CN102598602B - 管理路由器通告消息以支持无线移动客户端设备的漫游 - Google Patents

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Abstract

提供了管理路由器通告消息如何为无线网络中的最终无线传输而被转发的技术。在一个实施例中，针对虚拟局域网的组播路由器通告消息被转变成指向特定的作为该虚拟局域网的一部分的无线移动客户端设备的单独的单播路由器通告消息。在另外一个实施例中，路由器通告消息根据无线移动客户端设备的当前位置在控制器之间路由。在其它一些实施例中，提供了使无线网络上发送的路由器通告消息的数量最小化，且主动地发送单播路由器通告消息至执行了切换的移动客户端设备，而不等待路由器请求消息的技术。

Description

管理路由器通告消息以支持无线移动客户端设备的漫游
技术领域
本发明涉及网络环境中的消息路由，在该网络环境中，无线移动客户端设备可以从一个无线局域网接入点设备漫游至另一个无线局域网接入点设备。
背景技术
互联网协议版本6(IPv6)是被指定用于替代IPv4的下一代互联网络协议版本。IPv4是在互联网上使用的首次实现且仍被广泛地使用。这些协议被用作针对分组交换互联网络的互联网层协议。
IPv6具有比IPv4大得多的地址空间，这源于128位地址的使用，而IPv4仅使用32位。这种扩展提供了分配地址和路由流量的灵活性，并消除了对网络地址转换(NAT)的根本需求，所述NAT作为缓解IPv4地址耗尽的努力得到了广泛的部署。
IPv6提供所谓的无状态自动配置功能。该无状态自动配置功能允许IPv6主机基于链路上的从IPv6路由器接收到的路由器通告消息中的子网信息自动生成IPv6地址。这些路由器通告消息定期从路由器组播。为了支持移动域中的移动节点(例如，无线客户端设备)的IPv6的移动性，网络必须确保已漫游离开其家乡链路(也被称为其家乡虚拟局域网(VLAN))的移动节点能够接收在其家乡VLAN上发送的路由器通告消息，而无论该移动节点当前操作在哪里。仅将所有路由器通告消息从家乡路由器转发到每个主机将导致大量的路由器通告消息在多个无线链路上发送，对这些无线链路的吞吐量造成负担。此外，一些路由器通告消息可能需要加以抑制以防止无线移动客户端设备产生新的IPv6地址并终止会话。
附图说明
图1是通信网络环境的框图，在该通信网络环境中，无线移动客户端设备可以从一个无线接入点漫游到另一个，且路由器通告消息根据此处所描述的技术加以管理。
图2是针对被配置来执行各种路由器通告消息路由控制技术的控制器的框图。
图3是针对被配置来执行各种路由器通告消息路由控制技术的无线接入点设备的框图。
图4是用于描述在控制器中执行的将组播路由器通告消息转变成用于路由至各个无线移动客户端设备的单播路由器通告消息的路由器通告消息路由控制处理的流程图。
图5是用于描述在无线接入点中执行的将组播路由器通告消息转变成用于路由至各个无线移动客户端设备的单播路由器通告消息的路由器通告消息路由控制处理的流程图。
图6是用于描述在控制器中执行的路由器通告消息路由控制处理的流程图，该处理将组播路由器通告消息路由至适合的控制器，其中该适合的控制器控制与该路由器通告消息所针对的虚拟局域网相关联的无线移动客户端设备已漫游至的无线接入点。
图7是针对在控制器中缓存路由器通告消息的处理的流程图。
图8是针对从无线接入点向其相关的控制器转发路由器请求消息的处理的流程图。
图9是针对响应于接收到路由请求消息而检索已缓存的路由器通告消息并将其向无线移动客户端设备转发的处理的流程图。
图10是针对在控制器中控制路由器通告消息被转发的频率的处理的流程图。
图11是针对在控制器中响应于检测到切换事件而发送路由器通告消息且不等待路由器请求消息的处理的流程图。
具体实施方式
概述
在此描述了管理无线网络中如何将路由器通告消息转发到最终无线传输的几种技术。其中的一些技术可在被配置为在无线网络中进行无线传输的设备中或在作为有线网络和无线网络间网关的控制设备中执行。
目前，没有已知的用于扩展针对无线局域网(WLAN)的IPv6移动性支持的技术。移动IPv6[RFC 3775]规定了IPv6移动性的全球移动支持，但其范围是针对在全球互联网中的运动且其需要移动节点上的移动IPv6客户端栈。在此提供了技术用于扩展针对企业第2层交换环境且在移动节点上没有移动IP栈支持以及WLAN链路具有共享的链路范围的微移动支持。WLAN链路技术的一个示例采用了IEEE 802.11标准，但这仅仅是举例说明，而非用于限制。在此描述的技术适用于其他空中(over-the-air)无线通信协议和技术，其中无线基站或网关设备服务于无线网络中的无线客户端设备且也连接到有线网络。
在此描述的技术允许IPv6无线移动客户端设备成为带有相关IPv6前缀集的企业虚拟局域网(VLAN)的一部分并改变其附接点至不同的无线接入点且在其网络配置中仍检测不到任何改变。在给定IPv6 VLAN上发送的路由器通告消息只被传递到那些作为该VLAN的一部分的IPv6无线移动客户端设备(在此也被称为“移动节点”)。在固定的网络上，这涉及通过囊括相应的IPv6前缀并将其发送到全节点(ALL-NODES)组播地址(FF02::1)，从而发送路由器通告消息。然而，同样的方法不能在移动网络环境中采用，这是因为在给定接入点的所有的相关IPv6节点可能不是同一个VLAN的一部分。一部分这些节点可能是本地节点，其他一些节点可能是作为其他某个VLAN的一部分的漫游节点。如果所有的附接节点都接收到通告本地IPv6前缀的路由器通告消息，则移动节点将会使用该本地IPv6前缀产生IPv6地址从而失去现有的会话。为了避免这个问题，在此描述了采用了基于VLAN的前缀隔离。在一个实施例中，所有的携带任何前缀信息选项的路由器通告消息被作为单播消息单独发送到每个IPv6移动节点。每个移动节点都应该只接收那些发送到其各自VLAN的路由器通告消息。在此描述的其他实施例提供了路由器通告消息的特殊处理。
