CN101151852B - 无线网点中的方法和无线网点 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种装置，一种方法，以及一种承载可使处理器执行方法的代码的计算机承载介质。所述方法包括：在无线网节点中运行无线生成树协议的多个实例，每个实例基本服从IEEE 802.1标准。运行无线生成树协议的实例包括：无线网点向网络的其它无线网点无线发送BPUD信息，或者从其它无线网点无线接收BPUD信息，所述BPUD信息被封装在一个或多个控制/管理帧内，例如，无线网络标准的信标帧或者探测响应帧，BPUD信息与用于实例的生成树拓扑有关。

Description

无线网点中的方法和无线网点
相关专利申请
本发明要求2005年5月31日提交的发明人为Rahman等人、名称为用于无线网络的生成树协议(SPANNING TREE PROTOCOL FORWIRELESS NETWORK)、代理人/代理机构参考编号为No.CISCO11936的美国临时专利申请No.60/686,235的权益，该美国临时专利申请No.60/686,235的内容通过引用被结合于此。
本发明还要求2006年2月10日提交的发明人为Rahman等人、名称为用于无线网络的生成树协议(SPANNING TREE PROTOCOL FORWIRELESS NETWORK)、代理人/代理机构参考编号为No.CISCO11936的美国专利申请No.11/351,853的权益。美国专利申请No.11/351,853反过来要求了上述美国临时专利申请No.60/686,235的优先权。美国临时专利申请No.11/351,853的内容通过引用被结合于此。
本发明涉及转让给本发明的受让人思科科技有限公司(CiscoTechnology，Inc.)的发明人为Rahman等人、名称为用于无线网络的生成树协议(SPANNING TREE PROTOCOL FOR WIRELESS NETWORK)、代理人/代理机构参考编号为No.CISCO11297的美国专利申请No.11/351,433。美国专利申请No.11/351,853还要求了美国临时专利申请No.60/686,235的权益。该美国专利申请No.11/351,853的内容通过引用被结合于此，其中所描述的发明在本文中被称为“WSTP发明”，而该申请在本文中被称为“WSTP申请”。
背景技术
本发明涉及无线网络，尤其涉及用于利用自组织(ad-hoc)无线网络来避免无线网络中的环路的生成树协议。
在局域网(LAN)领域中，特别是在LAN网桥中，生成树协议由于可用于防止桥接(典型地为有线桥接)网络中的环路而为大家所知。具体地说，电气电子工程师协会(IEEE)已经开发出最初是在1990年5月31日被通过的名称为“介质访问控制(MAC)网桥”的网络通信标准IEEE802.1d(下文中称为“IEEE 802.1d”)，以及高速(IEEE 802.1w)和高密度(IEEE 802.1s)相应标准。这些标准中的任何一种标准，以及这些标准协议的集合在本文中被称为“标准IEEE 802.1生成树协议”。简单地说，标准IEEE 802.1协议描述了符合标准的网桥(compliant bridge)所执行的功能，包括维持用于网桥的生成树拓扑、建立和维护过滤数据库、帧的中继和过滤，以及传输网桥协议数据单元(BPDU：Bridge Protocol DataUnit)。BPDU是相互桥接传输以便于确定生成树拓扑的特殊消息。
无线网络正变得越来越普及。例如，符合IEEE 802.11标准的无线局域网(WLAN)正变得越来越流行。操作WLAN的一种方式是利用基础设施模式(infrastructure mode)，根据该模式，无线站点起到接入点(access point)的作用，并且每个接入点都具有客户机站点。所有来自或者去往客户机站点的通信都要通过它的接入点。WLAN也可以以自组织模式来操作，根据该模式，任何站点都可以直接与任何其它站点进行通信。这样的无线网络形成了网状网络(mesh)。本发明特别适用于那样的网状无线网络，其中，正如在有线网状网络中一样，任何站点都可以具有到另一站点的无线链路。这样的网络在本文中也被称作多跳无线网络。
标准IEEE 802.1生成树协议最初是为研究有线以太网链路而设计的，并且在低级链路(low-level link)被建立之前，该协议是不能操作的。在诸如IEEE 802.11网络之类的无线网络中，低级链路的建立是一个多步过程。通过例如在有线网络中所使用的生成树处理来建立的链路的阻塞/毁坏情况是不希望的。因此，所设计的标准IEEE 802.1生成树协议不能在无线网络环境中简单地操作。
IEEE 802.1生成树算法的实现是很普遍的。希望不必对在端站点处的现有协议栈进行修改。此外，希望不必对移动IP协议中常见的现有协议栈(例如，利用ad-hoc移动协议(MANET协议)的移动设备和中间设备中的L3路由逻辑)进行修改。
还希望具有能够避免临时环路的无线生成树算法。在桥接多跳无线网络中，临时环路可能会是一个问题，其经常会导致分组在整个网络中的急剧快速的扩散。
在WSTP申请中描述了如何在诸如服从IEEE 802.11的网络之类的无线网络中操作基本服从标准IEEE 802.1生成树协议的在此称为WSTP(无线生成树协议)的生成树协议。“基本服从”指的是服从包括在WSTP申请和本申请中描述的协议的扩展和修改在内的协议。在WSTP申请中的描述是根据服从IEEE 802.11的网络来提供的。WSTP适用于无线标准中的操作，所述无线标准提供了用于无线站点的一种使用控制/管理帧来与其它无线站点进行无线通信(例如，传输信标或探测响应帧以通告所述发送无线站点的特性)以传输无线网络信息的机制。WSTP申请描述了在包括单个端口(portal)的无线网状网络(其中，端口指的是与其它网络(例如，LAN、诸如因特网的WAN、或者卫星链路)相连接(上行链路)的节点)中，生成树拓扑(其中，端口是形成树的根的无线桥接实体)是如何形成的。起到在此称为无线D网桥(Dbridge)的桥接节点的作用的无线节点以形成封装在控制/管理帧(例如，信标和探测响应帧)中的BPDU信息的一个或多个网桥协议数据单元(BPDU)的形式来通告它们的生成树拓扑特性。BPDU信息基本符合标准IEEE 802.1生成树协议BPDU信息，并且包括无线数据。无线D网桥通告其是无线D网桥，即，其是通过发送诸如具有被设置为“真”的预定义字段(这里被称为“WSTP能力”的字段)的信标帧之类的管理帧而具有WSTP能力。在WSTP申请以及下文中对WSTP的其它特征进行了描述。
在典型的802.11网状网络中，可能存在多个(甚至是许多)端口。在这样的情况下，优选的是运行无线生成树协议的多个实例以生成具有可扩展性的多个生成树拓扑，其中，每个端口形成了无线D网桥的生成树拓扑的根网桥。此外，为了提供所需的服务质量(QoS)，以及提供组播，希望运行无线生成树协议的多个实例以生成多个树拓扑，其中所有树拓扑都使用同一端口来作为根网状网络网点(mesh point)(下文中称作网点)。
因此，本领域中需要用于运行网状网络的方法和装置，所述运行网状网络包括运行无线网状网络中的无线生成树协议的多个实例，以生成相应的多个树拓扑。所述多个无线生成树拓扑中的一些拓扑可以横向运行(意思是树拓扑在不同设备组上运行)，各自具有一个根网点，例如，端口设备。
在替代结构中，多个无线生成树协议实例在相同的设备上运行，以生成相应的具有相同根网桥的多个拓扑。每个实例都具有不同的路径开销度量(cost metric)。通过运行多个无线生成树协议实例而得到的这样的一组多无线生成树拓扑被称为重叠(overlaid)的网络配置。这样一种重叠的网络配置规定了每个树协议的不同服务质量(QoS)和有效组播。
因此，本领域中需要利用一种重叠的无线生成树协议机制来操作无线网状网络，所述重叠的无线生成树协议机制极大地增强了区分网状网络中的不同流量类别(traffic class)的能力，并且该机制能够提供用于各个所述类别的预定义的端到端的服务质量(QoS)。
本领域中还需要以可扩展的方式使用无线生成树协议，其中，所述扩展是很灵活的，以便符合不同的网络和应用需求。
本领域中还需要利用一种重叠的无线生成树协议机制来操作网状网络，所述机制使得可以将802.11e QoS增强简便而有效地结合到无线生成树协议当中。
本领域中还需要大大增加在网状网络中的组播转发的有效性并且在适当时候重新使用现有的组播协议和方法的重叠机制。
发明内容
这里描述了一种用于例如在无线网络的无线网点中运行基本服从标准IEEE 802.1生成树协议的无线生成树协议的多个实例的方法。所述基本服从的无线生成树协议在这里被称为WSTP，并且在WSTP申请中有详细描述。因此，每个实例被称为WSTP实例。
这里还描述了充当运行多个WSTP实例的网点的无线网络实体。
根据本发明的一方面，提供了一种在无线网络中的无线网点的网状网络的第一无线网点中的方法，所述无线网络服从无线网络标准，所述无线网络标准提供了用于无线网络实体的一种使用控制/管理帧来与其它无线网络实体进行无线通信以相互交换无线网络信息的的机制，所述方法包括：运行服从标准IEEE 802.1生成树协议的无线生成树协议(WSTP)的多个实例，每个WSTP实例都限定了一个包括相应的根网点的相应无线生成树拓扑，其中，在特定无线网点中运行WSTP实例包括：保持关于与所述实例相应的所述生成树拓扑的信息，所述相应的生成树拓扑用于包括所述特定无线网点的相应的一组无线网点，所述相应的生成树拓扑用于在所述相应的一组无线网点之间进行无线通信，所保持的信息包括用于所述相应的生成树拓扑的所述相应的根网点的身份；无线发送包括如下指示的控制/管理帧：对封装有网桥协议数据单元(BPDU)信息的指示，以及还封装有符合标准IEEE 802.1生成树协议BPDU信息的BPDU信息的指示，不过路径开销是根据无线信息来计算的；以及作为接收控制/管理帧的结果，确定所述被接收到的控制/管理帧是否封装有BPDU信息，并且如果封装有BPDU信息，则更新所述被保持的关于所述相应的生成树拓扑的信息，并且相应地修改用于在封装有BPDU信息的控制/管理帧中发送的任何BPDU信息。
