zu einem herkömmlichen Protokoll-Stack 311 umfasst die STA in ihrem Speicher eine Datenbank, die die "WLAN Datenbank" genannt wird. Eine Ausführungsform der Erfindung stellt einen Satz von Floating Interfaces zwischen dem Protokoll-Stack, der IP-Pakete sendet und empfängt, und einem oder mehreren drahtlosen Netzwerken bereit, selbst wenn eventuell noch keine Verbindung mit den drahtlosen Netzwerken besteht.
4 zeigt eine STA, die ein erstes drahtloses Netzwerkgerät und ein drahtloses Netzwerkgerät in einem RF-Überwachungsmodus umfasst, so dass sich die STA gemäß einer Ausführungsform der Erfindung schnell wiederverbinden bzw. neu verbinden kann.
5A zeigt ein Ausführungsbeispiel einer WLAN Datenbank, die L2 Informationen und L3 Informationen umfasst. 5B zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer WLAN Datenbank, die auch eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken umfasst.
6 zeigt ein vereinfachtes Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Prozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zur Verbindung mit einer Schnittstelle, die ein Floating Interface sein kann, das in der WLAN Datenbank bereitgestellt ist.
7 zeigt ein vereinfachtes Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Prozesses zur Wiederverbindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Eine Ausführungsform der Erfindung ist das Sammeln von Informationen bei einer drahtlosen Station über die drahtlosen Netzwerke, die die Station hören kann, bevor sich die Station mit einem drahtlosen Netzwerk verbindet. In einem Ausführungsbeispiel ist das drahtlose Netzwerk ein Infrastruktur-Netzwerk, das einen Zugriffspunkt umfasst. Die gesammelten Informationen umfassen Link Layer (L2) Informationen und Netzwerk Layer (L3) Informationen, wie zum Beispiel ob der Zugriffspunkt der drahtlosen Station in Kommunikation mit einem Mobility Agent wie etwa einem Foreign Agent steht oder nicht. Die gesammelten Informationen umfassen des Weiteren eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken, wie etwa die Latenzzeit zwischen der Station und dem AP oder zwischen der Station und einem Zielknoten in Kommunikation mit dem Zugriffspunkt.
Mit Verbindung ist die Prozedur gemeint, die verwendet wird, um ein Binding zwischen einem Zugriffspunkt eines drahtlosen Infrastruktur-Netzwerks und einer Station zu errichten, um die Station zu einem Teil des drahtlosen Netzwerks zu machen, das von dem AP verwaltet wird.
Das Sammeln von Informationen stellt für einen Prozess – z.B. einen L3 Prozess an der Station – ein oder mehrere Auswahlkriterien für das Auswählen, mit welchem WLAN sich die Station verbinden soll, bereit.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist das Bereitstellen an einem Zugriffspunkt eines drahtlosen Netzwerks eines Responders für Versuchspakete, die von einer drahtlosen Station gesendet werden, um eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken zu bestimmen, so dass die Station auswählen kann, mit welchem WLAN sie sich verbinden soll, indem sie Versuchspakete zu dem AP sendet. Der Responder des Zugriffspunkts antwortet auf die Versuchspakete, um die Station mit einer oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken zwischen der Station und dem Zugangspunkt zu versorgen.
1 zeigt eine Netzwerkkonfiguration, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung arbeiten können. Ein Netzwerk 101 steht in Kommunikation mit einem Zugriffspunkt 103 (AP1) eines ersten drahtlosen lokalen Infrastruktur-Netzwerks (WLAN). Das Netzwerk 101 kann ein Verbundnetzwerk sein, d.h., ein Netzwerk von Netzwerken, und kann privat oder öffentlich sein. Ein Beispiel eines Netzwerks 101, das öffentlich ist und ein Verbundnetzwerk ist, ist das Netzwerk 101, das das Internet ist. Der AP1 steht über das Netzwerk 101 z. B. in Kommunikation mit einem Mobile IP Foreign Agent 105, mit einem Mobile IP Home Agent 107, mit einem Access Router 115 und auch mit einem Server 117, der einige Dienste (Dienst X genannt) bereitstellt. Der Foreign Agent stellt Mobile IP Dienste unter IPv4 bereit und sendet periodisch Foreign Agent Ankündigungen. Der Access Router stellt Mobile IP Dienste unter IPv6 bereit und sendet periodisch Router Ankündigungen. Es sei angemerkt, dass im Mobile IP für IPv4 der Foreign Agent eine c/o-Adresse für einen mobilen Knoten bereitstellt, während im Mobile IPv6 kein Foreign Agent verwendet wird. Die IP-Pakete selber umfassen die c/o-Adresse, so dass alles, was für Mobile IP unter IPv6 benötigt wird, die Kommunikation zu einem Access Router ist, der in der Lage ist, Pakete zu der Heimatadresse des Mobile IP Knotens zu routen.
Eine drahtlose Station STA 111 wird als ein mobiler Knoten agieren, indem sie sich mit einem Zugriffspunkt eines drahtlosen Netzwerks verbindet, der in Kommunikation mit einem Foreign Agent steht. Die drahtlose Station kann drahtlos innerhalb eines Bereichs kommunizieren, der als 113 gezeigt ist. Somit ist die STA 111 in der Lage, mit dem Zugriffspunkt AP1 103 und mit einem zweiten Zugriffspunkt 109 eines zweiten drahtlosen Infrastruktur-Netzwerks zu kommunizieren. In dem Beispiel von 1 steht der AP2 109 nicht in Kommunikation mit dem Foreign Agent 105, dem Access Router 115, dem Home Agent 107 oder dem Server 117.
In einem Ausführungsbeispiel arbeiten das erste WLAN und das zweite WLAN gemäß einem der IEEE 802.11 Standards für WLANs. Gemäß diesem Standard rundsendet ein Zugriffspunkt wie der AP1 oder AP2 jeweils einen Beacon-Signal-Frame von Zeit zu Zeit in der Form eines Beacon MAC (L2), der Informationen bereitstellt, die von den Stationen zur Errichtung und Aufrechterhaltung einer Verbindung mit dem AP benötigt werden. Der Beacon enthält eine eindeutige Kennung des WLAN (und des AP des WLAN), genannt die Service Set Kennung (SSID; Service Set Identifier). Der Beacon enthält auch andere Informationen, wie etwa Informationen über die Datenraten, die von dem AP unterstützt werden.
Vor der Verbindung mit einem WLAN kann eine Station, wie zum Beispiel die STA 111, in einen Modus gesetzt werden, der RF-Überwachungsmodus genannt wird, während dem die Station alle MAC-Frame-Typen (Steuerung, Verwaltung und Daten) ungeachtet des AP abhört, von dem die Frames stammen oder zu dem sie gehören. Der Zweck dieses Modus liegt vor allem darin, eine drahtlose Station in die Lage zu versetzen, ein "Scannen" bezüglich Rundsendungen von den APs durchzuführen, z.B. die Rundsendung von Beacons, um einen AP mit einer ausreichend guten Signalstärke zu lokalisieren, mit sie sich verbinden kann. Dieser Prozess des Achtens auf Beacons wird in dem IEEE 802.11 Standard "passives Scannen" genannt.
In einem normalen IEEE 802.11 Scan-Vorgang stellt das drahtlose Netzwerkgerät einer drahtlosen Station die L2 Informationen von allen APs, die sie hören kann, zusammen mit der Signalstärke bereit, um Zugriffspunkte zu vergleichen und darüber zu entscheiden, mit welchem sie sich verbinden wird. Ein drahtloses Netzwerkgerät im RF-Überwachungsmodus kann von mehr als einem AP empfangen, aber kann keine Informationen übertragen. Andere IEEE 802.11 Modi umfassen einen Sende-Empfangs-Modus, der auch Stationsmodus genannt wird.
Ohne den Nutzen der vorliegenden Erfindung wird eine STA, wie etwa die STA 111, in dem RF-Überwachungsmodus Beacons von allen APs empfangen, die sie hören kann, in diesem Fall sowohl von dem AP1 als auch dem AP2. Die STA wird sich mit dem ersten AP verbinden, dessen Signalstärke gut genug ist. Es kann sein, dass die Signalstärken von Beacons von dem AP2 stärker als diejenigen von Beacons von dem AP1 sind. In einem solchen Fall wird sich die Station 111 mit dem WLAN des AP2 verbinden und wird somit nicht in Kommunikation mit dem Foreign Agent 105, dem Access Router 115, dem Home Agent 107 oder dem Server 117 stehen.
Es ist für die Station 111 erwünscht, dass sie sich vorzugsweise mit einem WLAN nicht nur auf der Basis von L2 Informationen wie etwa Signalstärke verbindet, sondern auch auf der Basis von zusätzlichen Informationen, wie etwa die Funkverbindung, die gute Netzwerkleistungsmetriken aufweist, z.B. eine niedrige Latenzzeit, oder wie etwa das Wissen, dass der AP in Kommunikation mit bestimmten Typen von Diensten steht, wie etwa mit einem Foreign Agent, so dass die Station ein mobiler Knoten unter Mobile IP sein kann. Solche Informationen sind für eine Station vor der Verbindung der Station mit einem WLAN normalerweise nicht verfügbar.
Während eine Netzwerkkonfiguration, wie sie in 1 gezeigt ist, Stand der Technik ist, ist die Konfiguration von 1 dann, wenn die Station und/oder die Zugriffspunkte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfassen, kein Stand der Technik.
3A zeigt ein vereinfachtes Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer drahtlosen Station 111, die ein drahtloses Netzwerkgerät 303 umfasst, das einen drahtlosen Transceiver umfasst, und die IEEE 802.11 MAC Frames zu/von einem Protokoll-Stack in einem Host-Prozessor 307 bereitstellt und akzeptiert. Wenn die STA 111 mit einem AP eines WLAN verbunden ist, stellt das drahtlose Netzwerkgerät 303 eine (tatsächliche) bidirektionale Schnittstelle zu dem WLAN bereit, d.h., einen Verbindungspunkt zu dem AP bei der Station 111. Der Prozessor 307 der drahtlosen Station umfasst einen Speicher 305, der einen flüchtigen und einen nichtflüchtigen Speicher umfassen kann. Die Ausführungsbeispiele der Prozesse, die hier beschrieben werden, arbeiten mit dem Prozessor und verwenden den Speicher. Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung liegen in der Form eines Trägermediums vor, das ein oder mehrere computerlesbare Codesegmente trägt, die den Prozessor instruieren, einen oder mehrere der Prozesse, d.h., der Verfahren, die hier beschrieben sind, zu implementieren. Das Trägermedium ist in einem Ausführungsbeispiel im Speicher 305 und gezeigt in 3A als der Satz von Codesegmenten 301. Die Fachleute auf diesem Gebiet werden verstehen, dass das Trägermedium in unterschiedlichen Formen bereitgestellt werden kann, z.B. auf magnetischen oder optischen Medien. Somit bildet das Trägermedium ein Software-Produkt.
Sammeln von Informationen vor der Verbindung mit einem AP
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die drahtlose Station 111 in einem Modus, der RF-Überwachungsmodus genannt wird, der alle Frames überprüft, die die Station hören kann, die Beacons untersucht, die die SSID des AP enthalten, eine Messung der Signalstärke aus der PHY Sublayer extrahiert, in einem Ausführungsbeispiel in der Form des RSSI (Received Signal Strength Indicator), und eine Liste der verfügbaren APs aufbaut. In einem Ausführungsbeispiel wird dieses Überprüfen als ein Modul des Protokoll-Stack, das für das drahtlose Netzwerkgerät arbeitet, und in einem anderen Ausführungsbeispiel durch ein Computerprogramm auf Benutzerebene implementiert. Das Programm greift auf den Protokoll-Stack zu und konfiguriert diesen über eine Befehlszeilenschnittstelle (CLI; command line interface). In einem Ausführungsbeispiel arbeitet die Station zum Beispiel unter einem vernetzten Betriebssystem (networked operating system). Das vernetzte Betriebssystem ist das Cisco Internetworking Operating System (IOS^®) (Cisco Systems, Inc., San Jose, Kalifornien). Das IOS stellt eine Befehlszeilenschnittstelle (CLI) für die Durchführung vieler Netzwerkmanagementfunktionen bereit.
Das Programm oder Modul arbeitet hauptsächlich bei L2. Zum Beispiel in dem Fall, wenn der Prozess Teil der L2 Lager des Stack bildet, liest der Prozess L3 Pakete in den L2 Frames und kann die L3 Inhalte von MAC Level Rundsendungen, wie etwa IP IRDP Pakete, die verwendet werden, um einen Foreign Agent anzukündigen, zu der L3 Layer weiterleiten. Eine Ausführungsform der Erfindung umfasst, dass die Station Versuchspakete sendet, um eine oder mehrere Netzwerkleistungsstatistiken zu erhalten. Für diese Ausführungsform verbindet sich die Station temporär mit einem AP vor dem Senden der Versuchspakete und kehrt dann zu dem RF-Überwachungsmodus zurück, d.h., sie löst die Verbindung auf.
Somit ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Verfahren für eine Station zur Identifizierung und Sammlung von Informationen über die APs, die ihr drahtloses Netzwerkgerät in dem WLAN hören kann, bevor sie sich mit einem AP verbindet. In einem Ausführungsbeispiel stehen die Informationen jedem Prozess an der Station, z.B. L3 an der Station, zur Verfügung. In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Informationen IP Mobilitätsinformationen, z.B. ob der AP eine Mobility Agent Ankündigung sendet. In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Informationen des Weiteren eine oder mehrere Netzwerkleistungsstatistiken. In einem Ausführungsbeispiel werden die Informationen dazu verwendet, einen Satz von einem oder mehreren Floating Interfaces zu verfügbaren WLANs in der Form von APs für die Verbindung aufzubauen. Ein L3 Prozess kann dann aus den verfügbaren APs unter Verwendung von einem oder mehreren Kriterien auswählen. Zum Beispiel kann der L3 Prozess dann einen AP auswählen, der in Kommunikation mit einem oder mehreren Mobility Agents oder einem AP steht, der einige Netzwerkleistungsmetriken, z.B. eine Latenzzeit, die gering genug ist, oder eine Kombination aus diesen Kriterien erfüllt.
2A zeigt ein vereinfachtes Ablaufdiagramm eines L2 Prozesses 200, der in einem Ausführungsbeispiel mit dem Prozessor 307 arbeitet. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst der Prozess 200, dass die Station in dem RF-Überwachungsmodus den gesamten Netzwerkverkehr von allen APs in ihrem Funkbereich abhört, um AP-Informationen einschließlich Mobility Agent Informationen zu sammeln. Es wird angenommen, dass die Station nicht mit einem AP verbunden ist. In einem Schritt 201 bewirkt ein gerätespezifischer Befehl von dem Programm oder dem Modul dann, wenn sich die Station nicht in dem Überwachungsmodus befindet, dass die Station das drahtlose Netzwerkgerät 303 in den RF-Überwachungsmodus versetzt. Der Zustand 203 ist ein Wartezustand, der auf ein Ereignis wie etwa die Ankunft eines neuen Link Lager (MAC) Frame wartet, der an dem drahtlosen Netzwerkgerät 303 ankommt. In einem Schritt 207 wird festgestellt, ob das Ereignis in der Tat ein MAC Frame ist, der ankommt. Falls nicht, und in einem Ausführungsbeispiel dann, wenn ein Ereignis-Timer nicht abgelaufen ist (209), bleibt der Prozess weiterhin in dem Wartezustand 203, bis ein Ereignis auftritt.
Falls das Ereignis ein neuer Frame ist, der ankommt, wird der neue MAC Frame, der ankommt, bei L2 in einem Schritt 211 gelesen.