示例性实施例
首先参考图1，其示出了在此描述的技术所适用的网络环境的框图。图1示出的配置一般地描述了桥接有线网络和无线网络的常见配置。第一虚拟局域网(VLAN)中存在一第一网络路由器10(1)，其中VLAN被定义为在逻辑上是不同的IPv6子网。该第一网络路由器10(1)与一第一控制器20(1)通信。该第一网络路由器10(1)通过无线接入点的控制和配置(CAPWAP)隧道或其他第2层/第3层隧道，与一第一控制器20(1)通信。该第一控制器20(1)在此也被称作是关于某些设备的“家乡”控制器，其中的原因将在下文变得明显。该第一控制器20(1)通过CAPWAP或其他第2层/第3层隧道与多个无线LAN(WLAN)接入点(AP)30(1)-30(N)进行通信并控制它们。该第一控制器20(1)作为网络路由器10(1)是其一部分的有线网络与由AP 30(1)-30(N)所服务于的无线网络之间的桥梁。AP 30(1)-30(N)为无线客户端设备(CD)提供无线连接，标号40(1)和40(2)示出了CD的例子。
类似地，存在与一第二VLAN相关的一第二控制器20(2)通信的一网络路由器10(2)。该第二控制器20(2)与AP 32(1)-32(M)进行通信并控制它们，且这些AP例如为CD 40(3)和40(4)提供无线连接。同样地，存在与一第三控制器20(3)通信的一网络路由器10(3)。该第三控制器20(3)与AP 33(1)-32(K)进行通信并控制它们，且这些AP例如为CD 40(5)和40(6)提供无线连接。
该第一控制器20(1)控制服务于CD的AP 30(1)-30(N)，该CD属于一特定子网且由此可以说是属于一第一VLAN，只要它们与网络路由器10(1)所服务于的唯一的IPv6子网相关。同样地，该第二控制器20(2)控制服务于CD的AP 32(1)-32(M)，该CD属于一第二子网且由此属于网络路由器10(2)所服务于的一第二VLAN。有关该第三控制器20(3)，同样可以说，其控制服务于CD的AP 33(1)-33(K)，该CD属于一第三子网或属于网络路由器10(3)所服务于的一第三VLAN。控制器20(1)-20(3)例如是无线LAN控制器设备，该无线LAN控制器设备被配置成为AP组提供管理点，并在有线网络和无线网络之间路由流量。一个AP可以说承载了一个VLAN，这是因为它服务于属于该VLAN的CD。相同控制器控制下的多个AP可以承载相同的VLAN，这是因为该多个AP可以服务于该相同VLAN下的CD。当一CD从一个AP漫游到另一个AP时，该CD可能附接到一个不负责承载该CD的VLAN的AP。
存在着建立在控制器与其控制下的每个AP之间的CAPWAP或其他第2层/第3层隧道。例如，这由控制器20(1)与AP 30(1)-30(N)之间画出的虚线示出。还存在着建立在每个控制器与所有其他控制器之间的CAPWAP或其他第2层/第3层隧道。这由控制器20(1)-20(3)之间的双虚线示出。每个路由器与其相应的控制器之间的虚线是用于表明这两种设备之间不一定彼此直接连接；其间可能有中间设备。
针对给定的WLAN，AP与控制器之间可能存在网络交换机。需要进一步理解的是，图1示出的配置是一个非常简单的配置并且在任何给定的网络环境中，实际上存在着更多的控制器和VLAN。此外，术语“AP”或无线接入点设备是用于指在无线网络中提供无线连接的任何无线设备，并非旨在例如局限于IEEE 802.11 AP。举例来说，在此描述的技术适用于其他无线网络，例如，WiMAXTM无线网络，其中，在WiMAX的说法中称之为基站的设备执行的功能类似于IEEE 802.11无线网络中的AP的功能。同样地，术语“控制器”或“WLAN控制器”用于指控制在无线网络中提供无线连接，例如包括无线网关设备的无线设备的任何控制元件。WiMAX无线网络仅仅是这些技术适用的其他无线网络的一个例子。因此，图1所示的配置仅仅是用于描述这里的技术的一个例子。
图1所示的CD可以是移动的并由此在AP的覆盖范围内移动。每个VLAN具有不同的IPv6子网/前缀。当一个CD第一次附接(或者在WLAN中的说法是“关联”)到由控制器20(1)-20(3)之一控制的任何无线AP时，该CD将成为该AP或相关的交换机被配置来服务于的那个VLAN(IPv6子网)的一部分。然后该CD被认为属于那个VLAN或是那个VLAN的一部分。作为创建该CD和该VLAN之间的这种关联的一部分，利用分配给该VLAN的总前缀块(子网块)将唯一的IPv6地址指派给该CD。当该CD的状态被移除后，这些地址被释放并回收。
一个IPv6节点地址是一个128位的记录，表示为上至四个十六进制数位的八个字段。冒号分隔各个字段。IPv6地址的一个示例是3ffe:ffff:101::230:6eff:fe04:d9ff。这个符号“::”是用作表示多个连续零的16位组的简写形式的特殊语法。为了指示一子网络(子网)地址，IPv6标准使用类似于IPv6格式的子网前缀。一IPv6节点地址及其子网前缀长度可以表示为：<IPv6-Node-Address>/<Prefix-Length>，其中，<IPv6-Node-Address>是一个IPv6地址且<Prefix-Length>是一个十进制值，该十进制值规定IPv6地址的最左边的连续多少位组成该子网前缀。每个VLAN都被指派有或关联于一个聚合的IPv6前缀块。
