CN102387608B - WiFi接入点接入方法、WiFi接入点及WiFi系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种WiFi接入点接入方法、WiFi接入点及WiFi系统,涉及通信技术,本发明实施例在WiFi系统中增加3G网络中的RAN及PSCN,在AP中增加3G模块,使得AP可以作为3G终端接入3G网络,进而通过RAN及PSCN连接AP和AC/BRAS,由于3G网络覆盖比较广泛,所以通过3G网络来实现接入点的接入,降低了AP接入AC/BRAS的复杂度。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术,尤其涉及一种WiFi接入点接入方法、WiFi接入点及WiFi系统。
背景技术
目前,在WiFi(Wireless Fidelity)系统中,包括STA(STAtion,站点,即Wi-Fi用户)、AP(Access Point,接入点)、AC(Access Controller,接入控制器)、BRAS(Broadband Remote Application Server,宽带远程接入服务器)、Portal Server(关口服务器)、RADIUS(Remote Authentication Dial-in UserService,远端用拔入验证服务)等节点,WiFi系统组网示意图如图1所示。
图1中,STA与AP之间的接口是空中接口,采用无线传输,符合IEEE802.11a/b/g/n等协议规范。AP与AC/BRAS之间的接口符合CAPWAP(Control And Provisioning of Wireless Access Point Protocol,无线接入点控制与配置协议)协议规范,采用有线传输。
WiFi网络工作过程大致可以划分为3个阶段:
阶段1为WiFi接入点接入WiFi系统,即AP上电接入AC的过程,在该过程中,AP可以通过DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol,动态主机配置协议)方式获得AP的IP地址,并通过DHCP Option43(DHCP选项格式43)属性或DNS(Domain Name System,域名系统)解析等方式获得AC的IP地址。AP取得AC的IP地址后,主动发起与AC的认证连接。AC对AP进行验证后,与AP建立CAPWAP(Control And Provisioning of Wireless Access PointProtocol,无线接入点控制与配置协议)隧道连接。通过该CAPWAP隧道,AP即可从AC下载相应的配置文件,获得配置信息,完成自身配置。
阶段2:Wi-Fi用户认证。首先,Wi-Fi用户通过标准的DHCP协议获得IP地址,该地址由AC/BRAS为其分配;之后,Wi-Fi用户访问Web(网页)服务器,发起HTTP(HyperText Transfer Protocol,超文本传输协议)请求。AC/BRAS截获HTTP请求,强制用户到Portal(入口)服务器认证。Portal服务器向Wi-Fi用户推送Web认证页面。用户在认证页面上填入user name(用户名)和password(密码)等信息,提交到Portal服务器。Portal服务器接收到用户信息,向RADIUS(Remote Authentication Dial-in User Service,远端用拔入验证服务)发出用户信息查询请求,由RADIUS服务器完成用户信息的验证。
阶段3:Wi-Fi用户数据传输。Wi-Fi用户认证通过后,通过CAPWAP隧道,AP将Wi-Fi用户数据通过隧道传送到AC/BRAS。以上行数据为例,CAPWAP报文中IP(Internet Protocol因特网协议)头的填写方式如图2所示,CAPWAP报文包括IP头、UDP头、CAPWAP头以及CAPWAP净荷,其中,CAPWAP净荷中还包括IP头和WiFi用户数据,CAPWAP报文的IP头用斜线填充,在CAPWAP报文的IP头中,Source IP(源IP)为AP设备的IP,TargetIP(目的IP)为AC设备的IP,CAPWAP净荷的IP头用竖线填充,在CAPWAP净荷的IP头中,Source IP为WiFi用户的IP,Target IP为所访问的网页的IP。