In jedem MAC Frame sind zusätzliche Informationen enthalten, wie zum Beispiel die SSID des WLAN, d.h., die Kennung des AP, von dem das Paket stammt. Ebenfalls bereitgestellt, zum Beispiel von dem drahtlosen Netzwerkgerät als zusätzliche Information, ist eine Angabe über die Qualität des drahtlosen Signals zu dem Zeitpunkt, an dem der MAC Frame empfangen wurde. Die L2 Frames können außerdem darin eingekapselte L3 Informationen aufweisen, z.B. in der Form von IP-Paketen. Zum Beispiel kann das IP-Paket eine Mobility Agent Ankündigung enthalten, wie etwa eine Foreign Agent Ankündigung oder eine Home Agent Ankündigung.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Informationen über den AP, der das empfangene L2 Paket gesendet hat, als eine Aufzeichnung in einer Datenstruktur gespeichert, die in dem Speicher 405 der STA gespeichert wird und hier die "WLAN Datenbank" genannt wird. Die WLAN Datenbank 409 umfasst somit Informationen über die APs, die die Station in dem RF-Überwachungsmodus hört. Eine STA, die einen AP hört, bedeutet, dass das Signal an der Station, das von dem AP empfangen wurde, von einer ausreichenden Stärke für den AP und die STA ist, damit diese drahtlos kommunizieren können.
Ein Ausführungsbeispiel einer WLAN Datenbank ist in Form eines Diagramms in 5A als eine Tabelle 501 gezeigt. Ein anderes Tabellen-Ausführungsbeispiel 511 ist in 5B gezeigt. Jede Aufzeichnung in der WLAN Datenbank (501 und 511) umfasst einen Satz von Feldern an Informationen über einen AP, von dem ein L2 Frame empfangen worden ist. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Information in der Aufzeichnung eine Ken nung des WLAN, von dem der Frame empfangen wurde, in der Form der SSID (jeweils 503, 513 in den WLAN Datenbanken 501, 511). Jede der WLAN Datenbanken 501 und 511 zeigt eine gewisse Anzahl N an Einträgen mit SSIDs, die als SSID-1, SSID-2, ..., SSID-N bezeichnet werden. Jeder Eintrag umfasst L2 Informationen (jeweils 505, 515 in den WLAN Datenbanken 501, 511), wie etwa die Signalstärke. Wie in der Haupterfindung beschrieben ist, kann jeder Eintrag auch L3 Informationen (jeweils 507, 517 in den WLAN Datenbanken 501, 511) umfassen, die normalerweise bis zu dem Zeitpunkt, nachdem sich die Station mit dem AP verbunden hat, nicht zur Verfügung stehen würden. Die L3 Informationen umfassen Informationen bezüglich der Mobility Agents und/oder der Access Routers (ARs) und/oder anderen Service Providern, mit denen das WLAN in Kommunikation steht (siehe unten). In einem Ausführungsbeispiel sind solche anderen Service Provider IP-fähig. In einem Ausführungsbeispiel umfasst jede Aufzeichnung der WLAN Datenbank jegliche(s) IP-Paket(e) aus dem/den empfangenen L2 Frame(s) und einen Zeitstempel von dem Zeitpunkt, an dem jeder Frame von dem AP des WLAN empfangen wurde. In einem Ausführungsbeispiel umfasst jede Aufzeichnung auch eine Angabe jeder Mobilitätsinformation, die in irgendeinem IP-Paket in dem empfangenen L2 Frame enthalten ist, z.B. eine Mobility Ankündigung von einem Mobility Agent.
Das Ausführungsbeispiel der WLAN Datenbank 511 von 5B umfasst des Weiteren für jeden Eintrag eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken, die erhalten werden, indem ein oder mehrere Versuchspakete gesendet werden (siehe unten).
In einem Ausführungsbeispiel umfasst jede Aufzeichnung in der WLAN Datenbank auch ein Flag-Feld, das dann, wenn es gesetzt ist, anzeigt, dass die Aufzeichnung die Aufzeichnung der jüngst verwendeten Verbindung (MRUA; Most-Recently-Used-Association) ist. Die MRUA enthält immer die Aufzeichnung für den AP, der für die allerjüngste Verbindung oder Wiederverbindung verwendet wurde. Die MRUA-Aufzeichnung wird niemals aus der WLAN Datenbank entfernt, um zum Beispiel Platz für weitere Aufzeichnungen zu schaffen.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel umfasst die WLAN Datenbank ein Feld, das die N letzten Verbindungen mit APs anzeigt, die drahtlos Mobilitätsinformationen von den unterschiedlichen Mobility Agents übertragen haben.
Die WLAN Datenbank kann nach einem oder mehreren Feldern, die den Zeitstempel und einen oder mehrere der Header in dem gespeicherten L2 Frame umfassen, durchsucht und angeordnet werden.
Jede Aufzeichnung in der WLAN Datenbank stellt somit ein Floating Interface zu dem WLAN über einen der APs bereit, den die Station hören kann. Verbunden mit jedem Floating Interface ist das WLAN und das drahtlose Netzwerkgerät der Station, das die Schnittstelle verwenden kann, um eine tatsächliche Schnittstelle zu dem WLAN herzustellen. Das Floating Interface kann der Netzwerk Layer (L3) an der Station bereitgestellt werden, als ob es eine tatsächliche Schnittstelle zu einem WLAN wäre, selbst wenn es vielleicht keine Verbindung zu diesem WLAN gibt.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst jede Aufzeichnung eine Angabe über den Zustand des Floating Interface aus den Zuständen, die unten in Tabelle 1 gezeigt sind. Tabelle 1
4B zeigt eine STA, die zusätzlich zu einem herkömmlichen Protokoll-Stack eine WLAN Datenbank umfasst, die einen Satz von Floating Interfaces 409 der WLANs bereitstellt, die ein drahtloses Netzwerkgerät 403 hören kann. Die Floating Interfaces werden der Netzwerk Layer 411 des Protokoll-Stacks bereitgestellt.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Speicher 405 der STA einen flüchtigen Speicher und die WLAN Datenbank befindet sich in dem flüchtigen Speicher, z.B. einem DRAM. In einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst der Speicher 405 der STA einen nichtflüchtigen Speicher, z.B. ein SRAM, und die WLAN Datenbank befindet sich in dem nichtflüchtigen Speicher. In einem Ausführungsbeispiel kann auf die WLAN Datenbank von anderen Prozessen, die in der STA arbeiten, oder von anderen Prozessen in anderen Prozessoren in dem Netzwerk zugegriffen werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Station umfasst mehr als ein drahtloses Gerät (oder ein Gerät mit mehreren Kanälen, die simultan Schnittstellen zu verschiedenen WLANs bereitstellen können), die jeweils zu einer Verbindung mit einem WLAN in der Lage sind, so dass jedes fähig ist, eine Schnittstelle zu einem WLAN bereitzustellen. In einem solchen Ausführungsbeispiel umfasst jede Aufzeichnung in der WLAN Datenbank des Weiteren eine Kennung des drahtlosen Geräts, das die tatsächliche Schnittstelle nach der Verbindung mit dem WLAN des Floating Interface bereitstellen würde, und Informationen über eine oder mehrere Leistungsfähigkeiten der tatsächlichen Schnittstelle zu dem WLAN, wie etwa die Geschwindigkeit, eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken, und so weiter.
In dem Ausführungsbeispiel, das dem Ablaufdiagramm von 2A entspricht, umfasst die WLAN Datenbank Aufzeichnungen, d.h., stellt Floating Interfaces für die APs bereit, die die Station hören kann, egal ob der AP ein oder mehrere L2 Frames sendet oder nicht, die Mobility Agent Informationen enthalten. In einem alternativen Ausführungsbeispiel (nicht in 2A gezeigt) enthält die WLAN Datenbank Aufzeichnungen nur für die APs, die die Station hören kann und die Mobility Agent Informationen übertragen haben. In einem solchen alternativen Ausführungsbeispiel kehrt der Ablauf zurück zu 203, um einen anderen L2 Frame anzunehmen, wenn bei der Prüfung herausgefunden wird, dass der L2 Frame kein IP-Paket von einem Mobility Agent enthält.
Nun wird zurück zu 2A gegangen. In einem Schritt 213 wird festgestellt, ob der gelesene MAC Frame ein Beacon ist oder nicht. Wenn er ein Beacon ist, wird die WLAN Datenbank in einem Schritt 217 aktualisiert. Wenn kein Eintrag für das WLAN mit der SSID in dem Beacon enthalten ist, wird ein neuer Eintrag geschaffen. Wenn bereits ein Eintrag existiert, wird der Eintrag zum Beispiel mit der Signalstärkeninformation aktualisiert.
In einem Schritt 219 wird festgestellt, ob der Eintrag eine neue SSID ist. Wenn nicht, kehrt der Prozess zurück zu dem Wartezustand 203, um auf ein anderes Ereignis zu warten.
Ohne den Nutzen der vorliegenden Erfindung würde sich die Link Layer vor der Verbindung der Station, z.B. während diese in dem RF-Überwachungsmodus ist, nicht mit irgendeiner eingekapselten L3 Information, wie etwa einer Mobile IP Information, oder mit irgendwelchen tatsächlichen Netzwerkleistungsmetriken befassen.
In einer Ausführungsform der Erfindung verbindet sich die Station temporär mit dem AP des WLAN und sendet ein oder mehrere Versuchspakete, um eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken zu bestimmen.
Somit verbindet sich die STA mit dem WLAN in einem Schritt 221, wenn im Schritt 219 festgestellt wird, dass der Beacon von einem neuen WLAN stammt. Ein Schritt 223 prüft, ob die Verbindung tatsächlich erfolgreich war. Wenn nicht, dann wird in einem Schritt 227 das Floating Interface zu diesem WLAN als "Schnittstelle eingeschaltet, Protokoll ausgeschaltet" gekennzeichnet, um anzuzeigen, dass mit dem AP des WLAN keine Verbindung eingerichtet werden kann. Der Prozess kehrt dann zurück zu dem Wartezustand 213, um auf ein anderes Ereignis zu warten.
Wenn sich die Station erfolgreich mit dem AP des WLAN verbindet, sendet die Station in einem Schritt 225 ein oder mehrere Versuchspakete, um eine oder mehrere Netzwerkleistungsstatistiken zu bestimmen. In einem Aus führungsbeispiel der Erfindung arbeitet die Station unter IOS (Cisco Systems, Inc., San Jose, Kalifornien). Die eine oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken werden unter Verwendung des Cisco Service Assurance Agent (SAA) (Cisco Systems, Inc., San Jose, Kalifornien), der frührer als der Cisco Response Time Reporter (RTR) bekannt war, erhalten. Der SAA ist ein anwendungssensitiver Agent, der die Netzwerkleistung überwacht, indem er die Netzwerkleistungsmetriken, einschließlich eines oder mehrere aus Ansprechzeit, Verfügbarkeit, Jitter (Interpaketverzögerungsvarianz), Verbindungsdauer, Durchsatz und Paketverlust misst. Der SAA erhält solche Metriken, indem er ein oder mehrere Versuchspakete sendet. In einem Ausführungsbeispiel arbeitet der SAA unter einem vernetzten Betriebssystem, wie etwa dem Cisco Internetworking Operating System (IOS^®) (Cisco Systems, Inc., San Jose, Kalifornien). Das IOS stellt eine Befehlszeilenschnittstelle (CLI; command line interface) zur Durchführung vieler Netzwerkmanagementfunktionen bereit. Der SAA umfasst die Unterstützung für Voice over IP (VoIP), Dienstgüte (QoS) und das World Wide Web (WWW). Der SAA ist verfügbar für alle Plattformen, die mit IOS Release 12.0(5)T oder später laufen. Er kann über die CLI benutzt werden, wenn die Cisco Response Time Monitoring (RTTMON) MIB für einen Router zur Verfügung steht. Auf den SAA kann auch unter Verwendung von SNMP zugegriffen werden.
Es sei angemerkt, dass, obwohl die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele SAA verwenden, die Erfindung nicht von SAA oder RTR abhängt oder diese erfordert. Andere Ausführungsbeispiele verwenden andere Tools, um das eine oder die mehreren Versuchspakete für eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken zu senden.
Für die Beschreibungen von unterschiedlichen Netzwerkleistungsmetriken, die unterschiedliche Ausführungsbeispiele der Erfindung sammeln, siehe weiter unten.
Somit sendet die Station in einem Ausführungsbeispiel, nachdem sich die Station temporär mit einem AP in dem Schritt 221 verbindet, ein oder mehrere Versuchspakete über den AP. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst der AP einen Test-Responder (probe responder), der bestimmte Versuchspakete erkennt und auf der Funkverknüpfung zu der Station, die jedes Versuchspaket sendet, antwortet, selbst wenn der AP noch nicht "richtig" mit der Station verbunden ist, sondern nur temporär nur zu dem Zweck verbunden ist, dass der AP Versuchspakete annimmt. Es sei angemerkt, dass normalerweise, wenn ein AP Pakete empfängt, die von einem damit verbundenen mobilen Knoten stammen, der AP die Pakete je nach Bedarf weiterleitet. Wenn der AP einen Test-Responder umfasst, antwortet der AP auf die erkannten bestimmten Versuchspakete. In einem Ausführungsbeispiel ist der Test-Responder der SAA Responder von Cisco (Cisco Systems, Inc., San Jose, Kalifornien).
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Versuchspakete auf eine Ziel-IP-Adresse abgezielt, z.B. die Adresse eines Foreign Agent, eines Access Router, oder irgendeines anderen Netzwerkknotens, der unter Verwendung von IP kommuniziert, und der gewisse Dienste bereitstellt, z.B. den Dienst X.
Der Schritt 225 sammelt somit eine oder mehrere Leistungsmetriken, entweder zu dem AP oder zu einen IP-fähigen Service Provider. Wenn es zum Beispiel aus den L3 Informationen in der WLAN Datenbank bekannt ist, dass der AP in Kommunikation mit einem Foreign Agent steht, können die Netzwerkleistungsmetriken zwischen der Station und dem Foreign Agent über den AP des WLAN sein.
In einem Ausführungsbeispiel umfassen die gesammelten Netzwerkleistungsmetriken eine oder mehrere Metriken zwischen der Station und einem als Ziel dienenden IP-fähigen Service Provider, die für den Service Provider, der als Ziel dient, spezifisch sind. In dem Fall, dass der Service Provider, der das Ziel bildet, ein Mobility Agent ist, z.B. ein Foreign Agent, können die eine oder mehreren Metriken Mobility Agent-spezifische Informationen wie etwa die Anzahl an Endpunkten, die mit dem Agenten registriert sind, die Anzahl an Tunneln, die der Mobility Agent unterstützt, und so weiter umfassen.
Der Schritt 225 umfasst des Weiteren das Aktualisieren der WLAN Datenbank mit den Leistungsmetrikinformationen. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Einfügung der Leistungsmetrikinformationen das Anordnen – z.B. das Sortieren – der Aufzeichnungen gemäß einem oder mehreren Anordnungskriterien. In einem Ausführungsbeispiel liegt der Zweck des Anordnens darin, die Informationen für L3 in einer gewünschten Reihenfolge bereitzustellen, so dass L3 automatisch ein Floating Interface für die Verbindung gemäß einem oder mehreren Auswahlkriterien auswählt. In einem solchen Fall mappen die Anordnungskriterien zu den Auswahlkriterien. In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Anordnungskriterien (und/oder die Schnittstellenauswahlkriterien) das Anordnen (und/oder Auswählen) gemäß einer oder mehreren anwendungsbezogenen Erfordernissen. Zum Beispiel kann eine Anwendung einen Satz von SSIDs aufweisen, den sie aus einem oder mehreren Gründen bevorzugt, wie etwa: Sicherheitscharakteristiken der WLANs, Dienstgüte, die jedes WLAN bereitstellt, Zugriffskosten, und so weiter.
