CN101640621B - 一种在集中式无线网络中实现数据传输的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明为了解决现有无线网络无线终止设备和接入控制器之间数据传输因为封装层次过多而造成传输效率低的技术问题，提供了一种在无线网络的接入控制器中用于所述接入控制器与无线终止设备之间进行数据传输的方法，其中，所述无线终止设备允许一个或多个无线局域网接入，所述接入控制器和所述无线终止设备连接在同一个二层网络上，包括步骤：向所述无线终止设备配置一个或多个无线局域网传输标识，其中，不同的无线局域网传输标识对应于不同的无线局域网；在二层网络上向所述无线终止设备发送数据包，其中所述数据包包括的无线局域网传输标识用于表示所述数据包发往该被包括的无线局域网传输标识所对应的无线局域网。通过本发明提供的发明，可有效提高无线网络中无线终止设备和接入控制器之间数据包的传输效率。

Description

一种在集中式无线网络中实现数据传输的方法和装置

技术领域

本发明涉及无线网络，特别涉及集中式无线局域网中无线终止设备和接入控制器之间数据传输的方法和装置。 

背景技术

在固定网络和移动网络融合(FMC，Fixed Mobile Convergence)的技术发展趋势下，无线局域网技术(WLAN，Wireless LAN)将发挥重要作用，特别是802.11无线局域网和DSL(Digital Subscribe Line，数字用户线路)技术相结合的网络部署，成为各DSL运营商提供更多新的增值服务(VAS，value-added service)的优选方案之一。在参考文献1中，IETF(Internet Engineering Task Force，因特网工程任务组)的CAPWAP(Control And Provisioning of Wireless Access Points)工作组定义了集中式无线局域网架构(Centralized WLAN architecture)，该架构是目前部署这样的无线网络的优选方案之一。 

如图1所示的集中式无线局域网架构中，接入网(NAP，Network Access Provider)中接入节点(Access Node)包含接入控制器(AC，Access Controller)，接入控制器与一个或多个无线终止点(WTP，Wireless Termination Point)相连接，其中无线终止点包含无线接入的功能。每个无线终止点允许一个或多个无线局域网(WLAN，Wireless LAN)，其中每个无线局域网又包含一个或多个无线用户终端。接入节点中的接入控制器的另一端与边缘路由器等网络设备相连接，并进而与一个或多个网络服务提供商(NSP，Network Service Provider)的网络相连接。 

在上述集中无线局域网架构下，无线终止点与接入控制器之间使用CAPWAP协议(参见参考文献2和3)进行通信。根据CAPWAP协议， 接入控制器可以在一个无线终止点上创建一个或多个无线局域网，即当接入控制器和无线终止点之间通过一条DSL线路相连接时，则在同一条DSL线路下，可以创建多个无线局域网。这样DSL运营商可以通过不同的无线局域网提供差异化的增值服务，或者将不同的无线局域网与不同的网络服务提供商(NSP，Network Service Provider)相对应。 

在参考文献2和3中，无线终止设备和接入控制器之间采用CAPWAP协议进行数据传输，其中所传输的数据包括CAPWAP控制包(CAPWAP Control Packet)和CAPWAP数据包(CAPWAP DataPacket)。当无线终止设备和接入控制器之间通过UDP(用户数据报协议)连接进行CAPWAP协议通信时，在两者之间传输的CAPWAP数据包的封装结构如图2所示。CAPWAP数据包然后通过CAPWAP数据通道(CAPWAP Data Channel)进行传输，其中CAPWAP数据通道由无线终止点的IP地址、无线终止点的数据端口(Data Port)、接入控制器的IP地址、接入控制器的数据端口、以及传输层协议(UDP协议或者轻量级用户数据包协议UDP-Lite)定义。根据图1和图2所示，一方面，从上行数据看，来自某个无线局域网的某个用户终端的无线数据帧(比如802.11帧)，发送至对应的无线终止点，无线终止点根据当前的工作模式(如：Local-MAC模式或者Split-MAC模式)或者将接收到的无线数据帧转换成802.3帧，或者保留原始的无线数据帧(如802.11帧)，然后将转换后得到的802.3帧或者原始的无线数据帧加上CAPWAP头信息(CAPWAP Header)作为用户负载，再通过无线终止点和接入控制器之间的UDP连接进行传输，即在传输时需要依次加上UDP头的封装、IP分组头的封装以及802.3帧头(802.3Header)的封装。另一方面，从下行数据看，即从接入控制器发送至无线终止点的无线数据(最终无线终止点转发给对应无线局域网中的对应的用户终端)也需要经过上述封装之后，通过接入控制器和无线终止点之间的UDP连接进行传输。 

由此可见，在现有的CAPWAP协议中，无线终止点和对应的接入控制器之间相互转发来自或者发往对应无线局域网中用户终端的无线数据时，必须将所述无线数据进行层层封装，再通过无线终止点和接入控 制器之间的UDP连接等网络连接进行传输，从而导致无线数据的传输效率低下。在无线终止点和接入控制器之间的带宽非常有限(如两者之间通过DSL进行连接)的情况下，现有技术中的这种数据传输方法极大地浪费了有限的网络带宽。 

参考文献 

1.《无线访问点控制和配置协议架构分类》(RFC4118，″ArchitectureTaxonomy for Control and Provisioning of Wireless Access Points(CAPWAP)″)，Yang，L.，Zerfos，P.和E.Sadot，2005年6月。参见 http://www3.tools.ietf.org/html/rfc4118