如图3所示,WiFi网络工作过程包括:
阶段1中包括:
步骤S301、AP上电,发起DHCP请求;
步骤S302、AP得到AP的IP地址;
步骤S303、AP得到AC的IP地址;
步骤S304、AP与AC建立CAPWAP隧道连接;
步骤S305、AP完成自身配置;
步骤S306、AC/BRAS为WiFi用户分配IP地址;
步骤S307、WiFi用户认证与数据传输。
AP是Wi-Fi组网中的一个重要传输媒介,它通常是通过交换机或路由器等设备与AC/BRAS连接,采用有线连接方式。有线连接方式会造成网络布线复杂、繁琐。AP本身覆盖范围小,因此总体需要的数量会很多。在室外安装足够多的AP,意味着较高的工程成本和较长的建设周期。
因此,Wi-Fi组网通常只限于室内热点地区,由于WiFi系统的技术特性,对移动性的支持较差,对于一些有较高移动性要求的场景,轻则会造成业务中断,重则将造成业务无法使用。
发明内容
本发明实施例提供一种WiFi接入点接入方法、WiFi接入点及WiFi系统,以降低AP接入AC/BRAS的复杂度。
一种WiFi接入点接入方法,包括:
接入点接入第三代3G网络,并获得自身在3G网络中的因特网协议IP地址;
接入点通过预先设定的接入控制器AC域名及3G网络地址服务器,获得AC的IP地址,所述AC与3G网络连接;
接入点通过自身在3G网络中的IP地址与AC建立连接。
一种WiFi接入点,包括:
3G接入单元,用于接入第三代3G网络,并获得自身在3G网络中的因特网协议IP地址;
地址获取单元,用于通过预先设定的接入控制器AC域名及3G网络地址服务器,获得AC的IP地址,所述AC与3G网络连接;
连接建立单元,用于通过自身在3G网络中的IP地址与AC建立连接。
一种WiFi系统,包括:接入点、3G网络及AC,其中:
接入点,用于接入第三代3G网络,并获得自身在3G网络中的因特网协议IP地址;通过预先设定的接入控制器AC域名及3G网络地址服务器,获得AC的IP地址;通过自身在3G网络中的IP地址与AC建立连接;
AC,与3G网络连接,并在接收到接入点的连接请求时,与所述接入点建立连接。
本发明实施例提供一种WiFi接入点接入方法、WiFi接入点及WiFi系统,在WiFi系统中增加3G网络中的RAN(Radio Access Network,无线接入网络)及PSCN(Packet Switch Core Network,分组交换核心网络),在AP中增加3G模块,使得AP可以作为3G终端接入3G网络,进而通过RAN及PSCN连接AP和AC/BRAS,由于3G网络覆盖比较广泛,所以通过3G网络来实现接入点的接入,降低了AP接入AC/BRAS的复杂度。
附图说明
图1为现有技术中WiFi网络结构示意图;
图2为现有技术中CAPWAP报文结构示意图;
图3为现有技术中WiFi接入点接入方法流程图;
图4为本发明实施例中WiFi接入点接入方法流程图;
图5为本发明实施例中WiFi网络结构示意图;
图6a为本发明实施例中协议栈结构示意图;
图6b为本发明实施例中CAPWAP报文结构示意图;
图7为本发明实施例中较具体的WiFi接入点接入方法流程图;
图8为本发明实施例中WiFi接入点结构示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供一种WiFi接入点接入方法、WiFi接入点及WiFi系统,在WiFi系统中增加3G网络中的RAN及PSCN,在AP中增加3G模块,使得AP可以作为3G终端接入3G网络,进而通过RAN及PSCN连接AP和AC/BRAS,由于3G网络覆盖比较广泛,所以通过3G网络来实现接入点的接入,降低了AP接入AC/BRAS的复杂度。
如图4所示,本发明实施例提供的WiFi接入点接入方法包括:
步骤S401、接入点接入3G网络,并获得自身在3G网络中的IP地址;
步骤S402、接入点通过预先设定的AC域名及3G网络地址服务器,获得AC的IP地址,其中,AC与3G网络相连接;
步骤S403、接入点通过自身在3G网络中的IP地址与AC建立连接。
由于通过3G网络来连接接入点和AC,所以只要存在3G网络的地方均可以使得接入点接入AC/BRAS,因此,降低了接入点接入AC/BRAS的复杂度,便于布设较多的WiFi接入点。
