CN101895970A - 分离平面无线网络结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了分离平面无线网络结构。分离平面移动网络结构将典型囊括在传统无线控制器中的控制平面操作和数据平面操作分开。配置提供统一的分离平面移动交换机，该交换机将单独的硬件元件中的数据传送和转换分开，并且利用集中式拓扑而不是仅通过范围内的相邻交换机，通过交换进行控制平面操作。与同一交换机处理控制平面和数据平面的处理需求的传统交换机部署相比，所公开的方法通过采用移动代理限定相邻交换机的可见性来分离数据平面处理基础。因此，在不离开由控制平面限定的基础架构的情况下，可以增强数据平面的路由能力，如处理同一用户群的对带宽要求越来越高的应用。

Description

分离平面无线网络结构
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2009年5月14日提交的标题为“Architecture forEfficiently Unifying Wired and Wireless Access Infrastructure”的61/178,290号美国临时专利申请在U.S.C.§119(e)下的利益，该申请的内容和教导通过引用全部包含于此。
背景技术
近年来由于手机的出现导致手持或高度便携的个人无线装置形式的计算能力日益增强，无线网络得到普及。所谓的WiFi和较新的WiMax能力提供无线路由和曾经只可通过有线连接实现的传输速率的吞吐量。较新的无线移动装置提供曾经只能在有线装置中获得的电子邮件、媒体播放和网络浏览的能力。随着个人移动装置日益普及，开发商继续提供对带宽要求越来越高的应用。因此，由此产生的用户需求引发产业响应，从而导致每个用户带宽消耗的增加。因此支撑该无线需求的基础网络结构被不断推进以传送用于支持该用户群的附加带宽。
发明内容
无线网络致力于提供与有线网络类似的性能，并且趋向于集中在与通常需要附加的和较可预测的带宽的有规律并可预测的工商业使用相对的个人消费者需要上，如电子邮件、语音呼叫、因特网浏览和其它计算活动，它们是个人用户的临时和自发需要。然而，基于WiFi的装置和更新的基于WiMax的通信的普及导致即使在公司环境中无线网络的使用也增加。因此，与将无线操作作为无关紧要的方面或根本不考虑的传统有线网络管理相反，现代网络管理考虑到有线和无线操作二者。
在传统网络中，在源和目的地之间的路由器、交换机和网络集线器等网络元件之间的一系列“跳跃(hop)”上传送消息流量。典型地通过注册和与管理服务器或节点的认证交换来进行用户的网络准入。以下这些初始管理操作、后续操作包括与例如用户浏览器站点或接收电子邮件等各种网络实体的交换，并且导致在由网络元件提供的转换结构上用户和被接入的站点之间的消息流量交换。与对准入用户进行数据传送和转换的数据平面操作相比，用于经由注册和认证的网络准入、接入控制、射频管理以及例如路由表和优先级等拓扑配置的管理操作也被称为控制平面操作。
传统的有线网络适于根据IEEE 802.11b/g引入WiFi，并且无线操作通常被视为另外添加到传统网络。因此，网络管理员通过将少量无线接入点和控制器作为附属物添加到有线基础设施上来处理该新技术。随着无线技术的发展，在802.11n中引入了高吞吐量(highthroughout，HT)传送，导致在用户继续线性增长时，对带宽需求指数增加。随着在手机、膝上计算机和PDA等便携式移动装置上对带宽要求越来越高的多媒体应用继续普及，下一阶段的WiFi和WiMax无线传送将可能遇到类似的瓶颈。
对传统有线(L2/L3)转换的无线扩展涉及用于支持移动用户的通道(tunnel)。如下面进一步讨论的，移动通道在交换机之间通信，支持漫游用户，并且接入通道经由服务于用户的覆盖区域的接入点向移动装置提供接入。数据平面在由接入和移动通道产生的虚拟端口的顶上像L2或L3交换机那样操作。下面还将进一步描述的交换机和接入点之间的链接除了传统的L2/L3(有线)链接外还包括建立这种通道。
这里的配置部分基于如下观察：由于更新的对带宽要求越来越高的装置和应用导致同一用户以指数速率消耗额外带宽，所以无线带宽需求随着用户群指数增长，因此引起数据平面操作比控制平面操作增长更快。不幸的是，传统无线网络具有控制平面和数据平面操作典型地囊括在同一网络元件中的缺点，并且因此受I/O束缚的数据平面操作，如需要大量带宽的图形和视频，可能受到网络元件(即，控制器)的制约，并且不容易适应不断的改进。因此，将控制平面和数据平面操作分开是有利的，这样使得可以修改数据平面基础设施以对应于无线(无线电)改变，而不会干扰对无线电技术的提高可能不敏感的对应控制平面。