根据本发明的另一方面，提供了一种第一无线网点，所述第一无线网点充当服从无线网络标准的无线网络中的无线网点的网状网络中的无线桥接实体，所述无线网络标准提供了用于无线网络实体的一种使用控制/管理帧来与其它无线网络实体进行无线通信以相互交换无线网络信息的机制，所述第一无线网点包括：无线电收发器；无线介质访问控制(MAC)协议处理器，所述无线MAC协议处理器与所述无线电收发器相耦合，以使得所述无线电收发器和MAC协议处理器的组合能够无线发送和接收服从所述无线网络标准的帧；以及无线生成树协议处理器，所述无线生成树协议处理器与所述无线电收发器相耦合，并且被配置用于建立多个有效的生成树拓扑以及保持关于各个拓扑的信息，每个拓扑指定了所述无线网络中的无线网点之间的通信路径，每个生成树拓扑都具有根网点，所述被保持的信息包括使用无线网络路径开销测量根据服从标准IEEE 802.1的生成树协议的生成树协议来确定的每个拓扑的所述根网点的身份，其中，所述多个生成树协议中的每个生成树协议的建立包括：从其它桥接节点接收在将桥接信息封装作为网桥协议数据单元(BPDU)以作为BPDU信息的控制/管理帧中的生成树协议能力，并且通过发送将用于所述拓扑的BPDU信息封装作为BPDU的控制/管理帧来宣布所述拓扑的所述第一无线网点的所述生成树协议能力，以使得所述BPDU符合标准IEEE 802.1生成树协议BPDU，具有为无线通信设计的路径开销，并且使得所述BPDU被用于更新所述多个拓扑的生成树拓扑。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于在服从无线网络标准的无线网络中操作多个生成树协议(WSTP)实例的装置，所述生成树协议服从标准IEEE 802.1生成树协议，所述无线网络包括第一无线网点和至少两个其它无线网点，所述装置用于在所述第一无线网点中进行操作，所述无线网络标准提供了用于无线网络实体的一种使用控制/管理帧来与其它无线网络实体进行无线通信以相互交换无线网络信息的机制，所述用于操作多个WSTP实例的装置包括：用于在所述第一无线网点中保持关于根据服从标准IEEE 802.1生成树协议的生成树协议使用无线网络路径开销测量来确定的多个生成树拓扑的信息的装置，该为拓扑保持的信息包括所述生成树拓扑的根网点的身份；以及用于将封装在一个或多个控制/管理帧中以作为各个拓扑的网桥协议数据单元(BPDU)的所述拓扑的桥接信息作为BPDU信息无线发送到所述网络的其它无线网点的装置，其中，所述BPDU信息符合根据标准IEEE 802.1生成树协议的BPDU信息，以使得所述BPDU被用于更新WSTP实例的生成树拓扑。
其它特征、优点和各个方面在下文中被描述。
附图说明
图1示出运行包括本发明的各个方面的WSTP无线生成树协议和802.1生成树协议的设备的简化框图。
图2示出根据本发明的一个方面的包括图1中所示的设备以便说明本发明的各个方面的示例性无线网状网络的网络，该网络包括多个网状网络，每个网状网络都运行WSTP实例。
图3示出根据本发明的一方面的具有相同的根网点并且是通过运行多个WSTP实例(在所示出的简化示例中为2个)而得到的重叠的树拓扑的一个示例。
图4示出与运行多个WSTP实例相应的多个树拓扑和多个无线网状网络的简化示例。所述树拓扑具有不同的根网点。该根网点本身是根据本发明的一方面通过运行主WSTP实例而得到的主生成树拓扑的一部分。
图5再次示出与运行多个WSTP实例相应的多个树拓扑和多个无线网状网络的简化示例，并且示出了多于一个WSTP实例的网点是如何执行负载均衡的，所述多于一个WSTP实例各自都包括到网络的端口。
图6示出不同类别的流量(traffic)通过以网点端口为根网点的不同的重叠树拓扑而在站点和网点端口之间被路由的简化示例。
其它特征、优点和各个方面在下文中被描述。
具体实施方式
这里提出的是一种将诸如IEEE 802.11WLAN标准之类的无线网络标准和诸如IEEE 802.1生成树协议之类的标准生成树协议的各个方面结合在一起的无线生成树协议，其中，所述无线网络标准为无线网络实体提供了一种使用控制/管理帧来无线传输无线网络信息(例如，将信标或探测响应帧发送到其它无线网络实体)以便通告所述发送无线网络实体的无线电特性的机制。本发明的无线生成树协议在这里被称为WSTP(无线生成树协议)。WSTP服从标准IEEE 802.1生成树协议，但具有用于在无线网络中操作的扩展特征(被称为基本服从标准IEEE 802.1生成树协议)，并且适用于固定的和移动的基础设施、ad hoc和混合(hybrid)无线网络。本发明是参考IEEE 802.11标准来描述的。然而，并不限于服从IEEE 802.11标准的WLAN，并且可以容易地被调整以适用其它无线网络，例如，提供用于控制和管理目的的控制/管理帧的任何标准。这里的描述是针对一种无线网络标准的，所述无线网络标准为无线节点提供了将信标帧或探测响应帧(或者是信标帧或探测响应帧的等同物)无线发送到其它无线节点，以通告所述无线节点的无线电特性的机制。
WSTP发明
在WSTP申请中描述了WSTP发明，同时提出申请并通过引用而结合于此。WSTP申请的一方面描述了用于在无线站点(该无线站点基本服从IEEE 802.11标准)中实施WSTP无线生成树协议的方法，以使得该站点起到生成下述的无线生成树拓扑的桥接实体(“无线D网桥”)的作用，所述无线生成树拓扑与由标准IEEE802.1生成树协议不是为无线网络建立的树拓扑相一致(基本相符合)。在这里还描述了具有一个或多个无线D网桥的无线网络。无线D网桥一般形成无线网状网络中的桥接实体。在这样的使用中，每个无线D网桥都形成了所述网状网络的网点。
WSTP发明的一个方面是：使用WSTP无线生成树协议的实例通过仅建立经生成树算法保证的无线电链路来主动防止任何类型的临时环路。
在WSTP申请中描述的WSTP无线生成树协议的实施例的另一个特征是：这样的协议是标准IEEE 802.1生成树协议的扩展，该协议对现有功能的影响较小，并容易使其结合到现有产品中。
在WSTP申请中描述的WSTP无线生成树协议的另一个特征是：所有生成树协议操作都限于无线桥接设备中(无线D网桥，也称网点)。不需要改变路由器或端站点操作。
在WSTP申请中描述的WSTP无线生成树协议具有在无线网状网络中创建多个类似树拓扑(tree-like topology)的潜能。
在WSTP申请中描述的一个实施例是在服从无线网络标准的无线网络中实施无线生成树协议的方法，以便使无线生成树协议基本服从标准的IEEE 802.1生成树协议。所述无线网络是包括第一无线桥接节点(第一无线网点)和至少两个其它无线桥接节点(其它无线网点)的网状或部分网状无线网络。该方法是在第一无线网点中被实施的。所述无线网络标准为无线网络实体提供了一种使用控制/管理帧来无线传输无线网络信息(例如，将信标或探测响应帧发送到其它无线网络实体)以通告所述无线网络实体的无线电特性的机制。所述无线生成树协议用于在包括根无线桥接节点的无线桥接节点中确定生成树拓扑。该方法包括以网桥协议数据单元(BPDU)的形式将封装在一个或多个控制/管理帧(例如，信标帧，包括探测响应帧)中的桥接信息(BPDU信息)无线地发送到所述网状或部分网状网络中的其它网点。因此，IEEE 802.11协议经略微改动，从而使得将BPDU信息包括在控制/管理帧(例如，信标帧和探测响应帧)中。BPDU信息与包含所述第一和一个或多个其它无线桥接节点的生成树拓扑有关。每个BPDU基本符合具有为无线通信设计的路径开销值的标准IEEE 802.1生成树协议BPDU。
在一个方法实施例中，无线标准是IEEE 802.11无线LAN标准。因此修改IEEE 802.11协议以按所述对BPDU信息进行封装仍然保持基本服从IEEE 802.11标准的无线MAC协议栈。
在说明书的其余部分中描述的实施例包括将BPDU信息封装在信标和/或探测响应帧中。在替代实施例中，本领域的技术人员将会理解BPDU信息。
在一个方法实施例中，BPDU信息被编码成作为信息元的信标或探测响应，例如，0x40。BPDU的大小一般在300～600字节的范围内，并且可以多达1200字节。
在一种实现方式中，来自第一无线桥接节点的信标或探测响应帧包括对是否包括BPDU信息的指示。在一个实施例中，标记(flag)被用在包括BPDU信息的信标或探测响应帧中。在另一个实施例中，所包括的内容本身起到了指示信标帧或探测响应帧包括一个或多个BPDU的作用。在信标或探测响应中包括用于指示是否包括BPDU信息的标记的情形下，在一个实施例中，该指示位于信标或探测响应的被称为“能力字段(capabilityfield)”(例如，B14)的字段中。这使得诸如无线D网桥之类的具有WSTP无线生成树协议性能的设备能够通过检查信标或探测响应来进行相互识别。
BPDU信息包括标准IEEE 802.1生成树协议中的参数。例如，网点保持着多个生成树协议时间：呼叫时间(Hello Time)是在例如由根设备发送的各个网桥协议数据单元(BPDU)之间的时间；转发延迟(ForwardDelay)是设备在改变状态之前处于监听和学习状态的等待的时间；而最大老化时间(Max Age)是桥接设备在试图重新配置之前没有接收到配置信息而进行等待的最长的时间，即，设备保存当前配置信息的最长时间。
在一个实施例中，对于广播在信标帧中的BPDU信息的无线D网桥来说，生成树协议的呼叫时间、转发延迟和最大老化时间参数是无线D网桥的信标间隔的函数，特别地，是信标间隔的整数倍。在一个实施例中，所述倍数是可以例如由网络管理员来配置的。
一个方法实施例还包括从(网状或部分网状)网络的一个或多个其它网点无线接收一个或多个信标帧。所接收的信标帧封装有BPDU信息。该方法还包括使用在从其它网点接收到的信标帧中的经封装的BPDU信息来发现第一网点附近的生成树拓扑，并且进一步找到通往附近的所发现的生成树拓扑的根网桥的最佳路径，从而使得在生成树拓扑被首次建立时，可以决定是否将包括第一网点的无线电链路包括在生成树拓扑中。
一个方法实施例还包括从(网状或部分网状)网络的一个或多个其它网点无线接收一个或多个信标帧。所接收的信标帧封装有BPDU信息。该方法还包括使用在从其它网点接收到的信标帧中的经封装的BPDU信息来在与通往生成树拓扑的根网桥的最佳路径上的下一个其它网点建立转发无线电链路之前发现该下一个其它网点。
IEEE 802.11MAC协议不仅提供用于信标的广播，而且还提供用于站点以使用探测请求帧来请求信息。本发明的一个方法实施例还包括：发送包含请求其它网点发送封装有BPDU信息的请求的探测请求帧；从网状或部分网状无线网络的一个或多个其它网点无线接收一个或多个探测响应帧，所述探测响应帧封装有BPDU信息；以及使用从其它网点接收到的信标帧中的经封装的BPDU信息来发现第一网点附近的生成树拓扑，并且进一步找到通往附近所发现的生成树拓扑的根网桥的最佳路径。
一个方法实施例还包括：发送包含请求其它网点发送封装有BPDU信息探测响应帧的的请求的探测请求帧；从网状或部分网状无线网络的一个或多个其它网点无线接收一个或多个探测响应帧，所述探测响应帧封装有BPDU信息；以及使用从其它网点接收到的信标帧中的经封装的BPDU信息来在建立与通往生成树拓扑的根网桥的最佳路径上的下一个其它网点的转发无线电链路之前发现该下一个其它网点。
一个方法实施例还包括：接收来自其它网点的请求发送封装有BPDU信息的探测响应帧的探测请求帧；以及响应于所接收到的探测请求帧而发送一个或多个封装有BPDU信息的探测响应帧。
需要注意，可能存在一些不允许使用包括BPDU信息元的信标帧的IEEE 802.11标准的实现方式。在这样的实现方式中，无线网点可以发送如上所述的探测请求，以使得其可以接收BPDU信息，并且，如上所述，BPDU信息被包括在探测响应中。