本发明实施例中的接入点具有3G终端的功能,能够接入3G网络,同时,将AC与3G网络连接,因此,可以通过3G网络来实现与AC的连接。
同时,由于AP作为3G终端接入3G网络,所以AP与3G网络之间是无线连接,AP可以设置在火车、公交车等对移动性要求较高的场所中,进而提高了WiFi网络对移动性的支持。
如图5所示,本发明实施例提供的WiFi系统中包括:接入点501、3G网络502及AC503,其中:
接入点501,用于接入3G网络502,并获得自身在3G网络502中的IP地址;通过预先设定的AC域名及3G网络502地址服务器,获得AC的IP地址;通过自身在3G网络中的IP地址与AC建立连接;
AC503,与3G网络502连接,并在接收到接入点的连接请求时,与接入点建立连接。
3G网络包括3G RAN(Radio Access Network,无线接入网络)以及3GPSCN(Packet Switch Core Network,分组交换核心网络),其中,3G RAN中包括NodeB(基站)和RNC,3G PSCN中包括SGSN(Serving GPRS Support Node服务GPRS支持节点)和GGSN(Gateway GPRS Support Node关口GPRS支持节点),AC与GGSN连接。
AP与WiFi STA(WiFi用户设备)之间通过空中接口连接,采用无线传输,符合IEEE802.11a/b/g/n等协议规范;同时,它具有3G终端功能,与3G RAN之间的接口也是空中接口,采用无线传输,符合3GPP相关协议规范。
AP在接入WiFi网络时,首先需要接入3G网络,AP在3G网络注册并通过鉴权后,即表示该AP为3G网络合法用户,可以使用3G网络资源。由于在AP中,已经预先设置了要连接的AC的域名以及3G网络中的DNS服务器的地址,所以AP设备连接AC之前,可以通过AC的域名在DNS服务器中获得AC的IP地址。
首先,AP在接入3G网络后,需要触发PDP(Packet Data Protocol,分组数据协议)激活过程,并获得自身在3G网络中的IP地址;再进一步通过自身在3G网络中的IP地址连接3G网络地址服务器DNS;根据预先设定的AC域名,获得AC的IP地址;进而与AC进行交互,发起与AC的认证连接。AC在对AP进行验证后,与AP建立CAPWAP隧道连接。AP通过该CAPWAP隧道从AC下载相应的配置文件,获得配置信息,完成自身配置。
在有WiFi用户通过该AP接入时,其用户认证与数据传输过程同样是经由CAPWAP隧道进行,只是需要RAN和PSCN转发CAPWAP报文。
在上行数据传输过程中,WiFi用户数据添加上IP包头后,使用CAPWAP协议格式封装,WiFi数据的IP包头中,源IP为WiFi用户IP地址、目的IP为WiFi用户访问网页IP地址。CAPWAP报文的IP头中,源IP填写为AP在3G网络中的IP地址、目的IP填写为AC的IP地址。数据经RAN/PSCN透明传输,到达GGSN后,GGSN根据目的IP进行路由,将数据转发给AC。
在下行数据传输过程中,GGSN收到数据包后,确定其IP头中源IP为AC的IP地址、目的IP为AP在3G网络中的IP地址,则GGSN根据目的地址进行路由,数据经PSCN/RAN透明传输,AP设备收到后,从CAPWAP报文中获得WiFi用户数据,再根据WiFi用户数据前的IP头将该WiFi用户数据转发给相应的用户。
本发明实施例中,CAPWAP隧道的协议栈如图6a所示,WiFi用户与AP通过WiFi网络传输数据,AP与AC之间通过3G网络及有线连接传输数据。
本发明实施例中,上行的CAPWAP报文结构如图6b所示,仍然包括IP头、UDP头、CAPWAP头以及CAPWAP净荷,其中,CAPWAP净荷中还包括IP头和WiFi用户数据,图6b中,斜线部分为CAPWAP报文的IP头,在CAPWAP报文的IP头中,源IP为AP在3G网络中的IP地址,目的IP为AC设备的IP地址,竖线部分为CAPWAP净荷的IP头,在CAPWAP净荷的IP头中,源IP为WiFi用户的IP,目的IP为所访问的网页的IP。
下面结合图7对本发明实施例提供的WiFi接入点接入方法进行具体说明,该方法包括:
步骤S701、接入点在3G网络中注册、鉴权;
步骤S702、AP在3G网络中发起DNS请求;
步骤S703、AP发起PDP激活请求;
步骤S704、AP通过PDP激活,获得自身IP地址;
