CN101127707B

CN101127707B - 数据转发方法及接入点设备

Info

Publication number: CN101127707B
Application number: CN2007101222042A
Authority: CN
Inventors: 杨琰; 周迪; 沈志祥
Original assignee: Hangzhou H3C Technologies Co Ltd
Current assignee: New H3C Technologies Co Ltd
Priority date: 2007-09-21
Filing date: 2007-09-21
Publication date: 2010-10-27
Anticipated expiration: 2027-09-21
Also published as: CN101127707A

Abstract

本发明提供了一种数据转发方法，适用于STA之间传输报文的场景，该方法包括：在AP上建立记录有STA与AP对应关系的转发表项，源AP收到由源STA发往目的STA的报文后，查找自身转发表项中是否存在与目的STA对应的AP，如果存在，则将收到的报文直接转发给与目的STA对应的AP处理；如果不存在，则将收到的报文转发给AC处理。另外，本发明还提供了一种接入点设备。利用本发明所提供的技术方案，能够减轻AC的处理负担，降低对AC的性能要求。

Description

数据转发方法及接入点设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术，尤其涉及一种数据转发方法及接入点设备。

背景技术

无线局域网(WLAN)是利用无线通信技术在局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。

图1示出了典型的WLAN组网结构示意图，主要包括：无线客户端(STA)、接入点(AP)、无线控制器(AC)和交换机(SW)。其中，STA是指带有无线网卡的PC或便携式笔记本电脑等，其通过无线通道与AP连接；AP提供无线用户到局域网的桥接功能，在无线用户和局域网之间进行无线到有线及有线到无线的帧转换；AC对无线局域网中的所有AP进行控制和管理；SW即普通交换机，完成一般的交换功能；AP、SW和AC之间通过有线方式连接。其中，AP按功能不同又可以分为胖AP(FAT AP)和瘦AP(FITAP)，FIT AP只提供基本的无线连接功能；FAT AP除了提供基本的无线连接功能外，还提供安全、管理等增强功能。

在图1所示的无线局域网中，两个STA之间通常可以通过以下两种方式进行互通：

一、具有无线转发(WDS)功能的FAT AP直接通过无线方式将从一个STA侧收到的数据报文转发给另一台具有WDS功能的FAT AP，并由所述另一FAT AP将所述报文送给另一STA。但是，这种无线传输方式的传输可靠性较差，并且，具有WDS功能的FAT AP设备的结构复杂，成本较高。

二、如图1中的虚线所示，两个AP之间通过AC进行数据转发。

比如，在图1中，假设STA1的IP地址为1.0.0.1，AP1的IP地址为2.0.0.1，AC的IP地址为3.0.0.1，STA2的IP地址为1.0.0.2，AP2的IP地址为4.0.0.1。图2示出了STA1向STA2发送报文的过程示意图，该过程主要包括以下步骤：

步骤201：STA1将802.11报文发送给AP1，该报文的源媒质接入控制(MAC)地址SA为STA1的MAC地址，目的MAC地址DA为STA2的MAC地址，源IP地址SIP为STA1的IP地址1.0.0.1，目的IP地址DIP为STA2的IP地址1.0.0.2。

步骤202：AP1收到STA1发来的802.11报文后，将该报文加上轻重接入点协议(LWAPP)隧道封装，封装成802.3报文，封装后的802.3报文的源IP地址为AP1的IP地址2.0.0.1，目的IP地址为AC的IP地址3.0.0.1；然后，AP1再将封装后的802.3报文发送给AC。其中，LWAPP是AP与AC之间的通信协议，定义了AP与AC之间如何通信，为实现AP与AC的互通提供一个通用的封装和传输机制。

步骤203：AC收到AP1发来的802.3报文后，首先解LWAPP隧道封装，将收到的802.3报文恢复成原始的802.11报文；然后，再将原始802.11报文重新封装成802.3报文，该重新封装的802.3报文的源IP地址为AC的IP地址3.0.0.1，目的IP地址为AP2的IP地址4.0.0.1；最后，AC再将重新封装的802.3报文转发给AP2。