2.《CAPWAP协议规范》(″CAPWAP Protocol Specification ″)，Calhoun，P.，2008年3月。参见 http://www3.tools.ietf.org/html/draft-ietf-capwap-protocol-specification-10

3.《与IEEE802.11绑定的CAPWAP协议》(″CAPWAP Protocol Bindingfor IEEE 802.11″)，Calhoun，P.，2008年2月。参见 http://tools.ietf.org/html/draft-ietf-capwap-protocol-binding-ieee80211-06

发明内容

本发明为了解决现有技术中的上述缺点，提出了一种在无线网络的接入控制器和无线终止设备之间进行高效数据传输的方法，其中，考虑到在实际网络部署中，无线网络的接入控制器和无线终止设备之间在很多情况下会直接通过二层网络连接，因此本发明对无线网络中无线无线终止设备和接入控制器之间的数据传输的方法及装置进行了改进。 

根据本发明的第一方面，提供了一种在无线网络的接入控制器中用于所述接入控制器与无线终止设备之间进行数据传输的方法，其中，所述无线终止设备允许一个或多个无线局域网接入，所述接入控制器和所述无线终止设备连接在同一个二层网络上，该方法包括如下步骤：向所述无线终止设备配置一个或多个无线局域网传输标识，其 中，所述一个或多个无线局域网传输标识中的一个唯一对应于所述一个或多个无线局域网中的一个，不同的无线局域网传输标识对应于不同的无线局域网；在二层网络上向所述无线终止设备发送数据包，其中所述数据包包括所述一个或多个无线局域网传输标识中的一个，用于表示所述数据包发往该被包括的无线局域网传输标识所对应的无线局域网。 

根据本发明的第二方面，提供了一种在无线网络的无线终止设备中用于所述无线终止设备与接入控制器之间进行数据传输的方法，其中，所述无线终止设备允许一个或多个无线局域网接入，所述接入控制器和所述无线终止设备连接在同一个二层网络上，该方法包括如下步骤：接收来自所述接入控制器的有关无线局域网传输标识的配置信息，其中包括一个或多个无线局域网传输标识，所述一个或多个无线局域网传输标识中的一个唯一对应于所述一个或多个无线局域网中的一个，不同的无线局域网传输标识对应于不同的无线局域网；在二层网络上向所述接入控制器发送数据包，其中所述数据包包括所述一个或多个无线局域网传输标识中的一个，用于表示所述数据包来自该被包括的无线局域网传输标识所对应的所述一个或多个无线局域网中的一个。 

根据本发明的第三方面，提供了一种在无线网络的接入控制器中用于所述接入控制器与无线终止设备之间进行数据传输的装置，其中，所述无线终止设备允许一个或多个无线局域网接入，所述接入控制器和所述无线终止设备连接在同一个二层网络上，该装置包括传输标识发送装置和数据包收发装置。其中，传输标识发送装置用于向所述无线终止设备配置一个或多个无线局域网传输标识，其中，所述一个或多个无线局域网传输标识中的一个唯一对应于所述一个或多个无线局域网中的一个，不同的无线局域网传输标识对应于不同的无线局域网；数据包收发装置用于在二层网络上向所述无线终止设备发送数据包，其中所述数据包包括所述一个或多个无线局域网传输标识中的一个，用于表示所述数据包发往该被包括的无线局域网传输标识所对应的无线局域网。 

根据本发明的第四方面，提供了一种在无线网络的无线终止设备中用于所述无线终止设备与接入控制器之间进行数据传输的装置，其中，所述无线终止设备允许一个或多个无线局域网接入，所述接入控制器和所述无线终止设备连接在同一个二层网络上，该装置包括传输标识接收装置和数据包收发装置。其中，传输标识接收装置用于接收来自所述接入控制器的有关无线局域网传输标识的配置信息，其中包括一个或多个无线局域网传输标识，所述一个或多个无线局域网传输标识中的一个唯一对应于所述一个或多个无线局域网中的一个，不同的无线局域网传输标识对应于不同的无线局域网；数据包收发装置用于在二层网络上向所述接入控制器发送数据包，其中所述数据包包括所述一个或多个无线局域网传输标识中的一个，用于表示所述数据包来自该被包括的无线局域网传输标识所对应的所述一个或多个无线局域网中的一个。 

通过使用本发明提供的方法和装置，在无线网络的无线终止设备和接入控制器之间进行转发来自或发往无线局域网中用户终端的无线数据时，很好地提高了传输效率，从而提高了无线终止设备和接入控制器之间有限带宽资源的利用率，进一步提高了整个无线网络的运行效率。 

