CN101743723A - 用于自适应接入点模式的系统和方法 - Google Patents

Abstract

一种用于自适应接入点节点的系统，包括：(a)设置在网络(100)中的交换机，该网络包括至少一个虚拟局域网；(b)设置在至少一个虚拟局域网(121)中的锚接入点(125)，该锚接入点经由数据通路(127)被连接到交换机，该锚接入点被配置成经由数据通路从交换机接收广播数据分组；以及(c)至少一个接入点(130、135)，经由本地数据通路被连接到锚接入点，以经由本地数据通路从锚接入点接收广播数据分组。锚接入点和接入点进一步向与其连接的其他设备(140)转发广播数据分组。

Description

用于自适应接入点模式的系统和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求在2007年7月6日提交的标题为“System and Method foran Adaptive Access Point Mode”的美国临时申请序号60/948,430的优先权。上述申请的详细描述通过引用并入这里。

技术领域

本发明一般地涉及用于自适应接入点模式的系统和方法。特定地，接入点被指定为锚接入点，以与交换机基本上类似的方式进行动作。

背景技术

无线交换网络使用交换机来在各种网络组件之间传送数据。所述交换机能够在接收数据分组时检查所述数据分组，确定所述分组的源和目的地设备，并且适当地转发所述分组。因此，可以使用瘦(thin)接入点(AP)来扩展网络的操作区域。瘦AP可以被装备有不如传统的AP智能的组件。但是，虽然需要较少的成本，但是瘦AP仅可以转发要在网络内交换的数据。

虽然所述交换机被设计成智能地分发广播数据分组，但是由于在虚拟局域网(VLAN)和/或局域网(LAN)内的互连可能产生数据环路。例如，当在VLAN中的AP都被连接到交换机时，可以从交换机向AP的每一个发送广播数据分组。可以通过所述设备所连接到的端口将广播数据分组自动地发送到连接到AP的所有设备。但是，在VLAN中的AP可以彼此互连。因此，通过从AP的每一个重新发送同一广播数据分组，每个AP可以重复地接收同一广播数据分组。因此，任何边缘设备都可能接收无限数目的同一数据分组。

发明内容

本发明涉及一种用于自适应接入点模式的系统和方法。所述系统包括：(a)交换机，所述交换机被设置在网络内，所述网络包括至少一个虚拟局域网；(b)锚接入点，所述锚接入点被设置在所述至少一个虚拟局域网中，所述锚接入点经由数据通路被连接到所述交换机，所述锚接入点被配置成经由数据通路从所述交换机接收广播数据分组；以及(c)至少一个接入点，所述至少一个接入点经由本地数据通路被连接到所述锚接入点，以经由所述本地数据通路从所述锚接入点接收所述广播数据分组。所述锚接入点和所述接入点进一步向与其连接的其他设备转发所述广播数据分组。

根据本发明的方法包括下面的步骤：(a)从交换机向网络的锚接入点传送广播数据分组，所述锚接入点被包括在虚拟局域网中，所述虚拟局域网是所述网络的一部分；以及(b)从所述锚接入点向与其连接的设备转发所述广播数据分组。

附图说明

图1示出了根据本发明的示例性实施例的交换网络的系统。

图2示出了根据本发明的示例性实施例的包括虚拟局域网的广域网。

图3示出了根据本发明的示例性实施例的通过图1的交换网络传送数据的方法。

图4示出了根据本发明的示例性实施例的交换网络的网状拓扑。

具体实施方式

参考下面的描述和附图可以进一步理解本发明的示例性实施例，在附图中，相同的附图标记指示相同的元素。本发明的示例性实施例描述了一种系统和方法，该系统和方法通过防止在传统地试图扩展虚拟局域网(VLAN)时所产生问题来扩展VLAN。具体地，本发明的示例性实施例提供了用于无线交换网络的配置，所述无线交换网络可以被划分成至少一个VLAN。所述VLAN包括被进一步连接到其他接入点(AP)的锚接入点(AAP)。下面将详细描述交换网络、VLAN、AAP和AP。

