CN102395170A - 无线网络中的交递系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种无线网络中的交递系统及方法，所述方法由一移动节点来执行。在限制性延迟频道切换方法中，移动节点在交递期间周期性地在第一频道及多个其它频道中的一者间作切换，由服务接取点，使用第一频道来传送信息包至相应节点或从相应节点接收信息包，以及使用其它频道中的一者来对目标接取点执行交递程序。在双媒体存取控制地址切换方法中，移动节点使用第一媒体存取控制地址来从服务接取点传送/接收信息包，以及使用第二媒体存取控制地址来对目标接取点执行交递程序。其中在多个信息包间隔中的多个工作周期切换至所述第一频道，在所述信息包间隔中的多个休眠周期切换至所述其它频道，而所述工作周期及所述休眠周期交错产生。
Description
本申请是于2007年1月29日向国家知识产权局提出的名称为“无线网络中的交递系统及方法”的申请的分案申请。
技术领域
此发明有关于无线局域网络，特别是一种在安全性无线局域网络中的交递系统及方法(Systems and Methods for Handoff in Wireless Network)。
背景技术
在无线局域网络中，移动节点(mobile node，MN)连结于一个接取点，并通过所连结的接取点(access point，AP)来与相应节点(corresponding node，CN)交换数据与声音信息包(packets)。当移动节点远离一个接取点并能从另一个接取点得到较好的无线电连结时，执行一个交递程序，将正在进行的通话及数据段由所连结的接取点转到另一个接取点(即目标接取点)。交递程序需要时间来对目标接取点进行验证、授权与授予数据加密钥匙。因此，一些信息包，包括数据的信息包及声音信息包可能在交递程序期间遗失，降低了数据或声音传输的品质。
发明内容
本发明提供一种在安全性网络中交递的方法，由一个移动节点来执行，包括下列步骤：在交递期间周期性地在第一频道及多个其它频道中的一者间作切换。由移动节点已连结的服务接取点，使用第一频道来传送多个信息包至相应节点或从相应节点接收多个信息包；以及使用其它频道中的一者来对将用以连结移动节点的目标接取点执行交递程序。在多个信息包间隔中的多个工作周期切换至第一频道，在这些信息包间隔中的多个休眠周期切换至其它频道，而工作周期及休眠周期交错产生。
本发明另提供一种在安全性网络中交递的方法，由一个移动节点来执行，包括下列步骤：移动节点使用第一媒体存取控制地址连结服务接取点，以从相应节点传送/接收多个信息包。移动节点使用第二媒体存取控制地址来对目标接取点执行交递程序。一旦完成交递程序，移动节点经由目标接取点来从相应节点传送/接收多个信息包。
本发明提供一种在安全性网络中的交递系统，实现于一个移动节点，该交递系统包括一个通讯单元与一个耦接于通讯单元的处理器。处理器用以在交递期间周期性地控制通讯单元于第一频道及多个其它频道中的一者间作切换。由移动节点已连结的服务接取点，使用第一频道来从相应节点传送/接收多个信息包；并且使用其它频道中的一者来对将用以连结移动节点的目标接取点执行交递程序。在信息包间隔中的工作周期切换至第一频道，在信息包间隔中的休眠周期切换至其它频道，其中工作周期及休眠周期交错产生。
本发明另提供一种在安全性网络中的交递系统，实现于一个移动节点中，该交递系统包括一个通讯单元与一个耦接于通讯单元的处理器。处理器使用第一媒体存取控制地址经由通讯单元连结服务接取点，以从相应节点传送/接收多个信息包，处理器使用第二媒体存取控制地址对目标接取点执行交递程序。一旦完成交递程序，移动节点经由目标接取点来从相应节点传送/接收信息包。
附图说明
图1a为依据本发明实施例的一移动节点示意图；
图1b为在移动节点移动期间的信号强度变化示意图；
图2a、图2b为使用EAP-MD5的IEEE 802.1x交递程序的顺序图；
图3a至图3c为使用EAP-TLS加四向交握协议的IEEE 802.11i交递程序的顺序图；
图4a、图4b为IEEE 802.11f加IEEE 802.11i交递程序的顺序图；
图5为依据本发明实施例的实施交递方法的移动节点的硬件架构示意图；
图6为电话网络信息包交换的上行及下行的时序图；
图7为范例的使用限制性延迟频道切换的主动扫描示意图；
图8为范例的一部份四向交握示意图；
图9为范例的在省电模式中切换频道的时序图；
图10a、图10b为当使用限制性延迟频道切换方法时，使用EAP-MD5的IEEE 802.1x交递程序的示意图；
图11a、图11b为当使用限制性延迟频道切换及双媒体存取控制地址交换方法时，使用EAP-MD5的IEEE 802.1x交递程序的顺序图；
图12a至图12c为当使用限制性延迟频道切换方法时，使用EAP-TLS加四向交握协议的IEEE 802.11i交递程序的顺序图；
图13a至图13c为当使用限制性延迟频道切换及双媒体存取控制地址交换方法时，使用EAP-TLS加四向交握协议的IEEE 802.11i交递程序的顺序图；
图14a、图14b为当使用限制性延迟频道切换方法时，IEEE 802.11f加IEEE 802.11i交递程序的顺序图；
图15a、图15b为当使用限制性延迟频道切换及双媒体存取控制地址交换方法时，IEEE 802.11f加IEEE 802.11i交递程序的顺序图。
主要组件符号说明：
AP1、AP2～接取点；C1、C2～区域；P1、P2～位置；MN～移动节点；CN～相应节点；AS～验证服务器；Serving AP～服务接取点；Target AP～目标接取点；t1、t2～时间点；SNR～信噪比；P21、P31、P41～数据传输阶段；P23、P33、P43、P100、P111、P120、P131、P140、P151～扫描及验证阶段；P25、P35、P45、P113、P133、P153～再连结阶段；P27、P115、P135～EAP验证阶段；Tscan～扫描所需时间；Tauth～验证所需时间；Tasso～连结所需时间；TEAP～EAP验证程序所需时间；P37～EAP验证与四向交握协议阶段；TEAP-TLS～执行EAP-TLS所需时间；T4way～执行四向交握所需时间；P47、P155～四向交握阶段；500～移动节点；501～通讯单元；502～麦克风；503～喇叭；504～天线；505～处理器；506～存储器；513～储存媒体；514～显示装置；530～键盘控制器；531～键盘；Ti～信息包间隔；Tdc～工作周期；Ts～频道切换时间；Tmax～最大探索时间；Tmin～最小探索时间；TReasso～再连结所需时间；TEAP-MD5～执行EAP-MD5所需时间；TARP～执行ARP所需时间；T11f-Reasso～执行IEEE 802.11f再连结所需时间。