附图说明

通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显。 

图1为现有技术中的一个网络拓扑结构示意图； 

图2为现有技术中无线终止设备和接入控制器之间传递的数据包的结构示意图； 

图3为根据本发明的一个具体实施方式的无线终止设备和接入控制器之间数据传输的方法流程图； 

图4a为本发明中无线终止设备和接入控制器之间传递的数据包的结构示意图(无线终止设备工作在local-MAC模式下)； 

图4b为本发明中无线终止设备和接入控制器之间传递的数据包的结构示意图(无线终止设备工作在Split-MAC模式下)； 

图5为根据本发明的一个具体实施方式的在接入控制器中为无线终止设备和接入控制器之间提供数据传输的装置结构框图； 

图6为根据本发明的一个具体实施方式的在无线终止设备中为无线终止设备和接入控制器之间提供数据传输的装置结构框图； 

图7为根据本发明的另一个具体实施例的无线终止设备和接入控制器之间数据传输的方法流程图； 

图8为根据本发明的另一个具体实施例的无线局域网传输标识的构成图； 

图9为根据本发明的另一个具体实施例的通道模式(“TunnelMode”)在“IEEE 802.11Add WLAN”信息元中的位置示意图； 

图10为根据本发明的另一个具体实施例的无线局域网传输标识的信息构成图。 

在附图中，相同和相似的附图标记代表相同或相似的装置或方法步骤。 

具体实施方式

图3为根据本发明的一个具体实施方式的无线终止设备和接入控制器之间数据传输的方法流程图。下面结合图4a和图4b，对图3所示的具体实施方式进行详细说明。 

首先，无线终止设备31通过步骤S31将其所处的网络连接的方式信息上报给接入控制器41。具体的，这些方式信息可以包括无线终止设备31与接入控制器41之间的网络连接的相关信息。比如，当无线终止设备31和接入控制器41之间通过IP网络连接，这具体的方式信息可是无线终止设备31所具有的IP地址和MAC地址等信息。当无线终止设备31和接入控制器41通过其它类型网络连接时，则上述方式信息与该特定的网络连接的类型相关。 

其次，接入控制器41根据无线终止设备31上报上来的网络连接的方式信息，通过步骤S32确定接入控制器41和无线终止设备31是否连接在同一个二层网络上。具体地，如果它们之间通过IP网络连 接，则接入控制器41可以根据所接收到的方式信息中无线终止设备31的IP地址和它自身的IP地址是否处在同一个IP子网上，或者根据两者的IP地址是否处在同一子网的地址段，来判断两者之间是否直接连接在同一个二层网络上。如果确定两者确实连接在同一个二层网络上，则转入步骤S33。 

在步骤S33中，接入控制器41通过向无线终止设备31发送含有有关数据传输格式的许可信息，用于向无线终止设备31指示它们连接在同一个二层网络上，两者之间可直接通过该二层网络进行数据传输。无线终止设备31在接收到该许可信息之后，则后续与接入控制器41之间的数据传输直接通过二层网络进行。本领域技术人员可理解的是，此时无线终止设备31和接入控制器41之间除了二层网络传输来自或发往相关无线局域网中的用户终端的无线数据之外，还可通过其它传输通道(如，当两者之间通过IP网络连接时，通过两者之间的UDP连接等通道)传输控制消息等其它数据。 

接着，接入控制器41通过步骤S34向无线终止设备31发送无线局域网传输配置信息，其中包括一个或多个无线局域网传输标识，每个无线局域网传输标识唯一地对应于无线终止设备31所建立的一个或多个无线局域网中的一个，不同的无线局域网传输标识对应于不同的无线局域网。优选地，无线终止设备31在接收到上述配置信息之后，为每个在该无线终止设备下已经创建的或者即将创建的无线局域网分配一个从该配置信息中取得的无线局域网传输标识，不同的无线局域网传输标识用于区分不同的无线局域网。 

通过上述步骤，对于无线终止设备31下面所建立的一个或多个无线局域网中的任何一个，无线终止设备31和接入控制器41均采用了相同的唯一一个无线局域网传输标识进行了标记。换言之，在步骤S35中，如果后续无线终止设备31要转发来自某个无线局域网的用户终端的无线数据(比如，802.11帧)给接入控制器41时，则首先会将该无线数据和该无线局域网对应的无线局域网传输标识一并放入数据包中，然后将该数据包通过二层网络转发给接入控制器41。接 入控制器41接收到无线终止设备31转发来的上述数据包之后，并从该数据包中取得所包含的无线局域网传输标识，从而得知该数据包所包含的无线数据来自无线终止设备31下面的哪个无线局域网。 

优选地，上述S33和S34可通过扩展已有的CAPWAP协议中的控制消息的形式进行实施。 

另外，由于上述包括无线数据和无线网络传输标识的数据包直接通过二层网络完成在无线终止设备31和接入控制器41之间的传输，因此，相对于现有技术，可减少很多不必要的封装过程。具体地，我们以图1所示的网络结构为例，无线终止设备31和接入控制器41之间通过IP网络连接，并连接在同一个二层网络上，无线局域网WLAN21对应的无线局域网传输标识为VLAN ID21，无线终止设备31接收到来自无线局域网WLAN21中的用户终端11发来的无线数据，进一步地，根据CAPWAP协议，无线终止设备31既可以工作在Local-MAC模式也可以工作在Split-MAC模式，因此这里分这两种模式下，对本发明中的无线终止设备31和接入控制器41如何进行数据传输过程分别进行详细描述： 

当无线终止设备31工作在CAPWAP协议定义的Local-MAC模式时无线终止设备31和接入控制器41之间的无线数据转发过程为： 

步骤1：无线终止设备31接收到无线局域网WLAN21中的用户终端11发来的无线数据(比如，当无线局域网WLAN21为802.11网络时，则该无线数据具体为802.11帧)； 