In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Anordnungskriterien (und/oder Schnittstellenauswahlkriterien) das Anordnen (und/oder Auswählen) gemäß einem oder mehreren Dienstgüteparametern, wie etwa die benötigte Dienstgüte. Die Dienstgüteerfordernisse wiederum können zu einer oder mehreren der gesammelten Netzwerkleistungsmetriken in Bezug stehen.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist, dass die Anordnungskriterien (und/oder Schnittstellenauswahlkriterien) L3 Informationen umfassen, wie zum Beispiel, welche Mobility Agent Informationen enthalten sind. In einem Ausführungsbeispiel, das des Weiteren mehr als ein drahtloses Gerät umfasst, umfassen die Anordnungskriterien (und/oder Schnittstellenauswahlkriterien) die Leistungsfähigkeiten der physikalischen Schnittstelle zu dem WLAN, wie etwa die Geschwindigkeit, Netzwerkleistungsmetriken und so weiter.
Somit wird in einem Ausführungsbeispiel den Aufzeichnungen, die eine Mobility Agent Ankündigung enthalten, der Vorrang gegeben. In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Anordnungskriterien die Anordnung gemäß einer oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken. Ein Ausführungsbeispiel ordnet gemäß einer Kombination aus mehr als einer Sorte von Anordnungskriterien an, wie etwa dass es denjenigen Aufzeichnungen den Vorrang gibt, die Mobility Agent Informationen enthalten, und des Weiteren solche priorisierten Aufzeichnungen, d.h., auf die Mobility Agent bezogenen Aufzeichnungen, gemäß einer oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken anordnet.
Ein Ausführungsbeispiel des Schrittes 225 des Aktualisierens der WLAN Datenbank umfasst das Verwerfen derjenigen Aufzeichnungen, die ein oder mehrere Annahmekriterien nicht erfüllen. In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Annahmekriterien eine oder mehrere Netzwerkleistungskriterien, die ein vordefiniertes Niveau an Qualität erfüllen oder überschreiten. In einem anderen Ausführungsbeispiel, in dem der Mobility Agent ein Foreign Agent ist, umfassen die Annahmekriterien nur das Annehmen von IP-Paketen, die von Foreign Agent Ankündigungen stammen, die anzeigen, dass der Foreign Agent nicht "beschäftigt" ist, d.h., dass der Foreign Agent Registrierungen annimmt.
Wenn beim Schritt 213 festgestellt wird, dass der MAC Frame kein Beacon ist, dann wird der Prozess in einem Schritt 215 in den MAC Frame hinein schauen, um festzustellen, ob der MAC eine Mobility Agent Ankündigung enthält oder nicht. Wenn nicht, dann kehrt der Prozess zurück zu dem Wartezustand 203, um auf ein anderes Ereignis zu warten, wie etwa einen neuen MAC Frame, der an der Station 111 ankommt.
Wenn festgestellt wird, dass ein empfangener MAC Frame Mobility Agent Informationen enthält, wird die WLAN Datenbank mit dieser Information aktualisiert (Schritt 231). In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Einfügen der neuen L3 Informationen in dem Schritt 231 das Anordnen – z.B. das Sortieren – der Aufzeichnungen gemäß einem oder mehreren Anordnungskriterien. In einem Ausführungsbeispiel liegt der Zweck des Anordnens darin, die Informationen für L3 in einer gewünschten Reihenfolge zu präsentieren, so dass L3 automatisch ein Floating Interface für die Verbindung gemäß einem oder mehreren Auswahlkriterien auswählt. In einem solchen Fall mappen die Anordnungskriterien zu den Auswahlkriterien. In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Anordnungskriterien (und/oder Schnittstellenauswahlkriterien) das Anordnen (und/oder Auswählen) gemäß einer oder mehreren anwendungsbezogenen Erfordernissen. Zum Beispiel kann eine Anwendung einen Satz von SSIDs aufweisen, den sie aus einem oder mehreren Gründen bevorzugt, wie etwa: Sicherheitscharakteristiken der WLANs, Dienstgüte, die jedes WLAN bereitstellt, Zugriffskosten, und so weiter.
In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Anordnungskriterien (und/oder Schnittstellenauswahlkriterien) das Anordnen (und/oder Auswählen) ge mäß einem oder mehreren Dienstgüteparametern, wie etwa die benötigte Dienstgüte. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist, dass die Anordnungskriterien (und/oder Schnittstellenauswahlkriterien) L3 Informationen umfassen, wie etwa welche Mobility Agent Informationen enthalten sind. In einem Ausführungsbeispiel, das des Weiteren mehr als ein drahtloses Gerät umfasst, umfassen die Anordnungskriterien (und/oder Schnittstellenauswahlkriterien) die Leistungsfähigkeiten der physikalischen Schnittstelle zu dem WLAN, wie etwa Geschwindigkeit, eine oder mehrere Leistungsmetriken, und so weiter.
Somit wird in einem Ausführungsbeispiel den Aufzeichnungen, die eine Mobility Agent Ankündigung enthalten, der Vorrang gegeben. In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Anordnungskriterien das Anordnen gemäß den gesammelten Netzwerkleistungsmetriken, und wenn keine zur Verfügung stehen, gemäß der empfangenen Signalqualität. Ein Ausführungsbeispiel ordnet gemäß einer Kombination aus mehr als einem Satz von Anordnungskriterien, wie etwa dass es denjenigen Aufzeichnungen den Vorrang gibt, die Mobility Agent Informationen enthalten, und diese priorisierten, d.h., auf einen Mobility Agent bezogenen Aufzeichnungen gemäß einer oder mehreren gesammelten Netzwerkleistungsmetriken weiter ordnet.
Ein Ausführungsbeispiel des Schrittes 231 des Aktualisierens der WLAN Datenbank umfasst das Verwerfen derjenigen Aufzeichnungen, die ein oder mehrere Annahmekriterien nicht erfüllen. In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Annahmekriterien die gesammelten Leistungsmetriken, die ein vordefiniertes Niveau an Qualität erfüllen oder überschreiten. In einem anderen Ausführungsbeispiel, bei dem der Mobility Agent ein Foreign Agent ist, umfassen die Annahmekriterien das Annehmen nur von IP-Paketen, die von Foreign Agent Ankündigungen stammen, die anzeigen, dass der Foreign Agent nicht "beschäftigt" ist. d.h., dass der Foreign Agent Registrierungen annimmt.
Nach dem Aktualisieren mit irgendwelchen gefundenen Mobility Agent Informationen im Schritt 231 wird der Prozess mit dem Schritt 219 fortgesetzt, bei dem festgestellt wird, ob der MAC Frame von einer neuen SSID stammt. Wenn ja, verbindet sich die Station temporär mit dem AP, um ein oder mehrere Versuchspakete zu senden, um eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetri ken zu sammeln. Wenn er nicht von einer neuen SSID stammt, kehrt der Prozess zurück zu dem Wartezustand 203.
Wenn in Schritt 207 festgestellt wird, dass das Ereignis kein neuer Frame ist, der angekommen ist, wird in einem Schritt 206 festgestellt, ob ein Ereignis-Timer noch nicht abgelaufen ist. Wenn nicht, bleibt der Prozess weiter bei dem Wartezustand 203 und wartet darauf, dass ein Ereignis auftritt. Wenn der Ereignis-Timer abgelaufen ist, stoppt in einem Ausführungsbeispiel der Prozess. In einem anderen Ausführungsbeispiel, das unten mit Hilfe der 2B beschrieben wird, wird die WLAN Datenbank aktualisiert.
Der Prozess von 2A stellt somit eine WLAN Datenbank von verfügbaren WLANs bereit, die L2 und L3 Informationen enthält. Diese Informationen stehen zu jeder Zeit für einen anderen Prozess, z.B. L3, zur Verfügung.
In einem Ausführungsbeispiel tritt der Prozess von 2A von Zeit zu Zeit auf, so dass die Informationen in der WLAN Datenbank auf dem neuesten Stand sind. In einem Ausführungsbeispiel wird der Prozess periodisch wiederholt. Das heißt, die WLAN Datenbank wird von Zeit zu Zeit aktualisiert, indem die Station in den RF-Überwachungsmodus gesetzt wird und die Informationen in der WLAN Datenbank mit neuen MAC Frames aktualisiert werden. Der Prozess von 2A stellt somit eine WLAN Datenbank von verfügbaren WLANs bereit, die L2 und L3 Informationen umfasst. Jeder Prozess (z.B. L3) an der Station kann Informationen aus der WLAN Datenbank zu jedem Zeitpunkt erhalten.
2B ist ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels zur Aktualisierung der WLAN Datenbank-Einträge mit einer oder mehreren aktualisierten Netzwerkleistungsmetriken. In einem Ausführungsbeispiel tritt der Prozess von 2B in dem Fall auf, dass in Schritt 209 festgestellt wird, dass der Timer abgelaufen ist. In einem anderen Ausführungsbeispiel findet das Aktualisieren der Metriken periodisch statt.
Das Aktualisieren findet in einer Schleife (241 bis 253) für jede SSID in der WLAN Datenbank 511 statt. Das Aktualisieren umfasst einen Schritt 245 des temporären Verbindens mit dem AP des WLAN. Ein Schritt 247 prüft, ob die Verbindung wirklich erfolgreich war. Wenn nicht, dann wird in einem Schritt 251 das Floating Interface zu diesem WLAN als "Schnittstelle eingeschaltet, Protokoll ausgeschaltet" markiert, um anzuzeigen, dass eine Verbindung mit dem AP des WLAN nicht möglich ist.
Wenn sich die Station erfolgreich mit dem AP des WLAN verbindet, sendet die Station in einem Schritt 249 ein oder mehrere Versuchspakete, um eine oder mehrere Netzwerkleistungsstatistiken zu bestimmen, mit denen die WLAN Datenbank-Einträge aktualisiert werden. Das Aktualisieren umfasst in einem Ausführungsbeispiel das Anordnen gemäß einem oder mehreren Anordnungskriterien (siehe oben).
In einem Ausführungsbeispiel umfassen die WLAN Datenbank-Einträge einen Zeitstempel des Zeitpunkts, an dem der Eintrag zuletzt aktualisiert worden ist. Wenn der Unterschied zwischen dem gegenwärtigen Zeitpunkt und dem Zeitstempel oberhalb eines einstellbaren "Ablauf"-Schwellwerts liegt, wird der Eintrag als "abgelaufen" betrachtet. In einem Ausführungsbeispiel wird das Aktualisieren eines Eintrags nur dann versucht, wenn der Eintrag abgelaufen ist.
Das Erhalten der einen oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken kann "aufwendig" im Hinblick auf die rechnerische Komplexität und/oder die Zeit sein, die erforderlich ist, um die Versuchspakete zu senden, die Antworten zu erhalten und die Metrik zu berechnen. Mit aufwendig ist gemeint, dass die rechnerische Komplexität und/oder die Zeit, die benötigt wird, um die Metriksammlung zu vervollständigen, einen einstellbaren "Aufwand"-Schwellwert überschreitet. In einem Ausführungsbeispiel wird das Aktualisieren eines Eintrags nur dann versucht, wenn ein solches Aktualisieren nicht aufwendig ist.
In einem anderen Ausführungsbeispiel, das in 2B gezeigt ist, wird das Aktualisieren eines Eintrags nur dann versucht, wenn der Eintrag abgelaufen ist und das Aktualisieren nicht aufwendig ist, wie in einem Schritt 243 festgestellt wird.
Obwohl in einem Ausführungsbeispiel die WLAN Datenbank 511 die Leistungsmetriken, die für jeden Eintrag gesammelt wurden, in der WLAN Datenbank speichert, werden die gesammelten Netzwerkleistungsmetriken in ei nem anderen Ausführungsbeispiel auch in jedem AP gespeichert, der die Fähigkeit besitzt, solche Netzwerkleistungsmetriken zu speichern. Somit kann jeder AP im Vergleich zu einem Zugriffspunkt aus dem Stand der Technik verbessert werden, indem eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken in dem AP aufgenommen werden. Solche Leistungsmetriken können Netzwerkleistungsmetriken zwischen dem AP und einer Station, die sich mit dem AP verbinden kann, und Netzwerkleistungsmetriken zwischen dem AP und einem oder mehreren IP-fähigen Service Providern umfassen, mit denen der AP in Kommunikation steht, wie etwa ein oder mehrere Mobility Agents.
In einem anderen Ausführungsbeispiel werden die gesammelten Netzwerkleistungsmetriken in jedem AP, der die Fähigkeit besitzt, solche Netzwerkleistungsmetriken zu speichern, und nicht in der Station gesammelt.
Sammeln der Leistungsmetriken
Ein Ausführungsbeispiel verwendet den Cisco Service Assurance Agent (SAA), um ein oder mehrere Versuchspakete zu senden und die eine oder mehreren Leistungsmetriken zu sammeln. Der SAA arbeitet unter dem IOS von Cisco und überwacht die Netzwerkleistung zwischen einem Router, z.B. der STA, die als ein Mobile Router agiert, und einem fernen Gerät, das ein anderer Router, ein IP-Host, wie etwa der AP, oder ein IP-fähiger Service Provider, wie etwa ein Mobility Agent, sein kann.
Die eine oder mehreren Leistungsmetriken umfassen eines oder mehrere aus der UDP-Ansprechzeit, der UDP-Einwegverzögerung, dem UDP-Jitter, d.h., der UDP-Interpaketverzögerungsvarianz, der Sprung-um-Sprung-ICMP-Ansprechzeit, dem Sprung-um-Sprung-ICMP-Jitter, den Paketverluststatistiken, der Data Link Switching Peer Tunnel Leistung oder eine oder mehrere Webseiten-Leistungsmetriken, wie etwa DNS Lookup, TCP Connect und HTTP Transaktionszeit.
Einzelheiten der Operation des SAA und der oben aufgelisteten Leistungsmetriken können in dem Dokument: "Cisco Service Assurance Agent User Guide" gefunden werden, zu erhalten von Cisco Systems, Inc., San Jose, Kalifornien, einschließlich im Web unter
http://www.cisco.com/warp/public/cc/pd/iosw/prodlit/saaug ai.htm und zum Herunterladen im Web unter
http://www.cisco.com/warp/public/cd/pd/iosw/prodlit/saaug ai.pdf.
Der SAA stellt die Fähigkeit bereit, ansteigende und fallende Schwellwerte zur Überwachung der Service Level Agreements (SLAs) zu definieren, so dass die Dienstgüte QoS aufrechterhalten werden kann.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung verwenden einen SAA Responder, eine Komponente, die in dem Ziel-Router, z.B. einem Access Router, eingebettet ist, deren Funktionalität darin liegt, auf SAA-Anforderungs-Pakete zu antworten. Er kann auf mehrere SAA-Operationen gleichzeitig antworten. Der SAA kann die Portnummer spezifizieren, an der der Responder die SAA-Pakete abhört.
Da Router manchmal mehrere Zehntel Millisekunden benötigen, um ankommende SAA-Pakete zu verarbeiten, bedingt durch zum Beispiel andere Prozesse mit hoher Priorität, versieht der SAA die SAA-Operationen, die ein oder mehreren Versuchspakete verwenden, mit einem Zeitstempel.
In einem Ausführungsbeispiel verwendet die Leistungsmetriken-Sammeloperation, z.B. ein Teil des Schrittes 225, die Internet Control Message Protocol (ICMP) Echo Operation des SAA, um die Ansprechzeit von Ende zu Ende zwischen einem Router, z.B. der STA, die als ein Router agiert – letztlich ein Mobile Router – und einem IP-fähigen Gerät, z.B. dem AP, einem Mobility Agent oder einem anderen IP-fähigen Gerät zu messen. Die Ansprechzeit wird durch das Messen der Zeit berechnet, die zwischen dem Senden einer ICMP-Echo-Anforderungsnachricht zu dem Ziel und dem Empfangen einer ICMP-Echoantwort vergeht. Der SAA stellt eine Option bereit, die Ansprechzeit auf einem speziellen Pfad mit einer LSR-Option in einem IP-Paket zu berechnen. Der SAA erlaubt es einem Benutzer auch, die Dienstgüte (QoS) zwischen Endpunkten zu messen, indem DSCP-Bits in einem IP-Paket gesetzt werden.