具体实施方式
图1a为依据本发明实施例的一移动节点(mobile node，MN)示意图，移动节点例如移动电话、笔记本型计算机、个人数字化助理(PDA)等，位于分别由接取点AP1及AP2所管理的C1及C2间的重叠区域。图1b为在移动节点(如图1a所示)移动期间的信号强度变化示意图。在移动期间，当移动节点被带往离接取点AP2较近，并离接取点AP1较远的区域时(例如，从t1时间点位置P1带至t2时间点位置P2)，来自接取点AP1的信号强度降低，相对地，来自接取点AP2的信号强度增加。信号强度通常以移动节点的信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)做为指针来进行衡量。当从接取点AP1而来的信号强度低于一预先设定门槛值Th时，激活一个交递程序，用以将正在进行的通话或通讯由接取点AP1转到接取点AP2。接取点AP1，也被称为服务接取点，为移动节点目前所连结的接取点。接取点AP2，也被称为目标接取点，为移动节点通过交递所将要连结的接取点。交递程序通常包括一个频道扫描，用以找出具有最大信号强度的接取点(即目标接取点)、一个开放系统验证、以及与目标接取点的连结。
图2a、图2b为依据可扩充式验证通讯协议-信息摘要5(extensibleauthentication protocol-message digest 5，EAP-MD5)与IEEE 802.1x的范例的交递程序顺序图。整个顺序可分为四个阶段，包括数据传输P21、扫描及验证P23、再连结P25及EAP验证P27。在数据传输阶段P21，当移动节点检测到从服务接取点所接收到的信号不够强时，激活一个应用IEEE 802.1x的交递程序。在数据传输阶段P21期间，从相应节点(corresponding node，CN)传送/接收信息包，例如数据、网络电话(voice over IP，VoIP)或其它信息包。在扫描与验证阶段P23中，找到并验证欲连结的下一个接取点。具体而言，使用一个主动扫描方法，使移动节点依序地切换到非使用来与服务接取点作通讯的其它频道，经由其它频道来发出探索要求以及接收探索响应，并且根据所接收到的探索响应的信号强度来决定下一个欲连结的接取点(目标接取点)。在决定目标接取点后，移动节点发送信息至该目标接取点，用以初始验证程序。可了解的是，当移动节点切换至其它频道来执行主动扫描时，不能经由目前所连结的接取点来从相应节点传送/接收数据或声音信息包，会导致信息包延迟及遗失。在再连结阶段P25，移动节点成功地被目标接取点验证后，移动节点建立连接层(link-layer)连结至目标接取点(该程序也称为再连结程序)。虽然在再连结阶段P25中移动节点与目标接取点建立了一个连接层连结，但是移动节点仍不能经由目标接取点从相应节点接收/传送信息包，因为移动节点尚未完成IEEE 802.1x的验证。在EAP验证阶段P27，移动节点与验证服务器(其是为验证者提供验证服务的实体)依据可扩充式无线网络验证通讯协议(extensible authentication protocol over wireless，EAPOW)来做彼此间的验证。在验证服务器验证完移动节点后，验证服务器传送一个包括“RADIUS-Access Accept”信息的数据信息包至目标接取点，用以通知目标接取点有关移动节点已成功地被验证。接下来，目标接取点激活一个授权埠，并传送一个包括“EAPOW success”信息的数据信息包至移动节点，以通知移动节点已成功地被验证。在该时点，交递程序完成，并且可经由目标接取点来从相应节点传送/接收信息包。从移动节点与服务接取点中断联机一直到该移动节点与目标接取点完成联机的期间称为交递延迟(handoff latency)，其会导致在交递程序中产生信息包遗失的情况。使用EAP-MD5并基于802.1x的交递的交递延迟为：扫描、验证、再连结与EAP验证程序所需时间的总和，即Tscan+Tauth+Tasso+TEAP。
图3a至图3c为依据IEEE 802.1x与IEEE 802.11i并使用EAP-TLS(extensible authentication protocol-transport layer security，可扩充式验证通讯协议-传输层安全性)加四向交握(4-way handshake)协议的范例的交递程序顺序图。整个顺序可分为四个阶段，包括数据传输P31、扫描及验证P33、再连结P35及EAP验证加四向交握协议P37。可由参考图2a、图2b中对数据传输阶段P21、扫描及验证阶段P23、及再连结阶段P25的描述来了解数据传输阶段P31、扫描及验证阶段P33、再连结阶段P35的内容。在EAP验证加四向交握协议阶段P37，移动节点与验证服务器使用EAP-TLS来做彼此间的验证并且验证服务器产生一个PMK(pairwire master key，成对主钥)。接下来验证服务器以具安全性的方式传送所产生的PMK至移动节点及目标接取点。接着，移动节点与目标接取点执行四向交握来从PMK产生PTK(pairewisetransient key，成对暂钥)。PTK会周期性地改变，并且用来加密及解密无线局域网络的连接层数据框。具体而言，PTK为密钥原料的数据，包含用密码写成的钥匙，用于确保交握及数据传输的安全性，包括暂时密钥(temporal key，TK)、可扩充式局域网络验证通讯协议密钥确认钥匙(EAPOL-keyconfirmation key，KCK)、以及可扩充式局域网络验证通讯协议密钥加密钥匙(EAPOL-key encryption key，KEK)。交握信息以IEEE 802.1x EAPoL-Key的格式被封装的，并且被保护以防止拦截式攻击(man-in-middle attacks)。在四向交握中，目标接取点首先发出一个随机当前值(称为“ANonce”)至移动节点。在接收到该信息后，移动节点产生另一个随机当前值(称为“SNonce”)。这两个随机当前值与其所共享的PMK接下来被用以产生PTK。之后，移动节点由发出带有“SNonce”的信息2至目标接取点来作为响应，其由信息完整码(message integrity code，MIC)所保护。目标接取点以与移动节点相同的方式来产生PTK并且检验信息完整码。在成功地验证信息完整码之后，目标接取点发出信息3来通知移动节点有关安装PTK的信息。最后，移动节点以信息4来回复目标接取点，用以确认PTK的安装。结果，新的密钥原料被移动节点与目标接取点所同步并使用。一旦PTK成功地在EAP验证加四向交握阶段P37中被安装完成，则交递程序完成，并且可经由目标接取点从相应节点传送/接收信息包。使用EAP-TLS加四向交握并基于IEEE 802.1x交递的交递延迟为扫描、验证、再连结与EAP验证加四向交握程序所需时间的总和，即Tscan+Tauth+Tasso+TEAP-TLS+T4way。