步骤2：无线终止设备31将该无线数据帧转换成802.3帧，其中包括802.3帧头和作为负载(payload)的三层协议数据(IP分组)两个部分； 

步骤3：对于需要送往接入控制器的数据帧，无线终止设备31将VLAN ID21、步骤2得到的802.3帧头和作为负载(payload)的三层协议数据(IP分组)一起组成如图4a所示的带VLAN ID21的802.3帧，同时，将该带VLAN ID21的802.3帧的帧头中的目标MAC地址修改为接入控制器41的MAC地址。 

步骤4：无线终止设备31将图4a所示的新的802.3帧通过二层网络发送给接入控制器41； 

步骤5：接入控制器41接收到如图4a所示的802.3帧之后，从中取出VLAN ID21，从而得知上述带VLAN ID的802.3帧来自无线局域网WLAN21，同时，根据上述带VLAN ID的802.3帧的其它部分的内容，做相应处理或将其转发至图1所示网络中的其它对应设备。 

另外，本领域技术人员可以理解的是，在下行方向，接入控制器41根据下行数据的目的用户终端所在的目的无线局域网确定对应的无线局域网传输标识，并和下行数据一起组成如图4a所示的802.3帧，然后将下行数据转发至无线终止设备31。 

因此，当无线终止设备31工作在CAPWAP定义的Local-MAC模式时，通过本发明的上述步骤，极大提高了无线终止设备31和接入控制器41之间的无线数据转发的效率。 

当无线终止设备31工作在CAPWAP协议定义的Split-MAC模式时，无线终止设备31和接入控制器41之间的无线数据转发过程为： 

步骤1：无线终止设备31接收到无线局域网WLAN21中的用户终端11发来的无线数据(比如，当无线局域网WLAN21为802.11网络时，则该无线数据具体为802.11帧(包括802.11帧头和上层协议数据分组))； 

步骤2：根据无线局域网WLAN21确定对应的无线局域网传输标识VLAN ID21，并将上述无线数据(如802.11帧)组成带VLAN ID21的802.3帧(如图4b所示)，同时，将无线终止设备31的MAC地址和接入控制器41的MAC填入该带VLAN ID21的802.3帧的帧头部分，分别作为源MAC地址和目的MAC地址； 

步骤3：无线终止设备31将图4b所示的802.3帧通过二层网络发送给接入控制器41； 

步骤4：接入控制器41接收到如图4b所示的802.3帧之后，从中取出VLAN ID21，从而得知上述带VLAN ID的802.3帧所包括的无线数据来自VLAN ID21对应的无线局域网WLAN21；同时，接入 控制器41，将上述带VLAN ID的802.3帧的payload中所包括的无线数据(如802.11帧)转换成对应的802.3帧，做相应的处理或转发至图1所示网络中的其它对应设备。 

另外，本领域技术人员可以理解的是，在下行方向，接入控制器41根据下行数据的目的用户终端所在的目的无线局域网确定对应的无线局域网传输标识，和下行数据一起组成如图4b所示的802.3帧，然后将下行数据转发至无线终止设备31。 

因此，当无线终止设备31工作在CAPWAP定义的Split-MAC模式时，通过本发明的上述步骤，极大提高无线终止设备31和接入控制器41之间的无线数据转发的效率。 

优选地，本发明中的接入控制器也可以是数字用户线路复用器(DSLAM，Digital Subscriber Line Access Multiplexer)，用于直接控制一个或多个与之连接的无线终止设备。 

图5示出了根据本发明的一个具体实施方式的在接入控制器中为无线终止设备和接入控制器之间提供数据传输的装置结构框图。该数据传输装置500包括连接方式接收装置501，许可信息发送装置502，传输标识发送装置503和数据包收发装置504。本领域技术人员根据本申请的教导，应能理解其中仅传输标识发送装置503和数据包收发装置504是实施本发明所必要的装置，其他子装置为可选装置。 

以下结合图1，通过无线终止设备31为无线局域网WLAN21(对应的无线局域网传输标识为VLAN ID21)中的用户终端12提供无线数据转发的过程进行详细描述。 

首先，连接方式接收装置501接收到无线终止设备31上报来的有关接入控制器和无线终止设备之间网络连接的方式信息。当两者之间通过IP网络连接时，上述方式信息主要包括无线终止设备31的IP地址等信息。 

其次，许可信息发送装置502根据上述接收到的网络连接的方式信息确定接入控制器41和无线终止设备31两者之间是否连接在同一个二层网络上。具体地，如果接入控制器41和无线终止设备31之间通过 IP网络连接，则许可信息发送装置502可以根据所接收到的方式信息中无线终止设备31的IP地址和接入控制器41的IP地址是否处在同一个IP子网上，或者根据两者的IP地址是否处在同一子网的地址段，来判断它们之间是否直接连接在同一个二层网络上。如果确定连接在同一个二层网络上，则许可信息发送装置502发送含有有关数据传输格式的许可信息至无线终止设备31。 

接着，传输标识发送装置503向无线终止设备31发送无线局域网传输配置信息，其中包括一个或多个无线局域网传输标识，每个无线局域网传输标识唯一地对应于无线终止设备31所建立的一个或多个无线局域网中的一个，不同的无线局域网传输标识对应于不同的无线局域网。 

最后，数据包收发装置504在无线终止设备31和接入控制器41之间的二层网络上收发数据包。具体地，当无线终止设备31分别工作在CAPWAP协议定义的Local-MAC模式和Split-MAC模式时，数据包的组成分别如图4a和图4b所示。 