因此，这里的配置通过提供将典型地囊括在传统无线控制器中的控制和数据平面操分开的分离平面结构基本克服了这种缺点。这里的配置提供一种统一的(unified)分离平面移动交换机，其将单独的硬件元件中的数据传送和转换分开，并且使用移动控制协议(MCP)通过与集中式移动控制器的交换来进行控制平面操作。与所有无线流量都从其通过的传统无线控制器相比，该统一移动交换机(移动交换机)传送有线和无线消息流量。无线电接入平面(接入平面)包括耦合到该统一交换机的无线接入点，用于通过虚拟LAN(VLAN)完成与各移动装置(用户装置)的无线连接。因此，经由该统一交换机到与用户相关联的VLAN，通过接入点到移动装置，进行移动(无线)用户的数据平面操作，其中无线电接入平面响应于无线控制器中的无线电接入控制器(RAC)完成从接入点到移动装置的无线链接。经由统一交换机中的移动代理(MA)进行控制平面操作，该移动代理以分级方式而不是传统的对等方式进行路由表/控制操作(当RAC完成准入和认证时)，并且该移动代理(MA)利用移动控制器(MC)响应于移动控制协议。
传统的路由表通过对等识别或所谓的“ping(查验)”配置建立连接性，其中每个路由器识别与其连接的相邻路由器，并且传播连接信息以将具有相邻路由器信息的路由表移植到每个路由器上。相反，这里的配置在移动控制器处应用移动交换机表。该移动交换机进行有线和无线传送，并且因此具有用于耦合到无线接入点和在接入点之间进行漫游转换同时也支持有线L2流量的无线交换机功能。该移动控制器将该移动交换机表发送到每个移动交换机以识别该移动交换机与其连接的其它交换机。该移动交换机表表示移动交换机之间的连接性(可见性)。因此，与传统的网络可见性相比，仅在另一个移动交换机的范围内并不意味着连接性；由移动交换机表明确指定连接性。
因此移动交换机表通过根据限定的连接性导引消息流量来限定拓扑，而不是仅通过范围内的交换机。因此，该移动交换机表可以限定交换机的层级、中央“看门人”交换机、每个交换机都相互连接的网状配置、或者任何其它适当的或任意的拓扑。换句话说，传统的路由进行对等传播，而该移动交换机表以自上而下的方式被发布，这允许可见性限定与传统的范围或连接可见性相比具有更高特异性。
更具体来说，这里的配置提供一种分离平面移动交换机，其包括与移动交换机的网络的互连，使得移动交换机限定移动域的数据平面，并且每个移动交换机具有与移动域的控制平面中移动控制器的耦合，用于接收路由可见性信息，其中所述数据平面针对用户数据流量进行路由和转换。每个移动交换机或统一交换机包括移动代理，该移动代理被配置成从移动控制器接收表示移动交换机之间的连接性的拓扑，使得移动控制器在计算上独立于每个移动交换机中的路由和吞吐量操作，其中移动交换机是统一的以提供有线和无线交换机(路由)。每个移动交换机中的移动代理被配置成从接收到的拓扑识别多个移动交换机中要与其建立连接性的移动交换机子集，并且典型地到接入点(AP)130的接口用于建立通信，然而AP 130不是强制性的-不管AP是否可用，交换机都能够工作。
因此每个移动交换机是分离平面移动交换机，其被配置成在无线网络结构中操作，该无线网络结构包括用于监视和管理认证和无线装置对无线接入点的接入的控制平面和用于通过接入点在无线装置之间接收、路由和传送数据的数据平面。该结构还包括用于通过管理与多个接入点上的无线用户的RF连接来保持无线连接性的接入平面。因此控制平面和数据平面分离开执行并且可独立调整，使得控制平面或数据平面之一可利用的处理资源的变化不影响其它平面可利用的处理资源。然而，这种方法不排除在内部使用相同的模型将控制平面和数据平面部署到单个箱中的配置-分离平面配置不一定强制这两个平面必须分开部署。例如，数据平面也可以包括非统一的转换装置，例如，作为专用的无线转换设备。可选地或者另外，控制平面可以在虚拟服务器(例如，VMware
Figure GSA00000109218100051
)中运行。
本发明的备选配置包括多程序或多处理计算装置，如工作站、手持或膝上计算机或专用计算装置等，它们配置有软件和/或电路(例如，上面概述的处理器)以处理本文中作为本发明的实施例公开的任意或全部方法操作。本发明的其它实施例包括软件程序，如Java虚拟机和/或操作系统，它们可以单独操作或者相互结合与多处理计算装置结合操作以进行上面概述的并且在下面详细公开的方法实施例步骤和操作。一个这种实施例包括具有计算机可读存储介质的计算机程序产品，该计算机可读存储介质包括在其上编码的计算机程序逻辑，当在耦合有存储器和处理器的多处理计算装置中执行时，该计算机程序逻辑编程该处理器以执行本文中作为本发明的实施例公开的操作，以执行数据接入请求。典型地作为在计算机可读介质如光学介质(例如，CD-ROM)、软盘或硬盘或其它介质如固件或一个或多个ROM、RAM或PROM芯片中的微码、现场可编程门阵列(FPGA)上设置或编码的软件、代码和/或其它数据(例如，数据结构)或者作为专用集成电路(ASIC)提供本发明的这种配置。可以将软件、固件或类似配置安装在计算装置上(例如，在操作系统执行期间或者在环境安装期间)以使计算装置执行本文中作为本发明的实施例解释的技术。