图4a、图4b为依据IEEE 802.11f加802.11i的范例的交递程序顺序图。整个顺序可分为四个阶段，包括数据传输P41、扫描及验证P43、再连结P45及四向交握P47。由参考在图2a中对数据传输阶段P21和扫描及验证阶段P23的描述可了解数据传输阶段P41和扫描及验证阶段P43中的内容。在再连结阶段P45中，在接收到再连结要求后，目标接取点传送一个包括“Move-Notify”信息的数据信息包至服务接取点，用以通知服务接取点此移动节点准备与服务接取点中断联机。接着，服务接取点传送一个包括“Move-Response”信息的数据信息包至目标接取点。“Move-Response”信息更提供一个先前取得的PMK，使得目标接取点不须进一步的EAP验证就可以继续进行四向交握。在再连结阶段P45后，移动节点与目标接取点进行如之前图3a至图3c所述的四向交握。IEEE 802.11f加IEEE 802.11i交递的交递延迟为Tscan+Tauth+Tasso+T4way。
图5为依据本发明实施例的实施交递方法的移动节点的硬件架构示意图。移动节点500包括一通讯单元501、一麦克风502、一喇叭503、一天线504、一处理器505、一存储器506、一储存媒体513、一显示装置514、一键盘控制器530及一键盘531。当连结至无线网络，例如无线局域网络(localarea network，LAN)等时，通讯单元501经由天线504与接取点通讯。经由各种总线架构，处理器505连结至通讯单元501、存储器506、储存媒体513、显示装置514、及键盘控制器530。
传统的移动节点仅配置单一MAC(medium access control，媒体存取控制)地址，并且在一个子网络中，一个MAC地址仅能连结于一个接取点。传统的移动节点连结或再连结一个目标接取点后，该目标接取点单播或广播信息包“IAPP MOVE-notify”或”IAPP ADD-notify”来通知服务接取点有关移动节点已再连结或连结至目标接取点，以强迫服务接取点自动地中断与移动节点间的连结。连结目标接取点表示目标接取点以前从未与移动节点连结过。再连结目标接取点系表示目标接取点曾经与移动节点连结过。
在本发明的实施例中，移动节点500可在一个单一无线局域网络接口中配置两个MAC地址，并且该结构可在MAC固件中被实现，此又称为双媒体存取控制地址切换(dual-MAC switching，DMS)。由于移动节点500使用不同的MAC地址来分别与服务接取点及目标接取点进行通讯，因此，当这两个接取点位于相同的子网络时，移动节点500仍可使用两个不同的MAC地址于服务接取点与目标接取点间作切换，并且在交递程序期间，同时维持双方的连结层以及与两个接取点间的网络连结。
诸如数据、网络电话等的信息包以如10ms或30ms的信息包间隔周期性地传输。一个信息包间隔可用于传输一个信息包，并且移动节点通常在一个较短的期间，称为工作周期，传送或接收一个信息包，并且在开始下一个信息包通讯前先保持闲置。因此，移动节点可在两个信息包交换间经历一段闲置时间，称为休眠周期(sleep cycle)。即，每一个信息包间隔由一个工作周期及一个休眠周期所组成。
图6为电话网络信息包交换的上行(uplink)及下行(downlink)的时序图，根据2004年三月由Chen等人在WCNC(IEEE Wireless Communicationand Networking)所提出“Power Management for VoIP over IEEE 802.11WLAN”PS-Poll传输模式的范例。PS-Poll传输模式采用IEEE 802.11标准所定义的省电模式(power saving mode，PSM)来在无线局域网络中传送及接收信息包。移动节点首先通知服务接取点其正进入省电模式，并且接着保持无线局域网络中的睡眠状态。若移动节点有一个上行信息包要传送，它便醒来并且发出该信息包。从服务接取点接收到上行信息包的确认数据框(acknowledgement frame)后，其包括表示服务接取点正暂存一些数据的信息，移动节点发出PS-Poll数据框来取回由服务接取点所暂存的下行信息包。最后，移动节点接收并且确认该下行信息包。
另一个传输模式为由IEEE 802.11e所定义的自动省电模式传输(automatic power saving delivery，APSD)。另一个传输模式描述如下。从相应节点接收一个暂存的下行信息包前，移动节点传送一个包括省电模式旗标为“false”的再连结要求至服务接取点，用以通知该服务接取点有关移动节点已醒来并且准备接收暂存的下行信息包的信息。当移动节点再度进入省电模式时，移动节点传送包括省电模式旗标为“true”的再连结要求。
在三个传输模式中的任何一个，都可在两个信息包交换期间提供休眠周期。例如，参考图7，上行信息包及下行信息包被周期性地传送及接收，并且该期间(信息包间隔)表示为Ti。移动节点所花费的工作周期的长度，表示为Tdc，经由与服务接取点连结的频道在每个期间传送上行信息包与接收下行信息包。在切换回与服务接取点所连结的频道之前，移动节点使用休眠周期(表示为Ti-Tdc)来切换至其它频道中的一者，并且执行与服务接取点以外的接取点的扫描、连结、再连结、验证或四向交握等操作。该操作称为限制性延迟频道切换(bounded delay channel switching，BDCS)。具体而言，移动节点的处理器(如图5的505)经由通讯单元(如图5的501)在每一个期间花费工作周期的长度来传送上行信息包与接收下行信息包。处理器使用休眠周期来切换至其它频道中的一者，并且在切换回与服务接取点所连结的频道之前，经由通讯单元，对服务接取点以外的接取点执行扫描、连结、再连结、验证或四向交握等操作。