当无线终止设备31工作在Local-MAC模式时，在上行方向上，数据包收发装置504在收到如图4a所示的数据包，即带无线局域网传输标识VLAN ID的802.3帧之后，它首先从该802.3帧中取得VLAN ID12，由于VLAN ID12是对应于无线终止设备31的无线局域网WLAN 12的无线局域网传输标识，因此可以确定该数据包中所包含的无线数据来自于无线局域网WLAN 12。其次，根据上述带VLAN ID的802.3帧的其它部分的内容，作相应处理或者将其转发至图1所示网络中的其它对应设备。本领域技术人员可以理解的是，在下行方向上，当接入控制器41接收到如图1所示网络中的其它设备发送至用户终端12的无线数据时，数据包收发装置504首先根据无线数据的目的无线局域网WLAN12确定其对应的无线局域网传输标识VLAN ID12，然后将VLANID 12和上述无线数据组成如图4a所示的带VLAN ID的802.3帧，同时将该802.3帧的Header部分的源MAC地址和目的MAC地址分别指定为接入控制器41的MAC地址和用户终端12的MAC地址，随后将新 组成的802.3帧发送给无线终止设备31。 

当无线终止设备31工作在Split-MAC模式时，在上行方向上，数据包收发装置504在收到如图4b所示的数据包，即带无线局域网传输标识VLAN ID和原始格式的无线数据(如802.11帧)的802.3帧之后，它首先从中取得VLAN ID12，由于VLAN ID12是对应于无线终止设备31的无线局域网WLAN 12的无线局域网传输标识，因此可以确定该数据包中所包含的无线数据来自于无线局域网WLAN 12。其次，将上述带VLAN ID的802.3帧中所包含的原始格式的无线数据(如802.11帧)，转换成新的802.3帧，并将新的802.3帧发至图1所示网络中的其它对应设备。本领域技术人员可以理解的是，在下行方向上，当接入控制器41接收到如图1所示网络中的其它设备发送至用户终端12的无线数据时，数据包收发装置504首先根据无线数据的目的无线局域网WLAN12确定其对应的无线局域网传输标识VLAN ID12，然后将该下行无线数据转换成原始格式的无线数据帧(如802.11帧)，随后将VLANID12和上述原始格式的无线数据帧组成如图4a所示的带VLAN ID的802.3帧，同时将该802.3帧的Header部分的源MAC地址和目的MAC地址分别指定为接入控制器41的MAC地址和无线终止设备31的MAC地址，随后将新组成的802.3帧发送给无线终止设备31。 

图6示出了根据本发明的一个具体实施方式的在无线终止设备中为无线终止设备和接入控制器之间提供数据传输的装置结构框图。该数据传输装置600包括连接方式发送装置601，许可信息接收装置602，传输标识接收装置603和数据包收发装置604。本领域技术人员根据本申请的教导，应能理解其中仅传输标识接收装置603和数据包收发装置604是实施本发明所必要的装置，其他子装置为可选装置。 

以下结合图1，通过无线终止设备31为无线局域网WLAN21(对应的无线局域网传输标识为VLAN ID21)中的用户终端12提供无线数据转发的过程进行详细描述。 

首先，连接方式发送装置601将无线终止设备31的有关接入控制器和无线终止设备之间网络连接的方式信息上报至接入控制器41。 当两者之间通过IP网络连接时，上述方式信息主要包括无线终止设备31的IP地址等信息。 

其次，许可信息接收装置602接收接入控制器41发来的含有有关数据传输格式的许可信息。如果所述许可信息中包括无线终止设备31和接入控制器41之间可直接通过两者之间的二层网络收发数据包的指示，则指示数据包收发装置604直接通过二层网络收发数据包。 

接着，传输标识接收装置603接收来自接入控制器41发来的无线局域网传输配置信息，其中包括一个或多个无线局域网传输标识，每个无线局域网传输标识唯一地对应于无线终止设备31所建立的一个或多个无线局域网中的一个，不同的无线局域网传输标识对应于不同的无线局域网。 

最后，数据包收发装置604在无线终止设备31和接入控制器41之间的二层网络上收发数据包。具体地，当无线终止设备31分别工作在CAPWAP协议定义的Local-MAC模式和Split-MAC模式时，数据包的组成分别如图4a和图4b所示。 

当无线终止设备31工作在Local-MAC模式时，在下行方向上，数据包收发装置604在收到如图4a所示的数据包，即带无线局域网传输标识VLAN ID的802.3帧之后，它首先从该802.3帧中取得VLAN ID12，由于VLAN ID12是对应于无线终止设备31的无线局域网WLAN 12的无线局域网传输标识，因此可以确定该数据包中所包含的无线数据将要发往无线局域网WLAN 12。其次，根据上述带VLAN ID的802.3帧转化为对应的802.11帧，将其转发至无线局域网WLAN12。本领域技术人员可以理解的是，在上行方向上，当无线终止设备31接收到来自无线局域网WLAN12中的用户终端12的无线数据时，数据包收发装置604首先根据无线局域网WLAN12确定对应的无线局域网传输标识VLAN ID12，将收到的无线数据(即802.11帧)转化为802.3帧并和VLAN ID12组成如图4a所示的带VLAN ID的802.3帧，同时将该802.3帧的Header部分的源MAC地址和目的MAC地址分别指定为用户终端12的MAC地址和接入控制器41的MAC地址，随后将新组成的802.3 帧发送给接入控制器41。 