为了示例，假设CD 40(1)与40(2)在AP 30(1)-30(N)之一处第一次进入移动或无线网络域，那么这些CD被指派具有子网前缀的IPv6地址，该子网前缀对应于指派给网络路由器10(1)的子网前缀。具体而言，控制器20(1)将网络路由器10(1)的IPv6子网前缀分配给CD 40(1)和40(2)作为其网络前缀。CD初始进入移动域时所在的控制器为该CD存储进入信息，该进入信息包括针对该CD的媒体访问控制(MAC)地址，已指派的IPv6家乡网络前缀以及家乡控制器ID(例如，控制器20(1)的ID)。如此，针对CD 40(1)和40(2)的VLAN是控制器20(1)控制下且对应于网络路由器10(1)的第一VLAN。一旦完成这个初始VLAN指派，CD 40(1)和40(2)将总是该第一VLAN的一部分且所有其他控制器(以及AP)将存储表明那种关联的数据。CD能够从对应于其进入移动域时发现的其初始VLAN的前缀获得一个或多个IPv6网络地址，并且甚至能够在移动到移动域范围内的任何位置之后保留那些地址。因此，对于CD 40(1)和40(2)，第二控制器20(2)及第三控制器20(3)被称作“外地”控制器，这是因为它们控制被配置成服务于其他VLAN中CD的AP。
控制器20(1)-20(3)通过前面提及的CAPWAP或其他第2层/第3层隧道相互通信以共享关于已进入该网络的移动域的每个CD的VLAN的信息。此外，通过这些相同的隧道，当一CD从第一AP漫游到由不同的控制器控制的第二AP时，针对其漫游至的该第二AP的控制器与针对该第一AP的控制器共享信息。这样，在任何给定时间，控制器20(1)存储包括标识所有其他控制器的信息的“移动数据”，其中该其它控制器控制至少一CD漫游所来自的AP。这同样适用于针对属于第二VLAN的所有CD的控制器20(2)以及针对作为第三VLAN一部分的所有CD的控制器20(3)。此外，每个控制器20(1)-20(3)存储标识其控制的一个或多个AP中的每一个的信息。
作为一个例子，针对一个CD的IPv6移动状态可包括以下信息。
链路层地址：00-18-DE-97-C2-51
IPv6家乡网络前缀：CAFE::/128
IPv6链路本地地址：FE80::218:deff:fe97:c250
IPv6全局地址(1)：CAFE::deff:fe97:c250/128
IPv6全局地址(2)：CAFE::1/128
IPv6全局地址(3)：CAFE::2/128
家乡VLAN：eng-net
家乡控制器：174.14.1.2
外地控制器(当前锚)：174.14.11.1
IPv4移动状态：<CURRENT STATE>
IPv6协议(及其先前版本)定义了一种机制，通过该机制设备可发现网络路由器。在互联网协议中，这个过程被称为路由器发现。路由器发现涉及的消息是路由器通告(RA)消息及路由器请求(RS)消息。
网络路由器发送RA消息。RA消息告知侦听设备路由器的存在，并提供关于该路由器的重要信息，例如它的地址(或多个地址，如果它有多个)及主机应保留该路由器的信息多久。例行RA消息定期发送到一般受众，即，作为所谓的组播地址消息，其中消息之间的时间是管理员可配置的(例如，7至10分钟)。设备侦听RA消息，且当收到时，对其进行处理并将有关路由器的信息加到它的路由表中。
RA消息包含IPv6前缀/子网信息(前面的64位)，允许CD生成后面的64位并生成一个完整的128位地址。IPv6路由器以一基于配置参数的频率定期发送RA消息。当RA消息必须通过无线链路而被传导时，RA消息的数量和频率会对无线网络的性能造成负担，尤其会对流量容量有影响。CD发送RS消息以发现链路上的IPv6路由器/子网。IPv6路由器响应于RS消息中携带的请求要求而发送RA消息。该响应通常是单播，但在某些情况下可以是组播(全节点响应)，每当CD从一个控制器控制的一个AP漫游到另一个控制器控制的另一个AP都发出这样的消息时，这又会成为破坏性的。
在例如图1所示的网络环境中，CD可从一个AP漫游到另一个AP。当一CD漫游到与其之前所附接的AP的控制器不同的控制器控制下的一AP时，该CD仍然需要接收针对它自己的VLAN的RA消息，但不接收其他VLAN上发送的RA消息。这在当RA消息需要经由无线链路发送至CD时尤为重要，因为一般希望尽可能使无线传输最少以便将可用的无线信道留下来承载实际的流量或数据。此外，该RA消息应该被以如下方式路由：确保该CD“相信”其仍然是其VLAN的一部分并因此其可以继续使用针对那个VLAN生成的IPv6地址。出于这样的原因，来自于CD的VLAN的RA消息需要被转发到该CD而不管其当前附接在哪里，从而为IPv6地址提供移动性。
为此，图1所示的每个控制器20(1)-20(3)，以及在某些情况下，每个AP，均配置有管理RA消息如何被处理的RA消息控制处理逻辑。
现在参见图2，示出了旨在表示控制器20(1)-20(3)的示例框图的一个框图，该控制器20(1)-20(3)被配置以执行在此描述的RA消息路由管理技术。存在一处理器22，一网络接口单元24以及一存储器26。该处理器22例如是微处理器，微控制器，数字信号处理器，等等。该网络接口单元24是一个被配置成根据多种网络协议中任一种来实现有线网络上的通信的设备。
存储器26是一个实体的处理器可读或计算机可读的存储器，其存储指令或以指令编码，当该指令被处理器22执行时，致使处理器22执行在此所描述的功能。例如，该存储器26被以针对路由器通告消息控制处理逻辑100的指令进行编码。该处理逻辑100通过与图4、图6、图7、图9、图10及图11相联系的方式在下文进行描述。
图2示出了包括一执行存储器24中存储的软件的数据处理器22的处理环境，与此同时，另一种处理环境则是一个固定数据处理元件，例如专用集成电路(ASIC)，其通过固定硬件逻辑，被配置以执行逻辑100的功能。还有另外一种可能的数据处理环境是涉及一个或多个现场可编程逻辑设备，或是固定处理元件和可编程逻辑设备的组合的数据处理环境。
存储器26还存储标号102所示的前面提及的移动数据。再次，该移动数据包括有关CD的家乡VLAN，CD当前附接点(例如，CD当前所附接的外地控制器的ID)的数据。此外，存储器26还为其控制下所有的AP存储由104所示的AP ID。