图1示出了根据本发明的示例性实施例的无线交换网络的系统100。服务器105可以负责无线交换网络的维护。服务器105可以被连接到或者包括数据库110。可以将网络管理装置(NMA)115连接到服务器105。因为系统100用于无线交换网络，因此可以将交换机120连接到NMA 115。应当注意，设置在服务器105和交换机120之间的NMA 115仅仅是示例性的。本领域的技术人员应当理解，可以将服务器105直接连接到交换机120。还应当注意，NMA 115的使用仅仅是示例性的。本领域的技术人员应当理解，根据无线交换网络的大小，可以设置多个NMA 115，或者系统100可以不使用NMA 115。

根据本发明的示例性实施例，VLAN 121可以存在于系统100内。即，无线交换网络可以是VLAN 121。VLAN 121可以包括各种组件。VLAN 121可以是整个广域网(WAN)的一部分，其中包括服务器105、NMA 115和交换机120。应当注意，VLAN 121可以包括可以按各种条件选择的组件。例如，VLAN 121可以基于位置来包括一组组件。因此，所述组件可以位于一个区域中。在另一个示例中，VLAN 121可以基于时间来包括一组组件。因此，可以基于所述设备在何时被引入到网络中来确定所述组件。在又一个示例中，VLAN 121可以基于可用连接性来包括一组组件。因此，可以基于其他组件的位置和/或操作区域来选择所述组件。如图所示，VLAN 121可以包括AAP 125，AP 130、135，本地设备140和移动单元(MU)145-170。

如图所示，可以将AAP 125连接到交换机120。AAP 125可以使用有线连接来与交换机120进行通信。本领域的技术人员应当理解，在AAP 125和交换机120之间的物理连接可以经由WAN端口或者LAN端口。本领域的技术人员还应当理解，AAP 125可以使用无线连接来与交换机120进行通信。AAP 125可以是专用AP。即，AAP 125可以包括属于在VLAN中的AP的所有功能，但是进一步包括其他功能。

根据所述示例性实施例，AAP 125可以用作伪交换机。AAP 125可以负责分发用于VLAN 121的广播数据分组。网络的每个站点可以包括大体上类似于AAP 125进行工作的AAP。将参考图2来描述具有多于一个AAP的示例性网络。作为无线交换网络，AAP 125可以与MU 145、150进行无线通信。AP 130、135可以彼此连接，并且可以被连接到AAP125。AP 130、135可以使用有线和/或无线连接来彼此通信并且与AAP125进行通信。该通信可以是本地数据通路，使得可以在VLAN内传送数据。在AP 135可以与MU 170进行无线通信的同时，AP 130可以与MU155-165进行无线通信。VLAN 121还可以包括本地设备140。本地设备140可以是，例如，打印机、工作站、传真机、电话、扫描仪等。如图所示，本地设备140可以使用有线连接来与AAP 125进行通信。类似地，如果MU被映射到同一VLAN，则所述MU也可以与本地设备140进行通信。

AP 130、135可以包括到交换机120的控制通路。在AP 135可以使用控制通路136来与交换机120进行通信的同时，AP 130可以使用控制通路131来与交换机120进行通信。控制通路131、136可以用于传送和/或接收控制分组。AP 130、135可以创建包括配置和统计数据的混合无线交换协议(WISP-H)控制分组。使用控制通路131、136，可以向交换机120安全地传送WISP-H控制分组。随后，交换机120可以确定，例如，整体性能信息以及关于每个AP的独立性能信息。交换机120还可以配置在远程网络上的VLAN。

AAP 125还可以包括控制通路126。控制通路126可以用于安全地传送关于AAP 125的WISP-H控制分组。即，控制通路126可以与控制通路131、136大体上类似地进行工作。应当注意，WISP-H控制分组的使用仅仅是示例性的。AP 130和135以及AAP 125可以使用任何类型的协议分组来向交换机120发送控制信息。