步骤204：AP2收到AC发来的802.3报文后，首先解LWAPP封装，将收到的802.3报文恢复成原始的802.11报文，然后再将恢复的原始802.11报文发送给STA2。

可见，虽然第二种互通方式能够克服第一种互通方式的缺陷，但是，每次两个AP之间的通信都经过AC转发，对AC的性能要求较高，会增加AC的处理负担。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种数据转发方法及接入点设备，以减轻AC的处理负担。

为达到上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种数据转发方法，适用于STA之间传输报文的场景，AC将学习到的STA与AP的对应关系通知给该AC下挂的所有AP，AP将收到的所述STA与AP的对应关系记录在转发表项中；AC在检测到所述STA与AP的对应关系发生变化时，将检测到的变化信息通知给该AC下挂的所有AP，AP根据收到的变化信息更新记录的转发表项；该方法还包括：

源AP收到由源STA发往目的STA的报文后，查找自身转发表项中是否存在与目的STA对应的AP，如果存在，则将收到的报文直接转发给与目的STA对应的AP处理；如果不存在，则将收到的报文转发给AC处理。

一种接入点设备，包括：转发表项存储单元、转发表项更新单元和报文转发单元，其中，

转发表项存储单元，用于存储记录有STA与AP对应关系的转发表项，所述对应关系是AC发送来的；

转发表项更新单元，用于根据AC发来的变化信息对转发表项存储单元中存储的转发表项内容进行更新；

报文转发单元，用于在收到由源STA发往目的STA的报文后，查找转发表项存储单元存储的转发表项中是否存在与目的STA对应的AP，如果存在，则将收到的报文直接转发给与目的STA对应的AP处理；如果不存在，则将收到的报文转发给AC处理。

由此可见，在本发明所提供的技术方案中，即使对于不支持WDS功能的AP，不同STA之间的数据转发仍然可以直接在AP之间进行，无需经过AC的处理，从而减轻了AC的处理负担，降低了对AC的性能要求。并且，AP之间直接进行数据转发而不通过AC的方式，可以缩短数据转发路径，提高数据转发效率，并且节约AP与AC之间的传输带宽。

附图说明

图1为典型的WLAN组网结构示意图。

图2为现有技术中的数据转发过程示意图。

图3为本发明实施例中的数据转发路线示意图。

图4为本发明实施例中的数据转发过程示意图。

图5为本发明实施例中的数据转发装置结构示意图。

图6为本发明实施例中的另一数据转发装置结构示意图。

具体实施方式

为了克服现有技术中AC处理负担较高的缺陷，本发明提供了一种数据转发方法，图3示出了本发明中的数据转发路线示意图，其基本思想是：STA之间互通的数据报文直接在AP之间转发，而不经过AC，以减轻AC的处理负担。

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面参照附图并举实施例，对本发明作进一步详细说明。

由图2所示的数据转发过程可见，从源STA发往目的STA的原始报文一般只包括源MAC、目的MAC、源IP和目的IP等信息，源AP在收到源STA发来的报文后，自身无从获知应该将报文转发给哪个AP，其只能将该报文交给AC处理，由AC确定与目的STA相对应的AP并进行转发。

在本发明中，为了实现数据报文在AP间的直接转发，可以选择由AC将已经学习到的STA以及与该STA对应的AP信息告知AP，并在AP上建立记录有所述STA及其对应AP的转发表项。比如，对于首次去往某一个STA的报文，依然按照现有的数据转发流程通过AC进行转发，当AC学习到了该STA所对应的AP之后，AC将该STA与该AP的对应关系通知其下挂的所有AP，收到通知的AP保存所述STA与所述AP的对应关系；之后，对于再发往所述STA的报文，所述收到通知的AP就可以根据自身保存的对应关系，直接将收到的报文转发给与该STA对应的AP处理，而无需再经过AC。

比如，在图3中，AC首次将STA1发往STA2的报文转发给AP2之后，AC就将STA2与AP2的对应关系通知下挂所有AP；之后，当STA1或者其它STA再向STA2发报文时，AP 1或者其它AP就可以根据AC之前下发的STA2与AP2的对应关系，直接将该报文转发给AP2处理，而不再经过AC的转发。