在一个实施例中，经封装的BPDU信息包括用于对接收网点和其它网点之间的路径开销进行路径开销计算的一个或多个无线电参数。
在一个示例中，用于确定生成树拓扑的路径开销是所包括的无线电参数中的至少两个无线电参数的加权和。在特定实施例中，一个或多个被包括的无线电参数包括一个或多个所接收到的信号的长度、可用的传输功率、第一网点的移动性的测量和跳数(hop count)。在一个实施例中，第一网点包括用于对所接收到的信号质量进行测量的接收信号质量计算器。于是，所述一个和多个被包括的无线电参数包括对所接收到的信号质量的测量。
因此，具体地，路径开销由“路径_开销”表示，其由下式给出：
路径_开销＝w1*信号长度+w2*传输功率+w3*移动性+w4*信号质量+跳数。
其中，*表示乘号，w1、w2、w3和w4是可配置用于对被认为对无线D网桥更重要的那些因素给予相对更大的权重的权重因子。
本领域的技术人员应当了解，在确定加权和的过程中，每个无线电参数都是经适当地缩放和标准化的。在一个实施例中，信号长度是从dBM映射到无符号的整型指数的信号长度，传输功率是从dBM映射到无符号的整型指数的传输功率，移动性是具有指示固定的预定义的最大值和指示发送设备具有高度移动性的预定义的最小值的可配置整型参数，而跳数是指示离根网桥的跳数，针对从根网桥开始的每一跳的步长为1。近来设计的无线站点包括对所接收到的信号质量的测量，例如，对所接收到的信号的EVM的测量。对于这样的站点，一个实施例在路径开销中包括缩放为整型值的信号质量、对所接收到的信号质量(例如由所接收到的信号的EVM所指示的)的测量。
在一个实现方式中，在网络包括不提供信号质量的站点的情形下，默认值被用于这些站点。在另一实施例中，路径_开销是：
路径_开销＝w1*信号长度+w2*传输功率+w3*移动性+跳数。
在选择加权系数w1、w2、w3(和w4)的过程中，向对于无线桥接实体更为重要的任何一个因素给予的更大的权重。在一个实施例中，权重的选择是基于策略并按照给定网络来管理的。因此，公共网络、军用网络和紧急(emergency)网状网络可以具有不同的相对值，每一种网络都具有(不同的)默认值。利用电池来操作的无线桥接实体可以具有较高的w3，而可移动的桥接实体可以具有较高的w4。还需要注意，路径开销权重也是可以基于IEEE 802.11无线电链路的类型(例如，IEEE 802.11a、IEEE 802.11b或IEEE 802.11b)以及用户说明来配置的。
一个方法实施例还包括：从网状或部分网状无线网络的一个或多个其它网点无线接收一个或多个信标帧或探测响应帧，所接收到的信标或探测响应帧封装有包括路径开销的BPDU信息；并将从其它网点接收到的封装的BPDU信息的路径开销存储起来。一个实施例还包括维持用于正如针对标准IEEE 802.1生成树协议来定义的转发延迟的转发延迟定时器。当转发延迟定时器定时结束时，该方法包括与根据生成树拓扑而提供通向根网桥的最少路径开销的网点建立点对点的无线电链路。
一个方法实施例还包括：从网状或部分网状无线网络的一个或多个其它网点无线接收一个或多个信标帧或探测响应帧，所接收到的信标或探测响应帧封装有包括路径开销的BPDU信息；并且将从其它网点接收到的经封装的BPDU信息的路径开销存储起来。一个实施例还包括将用于在生成树拓扑中的链路的替代和/或备份链路的无线电路径开销存储起来。
在一个实施例中，每个无线网点确定了到根的路径开销。首先，无线网点以其本身作为根，并且等待接收信标或探测响应中的更佳的路径开销信息。
每个无线网点保持有一个数据结构，在一个实施例中，称为路径开销表的表格将根据由其它无线网点提供的信息来计算得到的例如缓冲路径开销存储作为BPDU信息。因此，路径开销表对无线网点自身的路径开销参数(例如，信号长度、传输功率等等)、以及无线网点可以并且确实直接从其接收信标和探测响应帧的邻近网点的路径开销进行列表。因此，路径开销表提供了关于邻近网点的信息，包括到每个邻近网点的无线链路开销。
注意，每个网点还保持有提供关于在其被学习时的有源网络拓扑的信息的网桥转发表格。网桥转发表格的结构与在标准的802.1协议中使用的网桥转发表格的结构非常相似，只是每个条目(称为网桥表格条目或BTE：Bridge Table Entry)添加了关联无线电/信道信息，以取代标准IEEE802.1生成树协议的端口信息。无线网点的网桥转发表格也被称为“WSTP表格”。
无线网点发送既包括路径开销又包括其优先级的BPDU信息。接收该BPDU信息的网点结合从其它无线网点接收到的BPDU信息，并且选择根网桥和到根的最佳路径。按需而将路径开销表格信息提供给标准IEEE802.1生成树协议处理，以对树进行修正以及例如利用信标帧(如果系统支持这些信标)或探测响应帧(当被其它网点请求时)来向其它无线网点提供信息。
当由于出现相等的路径开销而使得打破平局(tie-break)过程必不可少时，在一个实施例中，打破平局过程是基于无线电信号参数的，例如，信号长度和信号质量其中之一或两者。在特定实现方式中，相等开销的路径是基于下面的按顺序的参数来确定的：
1.优先级
2.所接收到的信号的长度
3.可用的传输功率
4.移动性(MOB)
在一个实施例中，也可以使用一个或多个外部参数来打破平局，而不仅仅限于如上述1到4的本地得到的信息。例如，假设存在两条具有相等开销的从A到B到C的路径。在一个实施例中，A基于A到B的路径开销来选择到C的这些路径中的一条路径。
在任何无线D网桥中，一旦生成树协议转发延迟时间在一无线D网桥上终止，则该无线D网桥就与提供通向根网桥的最小开销路径的无线D网桥建立点到点无线电链路。这是将其根端口置于转发状态中的网桥的无线等同物。注意，在生成树拓扑被计算出并且无线D网桥做好改变状态的准备之前，是不需要无线链路的。
一个方法实施例还包括从网状或部分网状无线网络的一个或多个其它网点无线接收一个或多个信标或探测响应帧。所接收到的信标或探测响应帧封装有BPDU信息。该方法还包括：存储关于与其它无线网点的休眠的替代和/或备份链路，确定是否有必要使用替代和/或备份链路，并且在确定需要休眠的替代和/或备份链路之后，根据所存储的信息来激活一个或多个休眠的替代和/或备份链路。
一个方法实施例还包括：从网状或部分网状无线网络的一个或多个其它网点无线接收一个或多个信标或探测响应帧，所接收到的信标或探测响应帧封装有BPDU信息，经封装的BPDU信息包括用于发送网点的优先级，优先级测量考虑了在该网点处是否存在上行链路。所述一个或多个功能包括根网桥的选择，其中，根网桥的选择依赖于包括对无线网点的优先级测量的因素。在一个实施例中，优先级测量还考虑了上行链路的链接速度。
在一个实施例中，在存在具有上行链路的多网点的情形下，具有上行链路的每个多网点形成了分离的生成树拓扑的根，从而使得存在多生成树拓扑。
IEEE 802.1有线生成树协议提供了替代的备份路径，例如，被阻塞的操作链路(operational link)。本发明的一方面是：无线生成树协议提供了替代和/或备份链路。这是通过下述内容来执行的：
(A)在每一个无线D网桥上的路径开销表格中保持一列潜在的替代和/或备份无线D网桥。在一个实施例中，无线D网桥中的路径开销表格保持有用于未来可能关联的每一个无线桥接实体的指示该桥接实体作为无线桥接实体的潜能的属性。
在一个实施例中，路径开销表格被定期更新，而无论具有经更新的BPDU信息的信标/探测响应何时到达。如果当前的根链路失效(go down)，无线D网桥能够从路径开销表格中迅速选出最佳的无线D网桥，并重新建立到根网桥的链路。随后就是下面所描述的用于从无线网络断开以及加入无线网络的步骤。
B)与无线D网桥建立休眠的替代和/或备份链路，并且当有效链路(active link)失效时，激活所述休眠链路。
方法A和方法B都使用在无线D网桥上的被包括的生成树协议栈来选择替代和/或备份无线D网桥/链路。前一个方法A在有效的(active)生成树协议链路失效时明确地要求建立链路，而后者可仅仅通过向替代和/或备份无线D网桥发送“唤醒(wakeup)”消息来激活已经建立的链路。因此，第二种方法使得网络能够更快地收敛到最终的生成树拓扑。然而，因为生成树协议总是阻塞来自子网点的链路，所以第二种方法要求更大的无线带宽。在一个实施例中，WSTP无线生成树协议使得替代和/或备份无线D网桥能够获悉来自这些无线D网桥的哪个休眠链路正在失效。
一个方法实施例还包括：从网状或部分网状无线网络的一个或多个其它网点无线接收的一个或多个信标或探测响应帧，所接收的信标或探测响应帧封装有BPDU信息；并且使用从其它网点接收到的信标帧中的经封装的BPDU信息来发现第一网点附近的生成树拓扑，并进一步找到通向在附近所发现的生成树拓扑的根网桥的最佳路径。在本实施例中，经封装的BPDU信息使得第一网点能够执行包括下述一个或多个操作的移动性(mobility)操作：与另一网点协商安全和QoS参数；与另一网点建立逻辑生成树协议链路；使用无线D网桥来拆除逻辑生成树协议链路；以及发送生成树拓扑中第一网点的所有子网点的无线D网桥和站点地址。
WSTP发明的另一方面是：WSTP无线生成树协议增强了对移动性方面(例如，网络的子树从无线网络中断开或加入无线网络、例如无线网点的节点从无线网络断开或加入无线网络、以及例如无线网点的子树或节点切换到无线网络中的更佳链路)的支持。通过将对移动性相关操作的支持包括作为在信标和探测响应中的BPDU信息，本发明的一方面是：提供了这些移动性相关操作，而不需要对生成树拓扑进行重新计算。
在一个实施例中，这些移动性相关操作中的每个操作都是由下面一个或多个相对简单的操作来支持的：
●预链接(Pre-Attach)：与无线网点协商安全和QoS参数。
●链接(Attach)：建立与无线网点的逻辑生成树协议链路。
●去链接(Detach)：拆除与无线网点的逻辑生成树协议链路。
●注册(Register)：将所有子网点的无线网点和站点地址(包括硬件地址和软件地址)作为无偿ARP消息(gratuitous ARP message)来发送给所有的父网桥表格(parent Bridge Table)以“添加”到该所有父网桥表格中。
●注销(Deregister)：这是“注册”和“去链接”的结合。
●路径更新(Path-Update)：在一些实施例中，这与“Deregister”相同，不过是指出站(outbound)。
作为第一示例，假定第一无线网点检测到丢失了去往根的入站链路(link inbound)。Deregister消息被从第一网点发送出去。在接收到该消息之后，第二无线网点删除在其转发表格中的所丢失的子树的所有条目。在没有另外的机制的情况下，所丢失的无线网点处在有效拓扑中的越高位置处，则该拓扑重新收敛所花的时间就越长。本发明的一方面包括：不对树进行重新计算，而是继续使用主要的生成树协议实例作为具有包含根的子树的实例。这个方面包括：在有根的子树中的所有无线网点中保持最新的转发表格。因此，生成树协议实例被保存下来。