图3示出了针对AP，例如AP 30(1)-30(N)，32(1)-32(M)及33(1)-33(K)的示例框图。一个AP包括一处理器34，一有线网络接口35及存储器36。此外，一个AP包括一无线收发器38，其被配置为通过至少一个天线39向CD传输无线信号并从CD接收无线信号。存储器36存储与存储在控制器中的移动数据类似的移动数据37。存储器36还存储针对AP路由器通告消息控制处理逻辑200的指令。该处理逻辑200如图5和图8所示在下文中进行描述。
现参见图4和图5，RA消息管理的一个方面被描述为适应于CD的移动性，该移动性源于它们可以通过无线连接从一个AP漫游至另一个AP。图4展示了在控制器中运行的处理逻辑100的一个功能的流程图，图5展示了在AP中运行的处理逻辑200的一个功能的流程图。图4和图5中的流程图展示了相似的功能，但运行在不同的设备中。该功能关乎控制器或AP在否则将会共享的链路上隔离IPv6前缀，以及根据CD对应的VLAN将前缀投射到CD上的能力。这使得共享链路显现为一个点到点链路的集合。
如此，图4的流程图描述了基于控制器的RA消息处理功能110，例如在控制器20(1)-20(3)中任意一个上执行的功能。在112中，如上面所说明的，控制器存储移动数据，该数据包含将CD映射到它们各自的VLAN的信息，该信息可能是表的形式，以及CD与外地控制器的当前附接状态，等等。该信息通过与其他控制器和AP经由一合适的隧道(例如一CAPWAP隧道)交换控制信息而获得。如此，存储功能112以一种连续的方式执行，依据CD位置的变化更新信息。另外，如上文关于图3所描述那样，每个控制器存储AP的ID数据来标识它所控制的AP。在114中，控制器从它的IPv6网络路由器接收一IPv6消息。例如，控制器20(1)从路由器10(1)接收一IPv6消息。在116中，当一个消息被确定为一RA消息时，控制器继而确定它是一个单播消息还是组播消息。例如，控制器检查消息的第2层和第3层的头信息来确定它是被发送至一单播地址还是一组播地址。如此，判断框117反映出这种确定的结果。当确定该RA消息为一单播RA消息时，则在118中，该RA消息不被拦截。而是，控制器将其作为普通的有线至无线桥接操作的一部分而转发至它的单播目的地(最终通过一AP至一CD)。
另一方面，当它确定该RA消息为一组播消息时，处理进行至120。在120中，控制器确定该RA消息针对的特定VLAN。换句话说，控制器将RA消息与其针对的VLAN关联在一起。这可以通过几种方式实现。一种技术是通过检查消息头来获得RA消息的一“VLAN标签”。该VLAN标签表明该消息所针对的VLAN。第二种技术是确定与RA消息关联的配置，如设备接收到RA消息的端口。一些端口是仅专用于或者指派给某些VLAN(IPv6子网/前缀)的。配置数据被存储，用来指示哪些VLAN被指派给哪些端口。因此，通过确定RA消息的端口配置，该RA消息针对的目标VLAN就能够被确定。
在122中，控制器根据存储的移动数据识别所有作为该RA消息所针对的VLAN的一部分的CD。取决于该RA消息针对的VLAN，CD可能相对于控制器而言是本地的或家乡的，即，它们当前附接于与该RA消息针对的VLAN相关联的控制器控制下的一个AP。或者，作为针对该RA消息的VLAN的一部分的CD可能正漫游自另一个控制器控制下的AP。即，控制器知道哪些(如果有的话)本地CD或者漫游CD应该接收控制器在116中接收到的组播RA消息。在124中，控制器为其确定为应该接收该RA消息的每个CD(本地的或漫游的)生成一单播RA消息。需要为所有作为该组播RA消息所针对的VLAN的一部分的CD生成RA消息。该单播RA消息是通过在RA消息的第2层头中将组播目的地址替换为RA消息需要被送达的CD的媒体访问控制(MAC)地址而从组播RA消息生成的。在126中，控制器将每个RA单播消息转发给其控制下的所有AP，进而AP将每个单播RA消息无线地传送给适当的CD。如此，控制器将RA消息转发给所有具有访问CD的AP，其中该CD为组播RA消息针对的VLAN的一部分。如上文关于图3所说明的那样，每个控制器存储AP的ID数据来指示其控制下的AP。如此，每个CD将会被从控制器发送一个特别寻址的单播RA消息，而组播RA消息不会发出到整个无线链路上，从而避免了无线链路上的RA消息泛滥。
现参见图5，针对类似于在控制器中执行的功能110的功能210描述了一流程图，但功能210在AP中执行。在212中，与上文关于图4所描述的功能112类似，AP存储移动数据。在214中，AP通过CAPWAP或其他第2层/第3层隧道从它的控制器接收一个IPv6消息。在216中，AP确定该消息是否为一RA消息，如果是则确定它是一单播消息还是一组播消息。如上文所说明的，AP可以通过检查RA消息的第2层或第3层头信息来进行单播或组播的确定。判断框217将逻辑的方向表示为该确定的结果。在222中，AP识别所有作为RA消息所针对的VLAN的一部分的CD。如上文关于图4所描述的那样，功能218，220，222和224与功能118，120，122和124分别本质上相同，其最终为每个作为RA消息目标的VLAN一部分的CD创建组播RA消息的单播拷贝。然而，在226中，AP将各个单播RA消息无线地传送给每个访问CD。
在一个实施例中，存储移动数据，接收RA消息，为接收的RA消息确定VLAN，拦截RA消息并生成单播RA消息，这些功能的一个子集在每个控制器20(1)-20(3)处执行，而这些功能的另一子集在每个AP处执行。例如，每个控制器20(1)-20(3)被配置用来存储移动数据，接收RA消息，确定接收的RA消息的VLAN和拦截RA消息，并转发RA消息到AP，而将组播RA消息转变为单播RA消息的智力和能力则在每个AP处提供。