In einem Ausführungsbeispiel verwendet die Leistungsmetriken-Sammeloperation die ICMP Path Echo Operation des SAA, um die Sprung-um-Sprung-Ansprechzeit zwischen der STA, die als ein Router agiert, und irgend einem IP-Gerät in dem Netzwerk zu berechnen. Der SAA entdeckt den Pfad unter Verwendung von Traceroute und misst dann die Ansprechzeit zwischen der STA und jedem intermittierenden Sprung in dem Pfad. Wenn es mehrere Routen mit gleichen Kosten zwischen den Quell- und Zielgeräten gibt, weist die Path Echo Operation die Fähigkeit auf, einen speziellen Pfad zu identifizieren, indem eine LSR-Option verwendet wird (falls diese in den dazwischenliegenden Geräten aktiviert ist). Dieses Merkmal ermöglicht es dem SAA, Pfade genauer zu entdecken als im Vergleich zu einem typischen Traceroute-Programm.
In einem Ausführungsbeispiel verwendet die Leistungsmetriken-Sammeloperation die User Datagram Protocol (UDP) Operation des SAA, um die UDP-Ansprechzeiten zwischen der STA, die als ein Router agiert, und einem IP-fähigen Gerät zu berechnen. Die Ansprechzeit wird berechnet, indem die Zeit gemessen wird, die verbraucht wird, um ein Datagramm (ein L3 Paket) zu senden und eine Antwort von dem Zielgerät zu empfangen. Wenn in einem Ausführungsbeispiel das Ziel ein Router ist, der einen SAA Responder umfassen kann, kann der SAA Responder in dem Ziel-Router aktiviert werden. Der Responder würde entweder den Standard-UDP-Echo-Port (Port 7) oder den Port abhören, den der Benutzer spezifizieren kann. Die Verwendung eines SAA Responders kann die Genauigkeit erhöhen, wenn die Prozessverzögerung in dem Ziel-Router geschätzt wird.
In einem Ausführungsbeispiel verwendet die Leistungsmetriken-Sammeloperation die Transmission Control Protocol (TCP) Connect Operation des SAA, um Ansprechzeiten zu berechnen, indem die Zeit gemessen wird, die von der STA verbraucht wird, um eine TCP Connect Operation zu dem Zielgerät durchzuführen. Wenn das Ziel ein Router ist, der einen SAA Responder umfasst, kann der SAA Responder in dem Ziel-Router aktiviert werden. Wenn das Ziel ein IP-Host ist, der nicht von Cisco stammt, dann muss der Benutzer eine bekannte Portnummer spezifizieren. Einige bekannte Ports sind: 21 (ftp), 23 (telnet), 80 (HTTP Server). Diese Operation ist praktisch bei der Simulierung von Telnet- oder HTTP-Verbindungszeiten.
Einige Ausführungsbeispiele umfassen eine STA, die Echtzeitverkehr unterstützt, wie etwa Sprachverkehr über IP (VoIP). Für den Echtzeitverkehr werden die Verzögerungen, die bei der Übertragung von Daten involviert sind, von Bedeutung. In einem Ausführungsbeispiel verwendet die Leistungsmetriken-Sammeloperation, z.B. ein Teil des Schrittes 225, die UDP Jitter Operation des SAA, die die Verzögerung, die Verzögerungsvarianz und den Paketverlust in IP-Netzwerken misst, indem sie synthetischen UDP-Verkehr erzeugt. Die UDP Jitter Operation sendet eine einstellbare Anzahl an Paketen, von denen jedes eine einstellbare Größe aufweist, von der STA, die als Router agiert, zu einem Ziel-Router (der SAA Responder-fähig ist) jeweils in einem Abstand von einer einstellbaren Zeit. Die UDP Jitter Operation ist in der Lage, eines oder mehrere aus der Interpaketverzögerungsvarianz (Jitter) pro Richtung, dem Paketverlust pro Richtung und der durchschnittlichen Umlaufzeit zu messen.
In einem Ausführungsbeispiel verwendet die Leistungsmetriken-Sammeloperation, z.B. ein Teil des Schrittes 225, die Domain Name System (DNS) Operation des SAA, die die DNS-Ansprechzeit berechnet, indem sie den Unterschied zwischen der Zeit, die verbraucht wird, um eine DNS-Anforderung zu senden, und der Zeit berechnet, zu der eine Antwort empfangen wird. Die SAA DNS Operation fragt nach einer IP Adresse, wenn der Benutzer den Host-Namen spezifiziert, oder fragt nach einem Host-Namen, wenn der Benutzer eine IP-Adresse spezifiziert.
In einem Ausführungsbeispiel verwendet die Leistungsmetriken-Sammeloperation, z.B. ein Teil des Schrittes 225, die HTTP Operation des SAA, die die Umlaufzeit (RTT; Round Trip Time) misst, die verbraucht wird, um eine Verbindung mit einem HTTP-Server herzustellen und auf Daten darin zuzugreifen. Die HTTP-Server-Ansprechzeit-Messung ist in drei unterschiedliche Schritte aufgeteilt: die RTT, die verbraucht wird, um ein Domain Name Lookup durchzuführen, die RTT, die verbraucht wird, um eine TCP Connect zu dem HTTP-Server durchzuführen, und die RTT, die verbraucht wird, um eine Anforderung zu senden und eine Antwort von dem HTTP-Server zurück zu bekommen.
In einem Ausführungsbeispiel verwendet die Leistungsmetriken-Sammeloperation, z.B. ein Teil des Schrittes 225, die Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) Operation des SAA, die die Umlaufzeit misst, die verbraucht wird, um einen DHCP-Server zu entdecken und eine Vermietung (lea se) davon zu erhalten. Der SAA gibt die gemietete IP-Adresse nach der Operation wieder frei.
In einem Ausführungsbeispiel verwendet die Leistungsmetriken-Sammeloperation, z.B. ein Teil des Schrittes 225, die Data Link Switching (DLSw) Operation des SAA. Das Data Link Switching Plus (DLSw+) (Cisco Systems, Inc., San Jose, Kalifornien) ist eine verbesserte Version von RFC1795. Das DLSw+ tunnelt den Systems Network Architecture (SNA) Verkehr über IP-Backbones mit Hilfe von TCP. Die Router, die das Tunneln des SNA Verkehrs in TCP/IP durchführen, werden als DLSw Peers bezeichnet. Die DLSw+ Operation des SAA misst die DLSw+ Protokoll-Stack- und Netzwerk-Ansprechzeit zwischen DLSw Peers. DLSw Peers kommunizieren normalerweise durch den TCP Port 2065.
In einem Ausführungsbeispiel verwendet die Leistungsmetriken-Sammeloperation, z.B. ein Teil des Schrittes 225, die File Transfer Protocol (FTP) Get Operation des SAA, deren Aufgabe darin liegt, die Zeit zu messen, die verbraucht wird, um eine Datei von einem fernen Host zu der STA zu übertragen, die als ein Router dient. Diese Operation wird bei der Charakterisierung der Kapazität eines Netzwerks sehr nützlich sein. Die File Transfer Protocol (FTP) Operation des SAA überträgt einen beträchtlichen Betrag an Verkehr.
In einem Ausführungsbeispiel verwendet die Leistungsmetriken-Sammeloperation, z.B. ein Teil des Schrittes 225, die Path Jitter Operation des SAA, die die Messung des Jitter, des Paketverlusts und der Verzögerung bei jedem Sprung in einem IP-Netzwerk erleichtert. Die Operation ermittelt zuerst die IP-Route von der Quelle zu dem Ziel über Traceroute und verwendet dann ICMP-Echos, um zu den Ansprechzeitenwerten, den Paketverlustwerten und den "angenäherten" Jitterwerten (basierend auf RFC1889) für jeden Sprung entlang dem Pfad zu gelangen. Die Messungen wären Näherungswerte, da ICMP nur Umlaufzeiten hervorbringt.
Schnittstellenauswahl
Die Floating Interfaces in einem Ausführungsbeispiel verhalten sich wie echte Schnittstellen. Dies umfasst, dass die Schnittstellen in einer oder mehre ren Routing-Tabellen enthalten sind. Im Allgemeinen erscheint eine Schnittstelle (ob Floating oder nicht) in einer Routing-Tabelle an der Station, wenn sie sich in dem Zustand "eingeschaltet" befindet. In einer Ausführungsform der Erfindung umfasst dies Floating Interfaces, die sich in dem Zustand "Protokoll eingeschaltet (nachgebildet)" befinden. Somit addiert in einem Ausführungsbeispiel das L2-Modul oder der L2-Prozess, das/der aus irgendwelchen Gründen die Schnittstelle in den "eingeschaltet"-Zustand versetzt, die Schnittstelle auch zu der Routing-Tabelle, die mit dem L2 Link verbunden ist, an den die Schnittstelle angeschlossen ist.
Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Auswählen einer Schnittstelle aus dem Satz von Floating Interfaces in der WLAN Datenbank. Ein Ausführungsbeispiel umfasst ein Verfahren zum Auswählen einer Schnittstelle basierend auf einem oder mehreren Auswahlkriterien.
In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Schnittstellenauswahlkriterien das Auswählen gemäß einer oder mehreren anwendungsbezogenen Erfordernissen. In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Schnittstellenauswahlkriterien das Auswählen gemäß einem oder mehreren Dienstgüteparametern, wie etwa benötigte Netzwerkleistungsmetriken. In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Schnittstellenauswahlkriterien L3 Informationen, wie etwa, ob und welche Mobility Agent Informationen enthalten sind. Wenn die Station in der Lage ist, mehr als eine physikalische Schnittstelle zu mehr als einem WLAN zu haben, umfassen die Auswahlkriterien die Leistungsfähigkeiten der physikalischen Schnittstelle zu dem WLAN, wie etwa Geschwindigkeit, Netzwerkleistungsmetriken und so weiter. Die Auswahl wird vorzugsweise gemäß einer Kombination von Kriterien durchgeführt.
Zum tatsächlichen Auswählen einer Schnittstelle aus dem Satz von Floating Interfaces sendet ein L3 Prozess IP Daten zu dem ausgewählten Floating Interface. In einem Ausführungsbeispiel ist der Prozess der L3 des Protokoll-Stack. Es wird angenommen, dass sich das ausgewählte Floating Interface in einem Zustand "Protokoll eingeschaltet (nachgebildet)" befindet. Das Senden von Daten zu einem solchen Protokoll bewirkt, dass das drahtlose Gerät von dem RF-Überwachungs-(Scan)-Modus in einen Stationsmodus übergeht und sich mit der entsprechenden SSID des ausgewählten Floating Interface verbindet.
Wenn keine freien physikalischen drahtlosen Geräte verfügbar sind, die den AP des ausgewählten SSID WLAN hören können, umfasst ein Ausführungsbeispiel das Fallenlassen einer bestehenden Verbindung. Der Prozess modifiziert dann die Aufzeichnung der AP Datenbank, indem er den Schnittstellenzustand auf "Protokoll eingeschaltet (real)" ändert und außerdem die MRUA-Flags aktualisiert.
Das Verbinden findet in einem Ausführungsbeispiel sofort statt, oder in einem anderen Ausführungsbeispiel nur dann, wenn Pakete vorliegen, die auf dieser Schnittstelle gesendet werden sollen.
Automatisches Auswählen
In einem Ausführungsbeispiel werden ausgewählte IP-Pakete, z.B. diejenigen, die eine Router-Ankündigungsnachricht des Typs Foreign Agent in der Aufzeichnung der WLAN Datenbank enthalten, von L2 zu L3 gemäß einer Reihenfolge verfügbar gemacht. Dies bildet eine L2/L3-Schnittstelle nach, die der Netzwerk Lager IP-Pakete bereitstellt, selbst wenn keine Kommunikation von der Netzwerkebene einer anderen Entität besteht. In einem solchen Ausführungsbeispiel werden die Aufzeichnungen zuerst in dem Schritt 219 gemäß einem oder mehreren Anordnungskriterien angeordnet (siehe oben). Die L3 Pakete werden L3 in der Reihenfolge präsentiert, so dass L3 automatisch ein Floating Interface für die Verbindung gemäß einem oder mehreren Auswahlkriterien auswählt. Das heißt, in dem Ausführungsbeispiel, das vorzugsweise IP-Pakete mit Mobility Agent Ankündigungen bereitstellt, empfängt die Netzwerk Lager die IP-Pakete mit den Mobility Agent Ankündigungen selbst dann, wenn die STA noch nicht bereits Teil eines WLAN ist, d.h., damit verbunden ist, und sich noch nicht in bidirektionaler Kommunikation mit dem Mobility Agent befindet.
Eine Anwendung eines solchen automatischen Auswählens ist das Betreiben einer Station als einen drahtlosen Mobile Router. Die Station ist auch ein Router, der so konfiguriert ist, dass er Mobile Router Dienste bereitstellt und ein drahtloses Gerät umfasst, um einem WLAN eine physikalische Schnittstelle bereitzustellen, und der für den Anschluss zu Mobility Agent; reserviert ist, die Foreign Agents oder Access Routers sind, die Mobility Ankündigungen übertragen. Der oben beschriebene Prozess stellt eine WLAN Datenbank von Floating Interfaces bereit. In dem Fall der Implementierung eines Mobile Router sind die WLAN Datenbankaufzeichnungen jeweils Floating Interfaces zu WLANs, die Mobilitätsinformationen von Foreign Agents oder IPv6 Access Routern empfangen. Das drahtlose Netzwerkgerät 303 bleibt in dem RF-Überwachungsmodus, bis das Mobile IP ein Floating Interface öffnet, indem es ein IP-Paket zu einem Mobility Agent wie etwa einem Foreign Agent sendet, um sich bei dem Mobility Agent zu registrieren.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Station eine Verbindung in einem Floating Interface "sperren", das sich in dem Zustand 'Protokoll eingeschaltet (real)' befindet, so dass L2 die Verbindung mit dem Floating Interface nicht trennen darf, was passieren kann, wenn es eine Anforderung gibt, sich mit einem anderen WLAN zu verbinden. Das Sperren von Floating Interfaces wird zum Beispiel dann verwendet, wenn ein Mobile Router implementiert wird. Wenn ein Mobile Router seine Registrierung mit einem Foreign Agent oder einem Access Router vollendet, kann er das Floating Interface sperren.
6 ist ein Ablaufdiagram eines Ausführungsbeispiels eines Prozesses 650, der ein IP-Paket sendet, das optional durch eine Verbindung mit einem AP geht, wenn die Schnittstelle, die in dem Prozess ausgewählt worden ist, ein Floating Interface in dem Zustand "Protokoll eingeschaltet (nachgebildet)" ist. Somit umfasst der Prozess 650 zum Beispiel das Verbinden mit einem der APs in der WLAN Datenbank als eine Folge dessen, dass die Netzwerk Lager der STA ein IP-Paket zu einem der Mobility Agents sendet, der mit den APs der WLAN Aufzeichnungen in der WLAN Datenbank verbunden ist.
In einem Schritt 651 wählt die L3 aus, ein IP-Paket zu senden ("Paket X"). In einem Schritt 653 durchsucht L3 die Routing-Tabelle der Station nach einer geeigneten L2-Schnittstelle, auf der das IP-Paket gesendet werden soll. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfasst die Routing-Tabelle Informationen über die Floating Interfaces von der WLAN Datenbank. Der Schritt 655 nimmt an, dass eine geeignete L2-Schnittstelle ("Schnittstelle Y") gefunden ist. In einem Schritt 655 wird das IP-Paket X von L3 zu L2 auf der L2-Schnittstelle Y gesendet.