现在考虑并非向上现有的(up and running)无线生成树协议的一部分的无线网点。这样的无线网点可以将其自身通告为根网桥，并且通告其比作为由协议实例生成的无线生成树拓扑的一部分的一些无线网点具有更佳的路径开销。不希望作为WSTP无线生成树拓扑的一部分的无线网点对这样的主张作出让步。由于容量限制、对QoS的考虑等等，使得与新的无线网点的链路质量可能是不可接受的，或者网络的相关部分可能无法接收另外的无线网点。在本发明的一个方面中，采用了先接后断(make-before-break)的方法，根据该方法，无线网点经历三个步骤来加入网络：
(1)使用“Pre-Attach”来预建立自身，其中，无线网点与潜在的低开销链路进行协商，以确保所有的无线电特性确实是可以接收的，并且所述链路可以接收另外的无线网点；
(2)在(1)成功的情形下，使用“Deregister”来进行注销；以及
(3)使用“Attach”来加入网络。
仅仅当前协议实例的当前生成树拓扑中的无线网点可以主张成为根。作为当前生成树协议实例的一部分的所有无线网点都保存有标记，以使得它们不会对希望成为根的新的无线网点作出让步。作为当前生成树协议实例的一部分的所有无线网点都必须标记有“扩展信标”或“扩展探测响应”，以使得新的/重新建立的无线网点在接收到BPDU信息之后可以快速建立链路，而不必经历相对较长的学习阶段。
当生成树拓扑被首次创建时，根网桥向其所有子网点发送唯一的无线生成树拓扑实例ID。所述无线生成树拓扑实例ID可以是根网桥ID。由于其已经存在于BPDU信息中，所以该方法是很有效的。在该根网桥下的所有无线网点都将它们所接收到的信标和探测响应中的BPDU信息元与新的无线生成树拓扑实例ID进行匹配，并且过滤所有的那些不匹配的。如果当前的根网桥失效，则只有属于无线生成树拓扑实例ID的无线网点才可以转换成根网桥。所有无线网点都通告BPDU信息元中的无线生成树拓扑实例ID，以使得新的无线网点/子树能够快速加入网络，而无需经历长时间的监听/学习状态。任何想要加入这种生成树拓扑的新的无线网点都必须执行“Pre-Attach”操作，以增加成功链接的可能性。
一个方法实施例还包括：从网状或部分网状无线网络的一个或多个其它网点无线接收一个或多个信标或探测响应帧，所接收到的信标或探测响应帧封装有BPDU信息。在该实施例中，封装有BPDU信息的信标或探测响应帧的无线发送和接收都是在分离的低速信道中进行的。
在一个实现方式中，第一网点包括两个无线电收发器，以使得第一网点在转发数据的同时，可以在分离的低速信道上发送和接收封装有BPDU信息的信标和探测响应帧。
在另一个实现方式中，该方法还包括：在需要时进入低速控制信道，以监听或发送封装的BPDU信息。
一个方法实施例还包括：从网状或部分网状无线网络的另一个网点接收一个或多个信标或探测响应帧，所接收到的信标或探测响应帧封装有包含“我是有效的”BPDU消息的BPDU信息；在错过来自其它网点的预定数量的信标帧之前进行等待；并且仅在错过预定数量的信标之后，才拆除来自其它网点的无线电链路。
在一个实施例中，网状或部分网状网络包括到另一个网络的上行链路，该另一个网络与认证服务器相链接。该方法还包括：第一网点建立与认证服务器的安全证书。根网桥存储有生成树拓扑的所有成员的安全证书。
在WSTP申请中描述的另外一个实施例是：服从无线网络标准的多跳无线网络(网状或部分网状无线网络)中的第一无线桥接节点(第一无线网点)。所述无线网络包括多个无线网点，其中包括至少两个其它无线网点。无线网络标准提供了用于无线网络实体的一种使用控制/管理帧来无线传输无线网络信息(例如，将信标帧或探测响应帧发送到其它无线网络实体)以通告该无线网络实体的无线电特性的机制。第一网点包括无线电收发器和耦合到该无线电收发器的无线MAC协议处理器，从而使得该无线电收发器和MAC协议处理器的组合能够无线发送和接收基本服从无线网络标准的帧。第一网点还包括耦合到所述收发器和MAC处理器的无线生成树协议处理系统，并且该系统被配置用于建立指定了无线网络中的无线桥接实体之间的通信路径的有效生成树拓扑，所述有效生成树拓扑具有根节点，所述建立是根据基本服从标准IEEE 802.1生成树协议的无线生成树协议来进行的。所述有效生成树协议的建立包括：从其它无线网点接收在封装有作为网桥协议数据单元(BPDU)的桥接信息(“BPDU信息”)的信标帧和探测响应帧中的生成树协议能力，并且通过传输封装有作为BPDU的BPDU信息的信标帧和探测响应帧来宣告第一网点的生成树协议能力。BPDU基本符合标准IEEE 802.1生成树协议BPDU，具有为无线通信设计的路径开销。
在WSTP申请中还描述了一种在基本服从下述无线网络标准的网状或部分网状无线网络的第一无线站点中的桥接方法，所述无线网络标准提供用于发送信标和探测响应，以通告发送无线站点的无线电能力。所述无线网络包括多个节点、所述第一无线站点和至少一个作为网状或部分网状无线网络的无线桥接实体(无线网点)的其它节点。所述至少一个其它网点符合(基本服从)标准IEEE 802.1生成树协议。该桥接方法包括：保持根据基本服从IEEE 802.1生成树协议的生成树协议、使用无线网络路径开销度量来确定的生成树拓扑，所保持的生成树拓扑包括根节点；并且发送发送封装有网桥协议数据单元(BPDU)形式的桥接信息(“BPDU信息”)的信标帧或探测响应帧，以使得无线网络的另一个无线桥接实体可以接收该BPDU信息，并且根据所接收到的BPDU信息对在所述另一个桥接实体中保持的任何生成树拓扑进行修正。
在WSTP申请中还描述了一种操作用于使标准IEEE 802.1生成树协议能够在服从无线网络标准的网状或部分网状无线网络中工作的装置，所述无线网络包括网状或部分网状无线网络的第一无线网点和至少两个其它网点。所提供的装置位于第一无线网点中。所述无线网络标准提供了用于无线网络实体的一种使用控制/管理帧进行无线传输无线网络信息(例如，将信标帧或探测响应帧发送到其它无线网络实体)以通告该无线网络实体的无线电特性的机制。所提供的装置包括用于执行上述方法实施例中所描述的步骤的装置。例如，所提供的装置包括用于将封装在一个或多个信标帧中的BPDU信息无线发送到网络的其它网点的装置，所述BPDU信息与包含所述第一和一个或多个其它网点的生成树拓扑有关。
在WSTP申请中还描述了一种计算机可读承载介质，该计算机可读承载介质承载有指示处理系统的处理器执行用于网状或部分网状无线网络的生成树协议，以使该生成树协议基本服从标准IEEE 802.1生成树协议的计算机可读代码。所述无线网络包括第一无线网点和至少两个其它网点，所述处理器位于第一无线网点中，所述无线网络标准提供了用于无线网络实体的一种使用控制/管理帧无线传输无线网络信息(例如，将信标帧或探测响应帧发送到其它无线网络实体)以通告该无线网络实体的无线电特性的机制。所述承载介质包括实现上述任意方法实施例的代码。例如，该承载介质包括将封装在一个或多个信标帧中的作为网桥协议数据单元(BPDU)的桥接信息(“BPDU信息”)无线发送到网络的其它网点的代码，所述BPDU信息与包含所述第一网点和一个或多个其它网点的生成树拓扑有关。
另一方面是：实现用于服从无线网络标准的无线网络的生成树协议的方法，所述无线生成树协议基本服从标准IEEE 802.1生成树协议，该方法包括第一网点将BPDU信息无线发送到网络的其它网点或者无线接收来自其它网点的BPDU信息，所述BPDU信息被封装在服从无线网络标准的一个或多个信标或探测响应帧中，该BPDU信息与包含所述第一和其它网点的生成树拓扑有关。
WSTP发明的另一方面是：一种起到基本服从无线网络标准的无线网络中的无线网点的网状网络的第一网点的作用的第一无线网络实体中的方法。所述无线网络标准提供了用于无线网络实体的一种使用控制/管理帧来无线传输无线网络信息(例如，将信标或探测响应帧发送到其它网络实体)以通告该无线网络实体的无线电特性的机制。该方法包括：运行基本服从标准IEEE 802.1生成树协议的无线生成树协议的第一实例。在特定无线网络实体中运行基本服从的无线生成树协议的实例包括：
(a)保持用于包括所述特定无线网络实体的一组无线网络实体的关于生成树拓扑的信息，所述生成树拓扑用于在该组无线网络实体之间进行通信，被保持的信息包括用于该生成树拓扑的根无线网络实体的身份。
(b)无线发送信标帧，以及在接收到包括桥接信息请求的探测请求帧的情况下发送探测响应帧，信标帧和探测响应帧包括封装有BPDU信息的指示，并且，其还封装有基本符合标准IEEE 802.1生成树协议BPDU信息的BPDU信息，不过路径开销是根据无线信息来计算的；以及
(c)作为接收信标帧和探测响应帧的结果，确定所接收到的信标或探测响应帧是否封装有BPDU信息，并且如果存在经封装的BPDU信息，则更新所保持的关于第一生成树拓扑的信息，并且相应地对封装在信标帧和探测响应帧中的用于发送的任何BPDU信息进行修改。
在一个实施例中，第一网点具有到有线网络的上行链路，并且第一网点是第一无线生成树协议实例的生成树拓扑的根。
网点硬件
图1示出了运行IEEE 802.11 MAC协议栈和WSTP无线生成树协议栈的设备100的简化框图。WSTP无线生成树协议栈的一个实施例包括IEEE802.1生成树协议栈和针对IEEE 802.1生成树协议栈的中介层(shimlayer)。所得到的WSTP无线生成树协议栈基本服从标准IEEE 802.1生成树协议。设备100包括无线电收发器103，无线电收发器103 一个或多个用于例如根据诸如IEEE 802.11b、IEEE 802.11a和/或IEEEE 802.11g之类的一个或多个IEEE 802来发射和接收消息的天线相耦合。在一个实施例中，该收发器包括信号强度计算器102，在一个实施例中，该信号强度计算器提供对所接收到的信号的EVM的测量。收发器103与执行低级MAC处理的低级MAC处理器105相耦合。低级MAC处理器105与第一处理系统115相耦合，第一处理系统115包括至少一个处理器(示出为单个处理器107)、将设备耦合到有线网络的网络接口(NIC) 109、以及存储器子系统111。第一处理系统的这些部件通过总线子系统117(图中示出为简单总线)而相互耦合。图中没有详细示出总线子系统和其它组件的细节，但是本领域的技术人员将会了解，例如，所述总线子系统通常可以包含多条总线。
IEEE 802.11MAC协议栈是通过由硬件MAC处理器105执行的高级MAC功能与低级MAC功能来实现的。高级MAC功能被实现为指示第一处理系统115的处理器107执行这些高级MAC功能的代码。本发明的各个方面，包括WSTP无线生成树协议中介层以及至少部分标准IEEE 802.1生成树协议的实现，也是具有在第一处理系统115的处理器107上运行时会使该处理器系统执行生成树协议的代码的形式。虽然本领域的技术人员将会了解并不是这些代码的所有指令都是同时处在相同的存储器中的，但是所有代码都被示作代码113。因此，设备100包括承载有计算机可读代码的承载介质，所述计算机可读代码被配置以使得当一个或多个系统的处理器执行所述代码时，第一处理系统115将按照这里所描述的来实施WSTP生成树协议。