再次参见图1，作为上文关于图4和图5所描述的一个示例场景。在该示例中，假设CD 40(5)和40(6)通过附接于与控制器20(3)关联的AP 34(1)-34(K)中的一个而进入移动域。由此，CD 40(5)和40(6)属于第三VLAN。然而，CD 40(6)从AP 34(K)漫游至控制器20(1)所控制的AP 30(1)。所有的控制器都存储指示CD和它们各自的VLAN的相关性的信息，其依据多个AP中的哪一个是CD初始(进入移动域时)连接并被指派一网络地址的AP。控制器20(1)接收由它的网络路由器10(1)发来的一RA消息。控制器20(1)确定该RA消息是否为一组播消息，如果是则拦截它。该控制器20(1)通过检查RA消息的VLAN标签或从与该消息相关的端口配置来确定该RA消息针对的VLAN。然后该控制器20(1)确定是否存在至少一个与其AP中的某一个当前相连接的，且属于该RA消息针对的VLAN的CD。例如，控制器20(1)接收到一具有指示其针对于第三VLAN的IPv6前缀的RA消息，该第三VLAN是针对CD 40(6)的VLAN。控制器20(1)确定CD 40(6)当前与其AP中的一个相关联。然后，控制器20(1)生成一单播RA消息(利用CD 40(6)的MAC地址)，其中该单播RA消息将要通过在第一VLAN中运行的AP 30(1)-30(N)中的每一个，或仅通过AP30(1)发送至CD 40(6)。如果存在连接到AP 30(1)-30(N)中的任何一个并且其VLAN是第三VLAN的其他CD，那么该控制器20(1)将为每个这样的CD生成单独的单播RA消息。如上文关于图5所说明的那样，这些同样的功能可以被AP执行而非控制器。由此，在本示例中，一个AP可以执行如前所述的由控制器20(1)所执行的前述的功能。
接下来对图4和图5的总的功能性流程做一个总结。信息被存储(在AP或控制器或其他类似的网络元件上)来指示无线移动客户端设备与它们各自的VLAN之间的关联，其基于无线移动客户端设备(初始)连接到多个无线接入点设备中的哪一个并被指派一网络地址。由网络路由器设备发送的一路由器通告消息被接收，并确定该路由器通告消息是否为组播消息。当该路由器通告消息被确定为是组播消息时，其被拦截。进而确定该路由器通告消息针对多个VLAN中的哪一个。一个单播路由器通告消息被生成以被发送至一本地或漫游的无线移动客户端设备，该设备作为接收到的路由器通告消息被确定为所针对的VLAN的一部分。需要重申的是，这些功能可以由控制该特定VLAN中的AP的控制器来执行，或由该特定VLAN中的任一个AP来执行。
现参见图6，示出了控制器执行的处理130的流程图，该处理130为本地CD和漫游CD处理周期性和非周期性的RA消息。在132中，控制器为其控制下的AP存储移动数据和AP ID数据。如此，控制器具有标识其他控制器的信息，其中该其他控制器控制着服务于其他VLAN的AP，且至少一个客户端设备从该控制器相关联的VLAN漫游至该其他VLAN。
在134中，控制器从它的IPv6网络路由器接收一IPv6消息。在136中，控制器确定其是否为一RA消息，如果是，则确定它是一单播RA消息还是组播RA消息。当RA消息被确定为是单播RA消息时，判断框137将流程引至功能138。单播RA消息不被拦截，而是作为普通的有线至无线桥接操作的一部分被继续转发。当RA消息被确定为是组播RA消息时，则在140中，控制器再次通过检查VLAN标签字段或确定该RA消息的端口配置来确定该RA消息所针对的VLAN。
在142中，为了将RA消息转发给与控制器所控制的AP相连的CD(其VLAN是RA消息的目标)，控制器通过CAPWAP隧道发送RA消息至每个具有处于目标VLAN中的CD的AP，以便通过无线传输以单播消息的形式发送给这些CD。接收到该RA消息的AP将其转变为一指向要接收该RA消息的CD的单播消息，该转变使用如上文关于图4描述的组播至单播的转变技术。在144中，为了转发RA消息给已漫游至其他(“外地”)控制器控制的AP的CD，控制器识别所有控制着CD已漫游至的AP的外地控制器，其中该CD是作为该RA消息的目标的VLAN的一部分。信息存在于该控制器存储的移动数据中。控制器进而将该RA消息的拷贝转发给每个控制着AP的外地控制器，其中该AP为CD(其VLAN是该RA消息的目标)已漫游至的AP。
参见图1，描述一个图6中处理流程的示例。在该示例中，传入的RA消息由第二控制器20(2)接收，且该RA消息包含一IPv6前缀用来指示其针对第二VLAN。(该RA消息同样可以针对第一VLAN或第二VLAN。)此外，第二VLAN是CD 40(3)和40(4)的VLAN；然而CD 40(3)已漫游至AP 30(N)而CD 40(4)还没有漫游且当前连接至AP 32(M)。该控制器20(2)确定RA消息是针对该第二VLAN的，且根据它存储的移动数据，控制器知道CD 40(3)已漫游至控制器20(1)控制下的AP 30(N)，而CD 40(4)仍运作在本地。因此，控制器20(2)通过CAPWAP或其他隧道发送RA消息至它的AP 32(1)-32(M)或仅至AP 32(M)，以便作为单播消息无线传输至CD 40(4)并最终被CD 40(4)接收。除此之外，控制器20(2)通过CAPWAP或其他隧道转发一组播RA消息的拷贝至控制器20(1)，以便由AP 30(1)-30(N)最终传输从而RA消息被CD 40(3)接收。注意控制器20(2)并不将组播RA消息转变为单播消息。