附图说明
通过以下对附图中示出的本发明具体实施例的描述，本发明的上述及其它目的、特征和优点将变得很明显，在全部附图中同样的附图标号表示相同的部分。附图不一定按比例绘出，重点应放在说明本发明的原理上。
图1是适于与本配置一起使用的移动域的背景图；
图2是图1的环境中统一的转换管理的流程图；
图3是可利用图2中的流程图操作的统一交换机配置的框图；
图4是适于在图1的移动域中操作的无线LAN的图；以及
图5-7是在图4的配置中无线LAN操作的流程图。
具体实施方式
下面描述作为例子的企业移动网络的配置，其限定例如在公司或大学校园或者适用于传统LAN的场所的移动域。由于统一交换机支持无线和有线消息流量，所以除了有线路由以外，统一交换机还执行无线交换机的功能，并且因此作为移动交换机操作以支持移动装置从一个交换机漫游到另一个交换机。在下面图中示出的作为例子的移动域包括交换机、接入点和用户装置等网络元件的配置，在设置和数量上适于说明要求保护的本发明的原理，并且在不偏离权利要求实质的情况下其它配置可以包括其它或附加的网络元件。
所公开的用于传送无线消息流量的分离平面结构被用于将多个移动交换机部署到移动域中，使得移动交换机限定移动域的数据平面并且具有与移动域的控制平面中移动控制器的耦合，其中数据平面针对用户数据流量进行路由和转换。每个移动交换机通过每个移动交换机中的移动代理从移动控制器接收表示移动交换机之间连接性的拓扑。该移动控制器在计算上独立于每个移动交换机中的路由和吞吐量操作。每个移动交换机从接收到的拓扑识别所述多个移动交换机中要与其建立连接性的一组移动交换机，并且在每个移动交换机处识别用于与对应于用户的移动装置建立通信的可利用的接入点。连接性可以穿过遍布在2层或3层网络(LAN或WAN)的通道。连接性还可以穿过特定配置中的直接物理链接。标准实施中的通道使用称为CAPWAP的封装，其使用UDP。还有其它普遍使用的封装(如移动IP、EtherIP等)。
图1是适于使用本配置的移动域的背景图。参考图1，移动域100通常可分成并行操作的不同平面，这些操作发生在限定移动域100的无线网络中。对照图1，移动域100是典型地包含公司或机构的具体场所的企业级网络，并且类似于传统上由传统LAN(局域网)服务的区域。在移动域100中，无线控制平面102通过无线控制器150进行用户接入和认证。无线控制平面102由此允许用户进入移动域100，并且还分别如箭头122、132和152所示，以配置、路由表、保密和无线电接入信息的形式传送控制信息。当允许进入移动域时(即，注册、激活无线用户装置110等)，典型的用户调用数据平面104，用于进行消息流量传送。数据平面104使用由控制平面102使用穿过网络连接142的结构的通信链132和122提供给移动交换机120和接入点130的控制信息对用户装置110进行数据传送和转换。无线接入平面106使用无线连接144桥接从无线接入点130到用户装置110的无线间隙，并且包括经由RF信道介质的数据调制和发送。无线接入平面106一般提供覆盖区域134-1...134-7的覆盖设置(统称为134)以支持无缝漫游。网络管理平面108提供移动域共用的项目的集中存储和协调，如应用112、用户认证信息和其它网络接入控制114以及接入和认证(AAA)数据库DB 116。网络管理系统(NMS)118还向操作员提供监督和诊断信息，如基于SNMP的询问。虚拟LAN(VLAN)160提供多个物理和/或无线连接142和144上的虚拟桥接以允许如所示出的覆盖区域134-1中的移动装置110移动到覆盖区域134-2作为移动装置110’那样，从覆盖区域134漫游到覆盖区域134-N。移动域100由此通过无线交换机120和接入点130为移动装置110提供移动连接性，并且如下面进一步讨论的还在移动背板140中并且为固定装置进行有线转换。
图2是在图1的环境中统一移动交换机120管理的流程图。参考图1和图2，本文公开的用于传送无线消息流量的方法包括将多个移动交换机120部署到移动域100中，使得移动交换机120限定移动域100的数据平面104并具有与移动域100的控制平面102中的无线控制器150的耦合，其中数据平面104进行如步骤200描述的针对用户数据流量的路由和转换。移动交换机120通过每个移动交换机120中的移动代理164(下面在图3和图4中进一步讨论)从无线控制器150接收表示移动交换机120之间连接性的拓扑，从而限定无线移动域100的移动背板140。无线控制器150确定如该拓扑中所反映的移动交换机120之间的可见性，而不是物理端口连接，因此移动交换机可以保持与其它移动交换机120的有线或无线连接。如步骤201中公开的，在传播该拓扑之后，移动控制器150由此在计算上保持独立于每个移动交换机120中的路由和吞吐量操作。如步骤202所示，该方法包括从接收到的拓扑识别所述多个移动交换机120-N中要与其建立连接性的一组移动交换机120。每个移动交换机120由此确定它将要与其建立连接的其它移动交换机120-N。然后该方法在每个移动交换机120、在可利用的接入点或其它移动交换机130处进行识别以通过其它移动交换机130提供对有线VLAN的远程接入，用于与手机、膝上计算机、上网本或PDA等移动装置110建立通信，其中移动装置110对应于用户。每个接入点130的合计覆盖区域形成局部无线覆盖区域(即，WiFi)，用于向用户群提供不间断的无缝无线覆盖。