当无线终止设备31工作在Split-MAC模式时，在下行方向上，数据包收发装置604在收到如图4b所示的数据包，即带无线局域网传输标识VLAN ID和原始格式的无线数据(如802.11帧)的802.3帧之后，它首先从中取得VLAN ID12，由于VLAN ID12是对应于无线终止设备31的无线局域网WLAN 12的无线局域网传输标识，因此可以确定该数据包中所包含的无线数据将要发往无线局域网WLAN 12。其次，将上述带VLAN ID的802.3帧中所包含的原始格式的无线数据(如802.11帧)，发送至无线局域网WLAN 12。本领域技术人员可以理解的是，在上行方向上，无线终止设备31接收到来自用户终端12的原始格式的无线数据(如802.11帧)时，数据包收发装置604首先根据用户终端12所在的无线局域网WLAN12对应的无线局域网传输标识VLANID12，其次将该VLAN ID12与接收到的原始格式的无线数据一起组成如图4b所示的带VLAN ID的802.3帧，同时将该802.3帧的Header部分的源MAC地址和目的MAC地址分别指定为无线终止设备31的MAC地址和接入控制器41的MAC地址，随后将新组成的802.3帧发送给接入控制器41。 

图7示出了根据本发明的另一个具体实施例的无线终止设备和接入控制器之间数据传输的方法流程图。下面结合图1，对图7所示的具体实施方式进行详细说明。 

如前文所述，在参考文献2和3中，无线终止设备和接入控制器之间采用CAPWAP协议进行数据传输，其中所传输的数据包括CAPWAP控制包和CAPWAP数据包。当无线终止设备和接入控制器之间通过UDP连接进行CAPWAP协议通信时，在两者之间传输的CAPWAP数据包的封装结构如图2所示。采用本发明的技术方案，当无线终止设备31和接入控制器41连接在同一个二层网络时，可直接通过二层网络传输CAPWAP数据包，以减少不必要的封装过程，从而提高传输效率。 

为了在现有CAPWAP协议架构下采用本发明，首先需要对现有 的CAPWAP协议进行必要的扩展。这些扩展包括： 

1)在现有CAPWAP协议定义的无线终止设备和接入控制器之间的三种通道模式(Tunnel Mode)的基础上(即802.3frame tunnel mode、native frame tunnel mode和local bridging)，扩展定义了简单通道模式(Simple Tunnel mode)。当无线终止设备31和接入控制器41之间协商采用Simple Tunnel mode时，即表示后续的CAPWAP数据包直接通过二层网络传输。即，扩展现有的CAPWAP协议中的WTP FrameTunnel Mode信息元(Information Element)，当其取值为8时，即表示Simple Tunnel mode。 

2)定义一个新的无线局域网传输标识信息元，用于表示本发明中所使用的无线局域网传输标识，并命名为VLAN ID，该传输标识具体包括一个8比特的无线ID(Radio ID)、一个8比特的无线局域网ID(WLAN ID)以及一个16比特虚拟网络信息(VLANInformation)，如图8所示。该信息元所表示的无线局域网传输标识唯一对应于一个无线终止设备所建立的一个无线局域网，不同的无线局域网传输标识对应于不同的无线局域网。 

3)扩展参考文献3中“IEEE 802.11Add WLAN”的定义(如图9所示)，其中当信息元“Tunnel Mode”取值为3时(在参考文献3中，Tunnel Mode的取值范围是0，1，2)，表示接入控制器41指示无线终止设备31创建的无线局域网，同时表示在接入控制器41和无线终止设备31之间转发来自或发往该无线局域网的CAPWAP数据包时将采用简单通道模式(Simple Tunnel mode)。 

下面结合图7以及经过上述扩展之后的CAPWAP协议，对本发明的另一个具体实施例的无线终止设备31和接入控制器41之间进行数据传输的方法进行详细描述。 

在步骤S71中，无线终止设备31向接入控制器41发送DiscoveryRequest请求消息，用于确定接入控制器41是否能为它提供服务。其中，该请求消息包括WTP Frame Tunnel Mode信息元，并取值为8，表示无线终止设备31支持简单通道模式(Simple Tunnel mode)。 

在步骤S72中，接入控制器41向无线终止设备31返回DiscoveryResponse响应消息，用于表示接入控制器41将在后续过程中为无线终止设备31提供服务。当接入控制器41确定与无线终止设备31连接在同一个二层网络上时，则向无线终止设备31指示两者之间后续CAPWAP数据包将直接通过二层网络传输。 

优选地，无线终止设备在S71步骤中也可同时将无线终止设备31的IP地址等网络连接的方式信息发送给接入控制器41。 

接着，在步骤S73中，根据现有的CAPWAP协议，无线终止设备31和接入控制器41之间会建立UDP连接或者DTLS连接(Datagram Transport Layer Security，数据报传输层安全)。需要说明的是，无线终止设备31和接入控制器41之间的CAPWAP控制包依然通过上述UDP连接或者DTLS连接进行传输。 

接着，在步骤S74和步骤S75中，无线终止设备31通过CAPWAP控制消息CAPWAP Join Request向接入控制器41请求提供服务，接入控制器41也会向无线终止设备31返回CAPWAP控制消息CAPWAP Join Response。优选地，在上述CAPWAP Join Request消息中，无线终止设备31也可以向指示其具有支持简单通道模式(SimpleTunnel mode)的处理能力；在上述CAPWAP Join Response消息中，接入控制器41可以向无线终止设备31确认后续过程中将使用简单通道模式(Simple Tunnel mode)在两者之间传输CAPWAP数据包。 