接下来对图6的流程做一个总结。在一个被配置为控制着一个或多个服务于作为第一VLAN的一部分的CD的无线接入点设备的控制器上，信息被保存以标识任何其他控制器，其中该其他控制器控制着其他AP，且作为该第一VLAN的一部分的至少一个无线移动客户端设备已漫游至该其他AP中的至少一个。由网络路由器设备发送的一RA消息被控制器接收。当确定该RA消息是一组播消息时，该RA消息所针对的VLAN被确定。当该RA消息被确定为针对第一VLAN时，其被发送至一个或多个AP(被该控制器控制的)中的每一个，以便作为单播消息无线传输给CD，其中该CD为第一VLAN的一部分且连接于这些AP中的一个。此外，组播RA消息的拷贝被转发给所有其他控制着AP的控制器，其中该AP为至少一作为第一VLAN的一部分的CD已漫游至的AP。
图7-图9展示的流程图与拦截RS消息并以一单播代理响应来应答的技术相关，该技术确保移动域中的每个移动事件不会导致RA组播“风暴”。图7展示了由控制器执行的针对RA消息缓存处理150的流程图。在152中，控制器从网络路由器接收一RA消息。在154中，控制器确定该RA消息针对哪个VLAN。在156中，控制器将该RA消息与标识该RA消息所针对的VLAN的信息一起进行缓存(临时存储)。
图8展示了在AP处执行的关于RS消息的处理230的流程图。在232，AP从CD接收一RS消息。在234，该AP将该RS消息转发给控制该AP的控制器。
现参见图9，描述了由控制器执行的用以加速RS消息处理的处理160的流程图。在162，控制器从AP通过CAPWAP或其他第2层/第3层隧道接收一RS消息。控制器拦截该RS消息。在164，控制器确定多个VLAN中的哪一个是针对发送该RS消息的CD的VLAN。即，控制器识别进行发送的CD所属的VLAN。在166中，控制器确定针对发送该RS消息的CD的VLAN，是否存在缓存的RA消息。如果存在，则在168中，控制器将缓存的RA消息作为一单播RA消息发送给另一个被配置为控制着至少一个该CD已漫游至的AP的控制器，或者，当该CD仍运作在本地时，发送给该CD当前关联的AP。如果不存在针对那个VLAN的已缓存的RA消息，则在170中控制器将其转发给与之关联的网络路由器进行处理。如此，控制器作为一代理RA主体(proxy RA agent)而能够以其自己的频率作为单播消息转发缓存的RA消息。
除此之外，存储的或缓存的RA消息可以由控制着CD已漫游至的AP的另一控制器所产生。
再次参见图1，作为上文关于图7-图9所描述的处理流程的一个示例。考虑当控制器20(3)接收到一RA消息并确定其针对于第一VLAN的情况。控制器20(3)将RA消息与指示该RA消息针对于该第一VLAN的信息一起进行缓存。在此后某个时间，控制器20(3)接收到从它的AP 34(1)-34(K)中的某一个转发给它的一RS消息。例如，该RS消息可能从属于该第一VLAN的CD 40(1)发送。该控制器20(3)确定该RS消息来自属于该第一VLAN的CD。进而该控制器20(3)确定其对于该第一VLAN是否具有一缓存的RA消息。在这个示例中，控制器20(3)确定其对于该第一VLAN具有一缓存的RA消息，将它转变为一单播消息(如上文关于图4和图5所说明的那样)并发送至适当的AP以用于传输到CD 40(1)。如果发送RS消息的CD当前不是运行于第三VLAN中，该控制器20(3)则会将该单播RA消息发送至与该CD当前运行所处于的VLAN相关联的控制器。如果该控制器20(3)确定其对于与发送RS消息的CD的家乡VLAN相对应的VLAN不具有缓存的RA消息，该控制器20(3)则会将该RS消息转发至控制器20(1)进而至它的网络路由器10(1)。
接下来对此处关于图7-图9所描述的处理流程做一个总结。在控制器处，接收来自网络路由器的路由器通告消息，其中该控制器被配置为控制一个或多个服务于作为第一虚拟局域网的一部分的无线移动客户设备的无线接入点设备。确定该路由器通告消息针对于多个虚拟局域网中的哪一个。该路由器通告消息与标识该路由器通告消息所针对的虚拟局域网的信息一起被存储。从无线接入点设备接收一路由器请求消息，该路由器请求消息由作为该第一虚拟局域网的一部分的一特定的无线移动客户端设备发送。确定该特定无线移动客户端设备属于多个虚拟局域网中的哪一个。然后确定针对该特定无线移动客户端设备所属的虚拟局域网是否存在一存储的路由器通告消息。当存在一针对该特定无线移动客户端设备所属的虚拟局域网存储的路由器通告消息时，所存储的路由器通告消息被检索出来，并且作为单播消息发送给一个或多个被配置为服务于作为第一虚拟局域网的一部分的无线移动客户端设备的无线接入点设备(如果该无线移动客户端设备附接于该控制器控制的一无线接入点设备)，或发送给另一被配置为控制至少一该无线移动客户端设备已漫游至的无线接入点设备的控制器。
现参见图10，描述了一RA消息节流处理180的流程图。该处理180有利于允许一控制器应用一可配置的RA消息转发频率限制，来确保WLAN链路不会因高频率的RA消息流量而不堪重负。在182中，控制器存储一可配置的RA消息路由频率阈值参数，其中该阈值参数规定控制器转发路由器通告消息的频率。该频率阈值参数由网络管理员设置并作为用以确定何时转发一RA消息至AP以便无线传送至CD的阈值。例如，该阈值表示转发针对无线传输的相继的RA消息之间所需要经过的最小的时间段。在184中，控制器从其关联的网络路由器接收一RA消息。在186中，控制器确定该RA消息针对多个VLAN中的哪一个。在187，控制器基于存储的RA消息路由频率参数和最近的RA消息被该控制器转发的时间来确定该RA消息是否应被转发。当控制器确定该RA消息应被发送时，则在188中，控制器向其所针对的目的VLAN转发该消息。另一方面，当控制器确定该RA消息不应被发送时，则控制器抑制该RA消息并不进行发送。因此，该RA消息将不会被继续转发。如果下一个去往该VLAN的RA消息的到达的时间相对于之前转发的RA消息满足路由频率阈值，则该下一个RA消息可被继续转发。如此，处理180允许控制器以自己的频率来发送RA消息，而不管或独立于网络路由器发送消息至控制器的频率。网络路由器可更积极地发送RA消息，例如，网络路由器可每分钟发送RA消息，但控制器可被配置为抑制它们而仅每10分钟才发送它们。