其中，所述STA与AP的对应关系可以在AP上以表项的形式保存。比如，针对图3所示的组网结构，可以在AP上保存如表1所示的转发表项，AP根据该表项进行数据转发操作。

STA的MAC地址	下一跳	优先级	老化时间
STA的MAC地址	下一跳	优先级	老化时间	1.0.0.1	2.0.0.1	1	120秒
1.0.0.2	4.0.0.1	1	120秒	1.0.0.1	2.0.0.1	1	120秒
1.0.0.2	4.0.0.1	1	120秒	00:00:00:00:00:00/0	3.0.0.1	0	120秒

表1

其中，第1列为STA的MAC地址；第2列为该STA所对应的下一跳IP地址。比如，MAC地址为1.0.0.1的STA 1的下一跳为AP1；MAC地址为1.0.0.2的STA2的下一跳为AP2。第3列表示各行的优先级，1的优先级要高于0；第4列表示各行的老化时间，该老化时间可自行设置并更改。其中，第4行为默认记录，其优先级较低，对于表1中没有记录的STA的MAC地址，均根据该默认记录进行数据转发，它们的下一跳都是IP地址为3.0.0.1的AC。

针对图3所示的组网结构，图4给出了在AP上设置了如表1所示的转发表项后的数据转发过程示意图。参见图4所示，该过程主要包括以下步骤：

步骤401：STA1将802.11报文发送给AP1，该报文的源MAC地址SA为STA1的MAC地址，目的MAC地址DA为STA2的MAC地址，源IP地址SIP为STA1的IP地址1.0.0.1，目的IP地址DIP为STA2的IP地址1.0.0.2。

步骤402：AP1收到STA1发来的802.11报文后，首先查找自身保存的转发表项，判断该表项中是否存在与目的STA相对应的下一跳AP，如果存在，则将收到的报文直接转发给相应的AP处理，由该AP将报文转发给目的STA；如果不存在，则根据表项中的默认记录进行数据转发，将收到的报文发送给AC处理。

在本实施例中，AP1收到的来自STA1的报文的目的STA为STA2，AP1通过查找表1可知，与STA2对应的下一跳是IP地址为4.0.0.1的AP2，故AP1根据查找到的下一跳信息对收到的报文进行LWAPP封装，封装后的802.3报文的源IP地址为AP1的IP地址2.0.0.1，目的IP地址为AP2的IP地址4.0.0.1；封装完毕后，AP1直接将收到的报文发送给AP2处理，不再通过AC进行转发。

步骤403：AP2收到AP1发来的802.3报文后，首先解LWAPP封装，将收到的802.3报文恢复成原始的802.11报文，然后再将恢复的原始802.11报文发送给STA2。

可见，在上述数据转发过程中，AP之间可以直接进行数据转发，而无需经过AC中转，从而减轻了AC的处理负担，降低了对AC的性能要求。

其中，如果在规定的老化时间内，都没有到达转发表项中某一STA的报文，那么，则可以在老化时间到达之后，删除关于该STA的记录。比如，在表1中，如果AP2检测到120秒之内都没有发往STA1的报文，那么，AP2则可以在120秒到达之后，删除表1中关于STA1的记录，即删除表1中的第2行。

另外，由于STA的地址信息、STA与AP的对应关系随时可能发生变化，比如，当STA由一个AP漫游到另一个AP时，STA与AP的对应关系必然会产生变化，因此，为了保持AP中保存的转发表项信息的准确性，需要实时对AP中保存的转发表项信息进行更新。

其中，所述更新可以通过AC来实现。比如，在AC上建立如表2所示的表项，当AC检测到状态变化时，如该表项中的STA地址发生了变化或者STA与AP的对应关系发生了变化时，AC不仅要更新自身上的表项信息，同时还要将该变化信息告知下挂所有AP。

STA的MAC地址	下一跳
STA的MAC地址	下一跳	1.0.0.1	2.0.0.1
1.0.0.2	4.0.0.1	1.0.0.1	2.0.0.1

表2

比如，当AC检测到MAC地址为1.0.0.1的STA1从IP地址为2.0.0.1的AP1漫游到了IP地址为4.0.0.1的AP2时，AC则根据检测到的信息对表2进行更新，更新后的表项如表3所示。