图3是可利用图2中的流程图操作的统一交换机配置的框图。参考图1和图3，统一移动交换机120-1...120-3(统称为120)占用无线数据平面104。无线控制器150中的移动控制器170通过产生移动交换机表172(MST)和移动VLAN表(MVT)174进行用于计算连接性和拓扑的控制平面102的操作，并且向每个统一交换机120-1...120-3(统称为120)发送移动路由信息172’和移动VLAN信息174’。每个统一交换机120还耦合到一个或多个无线接入点130-1-1..130-3-5(统称为130)，用于与对应用户110’的移动装置110-1...110-4(统称为110)建立无线链接144。移动通道121保持统一交换机120之间的连接性，用于漫游移动装置110’(用户)，并且接入通道131提供从统一交换机120到服务于漫游用户110’的接入点130的连接性。
每个交换机120中的移动代理164-1...164-3(统称为164)接收移动路由信息172’和VLAN信息174’，用于进行无线路由和漫游操作。移动控制协议180将移动控制器170耦合到移动代理164中的每个，用于将控制平面102的路由和转换信息提供给各移动交换机120。与传统的对等路由相对照，在传统的对等路由中，当每个路由器表示到其邻居的“下一跳”时，路由表信息从路由器传播到路由器，而移动控制协议180以自上而下的方式将路由信息172’和174’分布到每个移动代理164。MST 172和移动VLAN表174信息的自上而下传播允许集中的拓扑管理，从而每个移动交换机120不需要具有相邻移动交换机120-N的可见性，而是如下面讨论的可以考虑到相关联的无线接入点130和相关覆盖区域134进行设置。交换机120通过建立到交换机120-N的远程VLAN来处理漫游移动装置110，以支持漫游到AP覆盖区域134的移动装置110(用户)。移动VLAN管理协议(MVMP)存在于AP 130和移动交换机120之间，使得用于建立远程VLAN 160的触发首先来自AP 130，然后交换机120将其传播到对等交换机120，通过调用虚线162所示的移动VLAN管理协议来支持漫游到覆盖区域134中的接入点130。
图4是配置成在图1的移动域中操作的无线LAN的图。参考图1、图3和图4，无线控制平面102可以作为多个无线控制器(服务器)150-1...150-3(统称为150)来实施，每个无线控制器包括移动控制器170和无线电接入控制器(RAC)136，用于经由控制平面链接132将保密、带宽和频率信息发送到接入点130。无线控制器150可升级以适应移动域100中接入点130的大小和数量，并且响应于无线管理系统109经由该接入进行网络准入控制114的操作并经由无线电接入控制器136进行认证DB 116的操作。包括其它有线交换机120’的核心网络190也响应于无线管理系统119以向公共接入网192如因特网和其它企业级网络提供遍及由移动域100服务的企业的连接性。应该指出，根据特定企业的需要，移动域100可以延伸像基础LAN核心网络190一样宽广，或者移动域100可以由装配有无线接入点130的场所子集来限定。核心网络190本身可以完全由统一交换机120组成。所公开的配置是作为例子的设置，因为当企业核心网络140本身统一时，所公开的统一分离平面设置的提高的吞吐量也增加。
继续参考图3和图4，在所公开的作为例子的配置中，移动控制协议180将移动交换机表172发送到每个统一交换机120中的移动代理164。统一交换机120按照移动交换机表172的限定建立相互连接。每个统一交换机120包括具有移动交换机表172(MST)和移动VLAN表174的移动代理124。移动交换机表172针对每个统一交换机120识别与其连接的其它统一交换机120-N。移动VLAN表174表示VLAN，其限定一组统一交换机120如何通过接入点提供对有线或无线VLAN的接入以使移动装置110与其它装置通信并允许漫游到其它统一交换机120的接入点。如上面提到的，移动交换机表172提供独立于统一交换机120的可见性或连接性的拓扑设置；换句话说，统一交换机120不需要像有线网络中典型的那样与它们具有(有线或无线)可见性的所有其它交换机120建立连接。相反，移动交换机表172识别统一交换机120的连接性，从而允许可以从高度连接的网状结构到层级方法的特定拓扑。