另外，AAP 125可以包括到交换机120的数据通路127。数据通路127可以是虚拟专用网络(VPN)隧道。VPN隧道可以负责接收要被分发到VLAN 121的组件的广播数据。因此，因为AAP 125仅具有到交换机120的数据通路127，因此来自交换机的任何广播数据必须首先到达AAP125。即，每个AAP可以包括到交换机的WAN或者LAN数据通路。每个AAP也可以包括到VLAN中的AP的LAN数据通路。

包括单个AAP 125并且因此包括到交换机120的单个数据通路127的VLAN 121防止出现任何可能的数据环路。即，因为VLAN 121包括至少两个AP(AAP 125，AP 130、135)，因此因为由于来自交换机120的广播数据分组将仅仅通过VPN隧道127被传送到AAP 125，所述VPN隧道127可以经由WAN端口或者LAN端口而不是所有的AP来建立，所以AAP 125的使用防止上述数据环路。因为AAP 125进一步被连接到AP130、135和本地设备140，因此AAP 125可以使用LAN数据通路将广播数据分组转发到与其连接的每个设备。因此，AP 130、135分别经由LAN数据通路128和129来接收广播数据分组；本地设备140经由LAN数据通路124来接收广播数据分组；并且MU 145、150从AAP 125无线地接收广播数据分组。然后，AP 130、135可以向与其连接的设备转发数据分组。因此，MU 155-165可以从AP 130接收数据分组；并且MU 170可以从AP 135接收数据分组。

图2示出了根据本发明的示例性实施例的包括VLAN 205、210的WAN 200。还可以使用位置作为基础来创建VLAN 205、210。但是，还应当注意，可以使用诸如连接时间和可用连接性的其他基础来创建VLAN 205、210。VLAN 205可以包括AAP 215和AP 225、230。VLAN210可以包括AAP 220和AP 235、240。

与关于系统100的上述的描述大体上类似，交换机120可以通过WAN数据通路或者VPN隧道分别被连接到VLAN 205、210的AAP 215、220的每一个。但是，应当注意，在图2中所示的连接仅仅图示了其中传送数据分组的数据通路。即，还可以用其中传送WISP-H(或者其他类型的)控制分组的控制通路(未示出)来将AAP 215、220和AP 225-240连接到交换机120。

如图所示，当交换机120传送广播数据分组时，可以使用数据通路来将所述分组发送到AAP 210、215。即，交换机120不向VLAN 205、210的AP 225-240的每一个传送分组。AAP 210、215仅仅是被配置成(经由到交换机120的它们各自的数据VPN隧道连接)接收分组的组件。因此，一旦交换机120向AAP 210、215发送分组，然后AAP 210、215就可以使用LAN数据通路(如图所示)将分组转发到与其连接的设备的每一个。例如，在AAP 215可以向AP 235、240转发分组的同时，AAP 210可以向AP 225、230转发分组。应当注意，可以在VLAN 205、210的每一个中设置多个MU(未示出)。可以将MU连接到AAP 215、220或者AP 225-240中的任何一个。因此，AAP 215、220还可以将分组转发到与其连接的任何MU。在从AAP 215、220接收分组时，AP 225-240还可以将分组转发到与其连接的任何MU。另外，本地设备可以被设置在VLAN 205和/或VLAN 210内。可以将本地设备连接到交换机120、AAP215-220或者AP 225-240。根据在哪个本地设备中连接了组件，本地设备还可以接收广播数据分组。

应当注意，可以在VLAN 205、210内设置另外的AP。可以分别通过AP 225、230和AP 235、240来在VLAN 205、210内连接所述另外的AP。即，所述另外的AP可以不被直接连接到AAP 215、220。在第一实施例中，所述另外的AP可以经由控制通路被连接到交换机120，以传送WISP-H控制分组。在第二实施例中，可以从所述另外的AP向与AAP连接的AP的一个传送WISP-H控制分组。因此，可以经由具有到交换机120的控制通路的任何AP来向交换机120传送所述另外的AP的WISP-H控制分组。应当注意，WISP-H控制分组对于其中其进行始发的AP是唯一的。