相反于之前描述在图2a的P23、图3a的P33、图4a的P43中的扫描与验证阶段的主动扫描，在限制性延迟频道切换中，移动节点在休眠周期扫描每一个频道。具体而言，处理器(如图5的505)经由通讯单元(如图5的501)在休眠周期中扫描每一个频道。
图7为范例的使用限制性延迟频道切换的主动扫描示意图。当移动节点(如图5的500)经由第一频道完成与服务接取点的上行及下行传输后，移动节点切换至并扫描另一个频道，例如第六频道，由发出一个探索要求(proberequest)及等待从其它频道的接取点而来的探索响应(probe response)。在一个等待期间之后，移动节点切换回第一频道来以与服务接取点传送及接收信息包。移动节点能驻留于另一个频道的期间为Ti-Tdc-2xTs，其中Ts代表频道切换时间。其中，可设定两个参数，包括一个最大探索时间Tmax与一个最小探索时间Tmin。最小探索时间为没有得到任何探索响应的探索要求的最小等待时间。当移动节点在最小探索时间内，从可用的接取点接收到至少一个探索响应时，移动节点在相同的频道中等待至最大探索时间用以收集所有接取点的响应。通常，一个休眠周期的长度是足以扫描至少一个频道，即、当至少一个可用的接取点存在于所扫描的频道时，可在此周期中发出一个探索要求并接收到至少一个探索响应。当利用休眠周期扫描完可用频道后，移动节点根据所接收到的探索响应来决定下一个要连结的接取点(即目标接取点)。目标接取点可为发出带有最强信号的探索响应的接取点。接着，移动节点在休眠周期期间对目标接取点执行开放性验证。具体而言，移动节点的处理器(如图5的505)经由通讯单元(如图5的501)，在休眠周期期间对目标接取点执行开放性验证。移动节点可发出一个验证要求至目标接取点，从目标接取点接收一个包括确认信息的验证响应，并且由检查该确认信息来判断目标接取点是否已经被验证。
相反于之前描述在图2b的P25、图3b的P35、图4b的P45中的再连结阶段，在限制性延迟频道切换中，移动节点在休眠周期发出一个连结或再连结要求来通知目标接取点，已经激活与目标接取点的连结或再连结，并且从目标接取点接收一个连结或再连结响应。具体而言，处理器(如图5的505)经由通讯单元(如图5的501)在休眠周期期间，发出通知目标接取点有关激活与目标接取点连结或再连结的信息的连结或再连结要求到目标接取点，并且从目标接取点接收一个连结或再连结响应。
再者，移动节点(如图5的500)可使用另一个MAC地址来连结或再连结目标接取点，此地址不同于已与服务接取点连结的MAC地址。换句话说，移动节点发出包括另一个MAC地址的连结或再连结要求，因此，服务接取点将不会被强迫中断与移动节点间的联机。使用两个不同的MAC地址来分别与服务及目标接取点作通讯，可同时地保持与这两个接取点的联机。
由于网络及频道状态的不稳定，在再连结后，移动节点可通知目标接取点该移动节点正在进入省电模式。接着，目标接取点开始暂存要传送至移动节点的信息与信息包。因此，在之前所描述的EAP验证阶段(如图2b的P27)、EAP验证加四向交握阶段(如图3b的P37)或四向交握阶段(如图4b的P47)期间，移动节点能在一个休眠周期中发出要求信息，并在接下来的一个休眠周期中，由发出一个探询信息(polling message)至目标接取点来取回响应信息。
例如，在连结或再连结目标接取点后，目标接取点被通知有关移动节点已进入省电模式，并且在EAP验证及/或四向交握阶段期间，目标接取点暂存一个EAPOW要求信息、一个EAPOW成功信息、一个带有“ANonce”的EAPOW信息、及/或一个表示安装PTK的EAPOW信息通知。当目标接取点从移动节点接收到一个探询信息时，所暂存的信息被发送至移动节点。
图8为范例的一部份四向交握示意图，其中的移动节点(如图5的500)使用另一个MAC地址主动地从目标接取点取回信息，并且来对目标接取点执行四向交握。从这个例子中可了解到使用另一个MAC地址来在休眠周期中进行完整的IEEE 802.1x验证及IEEE 802.11i四向交握作业。
移动节点也可通知服务接取点有关移动节点正在进入省电模式，以防止即将接收的信息包遗失。接着，服务接取点开始暂存要传送至移动节点的信息包。图9为范例的在省电模式中切换频道的时序图。取回所暂存的网络电话信息包前，移动节点传送一个包括“PS-Poll”信息(即一个探询信息)的数据信息包，该信息表示移动节点已准备好要接收暂存的信息包。
相反于之前描述于图2b的EAP验证阶段P27、图3b的EAP验证加四向交握阶段P37、或图4b的四向交握阶段P47，在限制性延迟频道切换方法中，移动节点在休眠周期期间发送EAPOW启始信息、EAPOW响应信息、带有“SNonce”的EAPOW信息、表示安装PTK的EAPOW信息通知、或以上信息的组合，并且在休眠周期中，从目标接取点接收EAPOW要求信息、EAPOW成功信息、带有“ANonce”的EAPOW信息、表示安装PTK的EAPOW信息通知、或以上信息的组合。具体而言，处理器(如图5的505)在休眠周期期间经由通讯单元(如图5的501)发出EAPOW启始信息、EAPOW响应信息、带有“SNonce”的EAPOW信息、表示安装PTK的EAPOW信息通知、或以上信息的组合，并从目标接取点接收EAPOW要求信息、EAPOW成功信息、带有“ANonce”的EAPOW信息、表示安装PTK的EAPOW信息通知、或以上信息的组合。
经由使用本发明实施例的双媒体存取控制切换，与目标接取点连结或再连结后，仍可保持原有的连结。再者，使用本发明实施例的限制性延迟频道切换方法，移动节点可在工作周期中使用第一MAC地址，经由原有的频道从相应节点接收下行信息包及传送上行信息包，并在休眠周期中，使用第二MAC地址来对移动节点与目标接取点进行互相验证。可了解的是，一个交换器或一个路由器(其用以将信息包从相应节点转递至服务接取点或目标接取点)将储存一个MAC地址至IP地址对应表，该IP地址对应表包括表示一个由移动节点所拥有的IP地址已对应至第一MAC地址的信息，使得交换器或路由器找到第一MAC地址，并经由管理第一MAC地址的服务接取点来将下行信息包转递至移动节点。在如上所描述的EAP验证阶段(如图2b的P27)、EAP验证加四向交握阶段(如图3b的P37)或四向交握阶段(如图4b的P47)之后，移动节点可传送一个ARP(address resolution protocol，地址解析通讯协议)要求信息或第一外送信息包来更新MAC地址至IP地址对应表，使得此IP地址对应表指出由移动节点所拥有的IP地址已对应至第二MAC地址。具体而言，处理器(图5的505)可经由通讯单元(如图5的501)传送一个ARP要求信息或第一外送信息包。之后，交换器或路由器能由检查被更新至IP地址对应表的MAC地址来找出第二MAC地址，并从相应节点传送下行信息包至管理第二MAC地址的目标接取点。因此，在ARP更新后，可经由目标接取点来交递信息包至移动节点。可了解的是，若在移动节点与目标接取点互相验证的后并未更新MAC地址至IP地址对应表，交换器或路由器仍会从相应节点传送信息包至服务接取点，将会导致不可预期的信息包遗失。