因此，该移动拓扑包括移动交换机表172，使得每个移动代理164经由移动控制协议180响应于移动交换机表172。移动交换机表172通过针对每个移动交换机120识别与要与其建立连接的一组其它移动交换机120-N来限定拓扑。还包括移动VLAN表174，使得移动VLAN表174表示每个移动装置110的接入点130和该移动装置为了消息流量而采用的移动交换机120。因此由多个移动交换机120限定数据平面104，其中每个移动交换机120具有对应的移动代理164，并且根据移动交换机表172调用与其它移动交换机120的选择性的连接性，用于无线移动装置110和接入点130之间的数据流量。
移动交换机表172限定移动域100中每个移动交换机的交换机可见性并且是该移动域中每个移动交换机120共有的。在一具体设置中，作为例子的MST 172-1描述分级的拓扑，其中在该等级的顶部，每个交换机120-2...120-5连接到120-1，如MST 172-1中的‘x’条目所示，并且由连接线172’示出。MST 172-2中的连接性示出包容性网状拓扑，其中每个统一交换机120-1...120-5以“星形”设置相互连接，如连接线172”所示。通过指示移动交换机表172中的条目可以指定各种其它拓扑。
图5-7是图4的配置中的无线LAN操作的流程图。参考图1和图3-7，如步骤300所示，传送无线消息流量包括将多个移动交换机120部署到移动域100中，使得移动交换机120限定移动域100的数据平面104。每个移动交换机具有与移动域100的控制平面102中移动控制器170的耦合，使得数据平面104响应于来自移动控制器170的控制平面拓扑和VLAN端口映射，针对用户数据流量进行路由和转换。在所公开的作为例子的配置中，如步骤301所示，移动交换机是可以在无线网络结构中操作的分离平面移动交换机。如步骤302所示，分离平面结构包括用于监视和管理认证和无线装置对无线接入点的接入的控制平面102，以及用于数据传送操作的数据平面104。如步骤303所示，控制平面102由多个移动代理164限定，每个移动代理164占用统一交换机120用于无线移动，并且响应于移动控制器170以接收移动交换机表172，其中移动交换机表172用于建立与其它统一交换机(移动交换机)120的连接性。
如步骤304所述，移动域100还包括数据平面104，用于经由接入点130在无线装置110之间接收、路由和传送数据。如步骤305所示，接入平面106通过在多个接入点130上管理经由移动装置110与无线用户110’的RF连接144来保持无线连接性。如步骤306所示，所公开的设置分开地并且以可独立调整的方式实现控制平面和数据平面，使得控制平面102或数据平面104之一可利用的处理资源的变化不影响其它平面102、104可利用的处理资源。与同一处理器处理控制层102和数据层104的处理需求的传统无线控制器部署相比，所公开的方法通过采用移动代理164限定相邻交换机120可见性来分开数据平面104的处理基础。因此，在不离开由控制平面102限定的基础架构的情况下，可以增强数据平面104的路由能力，如处理同一用户群的对带宽要求越来越高的应用。
如步骤307所示，移动控制器170限定移动交换机表172中的拓扑，使得移动交换机表172具有表示移动交换机120之间互连的连接性信息。如所发送的移动交换机表172’所示，移动控制器170以自上而下的方式从移动控制器170向每个移动交换机120处的移动代理164传播移动交换机表172。作为选择，移动控制器可以基于其它交换机的交换机可见性发布拓扑信息，而不是下载整个MST 172。因此，如步骤308所示，移动交换机表172限定移动域100中每个移动交换机120的交换机可见性，并且移动交换机表172是移动域100中每个移动交换机120共有的。
在作为例子的该配置中，如步骤309所示，移动控制器170根据移动控制协议180传播MST 172中的连接性信息，使得在控制平面102中的移动控制器170和移动交换机120中的每个移动代理164之间交换移动控制协议180以传送连接性信息172’。如步骤310所示，每个交换机120又通过每个移动交换机120中的移动代理164从移动控制器170接收表示移动交换机120之间连接性的拓扑，使得移动控制器170在计算上独立于每个移动交换机120中的路由和吞吐量操作。在所示出的作为例子的该配置中，如步骤311所示，拓扑包括移动交换机表172，其中每个移动代理164经由移动控制协议180响应于移动交换机表172，使得移动交换机表172通过针对每个移动交换机120识别要与其建立连接的一组其它移动交换机120-N来定义该拓扑。