硬件MAC处理器105和第一处理系统115的结合形成了与无线电收发器相耦合的处理系统，并且其操作作为设备100中能够运行无线生成树协议的软件/硬件实体。
设备100是一个典型的网点。在一个实施例中，NIC 109与有线网络相耦合，以使得该网点被连接到有线网络，从而形成上行链路。当包括上行链路时，该网点就成为了到有线网络的网点端口。
较大的网状网络
既然已经将无线生成树协议(WSTP)描述为用于802.11WLAN网状网络的基本协议，则下面将描述：如何使用本发明的各个方面来将无线生成树协议缩放用于较大的网状网络，以及如何使用本发明的各个方面来基于具有不同服务质量(QoS)的不同流来选择路由。
图2示出了本发明可以在其中操作的示例性网络200，该网络的各个部分将被用于说明本发明的各个方面。网络200包括三个无线网状网络：网状网络210、网状网络220和网状网络230。网状网络210包括网点211、213、215、217和219。网点211还是到有线网络201的LAN网段203的端口，因此是网点端口。网点219是到有线网络207的LAN网段209的网点端口。作为一个示例，每个有线网络可以是802.1LAN或因特网。
第二网状网络220包括到网络201的LAN网段205的网点端口221，以及网点223和225。网点225还是到基础设施无线网络——IEEE 802.11基本服务集(BBS：basic service set)240的接入点。因此，255是一个网状网络接入点。图中示出了网状网络接入点225的一个客户机站点241。
第三网状网络230包括网点231、233和235，其中，网点233是到网络201的LAN网段205的网点端口。
考虑第一网状网络210，并且考虑在网状网络210的网点上操作的WSTP的第一实例。作为一个示例，考虑在网点211上操作的WSTP。一个方面是：在第一网点(例如，在基本服从无线网络标准的无线网络中的多个无线网点中充当第一网状网络210的第一网点211的211)中的方法。
在这里所描述的示例中，所述无线标准是IEEE 802.11标准。通常，所述无线网络标准提供用于无线网络实体的一种使用控制/管理帧来无线传输无线网络信息(例如，将信标帧或探测响应帧或其等同物发送到其它无线网络实体)以通告该无线网络实体的无线电特性的机制。该方法包括：运行WSTP的第一实例。正如以上在WSTP发明的总述中所描述的，在特定网点运行WSTP实例包括：保持关于用于包括所述特定无线网点的网状网络的生成树拓扑的信息。所保持的信息包括所述生成树拓扑的根无线网点的身份，包括用于该生成树拓扑的唯一识别符。
还如以上在WSTP发明的总述中所描述的，运行WSTP的实例包括：无线发送信标帧，以及在接收到包括桥接信息请求的探测请求帧的情况下发送探测响应帧。信标帧和探测响应帧包括对其中封装有基本服从IEEE802.1生成树协议的BPDU信息的指示，不过路径开销是根据无线信息来计算的。作为接收到信标帧或探测响应帧的结果，运行WSTP实例包括：确定所接收到的信标或探测响应帧是否封装有BPDU信息，并且如果存在经封装的BPDU信息，则更新所保持的关于与所述实例相对应的生成树拓扑的信息，并且相应地对封装在信标帧和探测响应帧中的用于发送的任何BPDU信息进行修改。
用于各个WSTP实例的BPDU信息包括对实例的指示，例如，对WSTP实例的生成树拓扑的指示。
在所述示例中，第一无线网点211具有到有线网络201的网段203的上行链路，并且其是第一无线生成树协议实例的根。
本发明的各个方面描述了例如在存在多个网点端口，或者在运行具有相同根网点(典型地为网点端口)的不同树的情况下可适用的多WSTP实例的运行。
重叠的多无线生成树拓扑
本发明的另一方面是：被称为“重叠的多无线生成树拓扑”的拓扑的形成。例如考虑具有单个网点端口的一组无线网点。例如，考虑图2中的网状网络210，不过其中，网点219没有被连接到LAN网段209，从而利用并非网点端口的网点319来替代219。这在图3中被示出，其中示出了具有无线网点211、213、215、317(代替图2中的217)和319(代替图2中的219)的网状网络，其只有一个与有线网络201相耦合的网点端口211。网点317具有双无线电收发器，并且其还是一个接入点。因此，其是所谓的网状网络接入点(MAP：mesh access point)。其形成了到基础设施(BSS)网络320的接入点。图中示出了一个客户机站点(STA)321。
重叠的多无线生成树协议实例在所有实例都使用相同的根网桥的情况下运行。各个WSTP实例使用不同的路径开销标准来操作，从而建立不同的无线生成树拓扑。作为一个简单的示例，图3示出定义了第一生成树拓扑(生成树拓扑1)和第二生成树拓扑(生成树拓扑2)的两个WSTP实例。
根据第一实施例，多个VLAN在所述网状网络中运行，并且对于每一个VLAN仅提供一个生成树协议实例。这使用了Cisco的Per-VLAN生成树(PVST)技术(与本发明的受让人有关的位于San Jose，CA的CiscoSystems)，不过使用WSTP实例来确定无线生成树拓扑。在无线网络的情形下，PVST为在网络中配置得到的每个VLAN保持无线生成树拓扑实例。在图3的简单示例中，生成树拓扑1是为第一VLAN(VLAN 1)而保持的，而生成树拓扑2是为第二VLAN(VLAN 2)而保持的。回想一下，针对VLAN，每个帧都包括VLAN标签(tag)。
针对中继(trunking)，一个实施例使用了Cisco的交换机间链路(ISL：Inter-Switch Link)中继机制(在网点之间，而不是在交换机之间)，另一实施例使用了IEEE 802.1Q。Cisco的ISL将VLAN信息保持为交换机和路由器之间的流量流，在这里所呈现的情形下为无线网点之间的流量流。IEEE 802.1Q中继执行与ISL相同的功能，但使用不同的帧格式。ISL/IEEE 802.1Q使VLAN中继端口(trunk)可以对一些VLAN进行转发，而对其它的VLAN进行阻塞。
因为PVST将各个VLAN视为分离的网络，所以其具有通过转发一个中继端口上的一些VLAN和另一中继端口上的其它VLAN来承载平衡流量而不会导致生成树拓扑环路的能力。注意，PVST功能最初是为有线设备而设计的。因此，完整的PVST功能并不适用无线网点。根据本发明的一个方面，作为折衷方式，仅要求无线网点具有处理VLAN标签(例如，BPDU和数据帧中的IEEE 802.1Q标签)的能力。
一个无线生成树协议实例按照VLAN来运行，并且对已经被归类为像由语音、视频、尽力发送(Best Effort)和后台(Background)组成的IEEE 802.1e那样的类别集合的子集中的一种类别流量进行处理。在这样的实施例中，重叠有多达4个无线生成树协议实例。在另一实施例中，尽力发送和后台流量被结合起来并且通过由单个WSTP实例确定的单个生成树拓扑来路由，从而使得仅重叠三个生成树拓扑。
被运行的树的数目和赋予这些树的流量类别的数目是非常灵活的。例如，图3示出了在两个不同的VLAN上运行的数据和语音，每个VLAN都被提供无线生成树拓扑。图6示出了运行至少四个WSTP实例的重叠的网状网络600，并且示出了在端站点605和端口603之间向有线网络路由的不同的流量类别。所述端口还是所述WSTP实例的多重叠树拓扑的根网点。在一个实例中，流量类别被给予不同的VLAN，一个WSTP实例对应一个VLAN。
不同的无线生成树拓扑的形成可以使用不同的路径开销度量，以为将经该树拓扑来传输的流量类别建立最有效的树拓扑。在一个实施例中，这些路径开销度量是通过使用事实的(real-life)RF信息和对存有疑问的流量类别的要求以试验方式来选出的。在各个网点上保持的网桥(转发)表格包括通过VLAN标签来分类的多生成树拓扑。因此，各个无线网点使用该VLAN标签，然后查询其网桥(转发)表格，以便在转发分组之前，根据VLAN标签来确定该分组属于哪个无线生成树协议实例和树拓扑。
由从端用户开始的第一跳无线网点来向IEEE 802.11帧插入VLAN标签和从IEEE 802.11帧移除VLAN标签。因此，参考图3，当客户机站点321向接入点/网点317发送语音时，接入点/网点317使用例如IEEE802.11e优先级信息来将VLAN标签插入到所有帧中。
重叠的多无线生成树拓扑和QoS
在第一实施例中，无线网点包括将端用户流量归类到预定的不同类别的集合中的一种类别的机制。因此，一个实施例包括一种在无线网点中用于将端用户流量归类到预定的不同类别的集合中的一种类别的方法。
一个实施例使用资源预留协议(RSVP)来进行所述分类。参考在http://www.ietf.org/rfc/rfc2205.txt中可得到的名称为“Resource ReSerVationProtocol(RSVP)”的IETF RFC 2205。RSVP是为综合服务因特网设计的资源预留建立协议，并且提供了用于组播或单播数据流的由接收机启动的资源预留建立，具有很好的缩放和鲁棒(robustness)特性。一个示例性RSVP预留请求包括“流规格说明(flowspec)”和“过滤器规格说明(filter spec)”；这种组合被称为“流说明符(flow descriptor)”。流规格说明指定了所希望的QoS。过滤器规格说明和会话规范(sessionspecification)一起定义了数据分组集合(流)以便接收由流规格说明定义的QoS。流规格说明用于设定节点的分组调度器或者其它链路层机构中的参数，而过滤器规格说明用于设定分组分类器中的参数。针对特定会话而发送的却与用于该会话的任何过滤器规格说明都不相匹配的数据分组被处理作为尽力发送流量。预留请求中的流规格说明通常包括服务类别和两组数字参数：(1)定义所希望的QoS的“Rspec”(R表示预留)，和(2)描述流数据的“Tspec”(T表示流量)。
因此，在一个实施例中，在网点中用于对将通过由各个重叠的WSTP实例限定的一组重叠的多生成树拓扑中的一个或另一个拓扑来路由的流量进行分类的方法使用了用于流量分类的流量规范(Tspec)。在一个实施例中，该方法还包括将合适的802.1e优先级编码成帧的VLAN标签。该优先级信息可以从端用户开始通过端用户和端口之间的所有跳而被传送到端口。每一跳可以将此优先级信息映射到IEEE 802.11e队列、接入分类、增强的分散式通道存取(EDCA：Enhanced Distributed Channel Access)参数等(参考IEEE 802.11e标准)中，并且实现针对流量类别的适当级别的QoS。该方法保证了在网状网络中的端到端QoS。
在例如适用于不一定具有多个VLAN，不过还是具有多个具有相同根网点的WSTP实例的替代实施例中，通过出于QoS流量分类的目的而将附加的信息元(IE)包括以嵌入到BPDU中，来提供增强的QoS。IE被称为“每一接入类别容量(Per-Access Class Capacity)IE”，或者在这里简称为“PC IE”。PC IE具有两个字段：