图3示出了根据本发明的示例性实施例的通过图1的交换网络来传送数据的方法300。将参考图1的系统100、图2的WAN 200及其中的组件来描述所述方法300。应当注意，方法300可以适用于任何网络配置。即，方法300可以用于菊花链网络配置、网状网络配置、其组合等。例如，图1-2的系统100和WAN 200分别图示了菊花链网络配置。如下所述，可以对其应用方法300。在另一个示例中，方法300可以适用于网状网络配置。在网状网络中，基站网桥(base bridge)可以被用作到从交换机到AAP的进入网络的数据通路。基站网桥还可以被用作用于在WAN中设置的各种AP的控制通路。

在步骤305，交换机使用WAN数据通路(VPN隧道)来向在WAN中的每个VLAN的每个AAP传送广播数据分组。例如，在系统100中，交换机120可以使用WAN数据通路向AAP 125，由此向VLAN 121，传送广播数据分组。在另一个示例中，在WAN 200中，交换机200可以向AAP 215由此向VLAN 205以及向AAP 220由此向VLAN 220传送广播数据分组。应当注意，单个VLAN可以具有多个AAP。

在步骤310中，每个AAP向与其连接的每个设备转发广播数据分组。例如，在系统100中，AAP 125可以将广播数据分组转发到AP 130、135，MU 145、150和本地设备140。在另一个示例中，在WAN 200中，在AAP 220可以将广播数据分组转发到AP 235、240的同时，AAP 215可以将广播数据分组转发到AP 225、230。在任何一个示例中，AAP可以使用LAN数据通路将广播数据分组转发到AP。

在步骤315，进行连接到AAP的设备的至少一个是否是AP的确定。例如，在系统100中，AP 130、135进一步被连接到AAP 125。在另一个示例中，在WAN 200中，在AP 235、240进一步被连接到AAP 220的同时，AP 225、230进一步被连接到AAP 125。

如果做出AP被连接到AAP的确定，则方法300继续到步骤320。在步骤320中，每个AP向与其连接的每个设备转发广播数据分组。例如，在系统100中，在AP 135将广播数据分组转发到MU 170的同时，AP 130将广播数据分组转发到MU 155-165。在另一个示例中，在WAN 200中，AP 225-240可以进一步将广播数据分组转发到与其连接的任何设备。因此，如果将MU连接到AP 22-240的任何一个，则MU将以该方式接收广播数据分组。另外，如果将本地设备连接到AP 225-240的任何一个，则本地设备将以该方式接收广播数据分组。

在完成步骤320之后，方法300返回到步骤315，其中进行接收到广播数据分组的任何设备是否是AP的另一个确定。特定地，从步骤320返回到步骤315被用作对任何另外的转发设备是否已经接收到广播数据分组的确定。例如，在VLAN 121中，AP 130、135的任何一个可以进一步被连接到另一个AP。所述另外的AP可以具有至少一个与其连接的其他设备。因此，AP 130、135可以向所述另外的AP转发广播数据分组，所述另外的AP然后将广播数据分组转发到其连接的设备。在另一个示例中，MU 155可以从AP 130接收广播数据分组。另一个MU可以被连接到MU 155(例如，红外线无线电连接)。因此，除了接收设备之外，MU 155还可以是转发设备。一旦没有另外的转发设备接收广播数据分组(即，步骤315的否定确定)，则方法300结束。

如上所述，本发明的示例性实施例和示例性方法300可以适用于任何网络拓扑。上述的示例性实施例说明了作为菊花链的网络拓扑。所述示例性实施例还可以适用于网状拓扑。图4示出了根据本发明的示例性实施例的交换网络的网状拓扑。所述网格拓扑被实施为VLAN 400。VLAN 400包括AAP 405和AP 410-425。