在步骤S76中，通过WTP Configuration过程，在无线终止设备31和接入控制器41之间交换相关的配置信息。 

随后，接入控制器41通过步骤S77向无线终止设备31发送IEEE802.11WLAN Configuration Request配置请求消息，其中包括经扩展定义的无线局域网传输标识信息元，以及经扩展定义的“IEEE802.11Add WLAN”，其中后者所包含的“Tunnel Mode”取值为3。该配置请求消息命令无线终止设备31创建一个无线局域网，并用上述无线局域网传输标识信息元所包含的无线局域网传输标识唯一表示该新创建的无线局域网。另外，该配置请求消息还表示在无线终止设 备31创建新的无线局域网之后，接入控制器41和无线终止设备31之间转发来自或发往该无线局域网的CAPWAP数据包时将采用简单通道模式(Simple Tunnel mode)。 

优选地，在上述一个配置请求消息中也可以包含多个无线局域网传输标识，以命令无线终止设备31创建多个无线局域网，不同的无线局域网传输标识表示不同的新创建的无线局域网。无线终止设备31在接收到上述配置请求消息之后，创建一个或多个无线局域网，并用该配置请求消息中携带的无线局域网传输标识区分表示所创建的无线局域网。换言之，在无线终止设备31中，所创建的无线局域网与所接收到的无线局域网传输标识之间建立了一一映射的关系。 

最后，在无线终止设备31和接入控制器41之间通过步骤S79在两者之间的二层网络上传输CAPWAP数据包。根据无线终止设备31工作在Local-MAC模式还是Split-MAC模式，CAPWAP数据包的具体封装格式分别采用如图4a和图4b所示的封装格式。 

本领域技术人员可以理解，在对现有CAPWAP协议的扩展的基础上，很容易实施本发明，从而提高了现有CAPWAP协议中的集中式无线网络中无线终止设备和接入控制器之间传输CAPWAP数据包的传输效率，也有效提高了无线终止设备和接入控制器之间有限的、宝贵的传输带宽资源的利用率。同时，由于引入了无线局域网传输标识，使得无线终止设备和接入控制器在区分数据包具体来自哪个无线局域网变得非常简单。 

需要说明的是，当无线终止设备31和接入控制41之间通过802.3frame tunnel mode、native frame tunnel mode和local bridging等现有CAPWAP协议定义的通道模式进行CAPWAP数据包的传输时，也同样可在所述CAPWAP数据包中加入根据本实施例扩展定义的无线局域网传输标识信息元，以便无线终止设备31或接入控制器41区分所述被传输的CAPWAP数据包具体来自或发往无线终止设备31的哪个无线局域网。另外，图10示出了无线局域网传输标识信息元的另一种扩展定义的构成图，其中该传输标识具体包括一个8比特的无线ID (Radio ID)、一个8比特的无线局域网ID(WLAN ID)、一个16比特的IEEE802.11连接标识(AID，Association Identifier)以及32比特的VLAN tag信息，其中VLAN tag包括16比特的固定取值为0x8100的802.1g类型标识(802.1g type identifier)、3比特的用户优先级信息、1比特的规范格式指示(CFI，Canonical Format Indicator)以及12比特的VLAN信息。接入控制器在控制无线终止设备创建无线局域网时，同时传递如图10所示的信息元给无线终止设备。 

以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变型或修改。本发明的技术方案用软件或硬件皆可实现。 

Claims (24)

1.一种在集中式无线网络的接入控制器中用于所述接入控制器与无线终止设备之间进行数据传输的方法，其中，所述无线终止设备允许一个或多个无线局域网接入，所述接入控制器和所述无线终止设备连接在同一个二层网络上，其特征在于，该方法包括如下步骤：

c.所述接入控制器向所述无线终止设备配置一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识，其中，所述一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识中的一个唯一对应于所述一个无线局域网或多个无线局域网中的一个，不同的无线局域网传输标识对应于不同的无线局域网；

d.所述接入控制器在二层网络上向所述无线终止设备发送数据包，其中所述数据包包括所述一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识中的一个，用于表示所述数据包发往该被包括的无线局域网传输标识所对应的无线局域网。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤d还包括：

-所述接入控制器根据所述数据包的目的无线局域网所唯一对应的无线局域网传输标识确定所述被包括的无线局域网传输标识。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，步骤d还包括：

-所述接入控制器接收来自所述无线终止设备在二层网络上发来的数据包，其中所述数据包包括所述一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识中的一个，用于表示所述数据包来自该被包括的无线局域网传输标识所对应的所述一个无线局域网或多个无线局域网中的一个。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤c之前还包括步骤：

b.所述接入控制器向所述无线终止设备发送含有有关数据传输格式的许可信息，其中所述许可信息包括能够直接通过所述二层网络进行数据传输的信息，用于引导所述无线终止设备通过所述二层网络收发所述数据包。