接入分类(AC)字段，用于指示流量被归类到其中的预定义的分类集合中的一个类别。
可用的接纳容量(AAC：available admission capacity)字段。AAC提供了根据中等时间(medium time)每秒可用的容量。为0的AAC将意味着该链路对于该AC是不可用的。
在一种实现方式中，AC字段值将流量分类成语音(AC＝3)、视频(AC＝2)、尽力发送(AC＝1)和后台(AC＝0)中的一种。针对每一个网点至多四个WSTP实例运行一个，与WSTP实例相对应的各个生成树拓扑具有相同的根树网点。因此，例如，与语音流量相关联的BPDU包括具有AC字段值为3的信息元。在WSTP实例中使用这样的BPDU，以通告该生成树拓扑适合用于语音流量。
PC IE中的ACC表示针对每一个流量接入类别可使用的容量。在一个实施例中，用于相关WSTP实例的路径开销度量确定方法使用了ACC。
使用附加的BPDU信息元可以潜在地避免使用VLAN来用于运行各个多生成树拓扑，相反可以使用分立的WSTP实例来用于不同的流量/接入类别。该方法是很有用的，例如，如果一些网状网络设备不支持VLAN。
重叠的多无线生成树拓扑和组播
本发明的另一方面使用利用VLAN的多生成树拓扑的重叠结构来在组播转发中提供便利。
根据一个实施例，无线网点使用了GARP(通用属性注册协议：Generic Attribute Registration Protocol)VLAN注册协议(GVRP)。GVRP定义了GVRP应用，该应用提供在802.1Q中继端口上的对符合802.1Q的VLAN的切断(pruning)以及对动态VLAN的创建。GVRP是在允许对802.1Q VLAN进行控制的IEEE 802.1P标准中定义的一个应用。
根据一个实施例，GVRP用于递归地有选择性地选择希望从其父网点接收组播流量的那个VLAN无线网点，直到根网桥为止。此外，因为当前VLAN与流量类别相绑定，所以不同类型的组播流量需要被分到不同的无线生成树协议实例中。这意味着，例如，视频生成树拓扑现在将仅仅被用于传输视频流组播流量，并且该生成树拓扑是针对视频来设计的，例如，对使用了在针对视频而优化的网络中的每一个无线网点上的QoS的视频进行优化。
注意，在替代实施例中，还可以将视频进一步分类成非组播视频和组播视频，然后针对这些类别中的每个类别来运行不同的WSTP实例，从而使用这里所描述的重叠的树拓扑机制来得到用于各个类别的不同生成树拓扑。
关于组播协议，没有必要设计任何新的协议。互联网组管理协议(IGMP)已在使用中；并且已经发现该协议在基于无线生成树协议的网状网络中运行得非常好。为了避免不必要的扩散(flooding)和复制，并增加组播的可靠性，无线网点调查(snoop)IGMP成员报告并对组播转发表格进行删改。
因此，已经提出了基于无线生成树协议的无线网状网络体系结构，尤其是IEEE 802.11无线网状网络体系结构。无线生成树协议被用作建立巨大的、可扩展的网状无线网络的基本构造模块。提出了一种按照如下方式来使用多无线生成树协议实例的重叠机制：网络可以按照不同的流量类别来进行区分，并且可以针对QoS和组播转发来进行优化。
横向多无线生成树拓扑
本发明的另一实施例是称为“横向(lateral)多无线生成树拓扑”的形成。在这种情形下，网点运行多个具有不同根网点的WSTP实例，所述根网点具有第二接口，以能够通过例如一组有线或无线链路而相互耦合。
例如考虑多个网点端口，各个网点端口各自成为通过运行各个WSTP实例而确定的各个生成树拓扑的各自的根。例如，参考图2，图中示出了4个网点端口。在网状网络210中，具有网点端口211和网点端口219。在网状网络220中，仅有一个网点端口221，并且还有网点AP 225。出于讨论的目的，假定该网络是移动网络。在网状网络230中，也仅有一个网点端口233。同样，假定网状网络230是移动网络。
图4示出了三个网状网络：网状网络410，该网状网络是没有通过LAN网段209来连接到网络207的网状网络210，所以没有网点端口219，而有一个简单的网点419；网状网络220；和网状网络430，该网状网络与图2中的网状网络230一样，但是网点端口233被不具有上行链路的网点433取代了。假定所述各个网状网络是通过在各个网状网络上运行各自的WSTP实例而形成的，从而使得三个WSTP实例在三个独立的生成树拓扑的各自的根网点分别为网点211、221和433的情况下运行。在图4中，网点223既是网状网络410的一部分，也是网状网络220的一部分，因此可以运行多个WSTP实例。
将通过运行具有不同根网点的多个WSTP实例而得到的生成树拓扑称为“横向无线生成树拓扑”。
本发明的一个方面是多生成树拓扑的根是如何连接的。有三种情况：
(a)所有WSTP实例的根都是通过有线网络连接的。本发明的一方面是：因为各个WSTP实例基本服从标准IEEE 802.1生成树协议，所以各个网点端口的网络端口可以通过标准IEEE802.1生成树协议来无缝连接。另外，这些多实例还可以通过多生成树协议(MST)来连接。例如，参考IEEE 802.1s标准。还可以参考可从San Jose，CA的Cisco Systems Inc.得到的文献编号为：24248(2005年9月)的，或者可以从网页http://www.cisco.com/warp/public/473/147.html上得到的文献“Understanding Multiple Spanning Tree Protocol(802.1s)”。MST是受例如在名称为“MULTIPLE INSTANCE SPANNINGTREE PROTOCOL”的美国专利6,937,576中描述的多实例生成树协议(MISTP)实现方式的启发而得到的。
(b)所有的WSTP实例的根都是通过有线网络来连接的，并且L3路由被用于连接WSTP实例。
(c)所有的WSTP实例的根都是以无线方式来连接的，形成了另一个WSTP实例(主WSTP实例)，从而形成WSTP实例层级体系。在通常情况下，为了连接大量的(N个)WSTP实例，主WSTP实例将来自N个WSTP实例的N个生成树拓扑中的每个拓扑的单个网点连接起来。并不是所有WSTP实例的根网点都需要成为端口。典型地，所述实例中的至少一个实例具有作为WSTP实例的树拓扑的根网点的端口。在一个实施例中，第一根网点也是端口。
在层级的情形下，并不是所有WSTP实例的根网点都需要成为端口的。典型地，所述实例中的至少一个实例的根网点有具有上行链路的根网点。在一实施例中，还作为端口的第一根网点是将N个实例的根网点连接起来的主WSTP实例的根网点。
参考图4，在该示例中，有三个WSTP在运行，从而得到根网点分别为211、221和433的三个无线生成树拓扑。另外，根网点还运行形成主生成树拓扑的另一个WSTP实例。在该示例中，网点端口211形成了主生成树拓扑的根网点。
因此，作为一个示例，假定网状网络430是移动网络。当与在网状网络430的网点中运行的第三WSTP实例相对应的第三生成树拓扑的根433足够接近从而成为主生成树拓扑的一部分时，网状网络430中的各个网点(例如网点225)可以通过网状网络430的第三网点拓扑来将流量路由到网络201，然后，通过主生成树拓扑而例如路由到作为主生成树拓扑的根的网点端口211。网点端口211通过LAN网段203而与网络201相耦合。
本发明的另一方面可应用于运行多个WSTP实例，以限定用于相应的多个网状网络(其中，两个或更多个网状网络各自具有到网络的端口)的多个相应的无线生成树拓扑。当多个网状网络中的一个网状网络具有一个或多个与至少两个网点端口相耦合的网点时，这个方面向该网状网络的网点提供了负载均衡的能力。
将图5所示的网状网络视作一个示例，并且假定第一网状网络(网状网络410)是固定网状网络，而第二网状网络(网状网络220)是移动网状网络。网状网络410是通过运行限定了第一无线生成树拓扑的第一WSTP实例而得到的，其根网点是网点端口211，而网状网络220是通过运行限定了第二无线生成树拓扑的第二WSTP实例而得到的，其根网点是网点端口221的。考虑第二网状网络220的特定网点，例如网点223，并且如图所示，假定网点223也足够接近第一WSTP实例的第一树拓扑，从而成为第一WSTP实例的第一树拓扑的一部分。网点223现在是两个生成树拓扑的一部分，因而运行至少两个树拓扑的根网点具有到网络201的上行链路的(至少两个)WSTP实例。本发明的一个方面是：网点223能够执行第一网点拓扑和第二网点拓扑之间的负载均衡。例如，如果网点223认为在第一网状网络的网点端口211处的上行链路优先于在第二网状网络220的网点端口221处的上行链路，则网点223通过使用第一实例WSTP的第一网点端口211来路由流量。因此，例如，假定流量从BSS 440中AP 225的客户机站点241被发送，其中，AP 225也是第二网状网络220的网点。并且假定网状网络220的树拓扑是这样一种拓扑：流量在到达网状网络220的根网点221之前是通过网点223来路由。流量是由网点223根据网点端口211和网点端口221的上行链路特性来路由的，以实现负载均衡。
因此，这里所描述的是运行基本服从在WSTP申请中定义的标准IEEE 802.1生成树协议的无线生成树协议(WSTP)的多实例的不同方面。实现方式主要被描述成在无线网点中实施的方法。这里还描述了包括下述计算机指令的承载介质，当这些指令被处理系统的至少一个处理器执行时，会使该一个或多个处理器执行所述方法。这里还描述了执行所述方法的无线网点，例如，运行多个WSTP实例的无线网点。
上面的大部分描述与封装有BPDU信息的控制/管理帧有关，所述控制/管理帧是封装有BPDU信息的信标帧和探测响应帧。本领域的技术人员将了解，本发明适用于将BPDU信息封装到其它控制/管理帧中。如何修改这里所描述的细节以允许将BPDU信息封装到其它控制/管理帧中对于本领域的技术人员是清楚且简单的。
在一个实施例中，这里所述的方法可以通过包括接受指令和运行指令的一个或多个处理器的机器来执行。对于这里所描述的任何一种方法，当所述指令被所述机器运行时，该机器执行所述方法。可以包括能够运行(按照顺序或者其它方式)一组指令的任何机器，所述指令指定了将由该任何机器执行的动作。因此，典型的机器可以利用包括一个或多个处理器的典型处理系统来作为例子。每个处理器可以包括CPU、图形处理单元和可编程DSP单元中的一个或多个。所述处理系统还可以包括存储器子系统，包括主RAM和/或静态RAM，和/或ROM。可以包括总线子系统以用于在各个组件之间进行通信。如果处理系统需要显示器，则也可以包括显示器，例如，液晶显示器(LCD)或者阴极射线管(CRT)显示器。如果需要手动输入数据，则处理系统还包括输入设备，例如，一个或多个诸如键盘之类的字母数字输入单元、诸如鼠标之类的点控设备等。这里使用的术语“存储单元”还包括诸如磁盘驱动单元之类的存储系统。在一些配置方式中，处理系统可以包括声音输出设备和网络接口设备。存储子系统因而包括承载有包括下述指令的机器可读代码段(例如，软件)的承载介质，当该指令被处理系统运行时，这些指令执行这里所描述的一种或多种方法。软件可以存储在硬盘中，或者在被计算机系统运行时也可以全部或至少部分存储在RAM和/或处理器中。因此，存储器和处理器也构成了承载机器可读代码的承载介质。