图10a、图10b为当使用限制性延迟频道切换方法时，范例的使用EAP-MD5依据IEEE 802.1x的交递程序示意图。在扫描及验证阶段P100，移动节点在如上所述的工作周期期间从相应节点传送/接收信息包，例如数据、网络电话或其它信息包，并在如上所述的休眠周期期间找到及验证一个目标接取点。具体而言，在扫描频道时，移动节点在一个休眠周期期间从与服务点所连结的第一频道切换至其它频道中的一者，用以判断一个接取点是否存在于该频道，并且接着在一个工作周期期间从其它频道切换至第一频道来从相应节点传送/接收信息包。在完成信息包的传送/接收后，移动节点在下一个休眠周期期间从第一频道切换至其它频道中的另一者，用以判断是否一个接取点存在于该频道。此顺序为所熟悉此技艺人士所了解，在此不更进一步描述。当移动节点仅配置单一MAC地址时，在移动节点发送连结或再连结要求至目标接取点后，目标接取点单播或广播一个“IAPPADD-notify”或“IAPP MOVE-notify”信息包来通知服务接取点有关移动节点配置的MAC地址已再连结或连结至目标接取点，以强迫目标接取点自动地中断与移动节点间的连结。因此，不能经由服务接取点转递从相应节点而来的信息包至移动节点，会导致信息包延迟或遗失。另外，在移动节点与目标接取点的相互验证完成前，也不能经由目标接取点转递从相应节点而来的信息包至移动节点。一旦完成EAP验证，就可以经由目标接取点从相应节点传送/接收信息包。当使用限制性延迟频道切换方法时，使用EAP-MD5的IEEE 802.1x交递的上行信息包交递延迟为TReasso+TEAP-MD5。当使用限制性延迟频道切换方法时，使用EAP-MD5的IEEE 802.1x交递的下行信息包交递延迟也为TReasso+TEAP-MD5。
图11a、图11b为当使用限制性延迟频道切换及双媒体存取控制地址交换方法时，使用EAP-MD5依据IEEE 802.1x的交递程序顺序图。在扫描与验证阶段P111、再连结阶段P113及EAP验证阶段P115期间，能经由服务接取点从相应节点传送/接收信息包。一旦完成EAP验证，直到存储器于交换器或路由器的MAC地址更新至IP地址对应表，才可以经由目标接取点从相应节点接收信息包，上述的更新由接收一个表示由移动节点所拥有的IP地址已对应至新MAC地址ARP要求信息来完成的。更新MAC地址至IP地址对应表的细节与先前所述相似。当使用限制性延迟频道切换及双媒体存取控制地址交换方法时，使用EAP-MD5的IEEE 802.1x交递的上行信息包交递延迟为零。当使用限制性延迟频道切换及双媒体存取控制地址交换方法时，使用EAP-MD5的IEEE 802.1x交递的下行信息包交递延迟为TARP，其为更新MAC地址至IP地址对应表的一段期间。
图12a至图12c为当使用限制性延迟频道切换方法时，使用EAP-TLS加四向交握协议依据IEEE 802.11i的交递程序顺序图。在扫描及验证阶段P120期间，移动节点在如上所述的工作周期期间从相应节点传送/接收信息包，并在如上所述的休眠周期期间找到并验证一个目标接取点。可由参考图10a、图10b的描述来了解使用限制性延迟频道切换方法的频道扫描的细节。当移动节点仅配置单一MAC地址时，在移动节点连结或再连结至目标接取点后，目标接取点单播或广播一个“IAPP ADD-notify”或“IAPPMOVE-notify”信息包来通知服务接取点有关移动节点已再连结或连结至目标接取点，以强迫服务接取点自动地中断与移动节点间的连结。在移动节点与目标接取点都安装PTK后，便可经由目标接取点来从相应节点传送/接收信息包。当使用限制性延迟频道切换方法时，使用EAP-TLS加四向交握的IEEE 802.11i交递的上行信息包的交递延迟为TReasso+TEAP-TLS+T4-way。当使用限制性延迟频道切换方法时，使用EAP-TLS加四向交握的IEEE 802.11i交递的下行信息包的交递延迟也为TReasso+TEAP-TLS+T4-way。
图13a至图13c为当使用限制性延迟频道切换及双媒体存取控制地址交换方法时，使用EAP-TLS加四向交握协议依据IEEE 802.11i的交递程序顺序图。在扫描与验证阶段P131、再连结阶段P133及EAP验证加四向交握阶段P135，可以经由服务接取点从相应节点传送/接收信息包。在移动节点与目标接取点两者都安装PTK后，直到存储器于交换器或路由器的MAC地址被更新至IP地址对应表，才可以经由目标接取点从相应节点接收信息包，上述的更新由接收一个表示由移动节点所拥有的IP地址已对应至新MAC地址的ARP要求信息来完成的。更新MAC地址至IP地址对应表的细节与先前所述相似。当使用限制性延迟频道切换及双媒体存取控制地址交换方法时，使用EAP-TLS加四向交握的IEEE 802.11i交递的上行信息包交递延迟为零。当使用限制性延迟频道切换及双媒体存取控制地址交换方法时，使用EAP-TLS加四向交握的IEEE 802.11i交递的下行信息包交递延迟为TARP。
图14a、图14b为当使用限制性延迟频道切换方法时，依据IEEE 802.11f加IEEE 802.11i的交递程序顺序图。在扫描及验证阶段P140期间，移动节点在工作周期从相应节点传送/接收信息包，并在休眠周期找到并验证一个目标接取点。可由参考图10a、图10b的描述来了解使用限制性延迟频道切换方法的频道扫描的细节。当移动节点仅配置单一MAC地址时，在移动节点连结或再连结至目标接取点后，目标接取点单播或广播一个“IAPPADD-notify”或“IAPP MOVE-notify”信息包来通知服务接取点有关移动节点已再连结或连结至目标接取点，以强迫服务接取点自动地中断与移动节点间的连结。在移动节点与目标接取点两者都安装PTK后，可经由目标接取点来从相应节点传送/接收信息包。当使用限制性延迟频道切换方法时，依据IEEE 802.11f加IEEE 802.11i的交递程序的上行信息包交递延迟为T11f-Reasso+T4-way。当使用限制性延迟频道切换方法时，依据IEEE 802.11f加IEEE 802.11i的交递程序的下行信息包交递延迟也为T11f-Reasso+T4-way。