Beim Empfang eines IP-Pakets X von der Netzwerk Layer untersucht die Link Layer in einem Schritt 657 den Zustand der ausgewählten Schnittstelle Y, um festzustellen, ob sie sich in dem Zustand "Protokoll eingeschaltet (nachgebildet)" befindet oder nicht. Wenn ja, dann verbindet sich die STA bei einem Schritt 659 mit dem AP, der durch die SSID seines WLAN der Schnittstelle Y identifiziert wird. Der Schritt 659 umfasst des Weiteren das Aktualisieren der WLAN Datenbank, um die Aufzeichnung der Schnittstelle Y als die MRUA-Aufzeichnung zu markieren. Das Verbinden der STA führt die STA aus dem RF-Überwachungsmodus in den STA-Modus. Wenn die Verbindung einmal erfolgt ist, leitet die Link Layer (Schritt 661) das soeben empfangene IP-Paket X, das in einem L2 Frame eingekapselt ist, auf der Schnittstelle Y weiter, so dass es über den soeben angeschlossenen AP zu dem Foreign Agent kommuniziert werden kann. Dies kann zum Beispiel erfolgen, um sich bei dem Mobility Agent zu registrieren.
An diesem Punkt ist die Station mit einem AP verbunden, der in Kommunikation mit einem oder mehreren Mobility Agents steht. Wenn IPv4 verwendet wird, ist der Mobility Agent ein Foreign Agent oder ein Home Agent. Wenn IPv6 verwendet wird, ist der Mobility Agent ein Access Router oder ein Home Agent.
Wenn in Schritt 657 festgestellt wird, dass sich die Schnittstelle Y nicht in dem Zustand "Protokoll eingeschaltet (nachgebildet)" befindet, wird angenommen, dass sie sich in "Protokoll eingeschaltet (real)" befindet, und der Prozess wird mit Schritt 661 fortgesetzt, bei dem das IP-Paket X, das in einem L2 Frame eingekapselt ist, auf der Schnittstelle Y gesendet wird.
In einem Ausführungsbeispiel kann die Station eine Verbindung in einem Floating Interface, das sich in dem Zustand "Protokoll eingeschaltet (real)" befindet, "sperren", so dass L2 die Verbindung mit dem Floating Interface nicht lösen kann, was passieren kann, wenn es eine Anforderung gibt, eine Verbindung mit einem anderen WLAN einzugehen. Das Sperren der Floating Interfaces wird zum Beispiel verwendet, wenn ein Mobile Router implementiert wird. Wenn ein Mobile Router die Registrierung mit einem Foreign Agent oder einem Access Router vollendet, kann er das Floating Interface sperren.
Wiederverbindung
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, mit dem eine Station, die mit einem ersten WLAN verbunden ist, mit einem zweiten (möglicherweise dem gleichen) WLAN wiederverbunden (neu verbunden) werden kann. In dem Fall, dass der AP des ersten WLAN in Kommunikation mit einem ersten Mobility Agent steht, ist das Wiederverbinden derart, dass die Station vorzugsweise die Kommunikation mit dem ersten Mobility Agent beibehält.
Das Wiederverbinden wird durch eine Vielfalt von Ereignissen ausgelöst. Diese Ereignisse umfassen, sind aber nicht beschränkt darauf, dass die drahtlose Signalqualität inakzeptabel wird, eine physikalische Beeinträchtigung des drahtlosen Signals vorliegt, eine oder mehrere der gesammelten Netzwerkleistungsmetriken unter einen einstellbaren Schwellwert fällt/fallen, und der AP versagt, mit dem die Station verbunden ist. Die Signalqualität kann sich verschlechtern, weil sich die Station physisch zu einer anderen Stelle bewegt, oder weil es irgendeine andere Verschlechterung in der Luftschnittstelle gibt. Die physikalische Beeinträchtigung des drahtlosen Signals kann durch eine Person oder ein Objekt erfolgen.
Der Wiederverbindungsprozess, der hier beschrieben wird, tritt auch dann auf, wenn in dem Fall, dass die Station mehr als ein drahtloses Netzwerkgerät umfasst, die Verbindung zu dem WLAN automatisch von dem vorhandenen drahtlosen Netzwerkgerät zu einem anderen der drahtlosen Netzwerkgeräte wechselt. Dies kann zum Beispiel dann passieren, wenn ein Bedarf danach besteht, dass sich die Station mit einem bestimmten WLAN verbindet, das nur das gegenwärtige drahtlose Netzwerkgerät hören kann.
Wenn das Wiederverbinden ausgelöst wird, ändert das Floating Interface zu dem damit verbundenen WLAN den Zustand von "Protokoll eingeschaltet (real)" zu "Protokoll ausgeschaltet".
7 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Wiederverbindungsprozesses 700.
Einfaches Wiederverbinden und Wiederverbinden mit WLAN Datenbank-Upgrade
Aus einem der oben genannten Gründe, z.B. der Verlust eines AP-Signals oder eine inakzeptable Signalqualitätsverschlechterung, oder eine oder mehrere der Leistungsmetriken wird/werden inakzeptabel, kann die Link Layer der Station in einem Schritt 701 bestimmen, dass ein Wiederverbinden erforderlich ist. In einem solchen Fall wird der Zustand des Floating Interface auf 'ausgeschaltet' geändert. Wie vorher erläutert worden ist, kann sich die Station ohne den Nutzen der vorliegenden Erfindung mit dem ersten verfügbaren AB mit geeigneter Signalqualität erneut verbinden. Im Nachfolgenden wird angenommen, dass der AP des damit verbundenen WLAN in der Lage ist, mit einem oder mehreren Mobility Agents, je nach Bestimmung, zu kommunizieren, zum Beispiel, indem der AP periodisch eine Mobility Agent Ankündigung von einem Mobility Agent sendet.
In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Prozess dann, wenn der Zustand des Floating Interface auf 'ausgeschaltet' geändert wird, in dem Schritt 709 fortgesetzt (siehe unten), bei dem ein WLAN, d.h., eine SSID, für das Wiederverbinden ausgewählt wird.
In einem anderen Ausführungsbeispiel wird vor dem Versuch des Wiederverbindens die WLAN Datenbank zuerst aktualisiert. In einigen Ausführungsbeispielen wird dies sogar durchgeführt, wenn keine Signalverschlechterung oder ein anderer Grund für das Wiederverbinden vorliegen, sondern stattdessen, um zu gewährleisten, dass die Informationen in der WLAN Datenbank über die Floating Interfaces aktuell sind.
Ein Ausführungsbeispiel des Aktualisierens ist der Prozess, der in 2B gezeigt ist, in dem die eine oder die mehreren Netzwerkleistungsmetriken aktualisiert wird/werden.
Ein anderes Ausführungsbeispiel des Aktualisierens der WLAN Datenbank umfasst das Plazieren des drahtlosen Transceivers der Station in den RF-Überwachungsmodus und das Ausführen eines Prozesses ähnlich zu dem, der in 2A gezeigt ist und unten beschrieben wird. In dem RF-Überwachungsmodus hört die Station den gesamten drahtlosen Verkehr von allen APs ab, die sie hören kann. Wie vorher angemerkt worden ist, ist ein solches Überwachen nicht möglich, wenn die Station mit einem tatsächlichen AP verbunden ist.
In einem Schritt 705 wird die WLAN Datenbank aktualisiert, um zu gewährleisten, dass jede Aufzeichnung gemäß einem oder mehreren Zuverlässigkeitskriterien zuverlässig ist. Der Schritt 705 umfasst das Aktualisieren des Zustands jeder Aufzeichnung, d.h., jedes Floating Interface in der WLAN Datenbank. In einem Ausführungsbeispiel ist ein Kriterium dafür, dass eine Aufzeichnung in der WLAN Datenbank zuverlässig ist, dass eine Kommunikation mit dem AP der Aufzeichnung in dem drahtlosen Medium immer noch zuverlässig möglich ist. Ein Ausführungsbeispiel des Schrittes 705 umfasst, dass die Station AP-Beacon-Signale von den APs in der WLAN Datenbank überwacht, wodurch sichergestellt wird, dass jeder AP in der WLAN Datenbank immer noch existiert. Alle anderen Aufzeichnungen außer MRUA werden in dem Schritt 705 gelöscht, wenn kein Beacon-Signal einer ausreichend hohen Signalqualität für die SSID dieser Aufzeichnung erfasst wird. In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Aktualisieren das Sammeln einer oder mehrerer Netzwerkleistungsmetriken und das Löschen der Aufzeichnungen, für die eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken inakzeptabel sind. Die MRUA-Aufzeichnung wird bewahrt, weil sie Informationen über den ersten Mobility Agent enthält, d.h., einen Agent, mit dem der AP kommunizieren konnte. Da APs typischerweise relativ häufig ein Beacon übertragen, ist die Zeit, die benötigt wird, um eine oder mehrere Aufzeichnungen aus der WLAN Datenbank zu löschen, kurz im Vergleich zu der Zeit, die benötigt werden würde, um die WLAN Datenbank neu aufzubauen.
In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Schritt 705 des Weiteren das Überprüfen des Zeitstempels jeder WLAN Datenbankaufzeichnung und das Entfernen abgelaufener Aufzeichnungen, d.h., von Aufzeichnungen, die vom Alter her älter als ein vorausbestimmtes Alter sind, mit Ausnahme der MRUA-Aufzeichnung.
In einem Schritt 707 wird die Gesamtzuverlässigkeit der Datenbank überprüft. In einem Ausführungsbeispiel ist die Zuverlässigkeit eine Funktion der Anzahl an Aufzeichnungen, die immer noch zuverlässige Informationen enthalten und die die Mobility Agent Informationen enthalten. In einem anderen Ausführungsbeispiel wird die Datenbank als zuverlässig beurteilt, wenn sie immer noch eine zuverlässige MRUA-Aufzeichnung enthält.
Wenn die WLAN Datenbank als zuverlässig beurteilt wird, wird der Prozess 700 in einem Schritt 709 fortgesetzt (siehe unten). Wenn die WLAN Datenbank andererseits als nicht zuverlässig beurteilt wird, wird die Datenbank aufgebaut, indem zuverlässige Aufzeichnungen hinzugefügt werden, wobei ein Wartezustand 715 gestartet wird, bei dem die Station in einem RF-Überwachungsmodus auf ein Ereignis wartet. Der Prozess des Aufbauens der Datenbank ist im Wesentlichen der Gleiche wie derjenige, der in dem Ablaufdiagramm von 2A veranschaulicht ist. In einem Ausführungsbeispiel wird eine Extra-Überprüfung durchgeführt, um zu gewährleisten, dass genügend Aufzeichnungen in der WLAN Datenbank vorhanden sind, die Mobilitätsinformationen, z.B. Router Ankündigungsnachrichten, enthalten. Somit stellt ein Schritt 717, ausgehend von dem Wartezustand 715 dann, wenn ein Ereignis auftritt, fest, dass das Ereignis ein neuer MAC Frame ist, der ankommt. Wenn nicht, kehrt der Prozess zurück zu dem Wartezustand. In einem Ausführungsbeispiel (nicht in 7 gezeigt) wird auch ein Timer überprüft, um zu gewährleisten, dass er noch nicht abgelaufen ist. Wenn ein neuer MAC Frame ankommt, wird er in einem Schritt 719 gelesen. Der Frame wird überprüft, um festzustellen, ob er ein Beacon ist, und wenn ja, dann wird die WLAN Datenbank mit Informationen wie etwa der Signalqualität aktualisiert, und der Prozess kehrt zu dem Wartezustand 715 zurück. Wenn der MAC Frame kein Beacon ist, prüft ein Schritt 723 den Frame und stellt fest, ob er Mobilitätsinformationen enthält, z.B. eine Foreign Agent Ankündigung. Wenn nicht, dann kehrt der Prozess zurück zu dem Wartezustand 715.
Wenn festgestellt wird, dass der Frame Mobilitätsinformationen enthält, wird die WLAN Datenbank mit den Informationen, z.B. den Foreign Agent In formationen, aktualisiert. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Datenbankaktualisierungsschritt des Prozesses 727 des Weiteren das Anordnen der Aufzeichnungen gemäß einem oder mehreren Anordnungskriterien. Dieser Schritt ist ähnlich zu dem Anordnen, das oben beschrieben worden ist. In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Anordnungskriterien das Anordnen gemäß dem, welche Mobility Agent Informationen enthalten sind.
In einem Ausführungsbeispiel wird eine Überprüfung in einem Schritt 729 durchgeführt, um festzustellen, ob genügend geeignete Nachrichten in der WLAN Datenbank gespeichert sind oder nicht. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Anzahl, die für das ausreichende Vorhandensein erforderlich ist, variabel, und wird dynamisch gemäß der Historie abgeleitet. In einem anderen Ausführungsbeispiel basiert die Anzahl, die für das ausreichende Vorhandensein benötigt wird, auf einer vorherigen Kenntnis der Anzahl an Mobility Agents in dem Netzwerk. In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine ausreichende Anzahl eine Aufzeichnung, die einen L2 Frame umfasst, der L3 Mobilitätsinformationen eingekapselt hat. In noch einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Anzahl größer als eins. Wenn festgestellt wird, dass ein unzureichender Betrag an Mobility Agent Informationen in der WLAN Datenbank enthalten ist, wird der Prozess mit dem Wartezustand 715 fortgesetzt, bei dem auf einen anderen L2 Frame gewartet wird.
Wenn einmal festgestellt ist, dass die WLAN Datenbank zuverlässig ist, oder wenn die Datenbank einmal ausreichend neu aufgebaut worden ist, enthält sie wenigstens die MRUA-Aufzeichnung.
In dem Schritt 709 wird ein WLAN, d.h., eine SSID für das Wiederverbinden gemäß einem oder mehreren Wiederverbindungskriterien ausgewählt. Es sei daran erinnert, dass die MRUA-Aufzeichnung Informationen über die Verbindung enthält, die existierte, bevor bestimmt wurde, dass das Wiederverbinden notwendig ist. In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Wiederverbindungskriterien, dass das ausgewählte drahtlose Netzwerk, d.h., die ausgewählte SSID, in Kommunikation mit dem Foreign Agent steht, der die Router Ankündigungsnachricht gesendet hat, die in dem Router Ankündigungsnachrichtenabschnitt der MRUA-Aufzeichnung enthalten ist. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Schritt 709 das Durchsuchen der (Nicht-MRUA-)Auf zeichnungen der WLAN Datenbank nach einer oder mehreren Aufzeichnungen, deren Foreign Agent IP-Adressen mit der Adresse des Mobility Agent zusammenpassen, die in dem IP-Paketabschnitt der MRUA-Aufzeichnung enthalten ist. In einem Ausführungsbeispiel umfassen die Wiederverbindungskriterien außerdem die Qualität des empfangenen drahtlosen Signals. Wenn also mehr als eine Übereinstimmung gefunden wird, wird die SSID mit der höchsten empfangenen drahtlosen Signalqualität für das Wiederverbinden ausgewählt.
Wenn keine anderen passenden IP-Adressen als die MRUA-Aufzeichnung selber im Schritt 709 gefunden werden, umfasst der Schritt 709 in einem Ausführungsbeispiel das Durchsuchen der WLAN Datenbank nach alternativen Mobility Agents der gleichen Art, z.B. einen anderen Foreign Agent oder einen anderen Home Agent. Wenn Aufzeichnungen für mehr als einen alternativen Mobility Agent gefunden werden, umfasst der Schritt 709 das Auswählen des Mobility Agent mit der höchsten drahtlosen Signalqualität. In einem Ausführungsbeispiel kehrt der Prozess dann, wenn kein Wiederverbinden möglich ist, wieder zu dem RF-Überwachungsmodus (Schritt 703) zurück.
In einem Schritt 711 verbindet sich die STA wieder mit dem ausgewählten AP. Dieser Schritt umfasst das Aktualisieren der MRUA-Aufzeichnung je nach Bedarf und das Aktualisieren des Schnittstellenzustandfeldes von 'Protokoll eingeschaltet (nachgebildet)' zu 'Protokoll eingeschaltet (real)'.