在上述的实施例中，所述机器位于无线网点中。在替代实施例中，机器也可以作为独立的设备，并且可以与其它机器相连接，例如经由网络来连接。所述机器可以是个人计算机(PC)、袖珍PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、蜂窝电话、网络设备(web appliance)、网络路由器、交换机或网桥、或者能够(按照顺序或以其它方式)运行一组指定了将由机器执行的动作的指令的任何机器。
注意，虽然某个或某些示图中仅示出了一个处理器和承载代码的一个存储器，但是本领域的技术人员会了解还可以包括上面描述的许多组件，这些组件没有显性地示出和描述，是为了使本发明的各个方面更加清楚。例如，虽然仅描述了一个机器，但是术语“机器”还应当被认为包括单独地或者联合运行一组(或多组)指令以执行这里所描述的任何一种或多种方法的机器的任意集合。
因此，这里描述的各个方法的一个实施例都采用了在处理系统(例如，作为无线网点的一部分的一个或多个处理器)上运行的计算机程序的形式。因此，正如本领域的技术人员会认识到的，本发明的各个实施例可以被实现为方法、诸如专用装置之类的装置、诸如数据处理系统之类的装置，或者承载介质，例如，计算机程序产品。所述“承载介质”承载用于对处理系统进行控制以实施方法的一个或多个计算机可读代码段。因此，本发明的各个方面可以采用方法、完全硬件的实施例、完全软件的实施例或结合了硬件和软件方面的实施例的形式。此外，本发明可以采用承载介质的形式，例如，在承载有包含在计算机可读存储介质中的计算机可读程序代码段的计算机可读存储介质上的计算机程序产品。
软件还可以通过网络接口设备经过网络来发送和接收。虽然，在示例性实施例中示出的承载介质是单个介质，但是术语“承载介质”应当被认为包括一个介质或者多个介质，例如，集中或分布的数据库，和/或存储一组或多组指令的关联缓冲器和服务器。术语“承载介质”还应当被认为包括能够对一组由机器运行的并且使机器执行本发明一种或多种方法的指令进行存储、编码或承载的任何介质。承载介质可以采取许多形式，包括但不限于非易失性介质、易失性介质和传输介质。非易失性介质包括，例如，光盘、磁盘、以及磁性光盘。易失性介质包括动态存储器，例如，主存储器。传输介质包括同轴电缆、铜导线和光纤，包括包含总线系统的导线。传输介质还可以采取声波或光波的形式，例如，在无线电波和红外数据通信中生成的那些波。例如，术语“承载介质”因此应当被认为包括但不限于固态存储器、光学和磁学介质，以及载波信号。
将会理解，所讨论的方法的步骤是在一个实施例中由运行存储在存储器中的指令(代码段)的处理(例如，计算机)系统的适当的处理器(或者多个处理器)执行的。还将理解，本发明不限于任何特定的实现方式或编程技术，并且本发明可以使用用于实现这里所描述的功能的任何适当的技术来执行。本发明不限于任何特定的编程语言或操作系统。
在整个说明书中提及的“一个实施例”或“实施例”意思是：在本发明的至少一个实施例中包括结合实施例来描述的特定特征、结构或特性。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都是指相同的实施例。此外，正如本领域普通技术人员根据本公开而清楚可见的，可以以任何合适的方式来将所述特定特征、结构或特性组合在一个或多个实施例中。
类似地，应当了解，在对本发明的示例性实施例的上述描述中，为了简化公开的内容以及有助于对本发明的一个或多个方面的理解，本发明的各个特征有时被分组到它的一个实施例、附图、或描述中。然而，这种公开的方法不应当被解释成要求权利的本发明需要比在各个权利要求中清楚叙述的特征更多的特征。相反地，如以下权利要求所反映的，有发明性的方面在于比前述公开的实施例的单个实施例的所有特征少的特征中。因此，依据具体实施方式的权利要求特此被清楚地结合到具体实施方式中，其中，每个独立权利要求自身作为本发明的一个独立的实施例。
此外，虽然，这里描述的一些实施例包括其它实施例中包括的一些特征，但是，本领域的技术人员将会理解，不同实施例的特征的组合也在本发明的范围之内，并且形成不同的实施例。例如，在后面的权利要求中，任何要求权利的实施例都可以任意组合使用。
此外，在这里还将一些实施例描述为可以由计算机系统的处理器或者由执行功能的其它装置来实现的方法或者方法的要素的组合。因此，具有用于执行这样的方法或者方法的要素的必要指令的处理器形成了用于执行该方法或方法的要素的装置。此外，装置实施例中所描述的部件是用于执行由出于实现本发明的目的而由部件执行的功能的装置的示例。
应当了解，虽然是在IEEE 802.11标准的环境下来描述本发明的，但是本发明不限于这种环境，并且还可以被用于各种无线网络应用和系统，例如在使用并不是IEEE 802.11分组的分组的系统中，或者在服从除了IEEE 802.11之外的标准的网络中。此外，本发明不限于任何类型的体系结构或协议，因此，可以结合一个其它结构/协议或者其它结构/协议的组合来使用。例如，本发明可以在服从其它标准并且用于其它应用的收发器中实现，包括其它的WLAN标准、蓝牙、GSM、PHS、CDMA和其它蜂窝无线电话标准。
这里所引用的所有公布、专利和专利申请通过参考结合于此。
在下面的权利要求和这里的描述中，术语“包括”、“由..组成”或者“其包括”中的任何一个都是开放式术语，其意思是至少包括其后的要素/特征，但并不排除其它的要素/特征。因此，当被使用在权利要求中时，术语“包括”不应当被解释成对其后列出的装置或要素或步骤的限制。例如，“包括A和B的设备1”这样的表述不应当限制为仅由元素A和B组成的设备。这里所使用的术语“包含”或“其包含”或“该...包含”中的任何一个也是开放式术语，其意思也是至少包含跟随其后的要素/特征，但并不排除其它要素/特征。因此，包含是包括的同义词，包含的意思就是包括。
类似地，应当注意，术语“耦合”被使用在权利要求中时，不应当被解释成仅仅限制于直接连接。因此，“与设备B相耦合的设备A”这样的表述的范围不应当限制于“设备A的输出被直接连接到设备B的输入”这样的设备或系统。其指的是在A的输出和B的输入之间存在路径，该路径可以是包括其它设备或装置的路径。
因此，虽然已经描述了被认为是本发明的优选实施例的实施例，但是本领域的技术人员将会认识到，在不脱离本发明的精神的情况下可以作出其它的和进一步的修改，并且所有这样的改变和修改均落入本发明的范围之内。例如，上面给出的方案仅仅是可能使用的过程的代表。功能可以被添加到框图中，或者从框图中删去，并且在各个功能块之间的操作可以相互交换。在本发明的范围内，步骤也可以被添加到方法中或者从方法中删去。

Claims (52)

1.一种在无线网络中的无线网点的网状网络的第一无线网点中的方法，所述无线网络服从无线网络标准，所述无线网络标准提供了用于无线网络实体的一种使用控制/管理帧来与其它无线网络实体进行无线通信以相互交换无线网络信息的的机制，所述方法包括：
运行服从标准IEEE 802.1生成树协议的无线生成树协议(WSTP)的多个实例，每个WSTP实例都限定了一个包括相应的根网点的相应无线生成树拓扑，
其中，在特定无线网点中运行WSTP实例包括：
保持关于与所述实例相应的所述相应无线生成树拓扑的信息，所述相应无线生成树拓扑用于包括所述特定无线网点的相应的一组无线网点，所述相应无线生成树拓扑用于在所述相应的一组无线网点之间进行无线通信，所保持的信息包括用于所述相应无线生成树拓扑的所述相应的根网点的身份；
无线发送包括如下指示的控制/管理帧：对封装有网桥协议数据单元(BPDU)信息的指示，以及还封装有符合标准IEEE 802.1生成树协议BPDU信息、但是具有根据无线信息计算的路径开销的BPDU信息的指示；以及
作为接收控制/管理帧的结果，确定所述被接收到的控制/管理帧是否封装有BPDU信息，并且如果封装有BPDU信息，则更新所述被保持的关于所述相应无线生成树拓扑的信息，并且相应地修改用于在封装有BPDU信息的控制/管理帧中发送的任何BPDU信息。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述控制/管理帧包括信标帧和探测响应帧，以使得所述无线网络标准提供用于无线网络实体的一种向其它网络实体无线传输信标或探测响应帧以通告所述无线网络实体的无线电特性的机制，
从而使得所述在特定无线网点中运行WSTP实例中，
所述无线发送控制/管理帧包括无线发送信标帧，以及在接收到包括桥接信息请求的探测请求帧的情况下，无线发送探测响应帧，所述信标帧和探测响应帧包括如下指示：对封装有BPDU信息的指示，以及还封装有符合标准IEEE 802.1生成树协议BPDU信息、但是具有根据无线信息计算的路径开销的BPDU信息的信息，
并且使得在所述在特定无线网点中运行WSTP实例中，
作为接收信标帧或探测响应帧的结果，确定所述被接收到的信标帧和探测响应帧是否封装有BPDU信息，并且如果封装有BPDU信息，则更新所述被保持的关于所述相应无线生成树拓扑的信息，并且相应地修改用于在封装有BPDU信息的信标帧和探测响应帧中发送的任何BPDU信息。
3.如权利要求2所述的方法，其中，所述被保持的信息包括用于所述相应无线生成树拓扑的唯一标识符，并且其中，所述BPDU信息包括对所述相应无线生成树拓扑的身份的指示。
4.如权利要求2所述的方法，其中，与所述WSTP实例相应的至少一个所述相应无线生成树拓扑的所述根网点具有到第一有线网络的上行链路。
5.如权利要求2所述的方法，其中，所述第一无线网点具有到第一有线网络的上行链路。
6.如权利要求2所述的方法，其中，与所述WSTP实例相应的所述相应无线生成树拓扑中的至少两个生成树拓扑具有相同的根网点。
7.如权利要求6所述的方法，其中，所述第一无线网点是具有所述相同的根网点的所述WSTP实例的所述相应无线生成树拓扑的根网点。
8.如权利要求7所述的方法，其中，所述第一无线网点具有到第一有线网络的上行链路。
9.如权利要求6所述的方法，其中，具有所述相同的根网点的所述WSTP实例的所述相应无线生成树拓扑的所述根网点具有到第一有线网络的上行链路。
10.如权利要求6所述的方法，其中，所述具有相同的根网点的WSTP实例中的每一个实例使用不同的路径开销标准。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述不同的路径开销标准是这样来选择的，以使得流量通过具有所述相同的根网点的所述WSTP实例的所述相应无线生成树拓扑中的不同无线生成树拓扑利用不同服务质量(QoS)来在网点之间无线传输。
12.如权利要求6所述的方法，其中，所述无线网络中的流量包括用于多个VLAN的流量，其中，具有所述相同的根网点的所述WSTP实例的各个相应无线生成树拓扑都具有一个VLAN。