图15a、图15b为当使用限制性延迟频道切换及双媒体存取控制地址交换方法时，应用于IEEE 802.11f加IEEE 802.11i的交递程序顺序图。在扫描与验证阶段P151、再连结阶段P153及四向交握阶段P155，能经由服务接取点从相应节点传送/接收信息包。在移动节点与目标接取点两者都安装PTK后，直到存储器于交换器或路由器的MAC地址更新至IP地址对应表，才可以经由目标接取点从相应节点接收信息包，上述的更新由接收一个表示移动节点所拥有的IP地址已对应至一个新的MAC地址的ARP要求信息完成的。更新MAC地址至IP地址对应表的细节与先前所述相似。当使用限制性延迟频道切换及双媒体存取控制地址交换方法时，应用于IEEE 802.11f加IEEE802.11i的交递程序的上行信息包交递延迟为零。当使用限制性延迟频道切换及双媒体存取控制地址交换方法时，应用于IEEE 802.11f加IEEE 802.11i的交递程序的下行信息包交递延迟为TARP。
在安全无线网络中平稳交递的方法与系统，或特定型态或其部份，可以以程序代码的型态包含于实体媒体，如软盘、光盘片、硬盘、或是任何其它机器可读取(如计算机可读取)储存媒体，其中，当程序代码被机器，如计算机、手机或光驱，加载且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。本发明的方法与装置也可以以程序代码型态通过一些传送媒体，如电线或电缆、光纤、或是任何传输型态进行传送，其中，当程序代码被机器，如计算机、手机或光驱，所接收、加载且执行时，此机器变成用以参与本发明的装置。当在一般用途处理单元(general-purpose processing unit)实作时，程序代码结合处理器提供一操作类似于应用特定逻辑电路的独特装置。
针对一个特定的系统组件，说明书及权利要求中会使用一个名称来为其命名。熟习此技艺人士都了解，消费电子设备的制造者也许会使用不同的命名来称呼内容中所对应的系统组件。此文件并不欲以不同的名称来区别组件间的不同，而是使用不同的功能描述来进行区别。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉此项技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可做些许更动与润饰，因此本发明的保护范围当以权利要求所界定者为准。
Claims (40)
1.一种在安全性网络中交递的方法，由一移动节点来执行，所述方法包括以下步骤：
(a)在交递期间周期性地在一第一频道及多个其它频道中的一者间作切换；
(b)由所述移动节点已连结的一服务接取点，使用所述第一频道来传送多个信息包至一相应节点或从所述相应节点接收多个信息包；以及
(c)使用所述其它频道中的一者来对将用以连结所述移动节点的一目标接取点执行一交递程序，包括：在一休眠周期通知所述目标接取点所述移动节点已进入一省电模式，从而使所述目标接取点暂存一验证信息；在接续的休眠周期发送一探询信息至所述目标接取点以取回所述验证信息；
其中在多个信息包间隔中的多个工作周期切换至所述第一频道，在所述信息包间隔中的多个休眠周期切换至所述其它频道，而所述工作周期及所述休眠周期交错产生。
2.如权利要求1所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述步骤(c)包括以下步骤：
(c1)使用所述其它频道来发送多个探索要求及接收至少一探索响应；以及
(c2)根据所述接收的探索响应的信号强度来决定所述目标接取点，所述目标接取点存在于所述多个其它频道中的一第二频道上。
3.如权利要求2所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述步骤(c1)包括以下步骤：
在经由所述其它频道中的一者发送所述探索要求后等待一最小探索时间；以及
当在所述最小探索时间内接收到至少一个探索响应时，等待一最大探索时间以收集所述其它频道的一者中的任何更多的探索响应，
其中所述最大探索时间长于所述最小探索时间。
4.如权利要求2所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述步骤(c)还包括以下步骤：
(c3)使用所述第二频道来传送一验证要求至所述目标接取点并且从所述目标接取点接收包括一验证信息的一验证响应；以及
(c4)由检查所述验证信息来判断所述目标接取点是否被验证。
5.如权利要求2所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述步骤(c)还包括以下步骤：
(c5)使用所述第二频道来传送一连结或再连结要求至所述目标接取点，以通知所述目标接取点，已经激活与所述目标接取点的连结或再连结，并且从所述目标接取点接收一连结或再连结响应。
6.如权利要求2所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述移动节点使用一第一媒体存取控制地址连结所述服务接取点，并且使用一第二媒体存取控制地址连结所述目标接取点。
7.如权利要求6所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述方法还包括：
经由所述第二频道来传送一连结或再连结要求至使用所述第二媒体存取控制地址的所述目标接取点。
8.如权利要求6所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在完成所述交递程序后，传送一媒体存取控制地址更新信息至一交换器或一路由器，所述媒体存取控制地址更新信息指示了由所述移动节点所拥有的一网际网络通讯协议地址已对应至所述第二媒体存取控制地址，所述交换器或所述路由器用以将来自所述相应节点的信息包转递至所述服务接取点或所述目标接取点；以及
经由使用所述第二频道的所述目标接取点来从所述相应节点传送/接收多个信息包。
9.如权利要求8所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述媒体存取控制地址更新信息被包含于一地址解析通讯协议要求信息中。