如步骤312所示，每个移动交换机120从接收到的拓扑识别多个移动交换机中要与其建立连接性的一组移动交换机120-N。在作为例子的该配置中，如步骤313所示，每个移动交换机120还接收移动VLAN表174，其中移动VLAN表174表示针对每个移动装置110，移动装置110为了消息流量而采用的接入点130和移动交换机120。在所示出的作为例子的该设置中，如步骤314所示，MST 172和VLAN表174的发布通过在移动交换机120完全从移动控制器170接收连接性信息来保持控制和数据平面分离，使得移动交换机120由此通过在数据平面104与其它移动交换机交换数据传送信息如消息流量和VLAN成员信息来保持分离的数据平面104和控制平面102，分离的平面因此将控制和接入操作与传送和路由操作分开。
在该拓扑中，如步骤315所示，每个移动交换机120可以耦合到一个或多个接入点130以与移动装置110建立通信，使得移动装置110对应于移动域100的用户110’。如步骤316所示，当用户经由移动装置110启动时，接入点从移动装置110接收与移动域100建立无线通信的请求。如步骤317所示，典型地在该移动装置的本地VLAN，除非该用户在漫游，该请求触发识别对应于接入点130的移动交换机120。该请求首先触发了通过信道132利用无线控制平面102进行对该用户和对应的移动装置110的认证和授权操作。如步骤318所示，这导致针对该用户识别移动VLAN 160并且控制平面通过控制信道132将该信息传递到接入点130。
如步骤319所示，统一移动交换机120建立或限定表示数据通道从移动交换机120到接入点130的虚拟端口映射和接入点130与移动装置110之间的RF(射频)链接144的本地虚拟LAN(VLAN)160。因此，VLAN路径131限定从移动交换机120到移动装置110的广播域。该VLAN路径131包括交换机120和AP 130之间的通道，并且移动装置110与AP侧上的该通道相关联。因此VLAN路径131包括到接入点130的接入通道和从AP到移动装置110的无线链接144。在典型的配置中，这包括将端口与VLAN 160相关联，其中端口对应于有线路由目的地，如有线交换机120、120’，并且可经由接入点130接入对应于各移动装置110的VLAN。当各装置110被分配了唯一的VLAN 160时，在包括同一个AP 130的一个移动VLAN中可以有多个(100个)移动装置110。在移动域100中，较长距离的无线传输通常经历较大的干扰和分组丢失，因此，对最靠近移动装置110的接入点130采用有线传输通常是有益的。
通过步骤320的检查，当检测到由移动装置110移动到相邻覆盖区域134-N而触发的漫游条件时，如步骤321所示，移动交换机120识别对应于移动装置110的VLAN 160，使得VLAN现在通过数据通道延伸到接入点130并且延伸到从接入点130到移动装置110的RF连接144(上述)。当漫游移动装置离开接入点130的覆盖区域，进入由漫游的接入点服务的并且可能由远程交换机120服务的覆盖区域134时，移动交换机120识别该漫游移动装置。AP 130和无线控制平面(102)识别到覆盖区域上RF水平的移动。在数据平面104水平，这被表达为从一个AP 130的接入通道131到另一个‘漫游到的’接入点130的接入通道131的‘站移动’。在所公开的作为例子的配置中，如步骤322所示，VLAN 160对应于接入通道131，使得接入通道131处于与接入点130的通信中并且VLAN响应于移动代理164经由接入通道在远程交换机120处耦合到远程VLAN，并且识别远程VLAN，使得VLAN对应于接入通道131，其中接入通道131处于与接入点130的通信中，并且使得VLAN响应于移动代理164经由移动通道121在远程交换机120处耦合到远程VLAN 160，如步骤323所示。
该分离平面结构的独立性的进一步特征是使得分离平面包括控制平面、数据平面和接入平面，使得进行一个平面的失败切换不影响另一个平面中的操作。
在具体的配置中，统一交换机检测外来无线信号，并通过从没有连接到移动域中的至少一个移动交换机的无线目的地收到来识别欺诈路由器。
本发明提出了一种用于传送无线消息流量的方法，包括：
在移动域中部署多个移动交换机，所述移动交换机限定所述移动域的数据平面并且具有与所述移动域的控制平面中移动控制器的耦合，所述数据平面针对用户数据流量进行路由和转换；
通过每个移动交换机中的移动代理从所述移动控制器接收表示所述移动交换机之间的连接性的拓扑，所述移动控制器在计算上独立于每个所述移动交换机中的路由和吞吐量操作；
从所接收到的拓扑识别所述多个移动交换机中的用于建立连接性的一组移动交换机；以及
在每个移动交换机处识别与至少一个接入点或其它移动交换机的用于建立与移动装置的通信的链接，所述移动装置对应于用户。
在所述方法中，其中所述拓扑包括移动交换机表，每个所述移动代理通过移动控制协议响应于所述移动交换机表，所述移动交换机表通过针对每个移动交换机识别要与其建立连接的一组其它移动交换机来限定拓扑。
在所述方法中，还包括：
在接入点处接收来自移动装置的与所述移动域建立无线通信的请求；
识别对应于所述接入点的移动交换机；以及