考虑到网状拓扑，AAP 405可以被指定为包括对交换机120的有线连接的AP。如上所述，对交换机120的有线连接可以包括数据通路和控制通路。即，对交换机120的有线连接可以是VPN隧道。可以在VLAN400中将AP 410-425设置为大体上的网状。即，可以在VLAN 400中以任何数目的配置连接AP 410-425。如图所示，AP 410被连接到AAP 405。AP 410还被连接到AP 415-420。AP 415也被连接到AAP 405。AP 415还被连接到AAP 425。AP 420也被连接到AP 425。应当注意，上述的网状配置是部分连接的网状网络。即，使用例如点对点链路来将AP连接到多于一个的其他AP。但是，VLAN 400还可以是完全连接的网状网络，其中，使用例如点对点链路来将每个AP连接到每个其他的AP。

示例性方法300还可以适用于具有网状拓扑的VLAN 400。例如，交换机120可以向AAP 405传送广播数据分组。应当注意，其他实施例可以包括除了物理地连接到交换机120的AAP 405之外的AP。但是，仅仅单个AP被指定为AAP 405。但是，在AAP 405接收广播数据分组之后，连接到交换机120的其他AP通过网状网络来接收所述分组。还应当注意，网状网络的AP可以进行关于哪个AP成为AAP的确定。该确定可以遵循下述规定：成为AAP的AP包括对交换机105的物理连接。如果指定的AAP成为不可操作的，则具有对交换机120的物理连接的另一个AP可以被指定为AAP。可以由AP进行该确定，或者当下一个最低的媒体访问控制(MAC)地址成为AAP时，可以使用MAC地址。

与菊花链拓扑相反，AP可以被连接到多于一个的其他的AP。例如，将AP 415连接到AAP 405和AP 410、425。如上关于菊花链拓扑所讨论的，存在基本上线性的配置，使得建立用于转发广播数据分组的层级。因此，通过网状拓扑，其中连接客户端网桥(c1ient bridge)的基站网桥AP成为到APP的客户端网桥的通路。

可以用生成树协议(STP)来配置AP 410-425。所述STP可以拆下在参与网状拓扑的任何两个给定AP之间的任何冗余链路。这可以基于在AP之间的无线连接的接收到的信号强度指示符(RSSI)值来完成。因此，在任何给定时间，在任何两个给定的AP之间仅仅存在一个链路。RSSI值和基站网桥负载确定到基站网桥的最佳RF连接。向最佳的链路(例如，高RSSI)分配最高的优先级，而向最差的链路(例如，低RSSI)分配最低的优先级。但是，应当注意，对于诸如变成不可操作的活动连接的外部情况，仍然可以保持具有最差链路而不是最佳链路的任何链路。STP可以配置AP，使得阻塞其他通路以保持在任何两个给定AP之间的单个链路。因此，AP 410-425的STP可以负责在网状拓扑中的广播数据分组的分发，使得防止同一分组的冗余传输。

返回到图4的VLAN 400的网状拓扑，RSSI值可以指示：在APP 405到AP 410、415之间的链路最高；在AP 410到AP 420之间的链路最高；在AP 415到AP 425之间的链路最高。因此，当传送广播数据分组时，STP阻塞其他链路。因此，总是如根据本发明的示例性实施例的情况，来自交换机120的广播数据分组首先被转发到AAP 405。随后，按照示例性方法300，将分组从AAP 405转发到AP 410、415。然后，将分组从AP 410仅转发到AP 420。还将该分组从AP 415仅转发到AP 425。以该方式，本发明的示例性实施例的AAP架构也可以适用于网状拓扑。

对于本领域内的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以在本发明中进行各种修改。因此，希望发明涵盖所提供的本发明的修改和改变，该修改和改变在所附权利要求及其等同物的范围内。

Claims (23)

1.一种系统，包括：

交换机，所述交换机被设置在网络内，所述网络包括至少一个虚拟局域网；

锚接入点，所述锚接入点被设置在所述至少一个虚拟局域网中，所述锚接入点经由数据通路被连接到所述交换机，所述锚接入点被配置成经由所述数据通路从所述交换机接收广播数据分组；以及