13.如权利要求12所述的方法，包括使用包括交换机间链路(ISL)中继和IEEE 802.1Q中继的一组中继机制中的一种中继机制来进行中继。
14.如权利要求6所述的方法，其中，流量根据分类机制被归类到预定的一组不同类别中的一个类别中，其中，不同的VLAN被用于各个的流量类别，以使得针对每一个类别都存在具有所述相同的根网点的WSTP实例中的一个单独WSTP实例，从而对于每一个类别都具有一相应无线生成树拓扑。
15.如权利要求14所述的方法，其中，各个WSTP实例使用适用于所述流量类别的各自不同的路径开销标准。
16.如权利要求14所述的方法，其中，使用包括语音、视频、尽力传输和后台的IEEE 802.11e类别集合的子集中的一种类别来对流量进行分类，并且其中，所述第一无线网点针对各个类别来运行各个WSTP实例，从而使得针对与至多4个WSTP实例相应的至多4个相应无线生成树拓扑中的每个拓扑，所述第一无线网点至多运行具有所述相同的根网点的4个WSTP实例。
17.如权利要求16所述的方法，其中，每个类别有一个VLAN。
18.如权利要求14所述的方法，其中，所述分类机制使用资源预留协议(RSVP)。
19.如权利要求14所述的方法，其中，通用属性注册协议(GARP)VLAN注册协议(GVRP)被用于递归地有选择性地对从它们的各自的父网点接收组播流量的那些VLAN无线网点进行选择，直到到达所述具有所述相同的根网点的多个WSTP实例的根网点为止，以使得不同类别的组播流量通过各个不同WSTP实例的相应无线生成树拓扑来路由。
20.如权利要求6所述的方法，其中，网桥协议数据单元(BPDU)信息中的每个BPDU都包括指示服务质量(QoS)的信息元。
21.如权利要求20所述的方法，其中，流量根据分类机制被归类到预定的一个不同类别的集合中的一个类别中，并且其中，所述第一无线网点针对每一个类别而运行具有所述相同的根网点的所述WSTP实例中的一个单独WSTP实例，从而针对每一个类别都具有一相应无线生成树拓扑。
22.如权利要求21所述的方法，其中，所述BPDU信息除了包括对所述类别的指示之外，还包括对可用接纳容量的指示。
23.如权利要求22所述的方法，其中，所述BPDU信息包括对路径开销的指示，并且其中，为链路计算得到的路径开销使用了所述对可用接纳容量的指示。
24.如权利要求1所述的方法，其中，与所述WSTP实例相应的至少两个所述相应无线生成树拓扑的根网点中的至少两个根网点是不相同的。
25.如权利要求24所述的方法，其中，不同的根网点运行主WSTP实例从而形成主无线生成树拓扑的结果是：至少两个相应无线生成树拓扑的不同的根网点形成了根网点的网状网络，所述至少两个相应无线生成树拓扑的不同的根网点中的一个根网点形成了所述主无线生成树拓扑的根网点，从而使得WSTP实例层级体系被运行。
26.如权利要求24所述的方法，其中，与所述WSTP实例相应的至少两个所述相应无线生成树拓扑的所述至少两个不同的根网点具有到第一有线网络的上行链路，所述方法还包括：
为了将流量传送到所述第一有线网络中或其外的地址，执行包括将流量路由到具有上行链路的不同根网点的负载均衡。
27.如权利要求26所述的方法，其中，所述负载均衡包括根据各个链路的特性来将流量路由到具有上行链路的不同的根网点。
28.如前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述无线网络标准是IEEE 802.11无线LAN标准。
29.如权利要求1-27中任一项所述的方法，还包括：对于每个WSTP实例，作为从所述无线网络的一个或多个其它无线网点无线接收一个或多个信标帧的结果，所述被接收到的信标帧封装有用于所述WSTP实例的BPDU信息，通过使用从所述其它无线网点接收到的所述信标帧中的所述实例的经封装的BPDU信息，以在与到所述WSTP实例的相应无线生成树拓扑的根网桥的路径中的下一个其它无线网点建立转发无线电链路之前，发现在所述路径中的最佳路径上的所述下一个其它无线网点。
30.如权利要求1-27中任一项所述的方法，其中，用于各个WSTP实例的经封装的BPDU信息包括用于路径开销计算的一个或多个无线电参数，所述路径开销是所述WSTP实例的接收无线网点和其它无线网点之间的路径开销。
31.如权利要求30所述的方法，其中，用于确定所述相应无线生成树拓扑的所述路径开销是至少两个所包括的无线电参数的加权和。
32.如权利要求31所述的方法，其中，所包括的一个或多个无线电参数包括所接收到的信号的强度、可用的传输功率、所述第一无线网点的移动性的量度，以及跳数中的一个或多个。
33.如权利要求30所述的方法，对于各个WSTP实例，还包括：
从所述无线网络的一个或多个其它无线网点接收一个或多个信标帧或探测响应帧，所述被接收到的信标帧或探测响应帧封装有包括用于所述WSTP实例的路径开销在内的BPDU信息；以及
将从其它无线网点接收到的封装的BPDU信息的路径开销，存储作为用于所述WSTP实例的所保持的信息的一部分。
34.如权利要求30所述的方法，对于各个WSTP实例，还包括：将用于在所述WSTP实例的所述相应无线生成树拓扑中的链路的替代链路和/或备份链路的无线电路径开销，存储作为用于所述WSTP实例的所保持的信息的一部分。
35.第一无线网点，所述第一无线网点充当服从无线网络标准的无线网络中的无线网点的网状网络中的无线桥接实体，所述无线网络标准提供了用于无线网络实体的一种使用控制/管理帧来与其它无线网络实体进行无线通信以相互交换无线网络信息的机制，所述第一无线网点包括：
无线电收发器；
无线介质访问控制(MAC)协议处理器，所述无线MAC协议处理器与所述无线电收发器相耦合，以使得所述无线电收发器和所述无线MAC协议处理器的组合能够无线发送和接收服从所述无线网络标准的帧；以及
无线生成树协议处理器，所述无线生成树协议处理器与所述无线电收发器相耦合，并且被配置用于建立多个有效的生成树拓扑以及保持关于各个拓扑的信息，每个拓扑指定了所述无线网络中的无线网点之间的通信路径，每个生成树拓扑都具有根网点，所述被保持的信息包括使用无线网络路径开销测量根据服从标准IEEE 802.1的生成树协议的生成树协议来确定的每个拓扑的所述根网点的身份，
其中，所述多个有效的生成树拓扑中的每个生成树拓扑的建立包括：从其它桥接节点接收在将桥接信息封装作为网桥协议数据单元(BPDU)以作为BPDU信息的控制/管理帧中的生成树协议能力，并且通过发送将用于所述拓扑的BPDU信息封装作为BPDU的控制/管理帧来宣布所述拓扑的所述第一无线网点的所述生成树协议能力，
以使得所述BPDU符合标准IEEE 802.1生成树协议BPDU，具有为无线通信设计的路径开销，并且使得所述BPDU被用于更新所述多个有效的生成树拓扑中的生成树拓扑。
36.如权利要求35所述的第一无线网点，其中，所述控制/管理帧包括信标帧和探测响应帧，并且其中，所述无线网络标准提供了用于无线网络实体的一种将所述信标帧或探测响应帧发送到其它无线网络实体，以通告所述无线网络实体的无线电特性的机制，从而使得所述多个有效的生成树拓扑中的每个生成树拓扑的建立包括：从其它无线桥接节点接收在将BPDU信息封装作为BPDU的信标帧和探测响应帧中的生成树协议能力，并且通过发送将用于所述拓扑的BPDU信息封装作为BPDU的信标帧或探测响应帧来宣布所述拓扑的所述第一无线网点的所述生成树协议能力。
37.如权利要求36所述的第一无线网点，其中，所保持的关于各个拓扑的信息包括用于所述相应的生成树拓扑的唯一标识符。
38.如权利要求36或37所述的第一无线网点，其中，用于所述多个有效的生成树拓扑中的生成树拓扑的所述BPDU信息包括对所述生成树拓扑的身份的指示。
39.如权利要求36或37所述的第一无线网点，还包括：到有线网络的网络接口。
40.如权利要求36或37所述的第一无线网点，其中，至少两个所述生成树拓扑具有相同的根网点。
41.如权利要求40所述的第一无线网点，其中，根据分类机制来将流量归类到预定的不同类别的集合中的一个类别中，以使得对于每个类别都有一个独自的具有所述相同的根网点的生成树拓扑。
42.如权利要求41所述的第一无线网点，其中，每个独自的生成树拓扑是使用可应用于所述流量类别的各自不同的路径开销标准来确定的。
43.如权利要求36所述的第一无线网点，其中，至少两个所述生成树拓扑的至少两个根网点是不相同的。
44.一种用于在服从无线网络标准的无线网络中操作多个无线生成树协议(WSTP)实例的装置，所述无线生成树协议服从标准IEEE 802.1生成树协议，所述无线网络包括第一无线网点和至少两个其它无线网点，所述装置用于在所述第一无线网点中进行操作，所述无线网络标准提供了用于无线网络实体的一种使用控制/管理帧来与其它无线网络实体进行无线通信以相互交换无线网络信息的机制，所述用于操作多个WSTP实例的装置包括：
用于在所述第一无线网点中保持关于根据服从标准IEEE 802.1生成树协议的生成树协议使用无线网络路径开销测量来确定的多个生成树拓扑的信息的装置，所保持的多个生成树拓扑的信息包括所述多个生成树拓扑的根网点的身份；以及
用于将封装在一个或多个控制/管理帧中以作为各个拓扑的网桥协议数据单元(BPDU)的所述拓扑的桥接信息作为BPDU信息无线发送到所述网络的其它无线网点的装置，
其中，所述BPDU信息符合根据标准IEEE 802.1生成树协议的BPDU信息，
以使得所述BPDU被用于更新WSTP实例的生成树拓扑。
45.如权利要求44所述的装置，其中，所述控制/管理帧包括信标帧和探测响应帧，并且其中，所述无线网络标准提供了用于无线网络实体的一种将信标帧或探测响应帧无线发送到其它无线网络实体以通告所述无线网络实体的无线电特性的机制，从而使得所述用于无线发送BPDU信息的装置发送在一个或多个信标帧或探测响应帧中作为用于所述拓扑的BPDU的所述BPDU信息。
46.如权利要求44或45所述的装置，其中，所述BPDU信息包括对所述多个生成树拓扑中的生成树拓扑的身份的指示。
47.如权利要求44或45所述的装置，其中，来自所述第一无线网点的信标帧或探测响应帧包括对是否包括BPDU信息的指示。
48.如权利要求44或45所述的装置，还包括：用于通过接口连接到有线网络的元件。
49.如权利要求44所述的装置，其中，至少两个所述生成树拓扑具有相同的根网点。
50.如权利要求49所述的装置，其中，根据分类机制来将流量归类到预定的一个不同类别的集合中的一个类别中，以使得对于每个类别都存在具有所述相同的根网点的所述WSTP实例中的一个独自的WSTP实例，对于每一个类别都具有相应的生成树拓扑。
51.如权利要求50所述的装置，其中，各个WSTP实例使用可应用于流量类别的各自不同的路径开销标准。
52.如权利要求44所述的装置，其中，与所述WSTP实例相应的至少两个所述生成树拓扑的至少两个根网点是不同的。
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