Somit wird die Station bei der Vollendung mit einem WLAN wiederverbunden, dessen AP in Kommunikation mit dem Mobility Agent aus der allerjüngsten Verbindung steht. Wenn kein solcher AP existiert, wird die Station mit einem AP wiederverbunden, der in Kommunikation mit einem anderen, aber geeigneten Mobility Agent steht.
Wenn in einem Ausführungsbeispiel die Station z.B. ein Mobile Router ist, signalisiert der Wiederverbindungsprozess den L3 Prozessen in der Station, dass eine Wiederverbindung stattgefunden hat. Wenn L3 an dem Mobile Router mit einem Foreign Agent oder einem Access Router über das WLAN des Floating Interface registriert ist, das sich wiederverbunden hat, fragt ein L3 Prozess in der Station den Foreign Agent oder den Access Router ab, um seine Registrierungsstation festzustellen. In einem Ausführungsbeispiel versucht die Station bei L3, sich bei dem Foreign Agent oder dem Access Router zu registrieren. Wenn die Registrierung erfolgreich ist oder neu festgestellt ist, bewirkt der Mobile Router, dass die Verbindung mit dem WLAN in dem drahtlosen Netzwerkgerät gesperrt wird.
Wenn in einem Ausführungsbeispiel keine Verbindung mehr mit einem WLAN, d.h., dem AP des WLAN, das in der Luft vorhanden ist, aufgrund der gesperrten Floating Interfaces hergestellt werden kann, setzt der Prozess, der die Floating Interfaces bereitstellt, das passende Floating Interface auf "Protokoll ausgeschaltet". Wenn eine Schnittstelle wieder freigesetzt wird, was die Verbindung mit diese SSID erlaubt (selbst wenn es zu einem Wechsel kommt, falls notwendig), wird sie zurück auf "Protokoll eingeschaltet (nachgebildet)" gesetzt.
Alternative Ausführungsbeispiele mit N MRUA-Einträgen in der WLAN Datenbank.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel umfasst die WLAN Datenbank ein Feld, das die N letzten Verbindungen mit APs anzeigt, die drahtlos Mobilitätsinformationen von N unterschiedlichen Mobility Agents übertragen haben. Die oben beschriebenen Vorgänge des Aufbauens der WLAN Datenbanken und des Wiederverbindens der STA mit einem AP werden modifiziert. Zum Beispiel kann der Wiederverbindungsprozess 600 so modifiziert werden, dass eine Wiederverbindung mit einer maximalen Anzahl der letzten N Verbindungen erfolgt. Ein Ausführungsbeispiel umfasst das Setzen eines Zeitlimits, wenn eine ausreichende Anzahl an Kandidaten für die Verbindung gefunden ist. In einem Ausführungsbeispiel ist N = 4 und die ausreichende Anzahl ist 1, wenn die STA nicht selber ein Mobility Agent ist, und eins von jeder Art in dem Fall, dass die STA sowohl als ein Mobility Agent agiert als auch selber als ein mobiler Knoten agiert.
Stationen mit mehreren drahtlosen Netzwerkgeräten
Einige Stations-Ausführungsbeispiele umfassen mehr als ein drahtloses Netzwerkgerät. Jedes drahtlose Netzwerkgerät kann sich nur mit einem WLAN an einem gegebenen Punkt in der Zeit verbunden. In einem solchen Ausfüh rungsbeispiel kann jedes drahtlose Netzwerkgerät in seinen eigenen RF-Überwachungsmodus gehen. Somit umfasst das Ablaufdiagramm von 2A und 6, dass jedes Gerät eine Überwachung bezüglich Beacons durchführt, die es hören kann. Dies wird zum Beispiel dann verwendet, wenn es möglich, obgleich unwahrscheinlich ist, dass zwei drahtlose Geräte nichtidentische Sätze von APs hören können. Es sei angemerkt, dass mit mehreren drahtlosen Geräten gemeint ist, dass die Stationen mehrere Schnittstellen zu den WLANs aufweisen können, die zu der gleichen Zeit aktiv sind. Es kann sein, dass ein physikalisches Gerät die Vielzahl von Schnittstellen bereitstellt, und der Begriff mehrere drahtlose Netzwerkgeräte umfasst den Fall, dass die Station ein solches Mehrfach-Schnittstellen-Gerät aufweist.
Beschleunigte Wiederverbindung unter Verwendung von zwei drahtlosen Geräten
In einer Station mit einem einzigen drahtlosen Netzwerkgerät ist die Zeit zur Sammlung von L3 Informationen, z.B. zur Lokalisierung von Mobility Agents, nicht vorhersagbar und hängt von der Konfiguration der Router ab, die als Mobility Agents agieren. Außerdem kann die Zeit zur Sammlung von Leistungsmetriken nicht vorhersagbar sein. Die Zeit zwischen Mobility Agents Ankündigungen kann relativ lang sein. Dies trifft vor allem bei Netzwerken mit hohem Verkehr zu, bei denen der Rundsende- und Multicast-Verkehr z.B. durch Netzwerkadministratoren beschränkt sein kann. Darüber hinaus kann in kritischen Anwendungen, bei denen eine Wiederverbindung schnell stattfinden muss, wie bei einem mobilen Netzwerk, bei dem der Access Router selber eine drahtlose Station ist, eine langsame Wiederverbindung dazu führen, dass die Konnektivität zu jedem Knoten in dem Netzwerk verloren geht. Es ist deshalb wünschenswert, einen relativ schnellen Wiederverbindungsprozess zu haben.
Bei den oben beschriebenen Verbindungsausführungsbeispielen (siehe 2A und 6) und Wiederverbindungsausführungsbeispielen (siehe 7) kann die Geschwindigkeit der Verbindung oder der Wiederverbindung von der Zeit, die in dem RF-Überwachungsmodus verbracht wird, um L2 und L3 Informationen zu sammeln, und von der Zeit beherrscht werden, die zur temporären Verbindung verbraucht wird, um eine oder mehrere Leistungsmetriken zu sammeln.
In einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die STA ein zweites drahtloses Netzwerkgerät, das für das Abhören der APs in dem RF-Überwachungsmodus und für das Sammeln der Netzwerkleistungsmetriken reserviert ist. Das Abhören, Aufbauen und Aktualisieren der WLAN Datenbank. Die WLAN Datenbank wird gemeinsam genutzt. In einem Ausführungsbeispiel wird das zweite drahtlose Netzwerkgerät für ein Floating Interface verwendet, weil sich dessen Modus nicht in den Stationsmodus ändert und es sich nur temporär mit einem WLAN und auch nur zu dem Zweck des Sammelns der Netzwerkleistungsmetriken verbindet.
4 zeigt ein solches alternatives Stations-Ausführungsbeispiel. Die STA umfasst ein erstes drahtloses Netzwerkgerät 303, das WLAN-Dienste bereitstellt, und ein zweites drahtloses Netzwerkgerät 403. In einem Ausführungsbeispiel umfasst das zweite drahtlose Netzwerkgerät keinen Sender, d.h., es ist ein Gerät nur zum Empfang, während in einem anderen Ausführungsbeispiel das zweite drahtlose Netzwerkgerät den Empfängerabschnitt eines enthaltenen Transceiver benutzt.
Wenn eine anfängliche Verbindung der STA mit einem AP stattgefunden hat, stellt das erste drahtlose Netzwerkgerät 303 eine tatsächliche Schnittstelle zu dem WLAN des AP bereit, während das zweite drahtlose Netzwerkgerät 403 den Netzwerkverkehr in einem RF-Überwachungsmodus überwacht. Die beiden drahtlosen Netzwerkgeräte sind mit der Netzwerk Lager 411 eines Protokoll-Stack gekoppelt, der in der STA enthalten ist, und zwar über einen Satz von Floating Interfaces 405, die eine WLAN Datenbank verwenden, die in dem Speicher gespeichert ist. Das Überwachen des HP-Verkehrs durch das zweite drahtlose Netzwerkgerät 403 fügt Informationen zu der WLAN Datenbank 409 hinzu, einschließlich das Hinzufügen von Mobility Agent Informationen, wie dies oben beschrieben worden ist, und einer oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken. Die anfängliche Verbindung umfasst das Senden eines IP-Pakets zu der Netzwerk Layer über die Floating Interfaces 405, so dass die Netzwerk Lager vorzugsweise einem Mobility Agent "antworten" kann, selbst wenn noch keine tatsächliche Kommunikation zwischen der STA und dem Mobility Agent besteht. Die Antwort wird von einem ausgewählten Floating Interface in dem Zustand "Protokoll eingeschaltet (nachgebildet)" abgefangen, was bewirkt, dass sich die STA – unter Verwendung des ersten drahtlosen Netzwerkgeräts 303 – mit dem AP verbindet, von dem die Mobility Agent Informationen übertragen worden sind. Danach kann die Kommunikation über das erste drahtlose Netzwerkgerät 403 weitergehen. Das zweite drahtlose Netzwerkgerät setzt die Überwachung im RF-Überwachungsmodus und das Aktualisieren der WLAN Datenbank fort. Wenn eine Wiederverbindung notwendig wird, stellt der Satz von Floating Interfaces die WLAN Datenbankaufzeichnung für den AP bereit, der der beste Kandidat für die Wiederverbindung ist.
Somit kann, unter Bezugnahme auf 2A, in einem Ausführungsbeispiel für die STA, die zwei drahtlose Netzwerkgeräte aufweist, der Prozess 200 des anfänglichen Aufbauens der WLAN Datenbank Daten verwenden, die an dem ersten oder dem zweiten drahtlosen Netzwerkgerät empfangen werden. Der Schritt 201 ist nicht notwendig, wenn das zweite drahtlose Netzwerkgerät immer im RF-Überwachungsmodus ist. Beim Schritt 203 nimmt der Prozess einen MAC Frame von dem zweiten drahtlosen Netzwerkgerät an.
Unter Bezugnahme auf 6 verbindet in einem Ausführungsbeispiel für die STA, die zwei drahtlose Netzwerkgeräte aufweist, von denen sich eines im RF-Überwachungsmodus befindet, der Prozess 650 des Verbindens die STA mit dem ausgewählten WLAN (d.h., einem AP) in dem Schritt 659 unter Verwendung des ersten drahtlosen Netzwerkgeräts. Der Schritt 661 leitet das IP-Paket zu der MAC Layer ebenfalls unter Verwendung des ersten drahtlosen Netzwerkgeräts weiter.
Verwendung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zur Implementierung eines Mobile Router
Eine Verwendung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung ist das Implementieren eines Mobile Router durch Integration eines WLAN direkt in eine STA, die auch ein Router ist, unter Verwendung der hier beschriebenen Floating Interfaces. Wenn ein Mobile Router in eine Region wandert, in der mehrere WLAN verfügbar sind, muss der Mobile Router dasjenige auswählen, das seinen Erfordernissen besser entspricht, und zwar basierend auf konfigurierten Regeln und der dynamischen Verfügbarkeit von Ressourcen, Signalstärke, Kanalverfügbarkeit, Antennen, Foreign Agents in IPv4, Access Router in IPv6, und so weiter. Es ist somit vorteilhaft, eine Mischung aus Informationen zu verwenden, die bei Layer 2 (Schicht 2) und Layer 3 (Schicht 3) zur Verfügung stehen, um den richtigen AP oder das richtige drahtlose Netzwerkgerät auszuwählen.
Das Anschließen eines Routers an einen Zugriffspunkt (der als eine 802.11 Brücke agiert) über den Standard Ethernet Port erlaubt keine ausführliche Überwachung von Funkressourcen von der Router Engine, wodurch die Fähigkeiten, Layer 3 Entscheidungen mit Layer 2 (d.h., Funk-)Informationen zu treffen, eingeschränkt werden.
Wenn man eine Ausführungsform der Erfindung verwendet, überwacht ein Router, der ein oder mehrere drahtlose Netzwerkgeräte aufweist, die Funksignale von APs, die er hören kann, und verbindet sich mit dem AP, d.h., er wird eine STA zu dem WLAN dieses AP, unter Verwendung einer Mischung aus Informationen, die bei Layer 2 und Layer 3 zur Verfügung stehen, um den richtigen AP oder das richtige drahtlose Netzwerkgerät auszuwählen. Dies kann stattfinden, bevor sich der Router mit irgendeinem AP verbindet, obwohl ohne den Nutzen der Erfindung das Sammeln solcher Layer 3 Informationen zuerst das Verbinden mit einem AP erfordert.
Ein Ausführungsbeispiel jedes der Prozesse, die hier beschrieben sind, besitzt die Form eines Computerprogramms, das in einem Verarbeitungssystem, z.B. einem oder mehreren Prozessoren in einer Station in dem drahtlosen Netzwerk, abläuft. Somit können, wie den Fachleuten auf diesem Gebiet klar sein wird, Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als ein Verfahren, eine Vorrichtung, wie etwa eine Spezialvorrichtung, eine Vorrichtung, wie etwa ein Datenverarbeitungssystem, eine drahtlose Station oder als ein Trägermedium, z.B. ein Computerprogrammprodukt, verkörpert werden. Das Trägermedium trägt ein oder mehrere computerlesbare Codesegmente zur Steuerung eines Verarbeitungssystem, um ein Verfahren zu implementieren. Demgemäß können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Form eines Verfahrens, eines vollständig aus Hardware bestehenden Ausführungsbeispiels, eines vollständig aus Software bestehenden Ausführungsbeispiels oder eines Beispiels annehmen, das Software- und Hardware-Ausführungsformen verbindet. Des Weiteren kann die vorliegende Erfindung die Form eines Trägermediums annehmen (z.B. eines Computerprogrammprodukts auf einem computer lesbaren Speichermedium), das computerlesbare Programmcodesegmente trägt, die in dem Medium verkörpert sind. Jedes geeignete computerlesbare Medium kann verwendet werden, einschließlich einer Magnetspeichervorrichtung, wie etwa eine Diskette oder eine Festplatte, oder einer optische Speichervorrichtung, wie etwa eine CD-ROM.
Es wird verständlich sein, dass die Schritte der erörterten Verfahren in einem Ausführungsbeispiel von einem oder mehreren geeigneten Prozessoren eines Verarbeitungssystems (d.h., Computersystems) durchgeführt werden, das Instruktionen (Codesegmente) ausführt, die in einem Speicher gespeichert sind. Es wird auch klar sein, dass die Erfindung nicht auf irgendeine bestimmte Implementierung oder Programmierungstechnik beschränkt ist, und dass die Erfindung unter Verwendung jeder geeigneten Technik zur Implementierung der hier beschriebenen Funktionalität implementiert werden kann. Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Programmierungssprache oder ein bestimmtes Betriebssystem beschränkt.
Die ganze Beschreibung hindurch wird Bezug auf "ein Ausführungsbeispiel" genommen, wobei damit gemeint ist, dass ein bestimmtes Merkmal, eine bestimmte Struktur oder Charakteristik, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel beschrieben ist, in wenigstens einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthalten ist. Somit bezieht sich das Auftreten des Ausdrucks "in einem Ausführungsbeispiel" an verschiedenen Stellen in der ganzen Beschreibung nicht notwendigerweise immer auf das gleiche Ausführungsbeispiel. Außerdem können die bestimmten Merkmale, Strukturen oder Charakteristiken auf jede geeignete Art und Weise in einem oder mehreren Ausführungsbeispielen kombiniert werden, wie dies einem Durchschnittsfachmann auf dem Fachgebiet aus der vorliegenden Offenbarung offensichtlich wäre.