一个控制器可为多个VLAN中的每一个存储一不同的RA消息路由频率阈值参数是可能的，从而每个在给定控制器所接收到的RA消息将会被依据该RA消息所针对的VLAN来用VLAN特定的频率阈值参数而进行评价。该频率限制技术也有利于使需要在WLAN链路上发送给CD的RA消息的数量最小化，并且它可连同在此描述的任何RA消息转发的处理流程一起应用。
依据图10所示处理的进一步演变，控制器可被配置为存储一个或多个CD的列表，其中RS消息接收自该CD。当一针对存储的列表中特定CD所关联的VLAN的RA消息被接收时，该控制器生成一寻址到该特定CD的单播RA消息，并发送该单播RA消息至该特定CD而不等待依据RA频率参数的下一个被允许发送的RA消息。如此，与该RA频率参数相关联的计时器被忽略且该RA消息立刻被发送给一CD，针对该CD一RS消息已被该控制器接收(且该CD包含在该控制器上存储的接收的RS消息的列表中)。
现参见图11，其展示了控制器执行的主动RA消息转发处理190的流程图。该处理190有利于允许控制器当接收到一CD的切换通知时主动地发送单播RA消息，其中该CD的家乡VLAN受控于该控制器。确保切换时的低延时是有利的，其避免了等待来自漫游CD的RS消息的需要。例如，切换延时可被保持为少于50ms。
在192中，控制器通过如下方式来检测针对一CD的切换事件：检测作为受控于该控制器的AP所服务于的VLAN的一部分的该CD已漫游至受控于另一控制器(即，外地控制器)的AP。该控制器通过与该外地控制器的CAPWAP隧道接收控制消息，以接收对于一给定CD的切换事件通知。这样，控制器知道该CD的切换发生到的控制器的ID。如此，该控制器能够根据切换通知更新它的对于那个CD的移动数据。在194中，使用该更新的对于该CD的移动数据，控制器为该CD确定当前控制器位置。在196中，在不等待来自CD的RS消息，或下一个周期性RA消息被发送的时间的情况下，控制器生成并通过CAPWAP或其他第2层/第3层隧道发送一单播RA消息至控制着该CD漫游至的AP的控制器。
接下来对图11所示的处理流程做一个总结。在配置为控制一个或多个配置为服务于作为第一VLAN的一部分的无线移动客户端设备的无线接入点设备的第一控制器上，检测属于该第一VLAN的一特定的无线移动客户端设备已漫游至一受控于第二控制器的AP。响应于检测到该漫游事件，该第一控制器发送一针对该特定无线移动客户端设备的单播路由器通告消息至该第二控制器，而不等待来自于该特定无线移动客户端设备的路由器请求消息。每当一CD从一个AP漫游至另一个AP时，控制器生成一移动事件且一些上下文信息被从家乡AP或控制器传输到外地AP或控制器。CD附接于一新的AP。该家乡控制器检测该切换并生成一通过该CD附接的AP发送至该CD的RA消息。该RA消息通常以周期频率或作为对RS消息的响应而生成。然而，按照图11的技术，生成和发送该RA消息而不等待来自于客户端的RS消息。这降低了切换延时。
在此描述的路由器通告消息路由技术允许高效的消息路由，以支持WLAN控制器系统中的IPv6移动性支持。图4-图6展示了基于IPv6前缀信息隔离RA消息的技术。这些技术防止了RA组播消息“风暴”，如果无线移动客户端设备在进行了第2层或第3层漫游之后检测一新链路并将丢失掉它之前的前缀/地址的话则会发生所述RA组播消息“风暴”，其中该前缀/地址与其初始进入无线域时所在的家乡VLAN相关联。
虽然在此技术被展示和描述为一个或多个具体的实施例，但并非旨在受限于这些所示的细节，因此可做出各种各样的修改和结构性的改变，而不脱离权利要求的范围或其等同范围。

Claims (19)

1.一种用于管理路由器通告消息的方法，包括： 
存储表明无线移动客户端设备与其各自的虚拟局域网的关联的信息； 
接收由网络路由器设备发送的所述路由器通告消息； 
确定该路由器通告消息是否是一组播消息； 
当确定该路由器通告消息是一组播消息时，拦截该路由器通告消息，并确定该路由器通告消息针对多个虚拟局域网中的哪一个；以及 
生成一单播路由器通告消息以被发送至一本地或漫游的无线移动客户端设备，该无线移动客户端设备是接收到的该路由器通告消息被确定为所针对的虚拟局域网的一部分，其中生成该单播路由器通告消息包括改变该路由器通告消息的头字段以将该路由器通告消息中的组播目的地址替换为针对该无线移动客户端设备的媒体访问控制地址。 
2.如权利要求1所述的方法，其中确定该路由器通告消息针对多个虚拟局域网中的哪一个包括检查该路由器通告消息的字段或确定与端口或该路由器通告消息相关的配置。 
3.如权利要求1所述的方法，其中确定包括确定该路由器通告消息被发送到对应于一特定无线移动客户端设备的一单播目的地址，且如果是这样，则作为普通的有线至无线桥接操作的一部分而将所述路由器通告消息转发以供无线传输至该特定无线移动客户端设备。 
4.如权利要求1所述的方法，其中所述存储、接收、确定、拦截以及生成功能的一子集在被配置为服务于无线移动客户端设备的无线接入点设备中执行，并且所述存储、接收、确定以及拦截功能的剩余子集在一控制器中执行，该控制器被配置为控制一个或多个服务于无线移动客户端设备的无线接入点设备。 
5.如权利要求4所述的方法，其中所述存储、接收、确定以及拦截在所述控制器中执行且生成该单播路由器通告消息在所述无线接入点设备中执行。 
6.如权利要求5所述的方法，其中在所述控制器上，进一步包括抑制从该网络路由器设备接收到的路由器通告消息以不根据已存储的路由器通告频率参数将其转发到与该控制器相关的多个无线接入点设备当中任何一个或多个无线接入点设备。 
7.如权利要求6所述的方法，进一步包括根据已存储的路由器通告频率参数确定一路由器通告消息是否应当被转发，以及转发该路由器通告消息，其中该已存储的路由器通告频率参数规定控制器转发路由器通告消息的频率，该频率独立于该网络路由器向所述控制器发送路由器通告消息的频率。 