步骤S705、AP通过自身在3G网络中的IP地址连接3G网络地址服务器,并根据预先设定的AC域名,获得AC的IP地址;
步骤S706、AP与AC建立CAPWAP隧道;
步骤S707、AP从AC下载配置文件,完成自身配置;
步骤S708、WiFi用户接入,AC为WiFi用户分配IP地址;
步骤S709、进行WiFi用户认证和数据传输。
其中,3G网络地址服务器具体为DNS服务器,AC与3G网络中的GGSN连接。
本发明实施例还提供一种WiFi接入点,如图8所示,包括:
3G接入单元801,用于接入3G网络,并获得自身在3G网络中的IP地址;
地址获取单元802,用于通过预先设定的AC域名及3G网络地址服务器,获得AC的IP地址,AC与3G网络连接;
连接建立单元803,用于通过自身在3G网络中的IP地址与AC建立连接。
其中,3G接入单元801具体用于:
在3G网络注册并通过鉴权;
进行PDP激活,并获得自身在3G网络中的IP地址。
地址获取单元802具体用于:
通过自身在3G网络中的IP地址连接3G网络地址服务器;
根据预先设定的AC域名,获得AC的IP地址。
本发明实施例提供一种WiFi接入点接入方法、WiFi接入点及WiFi系统,在WiFi系统中增加3G网络中的RAN及PSCN,在AP中增加3G模块,使得AP可以作为3G终端接入3G网络,进而通过RAN及PSCN连接AP和AC/BRAS,由于3G网络覆盖比较广泛,所以通过3G网络来实现接入点的接入,降低了AP接入AC/BRAS的复杂度。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (4)
1.一种WiFi接入点接入方法,其特征在于,包括:
接入点接入第三代3G网络,并获得自身在3G网络中的因特网协议IP地址;
接入点通过预先设定的接入控制器AC域名及3G网络地址服务器,获得AC的IP地址,所述AC与3G网络连接;
接入点通过自身在3G网络中的IP地址与AC建立连接;
其中,所述接入点接入3G网络,并获得自身在3G网络中的IP地址,具体包括:接入点在3G网络注册并通过鉴权;接入点进行分组数据协议PDP激活,并获得自身在3G网络中的IP地址;
所述接入点通过预先设定的AC域名及3G网络地址服务器,获得AC的IP地址,具体包括:接入点通过自身在3G网络中的IP地址连接3G网络地址服务器;根据预先设定的AC域名,获得AC的IP地址。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述3G网络地址服务器具体为域名系统DNS服务器;
所述AC与3G网络连接,具体为:所述AC与3G网络中的关口GPRS支持节点GGSN连接。
3.一种WiFi接入点,其特征在于,包括:
3G接入单元,用于接入第三代3G网络,并获得自身在3G网络中的因特网协议IP地址;
地址获取单元,用于通过预先设定的接入控制器AC域名及3G网络地址服务器,获得AC的IP地址,所述AC与3G网络连接;
连接建立单元,用于通过自身在3G网络中的IP地址与AC建立连接;
其中,所述3G接入单元具体用于:在3G网络注册并通过鉴权;进行分组数据协议PDP激活,并获得自身在3G网络中的IP地址;
所述地址获取单元具体用于:通过自身在3G网络中的IP地址连接3G网络地址服务器;根据预先设定的AC域名,获得AC的IP地址。
4.一种WiFi系统,其特征在于,包括:接入点、3G网络及AC,其中:
接入点,用于接入第三代3G网络,并获得自身在3G网络中的因特网协议IP地址;通过预先设定的接入控制器AC域名及3G网络地址服务器,获得AC的IP地址;通过自身在3G网络中的IP地址与AC建立连接;
AC,与3G网络连接,并在接收到接入点的连接请求时,与所述接入点建立连接;
其中,所述接入点接入3G网络,并获得自身在3G网络中的IP地址,具体包括:接入点在3G网络注册并通过鉴权;接入点进行分组数据协议PDP激活,并获得自身在3G网络中的IP地址;
所述接入点通过预先设定的AC域名及3G网络地址服务器,获得AC的IP地址,具体包括:接入点通过自身在3G网络中的IP地址连接3G网络地址服务器;根据预先设定的AC域名,获得AC的IP地址。
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