In ähnlicher Weise sollte es klar sein, dass in der obigen Beschreibung der beispielhaften Ausführungsbeispiele der Erfindung verschiedene Merkmale der Erfindung manchmal in einem einzigen Ausführungsbeispiel, einer einzigen Figur oder Beschreibung davon zum Zwecke der rationellen Darstellung der Offenbarung und zur Unterstützung des Verständnisses eines oder mehrerer der unterschiedlichen erfinderischen Aspekte gruppiert sind. Dieses Offenbarungsverfahren soll aber nicht so interpretiert werden, dass es eine Absicht re flektiert, dass die beanspruchte Erfindung mehr Merkmale benötigt, als diese ausdrücklich in jedem Anspruch rezitiert sind. Stattdessen liegen die erfinderischen Aspekte in weniger als allen Merkmalen eines einzigen oben offenbarten Ausführungsbeispiels, wie dies die nachfolgenden Ansprüche reflektieren. Somit werden die Ansprüche, die der ausführlichen Beschreibung folgen, hiermit ausdrücklich in diese ausführliche Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich selber als ein separates Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung steht.
Es sollte klar sein, dass die vorliegende Erfindung nicht auf irgendein bestimmtes Kommunikationssystem, Kommunikationsgerät(e) oder irgendwelche bestimmten Kommunikations-Architekturen begrenzt ist, sondern dass die Erfindung stattdessen Verwendung in verschiedenen Typen von Kommunikationssystemen finden kann.
Der Begriff Dateneinheit bezieht sich typischerweise auf eine Protokoll-Dateneinheit an Informationen. Somit bezieht sich ein Paket, ein Frame, etc. jeweils auf eine Dateneinheit.
Somit ist die Erfindung, obwohl die vorliegende Erfindung in Form von spezifischen Ausführungsbeispielen beschrieben worden ist, nicht auf diese spezifischen Ausführungsbeispiele begrenzt. Stattdessen ist der Schutzumfang der Erfindung durch die nachfolgenden Ansprüche definiert, und andere Ausführungsbeispiele liegen in dem Schutzumfang der Erfindung.
Zum Beispiel beschriebt die obige Beschreibung eine Station, die ein drahtloses Netzwerkgerät umfasst. Nachdem sich die Station mit einem WLAN verbindet, stellt das drahtlose Netzwerkgerät eine bidirektionale Schnittstelle zu dem WLAN bereit. Drahtlose Netzwerkgeräte, die mehrere simultane Kanäle aufweisen, sind bekannt, und jeder Kanal ist dann in der Lage, eine bidirektionale Schnittstelle zu einem WLAN bereitzustellen. Es sollte klar sein, das dies im Wesentlichen das Gleiche ist wie eine Station, die mehr als ein drahtloses Netzwerkgerät umfasst, so dass dann, wenn die Beschreibung hier eine Station erwähnt, die eine Vielzahl von drahtlosen Netzwerkgeräten umfasst, von dem jedes in der Lage ist, eine bidirektionale Schnittstelle zu einem damit verbundenen WLAN bereitzustellen, dies den Fall umfasst, wenn die Station eine oder mehrere drahtlose Schnittstellen umfasst, von denen eine oder mehrere in der Lage ist/sind, eine Vielzahl von bidirektionalen Schnittstellen bereitzustellen.
Obwohl ein oder mehrere Ausführungsbeispiele für den Betrieb gemäß dem IEEE 802.11 Standard in seinem verschiedenen Formen beschrieben worden ist/sind, ist die Erfindung nicht auf den IEEE 802.11 Standard beschränkt, und kann auf andere WLAN- oder Kommunikationsstandards angewendet werden, wie zum Beispiel Bluetooth, GSM, PHS und andere zellulare drahtlose Telephoniestandards, wo auch immer es erwünscht ist, bei L2 einer drahtlosen Station zu erkennen, ob ein WLAN oder eine andere Station Mobile IP Dienste bereitstellen kann oder nicht, also z.B. in Kommunikation mit einem oder mehreren Mobility Agents steht. Andere solche Anwendungen umfassen das drahtlose Ethernet, Hiperlan I, Hiperlan II und Multimedia Mobile Access Communication (MMAC) Systeme, Local Multiunit Distribution Service (LMDS) IF Strips, drahtloses digitales Video, drahtlose USB-Links, drahtlose IEEE 1394 Links, TDMA Packet Radios, Low-Cost Point-to-Point Links, Voice-over-IP tragbare "Mobiltelephone" (drahtlose Internet-Telephone) und so weiter.
Es sei angemerkt, dass, obwohl die Datenstruktur, die Informationen über APs enthält, die die STA hören kann, hier die WLAN Datenbank genannt wird, die Erfindung nicht auf die Verwendung einer traditionellen Datenbank, z.B. einer Tabelle, beschränkt ist, da die Datenstruktur nicht in der Form einer traditionellen Datenbank, z.B. einer Tabelle, als die Struktur für die WLAN Datenbank vorliegen muss. Jede Datenstruktur, die die erforderlichen Informationen verwalten kann, kann verwendet werden. In einem Ausführungsbeispiel ist die AP-Datenstruktur eine Tabelle. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Datenstruktur eine Liste. Andere Datenstrukturen sind ebenfalls möglich, was den Fachleuten auf diesem Gebiet klar sein dürfte, und die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Form für die WLAN Datenbank beschränkt.
Obwohl Ausführungsbeispiele der Erfindung den SAA der Firma Cisco System Inc. zur Erhaltung der Netzwerkmetriken verwenden, verwenden andere Ausführungsbeispiele der Erfindung andere Netzwerkmessungs-Tools, die Netzwerkleistungsmetriken erhalten. Es existieren viele solcher anderer Tools. Viele verwenden die Internet Control Message Protocol (ICMP) Echo Operati on, die ICMP-Pakete sendet, um die Ansprechzeit von Ende zu Ende zwischen der STA, z.B. der STA, die als ein Mobile Router agiert, und irgendeinem IP-fähigen Gerät, z.B. einem AP, zu messen, um die Funkverknüpfung zu messen, oder einem Mobility Agent zu messen, der von dem AP aus erreichbar ist. Siehe zum Beispiel das US-Patent 6,363,056 von Beigi et. al. für ein Verfahren zur Messung der Umlaufzeit (RTT). Siehe die Liste an Tools in dem Dokument von Professor Henning Schulzrinne: "Measurement Tools" Computer Science Department, Columbia Universität, erhältlich im Web von Professor Henning Schulzrinne unter http://www.cs.columbia.edu/~hgs/internet/tools.htlm.
Siehe auch die Liste an Tools in der Cooperative Association for Internet Data Analysis (CAIDA), "Performance Measurement Tools Taxonomy", erhältlich von der Cooperative Association for Internet Data Analysis im Web unter http://www.caida.org/tools/taxonomy/performance.xml.
Es wird hier nicht angedeutet, dass alle Tools in diesen Listen für die Verwendung in Ausführungsbeispielen der Erfindung geeignet sind, oder dass die Listen komplette Listen von Mess-Tools sind. Die Listen sind hier enthalten, um zu demonstrieren, dass viele Tools für die Messung solcher Metriken wie etwa die Umlaufzeit (RTT) und andere Messungen der Latenzzeit bekannt sind.
Es sei angemerkt, dass der Begriff Ansprechzeit hier synonym zu Verzögerung verwendet wird. Die Verzögerung (oder Latenzzeit) kann eine Einweg-Verzögerung oder eine Umlaufverzögerung sein. In einem solchen Fall ist die Verzögerungs- oder Ansprechzeit die Umlaufzeit.
Folglich werden die Fachleute auf diesem Gebiet erkennen, dass, obwohl hier beschrieben worden ist, was als die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung betrachtet wird, andere und weitere Modifikationen dazu durchgeführt werden können, ohne dass von dem Schutzumfang der Erfindung, der von den angehängten Ansprüchen definiert ist, abgewichen wird.

Claims

Verfahren in einer drahtlosen Station (111) mit einem drahtlosen Netzwerkgerät (303), wobei das Gerät fähig ist, eine Link Lager (L2) Schnittstelle zu einem drahtlosen Netzwerk bereitzustellen, wobei das Verfahren umfasst: vor der Verbindung der Station (111) mit einem drahtlosen Netzwerk über das drahtlose Netzwerkgerät (303), drahtloses Empfangen von Link Lager (L2) Dateneinheiten, die von einem oder mehreren drahtlosen Zugriffspunkten (Access Points; APs) eines oder mehrerer drahtloser Netzwerke, mit denen die Station (111) drahtlos kommunizieren kann, übertragen werden; vor der Verbindung der Station (111) mit einem drahtlosen Netzwerk über das drahtlose Netzwerkgerät (303), Sammeln von Informationen über die empfangenen L2 Dateneinheiten einschließlich L2 Informationen und Netzwerk Lager (L3) Informationen; und für einen oder mehrere Zugriffspunkte von Interesse, von denen ein oder mehrere L2 Dateneinheiten empfangen werden, Senden (225) von Versuchspaketen von der Station (111) über den Zugriffspunkt von Interesse, um eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken zu bestimmen, so dass sich die Station (111) gemäß einem oder mehreren Auswahlkriterien mit einem drahtlosen Netzwerk verbinden kann, wobei die Auswahlkriterien die Netzwerkleistungsmetriken und die bei L2 gesammelten L3 Informationen umfassen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die bei L2 für einen Zugriffspunkt gesammelten L3 Informationen umfassen, ob der Zugriffspunkt ein oder mehrere L3 Pakete von einem oder mehreren Mobility Agents sendet, so dass sich die Station (111) mit einem drahtlosen Netzwerk verbinden kann, das mit einem Mobility Agent in Kommunikation steht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, das des Weiteren umfasst: Speichern (217, 231) von Informationen in einer Datenbank (511) über ein oder mehrere drahtlose Netzwerke, mit dem/denen die Station (111) drahtlos kommunizieren kann, einschließlich L2 Informationen, L3 Informationen und eine oder mehrere der Netzwerkleistungsmetriken.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Senden von Versuchspaketen über den Zugriffspunkt von Interesse umfasst: Verbinden mit dem Zugriffspunkt von Interesse; Senden der Versuchspakete an einen Zielknoten; Empfangen einer oder mehrerer Antworten von dem Zielknoten; Bestimmen der einen oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken; und Lösen der Verbindung mit dem Zugriffspunkt von Interesse.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die L2 Dateneinheiten von den Zugriffspunkten des einen oder der mehreren Netzwerke, mit dem/denen die Station (111) drahtlos kommunizieren kann, einem der IEEE 802.11 Standards entsprechen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die über jedes drahtlose Netzwerk gespeicherten Informationen umfassen: ein eindeutiges Identifizierungsmerkmal (513) des drahtlosen Netzwerks; eine Angabe (515, 519) über die Qualität der Kommunikation von dem Zugriffspunkt des drahtlosen Netzwerks, einschließlich einer oder mehrerer der Netzwerkleistungsmetriken (519); und eine oder mehrere L3 Ankündigungen (517) von einem oder mehreren IP-fähigen Service Providern, die der Zugriffspunkt des WLAN überträgt.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei ein oder mehrere der IP-fähigen Service Provider Mobility Agents sind, so dass ein L3 Prozess einen Zugriffspunkt zur Verbindung aus der drahtlosen Netzwerkdatenbank (511) auswählen kann, basierend auf einem oder mehreren davon, ob der Zugriffspunkt in Kommunikation mit einem Mobility Agent steht oder nicht, und der Angabe (515) über die Qualität der Kommunikation.
Verfahren nach Anspruch 2 oder Anspruch 7, wobei der Mobility Agent ein Mobile IP Foreign Agent (105) ist, der IP-Pakete, die IPv4 entsprechen, sendet, oder ein Access Router, der IP-Pakete, die IPv6 entsprechen, sendet, und wobei die Station (111) ein Router ist, der Mobile IP Dienste bereitstellt, so dass nach der Verbindung mit einem Zugriffspunkt, der in Kommunikation mit dem Mobility Agent steht, die Station (111) ein Mobile Router ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, wobei die über jedes drahtlose Netzwerk gespeicherten Informationen des Weiteren einen Zeitstempel über die letzte Aktualisierung der gesammelten Informationen aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leistungsmetriken zwischen der Station (111) und einem Zielknoten sind und eine oder mehrere Metriken zwischen der Station (111) und einem Zielknoten des Satzes bestehend aus Ansprechzeit, Einwegverzögerung, Jitter, Paketverluststatistiken, Data Link Switching Peer Tunnel Leistung und eine oder mehrere Webseiten-Leistungsmetriken wie DSN Lookup, TCP Connect und HTTP Transaktionszeit umfassen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die eine oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken unter Verwendung des Service Assurance Agent (SAA) unter IOS erhalten wird/werden.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Zielknoten der Zugriffspunkt des drahtlosen Netzwerkes ist.
Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Zielknoten ein Mobility Agent ist, der in Kommunikation mit dem Zugriffspunkt des drahtlosen Netzwerks steht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leistungsmetriken eine oder mehrere der Zahl von Endpunkten umfassen, die bei dem Mobility Agent registriert sind, und die Zahl der Tunnels, die der Mobility Agent unterstützt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 14, wobei die Station (111) eine Vielzahl drahtloser Netzwerkgeräte (303, 403) aufweist, die jeweils fähig sind, eine Schnittstelle zu einem drahtlosen Netzwerk bereitzustellen, und wobei die über jedes drahtlose Netzwerk gespeicherten Informationen des Weiteren eine Angabe darüber enthalten, welches drahtlose Netzwerkgerät die L2 Dateneinheit empfangen hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 15, wobei die Datenbank des Weiteren eine Angabe darüber speichert, welche drahtlose Netzwerkinformation von der jüngsten Verbindung mit einem drahtlosen Netzwerk stammt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 16, das des Weiteren umfasst: periodisches Aktualisieren der Datenbank, wobei die Datenbank eine Aufzeichnung für jedes drahtlose Netzwerk aufweist, und wobei die Aufzeichnung des jüngst verbundenen drahtlosen Netzwerks nicht aus der Datenbank entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 10, das des Weiteren umfasst: periodisches Aktualisieren der Datenbank.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Aktualisieren eines Eintrags nur dann versucht wird, wenn der Eintrag abgelaufen ist und nicht aufwendig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, wobei die Reihenfolge der Datenbankeinträge gemäß einem oder mehreren Anordnungskriterien erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 20, wobei die Anordnungskriterien in Bezug zu den Auswahlkriterien stehen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das des Weiteren umfasst: vor der Verbindung der Station (111) mit einem drahtlosen Netzwerk, das Annehmen von L3 eines oder mehrerer L3 Pakete, die im Sammelschritt gefunden wurden.
Verfahren nach Anspruch 22, wobei die Annahme durch L3 in einer Reihenfolge gemäß einem oder mehreren Anordnungskriterien erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 22, das des Weiteren umfasst: Verbinden mit einem bestimmten drahtlosen Netzwerk, von dem eine L2 Dateneinheit empfangen wurde, die ein bestimmtes L3 Paket mit einer Mobility Agent Ankündigung enthält, so dass nach der Verbindung die drahtlose Netzwerkschnittstelle der Station eine Schnittstelle zu dem bestimmten drahtlosen Netzwerk bereitstellt, das in Kommunikation mit dem Mobility Agent steht, der das bestimmte L3 Paket gesendet hat.
Verfahren nach Anspruch 24, das des Weiteren umfasst: nach der Verbindung, Bestimmen, dass eine Wiederverbindung notwendig ist; Auswählen eines drahtlosen Netzwerkes zur Wiederverbindung gemäß einem oder mehreren Wiederverbindungskriterien; und Wiederverbinden mit dem ausgewählten drahtlosen Netzwerk.
Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Wiederverbindungskriterien umfassen, dass das ausgewählte drahtlose Netzwerk in Kommunikation mit dem Mobility Agent steht, mit dem die Station (111) zum Zeitpunkt des Bestimmens, dass eine Wiederverbindung notwendig ist, eingetragen wurde.
Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, wobei der Mobility Agent, der die bestimmte Mobility Agent Ankündigung gesendet hat, ein Mobile IP Foreign Agent (105) ist, der IP Pakete, die IPv4 entsprechen, sendet, oder ein Access Router, der IP Pakete, die IPv6 entsprechen, sendet, und wobei die Station (111) ein Router ist, der Mobile IP bereitstellt, so dass nach der Verbindung mit einem Zugriffspunkt, der in Kommunikation steht mit dem Mobility Agent, der die bestimmte Mobility Agent Ankündigung gesendet hat, die Station (111) ein Mobile Router ist.
Verfahren nach Anspruch 27, das des Weiteren umfasst: nach der Verbindung mit einem Zugriffspunkt, der in Kommunikation mit dem Mobility Agent steht Sperren der Verbindung.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Sammeln von Informationen vor der Verbindung umfasst: Nachbilden eines oder mehrerer Schnittstellen zu einem oder mehreren drahtlosen Netzwerken, mit denen die Station (111) drahtlos kommunizieren kann, wobei jede nachgebildete Schnittstelle so ein Floating Interface (309) bildet, das nach der Verbindung eine tatsächliche Schnittstelle für ein drahtloses Netzwerk werden kann, das in Kommunikation mit einem oder mehreren der IP-fähigen Service Provider steht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, oder nach Anspruch 29, das des Weiteren umfasst: Auswählen eines drahtlosen Netzwerkes zur Verbindung, mit dessen Zugriffspunkten die Station drahtlos kommunizieren kann, wobei das Auswählen gemäß dem einen oder den mehreren Auswahlkriterien stattfindet, wobei wenigstens eines der Auswahlkriterien wenigstens einige der gesammelten Informationen verwendet.
Verfahren nach Anspruch 30, wobei die Auswahlkriterien umfassen, dass die von dem Zugriffspunkt des ausgewählten drahtlosen Netzwerkes empfangene L2 Dateneinheit eine Mobility Agent Ankündigung enthält, so dass die Station (111) nach der Verbindung in Kommunikation mit einem Mobility Agent steht.
Verfahren nach Anspruch 31, das des Weiteren umfasst: Verbindung mit einem bestimmten ausgewählten drahtlosen Netzwerk, von dem eine L2 Dateneinheit mit einer bestimmten Mobility Agent Ankündigung empfangen worden ist, so dass nach der Verbindung die drahtlose Netzwerkschnittstelle der Station (111) eine Schnittstelle zu dem bestimmten drahtlosen Netzwerk bereitstellt, das in Kommunikation mit dem Mobility Agent steht, der die bestimmte Mobility Agent Ankündigung gesendet hat.
Verfahren nach Anspruch 32, das des Weiteren umfasst: bei L3 der Station (111) Registrieren mit dem Mobility Agent durch Austausch von L3 Paketen mit dem Mobility Agent.
Verfahren nach Anspruch 33, das des Weiteren umfasst: nach der Verbindung, Bestimmen, dass eine Wiederverbindung notwendig ist; Auswählen eines drahtlosen Netzwerkes zur Wiederverbindung gemäß einem oder mehreren Wiederverbindungskriterien; und Wiederverbindung mit dem ausgewählten drahtlosen Netzwerk.
Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, wobei der Mobility Agent, der die bestimmte Mobility Agent Ankündigung gesendet hat, ein Mobile IP Foreign Agent (105) ist, der IP Pakete, die IPv4 entsprechen, sendet, oder ein Access Router, der IP Pakete, die IPv6 entsprechen, sendet, und wobei die Station (111) ein Router ist, der Mobile IP Dienste bereitstellt, so dass nach der Verbindung mit einem Zugriffspunkt, der in Kommunikation mit dem Mobility Agent steht, der die bestimmte Mobility Agent Ankündigung gesendet hat, die Station (111) ein Mobile Router ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Station (111) eines oder mehrere drahtlose Netzwerkgeräte (303) aufweist, die jeweils fähig sind, eine Link Layer (L2) Schnittstelle zu einem drahtlosen Netzwerk bereitzustellen, und wobei L2 Dateneinheiten von Zugriffspunkten empfangen werden, mit denen jedes der drahtlosen Netzwerkgeräte drahtlos kommunizieren kann, wobei das Verfahren des Weiteren umfasst: basierend auf den gesammelten Informationen Nachbilden bei L2 einer oder mehrerer Schnittstellen zu einem oder mehreren drahtlosen Netzwerken, mit deren Zugriffspunkten das eine oder die mehreren drahtlosen Netzwerkgeräte drahtlos kommunizieren kann/können, als ob die Station über das Gerät mit dem drahtlosen Netzwerk verbunden wäre, ohne dass notwendigerweise eine Verbindung mit irgendeinem drahtlosen Netzwerk existieren muss, wobei jede nachgebildete Schnittstelle so ein Floating Interface (309) zu einem drahtlosen Netzwerk über ein drahtloses Netzwerkgerät bildet, das nach der Verbindung eine tatsächliche Schnittstelle zu dem drahtlosen Netzwerk über das drahtlose Netzwerkgerät werden kann, Annehmen von L3 eines oder mehrerer L3 Pakete, die in L2 Dateneinheiten von einem oder mehreren Zugriffspunkten waren, über eine oder mehrere der Floating Interfaces, als ob die Station (111) mit dem einen oder den mehreren Zugriffspunkten, deren L2 Dateneinheiten die L3 Pakete enthielten, verbunden wäre.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei das Annehmen durch L3 in einer Reihenfolge gemäß einem oder mehreren Anordnungskriterien erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Station (111) ein oder mehrere drahtlose Netzwerkgeräte (30) aufweist, die jeweils fähig sind, eine Link Lager Schnittstelle zu einem drahtlosen Netzwerk bereitzustellen, und wobei L2 Dateneinheiten von Zugriffspunkten empfangen werden, mit denen jedes der drahtlosen Netzwerkgeräte drahtlos kommunizieren kann, wobei das Verfahren des Weiteren umfasst: basierend auf den gesammelten Informationen, Nachbilden bei L2 einer oder mehrerer Schnittstellen zu einem oder mehreren drahtlosen Netzwerken, mit deren Zugriffspunkten das eine oder die mehreren drahtlosen Netzwerkgeräte drahtlos kommunizieren kann/können, als ob die Station über das Gerät mit dem drahtlosen Netzwerk verbunden wäre, ohne dass notwendigerweise eine Verbindung mit dem drahtlosen Netzwerk existieren muss, wobei jede nachgebildete Schnittstelle so ein Floating Interface (309) zu einem drahtlosen Netzwerk über ein drahtloses Netzwerkgerät bildet, das nach der Verbindung eine tatsächliche Schnittstelle zu dem drahtlosen Netzwerk über das drahtlose Netzwerkgerät werden kann; und Speichern von Informationen über die Floating Interfaces (309) in einer Datenbank.
Verfahren nach Anspruch 38, wobei die über jedes Floating Interface (309) gespeicherten Informationen enthalten: eine eindeutige Kennung des drahtlosen Netzwerks des Floating Interfaces (309); den Zustand des Floating Interfaces (309) zu dem drahtlosen Netzwerk; eine Angabe über die Qualität der Kommunikation über das Floating Interface (309) einschließlich einer oder mehrerer der Netzwerkleistungsmetriken; und eine oder mehrere L3 Ankündigungen von einem oder mehreren IP-fähigen Service Providern, die der Zugriffspunkt des WLAN überträgt.
Verfahren nach Anspruch 39, wobei die Station (111) eine Vielzahl drahtloser Netzwerkgeräte (303) aufweist, die jeweils fähig sind, eine Schnittstelle zu einem drahtlosen Netzwerk bereitzustellen, und wobei die Datenbank des Weiteren eine Angabe darüber enthält, für welches drahtlose Netzwerkgerät das Floating Interface (309) gehört.
Verfahren nach Anspruch 39, wobei die über jedes Floating Interface (309) gespeicherten Informationen eine Angabe über Mobilitätsinformationen enthalten, die in L3 Informationen in den empfangenen L2 Informationen enthalten sind.
Verfahren nach Anspruch 39, wobei die Datenbank des Weiteren eine Angabe darüber speichert, welches Floating Interface (309) die jüngst verwendete Verbindung zu einem drahtlosen Netzwerk war.
Verfahren nach Anspruch 42, das des Weiteren umfasst: periodisches Aktualisieren der Datenbank der Floating Interfaces (309), wobei die Datenbank eine Aufzeichnung für jedes Floating Interface (309) enthält, und wobei die Aufzeichnung des jüngst bei einer Verbindung verwendeten Floating Interfaces (309) nicht aus der drahtlosen Netzwerkdatenbank entfernt wird.
Verfahren nach Anspruch 42, das des Weiteren umfasst: periodisches Aktualisieren der Datenbank der Floating Interfaces (309).
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Mobility Agent ein Mobile IP Foreign Agent (105) ist, der IP Pakete, die IPv4 entsprechen, sendet, oder ein Access Router, der IP Pakete, die IPv6 entsprechen, sendet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die drahtlose Station des Weiteren einen Prozessor und einen Speicher aufweist, und wobei das Verfahren des Weiteren umfasst: Halten der gesammelten Informationen in dem Speicher in Form einer drahtlosen Netzwerkdatenbank (501), wobei die drahtlose Netzwerkdatenbank für jedes drahtlose Netzwerk, mit dessen Zugriffspunkt die Station drahtlos kommunizieren kann, die gesammelten L2 Informationen und die gesammelten L3 Informationen enthält.
Verfahren nach Anspruch 46, wobei für jedes drahtlose Netzwerk, mit dessen Zugriffspunkt die Station drahtlos kommunizieren kann, die drahtlose Netzwerkdatenbank (501) aufweist: eine eindeutige Kennung (503) des drahtlosen Netzwerks; eine Angabe (505) über die Qualität der Kommunikation zwischen der Station (111) und dem Zugriffspunkt des drahtlosen Netzwerks; und eine oder mehrere L3 Ankündigungen (507) von einem oder mehreren IP-fähigen Service Providern, die der Zugriffspunkt des drahtlosen Netzwerks übermittelt.
Verfahren nach Anspruch 46 oder 47, wobei die Angabe über die Qualität der Kommunikation zwischen der Station und dem Zugriffspunkt des drahtlosen Netzwerks eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken umfasst, die durch temporäres Verbinden (211) mit dem Zugriffspunkt, Senden (225) eines oder mehrerer Ver suchspakete an den Zugriffspunkt und Sammeln (225) der einen oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken erhalten wird.
Verfahren nach Anspruch 48, wobei eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken zwischen der Station und einem bestimmten Zugriffspunkt weiterhin an dem bestimmten Zugriffspunkt gespeichert wird.
Verfahren nach Anspruch 48, wobei das drahtlose Netzwerk unter einem der IEEE 802.11 Standards arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 48, wobei die eine oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken eines oder mehrere des Satzes von Metriken bestehend aus Ansprechzeit, Einwegverzögerung, Jitter, Paketverluststatistiken, Data Link Switching Peer Tunnel Leistung und eine oder mehrere Webseiten-Leistungsmetriken wie DSN Lookup, TCP Connect und HTTP Transaktionszeit umfassen.
Verfahren nach Anspruch 48, wobei die eine oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken unter Verwendung des Service Assurance Agent (SAA) unter IOS erhalten wird/werden.
Verfahren nach Anspruch 48, wobei einer oder mehrere der IP-fähigen Service Provider Mobility Agents sind, so dass ein L3 Prozess einen Zugriffspunkt aus der drahtlosen Netzwerkdatenbank zur Verbindung auswählen kann, basierend auf einem oder mehreren davon, ob der Zugriffspunkt in Kommunikation mit einem Mobility Agent steht oder nicht, und der Angabe über die Qualität der Kommunikation.
Drahtlose Station (111), die aufweist: eine drahtlose Netzwerkvorrichtung (303); eine Einrichtung (309) zum drahtlosen Empfangen von Link Layer (L2) Dateneinheiten, die von einem oder mehreren drahtlosen Zugriffspunkten (Access Points; APs) eines oder mehrerer drahtloser Netzwerke, mit denen die Station (111) drahtlos kommunizieren kann, übertragen werden, wobei das drahtlose Empfangen erfolgt, bevor die Station (111) mit einem drahtlosen Netzwerk über die drahtlose Netzwerkvorrichtung verbunden wird; eine Einrichtung (309) zum Sammeln von Informationen über die empfangenen L2 Dateneinheiten, einschließlich L2 Informationen und Netzwerk Layer (L3) Informationen, wobei das Sammeln erfolgt, bevor die Station (111) mit einem drahtlosen Netzwerk verbunden wird; und eine Speichereinrichtung (305) zum Halten der gesammelten Informationen in Form einer drahtlosen Netzwerkdatenbank (501), wobei die drahtlose Netzwerkdatenbank für jedes drahtlose Netzwerk, mit dessen Zugriffspunkt die Station (111) drahtlos kommunizieren kann, die gesammelten L2 Informationen und die gesammelten L3 Informationen enthält.
Drahtlose Station nach Anspruch 54, wobei die drahtlose Netzwerkdatenbank (501) für jedes drahtlose Netzwerk, mit dessen Zugriffspunkt die Station drahtlos kommunizieren kann, aufweist: eine eindeutige Kennung (503) des drahtlosen Netzwerks; eine Angabe (505) über die Qualität der Kommunikation zwischen der Station (111) und dem Zugriffspunkt des drahtlosen Netzwerks; und eine oder mehrere L3 Ankündigungen (507) von einem oder mehreren IP-fähigen Service Providern, die der Zugriffspunkt des drahtlosen Netzwerks überträgt.
Drahtlose Station nach Anspruch 55, wobei die Station (111) eine Einrichtung zum Sammeln der einen oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken zwischen der Station (111) und einem Zielknoten über den Zugriffspunkt aufweist, und wobei die Angabe (505) über die Qualität der Kommunikation zwischen der Station und dem Zugriffspunkt des drahtlosen Netzwerks eine oder mehrere Netzwerkleistungsmetriken umfasst, die unter Verwendung der Einrichtung zum Sammeln erhalten wurden.
Drahtlose Station nach Anspruch 55, wobei ein bestimmter Zugriffspunkt eine Einrichtung zum Speichern einer oder mehrerer Netzwerkleistungsmetriken aufweist, und wobei die eine oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken zwischen der Station (111) und dem bestimmten Zugriffspunkt weiterhin von der Einrichtung (305) zum Speichern gespeichert wird/werden.
Drahtlose Station nach Anspruch 56, die so betreibbar ist, dass sie mit dem drahtlosen Netzwerk unter einem der IEEE 802.11 Standards kommuniziert.
Drahtlose Station nach Anspruch 56, wobei die eine oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken einen oder mehrere des Satzes von Metriken bestehend aus Ansprechzeit, Einwegverzögerung, Jitter, Paketverluststatistiken, Data Link Switching Peer Tunnel Leistung, und eine oder mehrere Webseiten-Leistungsmetriken wie DSN Lookup, TCP Connect und HTTP Transaktionszeit umfasst/umfassen.
Drahtlose Station nach Anspruch 56, wobei die Einrichtung zum Sammeln der einen oder mehreren Netzwerkleistungsmetriken einen Service Assurance Agent (SAA), der unter einem Internetworking Operating System (IOS) arbeitet, aufweist.
Drahtlose Station nach Anspruch 56, wobei einer oder mehrere der IP-fähigen Service Provider ein Mobility Agent ist/Mobility Agents sind, so dass ein L3 Prozess einen Zugriffspunkt aus der drahtlosen Netzwerkdatenbank (501) zur Verbindung auswählen kann, basierend auf einem oder mehreren davon, ob der Zugriffspunkt in Kommunikation mit einem Mobility Agent steht oder nicht, und der Angabe (505) über die Qualität der Kommunikation.
Computerprogramm mit computerlesbaren Codesegmenten, das so ausgelegt ist, dass es einen oder mehrere Prozessoren instruiert, alle Schritte eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 53 auszuführen.