8.如权利要求6所述的方法，进一步包括在所述控制器上，存储一个或多个无线移动客户端设备的列表，其中从所述一个或多个无线移动客户端设备接收到了路由器请求消息，并且其中，当接收到一针对于一虚拟局域网的路由器通告消息，其中该存储的列表中的一特定无线移动客户端设备与该虚拟局域网相关联时，生成一寻址到该特定无线移动客户端设备的单播路由器通告消息，并发送该单播路由器通告消息至该特定无线移动客户端设备，而不等待依据该已存储的路由器通告频率参数的下一个被允许的路由器通告消息。 
9.一种用于管理路由器通告消息的方法，包括： 
在一控制器上，存储信息，所述控制器被配置为控制一个或多个无线接入点设备，所述无线接入点设备服务于作为第一虚拟局域网的一部分的无线移动客户端设备，所述信息标识控制着其他无线接入点设备的任何其他控制器，作为该第一VLAN的一部分的至少一个无线移动客户端设备已漫游至所述其他无线接入点设备中的至少一个； 
在所述控制器上，接收一网络路由器设备发来的所述路由器通告消息； 
确定该路由器通告消息是否是一组播消息且当为是时，确定该路由器通告消息所针对的虚拟局域网； 
当确定该路由器通告消息针对所述第一虚拟局域网时，将该路由器通告消息发送至一个或多个无线接入点设备以作为单播消息而无线传输至一 无线移动客户端设备，其中该无线移动客户端设备是连接至该无线接入点设备之一的所述第一虚拟局域网的一部分，以及 
转发该组播消息的拷贝至控制着无线接入点设备的其他控制器，作为所述第一虚拟局域网的一部分的至少一个无线移动客户端设备已漫游至该无线接入点设备。 
10.如权利要求9所述的方法，其中确定该路由器通告消息针对哪个虚拟局域网包括或是检查该路由器通告消息的字段或是确定与端口或该路由器通告消息相关的配置。 
11.如权利要求9所述的方法，其中确定包括确定该路由器通告消息被发送到对应于一特定无线移动客户端设备的一单播目的地址，且如果是这样，则作为普通的有线至无线桥接操作的一部分而将所述路由器通告消息转发以供无线传输至该特定无线移动客户端设备。 
12.一种用于管理路由器通告消息的方法，包括： 
在一控制器上，从一网络路由器接收所述路由器通告消息，所述控制器被配置为控制一个或多个无线接入点设备，所述无线接入点设备服务于作为第一虚拟局域网的一部分的无线移动客户端设备； 
确定该路由器通告消息针对多个虚拟局域网中的哪一个； 
将该路由器通告消息与标识该路由器通告消息所针对的虚拟局域网的信息一起存储； 
接收来自于一无线接入点设备的一路由器请求消息，其中该路由器请求消息由作为该第一虚拟局域网的一部分的一特定无线移动客户端设备发出； 
确定该特定无线移动客户端设备属于所述多个虚拟局域网中的哪一个； 
确定是否存在针对特定无线移动客户端设备所属的虚拟局域网存储的路由器通告消息；以及 
当存在针对该特定无线移动客户端设备所属的该虚拟局域网存储的路由器通告消息时，检索该存储的路由器通告消息并以单播消息的形式将其发送，如果该无线移动客户端设备附接于该控制器控制下的一无线接入点设备则发送到一个或多个配置为服务于作为该第一虚拟局域网的一部分的无线移动客户端设备的无线接入点设备，或发送到另一控制器，该另一控制器被配置为控制该无线移动客户端设备已漫游至的至少一个无线接入点设备。 
13.如权利要求12所述的方法，当确定不存在针对所述特定无线移动客户端设备所属的虚拟局域网存储的路由器通告消息时，转发该路由器请求消息至该网络路由器。 
14.如权利要求12所述的方法，其中确定该路由器通告消息针对多个虚拟局域网中的哪一个包括检查该路由器通告消息的字段或确定与该路由器通告消息相关的配置。 
15.如权利要求12所述的方法，进一步包括，在控制该特定无线移动客户端设备已漫游至的无线接入点设备的另一控制器上，存储该路由器通告消息，以及其中，发送包括从该特定无线移动客户端设备已漫游至的控制器发送所存储的路由器通告消息至该特定无线移动客户端设备。 
16.如权利要求15所述的方法，进一步包括在控制器上，存储一个或多个无线移动客户端设备的列表，其中从所述一个或多个无线移动客户端设备接收到了路由器请求消息，并且其中，当接收到一针对于一虚拟局域网的路由器通告消息，其中该存储的列表中的一特定无线移动客户端设备与该虚拟局域网相关联时，生成一寻址到该特定无线移动客户端设备的单播路由器通告消息，并发送该单播路由器通告消息至该特定无线移动客户端设备，而不等待依据已存储的路由器通告频率参数的下一个被允许的路由器通告消息。 
17.如权利要求12所述的方法，其中转发该单播消息至另一控制器而不等待来自所述特定无线移动客户端设备的路由器请求消息。 
18.如权利要求17所述的方法，进一步包括在第一控制器上接收与该特定无线移动客户端设备相关的一切换事件的通知，该切换事件是从第一控制器控制下的一无线接入点设备切换到第二控制器控制下的一无线接入点设备。 
19.一种用于管理路由器通告消息的装置，包括： 
用于存储表明无线移动客户端设备与其各自的虚拟局域网的关联的信息的装置； 
用于接收由与有线网络相关联的一网络路由器设备发送的所述路由器通告消息的装置； 
用于确定该路由器通告消息是否是一组播消息的装置； 
用于在确定该路由器通告消息是一组播消息时，拦截该路由器通告消息，并确定该路由器通告消息针对多个虚拟局域网中的哪一个的装置；以及 
用于通过改变路由器通告消息的头字段以将该路由器通告消息中的组播目的地址替换为针对本地或漫游的无线移动客户端设备的媒体访问控制地址，生成一单播路由器通告消息以被发送至该无线移动客户端设备的装置，该无线移动客户端设备是接收到的该路由器通告消息被确定为所针对的虚拟局域网的一部分。 
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