10.如权利要求8所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述媒体存取地址更新信息被包含于一第一外送信息包。
11.如权利要求8所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述交递程序在从所述目标接取点接收一可扩充式无线网络验证通讯协议的成功信息后完成的。
12.如权利要求8所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述交递程序在传送表示一成对暂钥的安装的一可扩充式无线网络验证通讯协议的信息通知至所述目标接取点后完成的。
13.如权利要求2所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述步骤(c)还包括：
使用所述第二频道来发送一可扩充式无线网络验证通讯协议的起始信息、一可扩充式无线网络验证通讯协议的响应信息、一带有“Snonce”的可扩充式无线网络验证通讯协议的信息、或表示一成对暂钥的安装的一可扩充式无线网络验证通讯协议的信息通知，或用以接收一可扩充式无线网络验证通讯协议的要求信息、一可扩充式无线网络验证通讯协议的成功信息、一带有“Anonce”的可扩充式无线网络验证通讯协议的信息、或表示一成对暂钥的安装的一可扩充式无线网络验证通讯协议的信息通知。
14.如权利要求13所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述验证信息包括：所述可扩充式无线网络验证通讯协议的要求信息、所述可扩充式无线网络验证通讯协议的成功信息、所述带有“Anonce”的可扩充式无线网络验证通讯协议的信息、或所述表示成对暂钥的安装的可扩充式无线网络验证通讯协议的信息通知。
15.如权利要求1所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述安全性网络兼容于IEEE 802.1x标准。
16.如权利要求1所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述安全性网络兼容于IEEE 802.11i加IEEE 802.11f标准。
17.一种在安全性网络中交递的方法，由一移动节点来执行，所述方法包括以下步骤：
使用一第一媒体存取控制地址连结于一服务接取点以从一相应节点传送/接收多个信息包；以及
使用一第二媒体存取控制地址来对一目标接取点执行一交递程序；包括：在一休眠周期通知所述目标接取点所述移动节点已进入一省电模式，从而使所述目标接取点暂存一验证信息；在接续的休眠周期发送一探询信息至所述目标接取点以取回所述验证信息；
其中当完成所述交递程序时，所述移动节点经由所述目标接取点来从所述相应节点传送/接收多个信息包。
18.如权利要求17所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在交递期间周期性地在一第一频道及多个其它频道中的一者间作切换；
经由所述服务接取点使用所述第一频道来从所述相应节点传送/接收多个信息包，以及
使用所述其它频道中的一者来对所述目标接取点执行所述交递程序，
其中在多个信息包间隔中的多个工作周期切换至所述第一频道，在所述信息包间隔中的多个休眠周期切换至所述其它频道，而所述工作周期及所述休眠周期交错产生。
19.如权利要求17所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在一休眠周期通知所述目标接取点所述移动节点已进入一省电模式，从而使所述目标接取点暂存一可扩充式无线网络验证通讯协议的要求信息、一可扩充式无线网络验证通讯协议的成功信息、一带有“ANonce”的可扩充式无线网络验证通讯协议的信息，或表示一成对暂钥的安装的一可扩充式无线网络验证通讯协议的信息通知；以及
在接续的休眠周期发送一探询信息至所述目标接取点来取回所述暂存的可扩充式无线网络验证通讯协议的要求信息、可扩充式无线网络验证通讯协议的成功信息、带有“ANonce”的可扩充式无线网络验证通讯协议的信息，或表示所述成对暂钥的安装的可扩充式无线网络验证通讯协议的信息通知。
20.如权利要求17所述的在安全性网络中交递的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在一工作周期通知所述服务接取点所述移动节点已进入一省电模式，从而使所述服务接取点暂存从所述相应节点传送至所述移动节点的所述信息包；以及
在接续的工作周期发送一探询信息至所述服务接取点来取回所述暂存的信息包。
21.一种在安全性网络中的交递系统，应用于一移动节点中，其特征在于，所述系统包括：
一通讯单元；以及
一处理器，耦接于所述通讯单元，用以在交递期间周期性地控制所述通讯单元在一第一频道及多个其它频道中的一者间作切换，由所述移动节点已连结的一服务接取点，使用所述第一频道来从一相应节点传送/接收多个信息包，并且使用所述其它频道中的一者来对将用以连结所述移动节点的一目标接取点执行一交递程序，并在一休眠周期通知所述目标接取点所述移动节点已进入一省电模式，从而使所述目标接取点暂存一验证信息，在接续的休眠周期发送一探询信息至所述目标接取点以取回所述验证信息；
其中在多个信息包间隔中的多个工作周期切换至所述第一频道，在所述信息包间隔中的多个休眠周期切换至所述其它频道，并且所述工作周期及所述休眠周期交错产生。
22.如权利要求21所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述处理器使用所述其它频道来发送多个探索要求及接收至少一探索响应，以及根据所述接收的探索响应的信号强度来决定所述目标接取点，所述目标接取点存在于所述多个其它频道中的一第二频道上。
23.如权利要求21所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述处理器经由所述其它频道中的一者发送所述探索要求后等待一最小探索时间，以及，当在所述最小探索时间内接收到至少一个探索响应时，等待一最大探索时间以收集所述其它频道的一者中的任何更多的探索响应，并且其中所述最大探索时间长于所述最小探索时间。
24.如权利要求22所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述处理器使用所述第二频道来传送一验证要求至所述目标接取点并且经由所述通讯单元从所述目标接取点接收包括一验证信息的一验证响应，以及由检查所述验证信息来判断所述目标接取点是否被验证。