5.根据权利要求4所述的数据传输方法，其特征在于，在步骤b之前还包括步骤：

a.所述接入控制器接收来自所述无线终止设备的有关所述二层网络的连接方式信息，并确定所述接入控制器和所述无线终止设备连接在同一个所述二层网络上。

6.根据权利要求1或2所述的数据传输方法，其特征在于，所述数据包包括802.3帧。

7.一种在集中式无线网络的无线终止设备中用于所述无线终止设备与接入控制器之间进行数据传输的方法，其中，所述无线终止设备允许一个或多个无线局域网接入，所述接入控制器和所述无线终止设备连接在同一个二层网络上，其特征在于，该方法包括如下步骤：

o.所述无线终止设备接收来自所述接入控制器的有关无线局域网传输标识的配置信息，其中包括一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识，所述一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识中的一个唯一对应于所述一个无线局域网或多个无线局域网中的一个，不同的无线局域网传输标识对应于不同的无线局域网；

p.所述无线终止设备在二层网络上向所述接入控制器发送数据包，其中所述数据包包括所述一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识中的一个，用于表示所述数据包来自该被包括的无线局域网传输标识所对应的所述一个无线局域网或多个无线局域网中的一个。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，步骤p还包括：

-所述无线终止设备根据所述数据包的源无线局域网所唯一对应的无线局域网传输标识确定所述被包括的无线局域网传输标识。

9.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，步骤p还包括：

-所述无线终止设备接收来自所述接入控制器在二层网络上发来的数据包，其中所述数据包包括所述一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识中的一个，用于表示所述数据包发往该被包括的无线局域网传输标识所对应的所述一个无线局域网或多个无线局域网中的一个。

10.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，在步骤o之前还包括步骤：

n.所述无线终止设备接收所述接入控制器发来的含有有关数据传输格式的许可信息，其中所述许可信息包括能够直接通过所述二层网络进行数据传输的信息。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在步骤n之前还包括：

m.所述无线终止设备向所述接入控制器发送所述无线终止设备的有关所述二层网络的连接方式信息。

12.根据权利要求7或8所述的方法，其特征在于，所述数据包包括802.3帧。

13.一种在集中式无线网络的接入控制器中用于所述接入控制器与无线终止设备之间进行数据传输的装置，其中，所述无线终止设备允许一个或多个无线局域网接入，所述接入控制器和所述无线终止设备连接在同一个二层网络上，其特征在于，该装置包括：

-传输标识发送装置，用于向所述无线终止设备配置一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识，其中，所述一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识中的一个唯一对应于所述一个无线局域网或多个无线局域网中的一个，不同的无线局域网传输标识对应于不同的无线局域网；

-数据包收发装置，用于在二层网络上向所述无线终止设备发送数据包，其中所述数据包包括所述一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识中的一个，用于表示所述数据包发往该被包括的无线局域网传输标识所对应的无线局域网。

14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述数据包收发装置还用于：

-根据所述数据包的目的无线局域网所唯一对应的无线局域网传输标识确定所述被包括的无线局域网传输标识。

15.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述数据包收发装置还用于：

-接收来自所述无线终止设备在二层网络上发来的数据包，其中所述数据包包括所述一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识中的一个，用于表示所述数据包来自该被包括的无线局域网传输标识所对应的所述一个无线局域网或多个无线局域网中的一个。

16.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，还包括：

-许可信息发送装置，用于向所述无线终止设备发送含有有关数据传输格式的许可信息，其中所述许可信息包括能够直接通过所述二层网络进行数据传输的信息，用于引导所述无线终止设备通过所述二层网络收发所述数据包。

17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，还包括：

-连接方式接收装置，用于接收来自所述无线终止设备的有关所述二层网络的连接方式信息，并确定所述接入控制器和所述无线终止设备连接在同一个所述二层网络上。

18.根据权利要求13或14所述的装置，其特征在于，所述数据包包括802.3帧。

19.一种在集中式无线网络的无线终止设备中用于所述无线终止设备与接入控制器之间进行数据传输的装置，其中，所述无线终止设备允许一个或多个无线局域网接入，所述接入控制器和所述无线终止设备连接在同一个二层网络上，其特征在于，该装置包括：

-传输标识接收装置，用于接收来自所述接入控制器的有关无线局域网传输标识的配置信息，其中包括一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识，所述一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识中的一个唯一对应于所述一个无线局域网或多个无线局域网中的一个，不同的无线局域网传输标识对应于不同的无线局域网；

-数据包收发装置，用于在二层网络上向所述接入控制器发送数据包，其中所述数据包包括所述一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识中的一个，用于表示所述数据包来自该被包括的无线局域网传输标识所对应的所述一个无线局域网或多个无线局域网中的一个。

20.根据权利要求19所述的装置，其特征在于，所述数据包收发装置还用于：

-根据所述数据包的源无线局域网所唯一对应的无线局域网传输标识确定所述被包括的无线局域网传输标识。

21.根据权利要求19或20所述的装置，其特征在于，所述数据包收发装置还用于：

-接收来自所述接入控制器在二层网络上发来的数据包，其中所述数据包包括所述一个无线局域网传输标识或多个无线局域网传输标识中的一个，用于表示所述数据包发往该被包括的无线局域网传输标识所对应的所述一个无线局域网或多个无线局域网中的一个。

22.根据权利要求19或20所述的装置，其特征在于，还包括：

-许可信息接收装置，用于接收所述接入控制器发来的含有有关数据传输格式的许可信息，其中所述许可信息包括能够直接通过所述二层网络进行数据传输的信息。

23.根据权利要求22所述的装置，其特征在于，还包括：

-连接方式发送装置，用于向所述接入控制器发送所述无线终止设备的有关所述二层网络的连接方式信息。

24.根据权利要求19或20所述的装置，其特征在于，所述数据包包括802.3帧。

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