至少一个接入点，所述至少一个接入点经由本地数据通路被连接到所述锚接入点，以经由所述本地数据通路从所述锚接入点接收所述广播数据分组，所述锚接入点和所述接入点进一步向与其连接的其他设备转发所述广播数据分组。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述至少一个接入点经由第一控制通路被连接到所述交换机，并且所述锚接入点经由第二控制通路被连接到所述交换机。

3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述锚接入点和所述至少一个接入点被配置成经由对应的控制通路来向所述交换机传送配置和统计分组的至少一个。

4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述其他设备包括连接到所述至少一个接入点的至少一个另外的接入点。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述至少一个另外的接入点经由另外的控制通路被连接到所述交换机，以向所述交换机传送配置和统计分组的至少一个。

6.根据权利要求1所述的系统，其中，所述其他设备包括与所述锚接入点进行无线通信的至少一个移动单元。

7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述其他设备包括至少一个本地设备。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述至少一个本地设备包括打印机、工作站、传真机、电话和扫描仪中的至少一个。

9.根据权利要求1所述的系统，其中，所述数据通路是虚拟专用网络隧道。

10.一种方法，包括：

从交换机向网络的锚接入点传送广播数据分组，所述锚接入点被包括在虚拟局域网中，所述虚拟局域网是所述网络的一部分；以及

从所述锚接入点向与其连接的设备转发所述广播数据分组。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，当所述设备的任何一个是接入点时，向与其连接的其他设备转发所述广播数据分组。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述锚接入点经由第一控制通路被连接到所述交换机，并且所述接入点经由第二控制通路被连接到所述交换机。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述锚接入点和所述接入点被配置成经由对应的控制通路来向所述交换机传送配置和统计分组的至少一个。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，至少一个另外的接入点被连接到所述至少一个接入点的一个。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述至少一个另外的接入点包括到所述交换机的另外的控制通路。

16.根据权利要求10所述的方法，其中，所述设备包括与所述锚接入点进行无线通信的至少一个移动单元。

17.根据权利要求10所述的方法，其中，所述设备包括至少一个本地设备。

18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述至少一个本地设备包括打印机、工作站、传真机、电话和扫描仪中的至少一个。

19.一种系统，包括：

交换机，所述交换机被设置在网络内，所述网络包括至少一个虚拟局域网；

中间转发装置，所述中间转发装置用于经由数据通路从所述交换机接收广播数据分组，所述中间转发装置被设置在所述至少一个虚拟局域网中；以及

至少一个接入点，所述至少一个接入点通过本地数据通路被连接到所述中间转发装置，以经由所述本地数据通路从所述中间转发装置接收所述广播数据分组，所述中间转发装置和所述接入点进一步向与其连接的其他设备转发所述广播数据分组。

20.一种锚接入点，包括：

第一连接器，所述第一连接器将所述锚接入点连接到交换机，所述第一连接器建立到所述交换机的数据通路，以接收广播数据分组；

第二连接器，所述第二连接器将所述锚接入点连接到所述交换机，所述第二连接器建立到所述交换机的控制通路，以向所述交换机传送配置和统计分组的一个；以及

至少一个另外的连接器，所述至少一个另外的连接器将所述锚接入点连接到其他设备，所述至少一个另外的连接器建立本地数据通路，以向所述其他设备传送所述广播数据分组。

21.一种系统，包括：

锚接入点，所述锚接入点被配置成经由数据通路被连接到分组分发装置，并且经由分立的锚接入端口控制通路被连接到所述分组分发装置，其中，所述锚接入点从所述分组分发装置接收广播数据分组；以及

多个接入点，每个接入点被配置成经由本地数据通路直接地或者间接地被连接到所述锚接入点，并且经由分立的接入点控制通路被连接到所述分组分发装置，其中，所述锚接入点经由对应的本地数据通路向每个接入点传送所述广播数据分组。

22.根据权利要求21所述的系统，其中，具有间接的本地数据通路的接入点的每一个是经由所述接入点的另一个。

23.根据权利要求21所述的系统，其中，所述锚接入点和所述接入点经由对应的控制通路来向所述分组分发装置传送控制分组。

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