STA的MAC地址	下一跳
STA的MAC地址	下一跳	1.0.0.1	4.0.0.1
1.0.0.2	4.0.0.1	1.0.0.1	4.0.0.1

表3

同时，AC还需要将STA1下一跳的变化通知其下挂的所有AP，AP收到通知后也对自身维护的转发表项信息进行更新，AP上更新后的转发表项如表4所示，之后，AP按照更新后的转发表项进行数据转发。这里，AP在收到AC的信息变化通知后，可以选择给AC回一个已经确认得知变化的响应信息，也可以选择不回。

STA的MAC地址	下一跳	优先级	老化时间
STA的MAC地址	下一跳	优先级	老化时间	1.0.0.1	4.0.0.1	1	120秒

STA的MAC地址	下一跳	优先级	老化时间
STA的MAC地址	下一跳	优先级	老化时间	1.0.0.2	4.0.0.1	1	120秒
00:00:00:00:00:00/0	3.0.0.1	0	120秒	1.0.0.2	4.0.0.1	1	120秒

表4

另外，还可以在AC上设置一个默认更新周期，AC根据设置的默认更新周期对AP上的转发表项进行更新。比如，设置默认更新周期为5秒，当没有检测到状态变化时，AC每5秒定期检查一次AP的转发表项。

在上述实施例中，IP地址都是采用IP V4格式，需要说明的是，本发明同样适用于IP v6地址格式。

对应上述数据转发方法，本发明还提供了一种接入点设备，该设备结构参见图5所示，主要包括：转发表项存储单元和报文转发单元，其中，

转发表项存储单元，用于存储记录有STA与AP对应关系的转发表项；

参见图6所示，该装置可进一步包括：转发表项更新单元，用于根据AC发来的变化信息对转发表项存储单元中存储的转发表项内容进行更新。

并且，该装置还可进一步包括：老化单元，用于在老化时间到达后，将在老化时间内没有进行任何数据转发的STA的转发表项内容从转发表项存储单元存储的转发表项中删除。

以上所述对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种数据转发方法，适用于无线客户端STA之间传输报文的场景，其特征在于，在接入点设备AP上建立记录有STA与AP对应关系的转发表项；所述在AP上建立记录有STA与AP对应关系的转发表项的过程包括：无线控制器AC将学习到的STA与AP的对应关系通知给该AC下挂的所有AP，AP将收到的所述STA与AP的对应关系记录在转发表项中；该方法包括：

源AP收到由源STA发往目的STA的报文后，查找自身转发表项中是否存在与目的STA对应的AP，如果存在，则将收到的报文直接转发给与目的STA对应的AP处理；如果不存在，则将收到的报文转发给AC处理；

该方法进一步包括：AC在检测到所述STA与AP的对应关系发生变化时，将检测到的变化信息通知给该AC下挂的所有AP，AP根据收到的变化信息更新记录的转发表项。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将收到的报文直接转发给与目的STA对应的AP处理的过程包括：

源AP对收到的报文进行轻型接入点协议LWAPP隧道封装，并将封装后的报文转发给与目的STA对应的AP处理，其中，封装后的报文的源IP地址为源AP的IP地址，目的IP地址为与目的STA对应的AP的IP地址。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，该方法进一步包括：设置转发表项的老化时间，在老化时间到达之后，删除在老化时间内没有进行任何数据转发的STA的转发表项内容。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述STA与AP的对应关系为STA的MAC地址与AP的IP地址的对应关系。

5.一种接入点设备AP，其特征在于，包括：转发表项存储单元、转发表项更新单元和报文转发单元，其中，

转发表项存储单元，用于存储记录有无线客户端STA与AP对应关系的转发表项；

转发表项更新单元，用于根据无线控制器AC发来的变化信息对转发表项存储单元中存储的转发表项内容进行更新；

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，该设备进一步包括：

老化单元，用于在老化时间到达后，将在老化时间内没有进行任何数据转发的STA的转发表项内容从转发表项存储单元存储的转发表项中删除。