限定表示从所述移动交换机到所述接入点的端口映射和所述接入点与所述移动装置之间的RF(射频)链接的虚拟局域网(VLAN)，所述虚拟局域网限定从所述移动交换机到所述移动装置的广播域。
在所述方法中，还包括：
识别对应于所述移动装置的虚拟局域网，所述虚拟局域网延伸到所述接入点和从所述接入点到所述移动装置的所述RF链接。
在所述方法中，其中由多个移动代理响应于用于接收移动交换机表的移动控制器来限定所述控制平面，所述移动交换机表用于建立与其他移动交换机的连接性。
在所述方法中，还包括将端口与虚拟局域网相关联，所述端口对应于有线路由目的地并且所述虚拟局域网对应于可通过接入点接入的各个移动装置。
在所述方法中，其中所述虚拟局域网对应于接入通道，所述接入通道与接入点通信，所述虚拟局域网通过接入通道响应于远程交换机处的移动代理而耦合到远程虚拟局域网；并且
当漫游的移动装置离开所述接入点的覆盖区域并且进入由所述远程交换机服务的覆盖区域时识别该漫游的移动装置。
在所述方法中，还包括以移动交换机表限定所述拓扑，所述移动交换机表具有表示所述移动交换机之间的互连的连接性信息，以自上而下的方式从所述移动控制器向每个移动交换机处的所述移动代理传播所述移动交换机表。
在所述方法中，还包括根据移动控制协议传播所述连接性信息，在所述控制平面中的所述移动控制器和所述移动交换机中的每个所述移动代理之间交换所述移动控制协议以传送所述连接性信息。
在所述方法中，还包括接收移动虚拟局域网表，所述移动虚拟局域网表表示每个移动装置的接入点和由所述移动装置为了消息流量而采用的移动交换机。
在所述方法中，还包括在所述移动交换机处完全从所述移动控制器接收连接性信息，所述移动交换机通过与其他移动交换机只交换包括所述数据平面中的消息流量的数据传送信息来保持分离的数据和控制平面，所述分离的平面将控制和接入操作与传送和路由操作分开。
本发明还提出了一种分离平面移动交换机，包括：
与多个移动交换器中的至少一个其他交换机的互连，所述移动交换机限定移动域的数据平面并且具有与所述移动域的控制平面中的移动控制器的耦合，所述数据平面针对用户数据流量进行路由和转换；
移动代理，被配置成从移动控制器接收表示所述移动交换机之间的连接性的拓扑，所述移动控制器在计算上独立于每个所述移动交换机中的路由和吞吐量操作；
所述移动代理被配置成从所接收到的拓扑识别所述多个移动交换机中的用于建立连接性的移动交换机子集；以及
与至少一个接入点的接口，用于建立与移动装置的通信，所述移动装置对应于用户。
在所述的移动交换机中，其中所述拓扑包括：
移动交换机表，每个所述移动代理通过移动控制协议响应于所述移动交换机表，所述移动交换机表通过针对每个移动交换机识别用于与其建立连接的一组其它移动交换机来限定拓扑；以及
移动虚拟局域网表，所述移动虚拟局域网表表示每个移动装置的接入点和由所述移动装置针对消息流量而采用的移动交换机，由多个移动交换机限定所述数据平面，每个所述移动代理具有对应的移动交换机并且根据所述移动交换机表具有与其它移动交换机的选择性的连接性，该连接性用于无线装置和所述接入点之间的数据流量。
在所述的移动交换机中，其中所述移动交换机表限定所述移动域中的每个移动交换机的交换机可见性并且是所述移动域中的每个移动交换机共有的。
在所述的移动交换机中，其中所述移动交换机是可以在无线网络结构中操作的分离平面移动交换机，其包括：
控制平面，用于监视和管理无线装置的认证以及对无线接入点的接入；
数据平面，用于通过所述接入点在无线装置之间接收、路由和传送数据；以及
接入平面，用于通过管理与多个接入点上的无线用户的RF连接来保持无线连接性；
所述控制平面和所述数据平面分开实施并且可独立调整，使得所述控制平面或所述数据平面之一可以利用的处理资源的变化不影响其它平面可利用的处理资源。
在所述的移动交换机中，其中所述分离平面包括控制平面、数据平面和接入平面，并且还包括进行所述平面之一的故障切换而不影响另一个平面中的操作。
在所述的移动交换机中，还包括通过收到没有连接到所述移动域中的至少一个移动交换机的无线目的地来识别欺诈路由器。
本发明还提出了一种用于管理分离平面无线网络的方法，该方法包括：
识别控制平面操作，所述控制平面操作用于进行用户接入、认证和管理操作；
识别数据平面操作，所述数据平面操作用于进行包括用户数据的路由和传送的数据流量操作；以及
识别接入平面操作，所述接入平面操作用于无线传送，包括对接入点的频率分配、传送用数据调制、通过所述接入点从多个移动装置发送和接收数据。
在所述的方法中，还包括限定控制平面和数据平面操作的分离平面安排，所述分离平面将所述控制和接入操作与所述传送和路由操作分开，使得所述控制平面的准许和接入操作在计算上独立于限定所述数据平面的多个移动交换机中的每个中的路由和吞吐量操作。
在所述的方法中，其中所述分离平面排列还包括在独立处理器的控制下在分开的处理区域中进行所述控制平面和数据平面操作，所述分开的处理领域使所述平面之一的处理命令不消耗另一平面的处理资源