25.如权利要求22所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述处理器使用所述第二频道经由所述通讯单元来传送一连结或再连结要求至所述目标接取点，以通知所述目标接取点，已经启始与所述目标接取点的连结或再连结，并且经由所述通讯单元从所述目标接取点接收一连结或再连结响应。
26.如权利要求22所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述处理器使用一第一媒体存取控制地址连结所述服务接取点，并且使用一第二媒体存取控制地址连结所述目标接取点。
27.如权利要求22所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述处理器由一连结或再连结要求经由所述第二频道来传送所述第二媒体存取控制地址至所述目标接取点。
28.如权利要求22所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述处理器在完成所述交递程序后，传送一媒体存取控制地址更新信息至一交换器或一路由器，所述媒体存取控制地址更新信息指出由所述移动节点所拥有的一网际网络通讯协议地址已对应至所述第二媒体存取控制地址，所述交换器或所述路由器用以将来自所述相应节点的信息包转递至所述服务接取点或所述目标接取点，以及经由使用所述第二频道的所述目标接取点来从所述相应节点传送/接收多个信息包。
29.如权利要求28所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述媒体存取控制地址更新信息被包含于一地址解析通讯协议的要求信息中。
30.如权利要求28所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述媒体存取地址更新信息被包含于一第一外送信息包。
31.如权利要求28所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述交递程序在从所述目标接取点接收一可扩充式无线网络验证通讯协议的成功信息后完成的。
32.如权利要求28所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述交递程序在传送表示一成对暂钥的安装的一可扩充式无线网络验证通讯协议的信息通知至所述目标接取点后完成的。
33.如权利要求22所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述处理器使用所述第二频道来发送一可扩充式无线网络验证通讯协议的起始信息、一可扩充式无线网络验证通讯协议的响应信息、一带有“SNonce”的可扩充式无线网络验证通讯协议的信息、或表示一成对暂钥的安装的一可扩充式无线网络验证通讯协议的信息通知，或用以接收一可扩充式无线网络验证通讯协议的要求信息、一可扩充式无线网络验证通讯协议的成功信息、一带有“ANonce”的可扩充式无线网络验证通讯协议的信息、或表示一成对暂钥的安装的一可扩充式无线网络验证通讯协议的信息通知。
34.如权利要求33所述的在安全性网络的中交递系统，其特征在于，所述验证信息包括：所述可扩充式无线网络验证通讯协议的要求信息、所述可扩充式无线网络验证通讯协议的成功信息、所述带有“Anonce”的可扩充式无线网络验证通讯协议的信息、或所述表示成对暂钥的安装的可扩充式无线网络验证通讯协议的信息通知。
35.如权利要求21所述的在安全性网络的中交递系统，其特征在于，所述安全性网络兼容于IEEE 802.1x标准。
36.如权利要求21所述的在安全性网络的中交递系统，其特征在于，所述安全性网络兼容于IEEE 802.11i加IEEE 802.11f标准。
37.一种在安全性网络中的交递系统，应用于一移动节点中，其特征在于，所述系统包括：
一通讯单元；以及
一处理器，耦接于所述通讯单元，用以使用一第一媒体存取控制地址，经由所述通讯单元连结于一服务接取点，以从一相应节点传送/接收多个信息包，以及使用一第二媒体存取控制地址来对一目标接取点执行一交递程序，并在一休眠周期通知所述目标接取点所述移动节点已进入一省电模式，从而使所述目标接取点暂存一验证信息，在接续的休眠周期发送一探询信息至所述目标接取点以取回所述验证信息；
其中当完成所述交递程序时，所述移动节点经由所述目标接取点来从所述相应节点传送/接收多个信息包。
38.如权利要求37所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述处理器在所述交递程序期间周期性地在一第一频道及多个其它频道中的一者间作切换，经由所述服务接取点使用所述第一频道来从所述相应节点传送/接收多个信息包，以及使用所述其它频道中的一者来对所述目标接取点执行所述交递程序，其中在多个信息包间隔中的多个工作周期切换至所述第一频道，在所述信息包间隔中的多个休眠周期切换至所述其它频道，并且所述工作周期及所述休眠周期交错产生。
39.如权利要求37所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述处理器在一休眠周期经由所述通讯单元通知所述目标接取点所述移动节点已进入一省电模式，从而使所述目标接取点暂存一可扩充式无线网络验证通讯协议的要求信息、一可扩充式无线网络验证通讯协议的成功信息、一带有“ANonce”的可扩充式无线网络验证通讯协议的信息，或表示一成对暂钥的安装的一可扩充式无线网络验证通讯协议的信息通知，以及其中所述处理器在接续的休眠周期经由所述通讯单元发送一探询信息至所述目标接取点来取回所述暂存的可扩充式无线网络验证通讯协议的要求信息、可扩充式无线网络验证通讯协议的成功信息、带有“ANonce”的可扩充式无线网络验证通讯协议的信息，或表示所述成对暂钥的安装的可扩充式无线网络验证通讯协议的信息通知。
40.如权利要求37所述的在安全性网络中的交递系统，其特征在于，所述处理器在一工作周期经由所述通讯单元通知所述服务接取点所述移动节点已进入一省电模式，从而使所述服务接取点暂存从所述相应节点传送至所述移动节点的所述信息包，以及其中所述处理器于接续的工作周期经由所述通讯单元传送一探询信息至所述服务接取点来取回所述暂存的信息包。
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