本领域的技术人员应该容易理解，在这里限定的用于分离平面无线网络管理的程序和方法可以用多种形式交付给用户处理和渲染装置，包括但不限于a)永久保存在非可写入的存储介质如ROM装置上的信息，b)可修改地保存在可写入的存储介质如软盘、磁带、CD、RAM装置和其它磁光介质上的信息，或者c)通过通信介质例如在因特网或电话调制解调器线路等电子网络中传送到计算机的信息。该操作和方法能够以软件可执行对象来执行，或者作为一组编码指令，由处理器响应于该指令来执行。作为选择，可以使用硬件组件，如专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、状态机、控制器或其它硬件组件或装置，或者硬件、软件和固件组件的组合，来整体或部分体现在这里公开的操作和方法。
尽管已经关于其实施例具体示出和描述了用于分离平面无线网络管理的系统和方法，但是本领域的技术人员应该理解，在不偏离由所附权利要求限定的本发明范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种变化。

Claims (10)

1.一种用于传送无线消息流量的方法，包括：
在移动域中部署多个移动交换机，所述移动交换机限定所述移动域的数据平面并且具有与所述移动域的控制平面中移动控制器的耦合，所述数据平面针对用户数据流量进行路由和转换；
通过每个移动交换机中的移动代理从所述移动控制器接收表示所述移动交换机之间的连接性的拓扑，所述移动控制器在计算上独立于每个所述移动交换机中的路由和吞吐量操作；
从所接收到的拓扑识别所述多个移动交换机中的用于建立连接性的一组移动交换机；以及
在每个移动交换机处识别与至少一个接入点或其它移动交换机的用于建立与移动装置的通信的链接，所述移动装置对应于用户。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述拓扑包括移动交换机表，每个所述移动代理通过移动控制协议响应于所述移动交换机表，所述移动交换机表通过针对每个移动交换机识别要与其建立连接的一组其它移动交换机来限定拓扑。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
在接入点处接收来自移动装置的与所述移动域建立无线通信的请求；
识别对应于所述接入点的移动交换机；以及
限定表示从所述移动交换机到所述接入点的端口映射和所述接入点与所述移动装置之间的RF(射频)链接的虚拟局域网(VLAN)，所述虚拟局域网限定从所述移动交换机到所述移动装置的广播域。
4.根据权利要求3所述的方法，还包括：
识别对应于所述移动装置的虚拟局域网，所述虚拟局域网延伸到所述接入点和从所述接入点到所述移动装置的所述RF链接。
5.根据权利要求2所述的方法，其中由多个移动代理响应于用于接收移动交换机表的移动控制器来限定所述控制平面，所述移动交换机表用于建立与其他移动交换机的连接性。
6.根据权利要求5所述的方法，还包括将端口与虚拟局域网相关联，所述端口对应于有线路由目的地并且所述虚拟局域网对应于可通过接入点接入的各个移动装置。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述虚拟局域网对应于接入通道，所述接入通道与接入点通信，所述虚拟局域网通过接入通道响应于远程交换机处的移动代理而耦合到远程虚拟局域网；并且
当漫游的移动装置离开所述接入点的覆盖区域并且进入由所述远程交换机服务的覆盖区域时识别该漫游的移动装置。
8.根据权利要求1所述的方法，还包括以移动交换机表限定所述拓扑，所述移动交换机表具有表示所述移动交换机之间的互连的连接性信息，以自上而下的方式从所述移动控制器向每个移动交换机处的所述移动代理传播所述移动交换机表。
9.一种分离平面移动交换机，包括：
与多个移动交换器中的至少一个其他交换机的互连，所述移动交换机限定移动域的数据平面并且具有与所述移动域的控制平面中的移动控制器的耦合，所述数据平面针对用户数据流量进行路由和转换；
移动代理，被配置成从移动控制器接收表示所述移动交换机之间的连接性的拓扑，所述移动控制器在计算上独立于每个所述移动交换机中的路由和吞吐量操作；
所述移动代理被配置成从所接收到的拓扑识别所述多个移动交换机中的用于建立连接性的移动交换机子集；以及
与至少一个接入点的接口，用于建立与移动装置的通信，所述移动装置对应于用户。
10.一种用于管理分离平面无线网络的方法，该方法包括：
识别控制平面操作，所述控制平面操作用于进行用户接入、认证和管理操作；
识别数据平面操作，所述数据平面操作用于进行包括用户数据的路由和传送的数据流量操作；以及
识别接入平面操作，所述接入平面操作用于无线传送，包括对接入点的频率分配、传送用数据调制、通过所述接入点从多个移动装置发送和接收数据。
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