CN103036648B

CN103036648B - 一种capwap报文处理方法及装置

Info

Publication number: CN103036648B
Application number: CN201210539650.4A
Authority: CN
Inventors: 梁星
Original assignee: Fujian Star Net Communication Co Ltd
Current assignee: Ruijie Networks Co Ltd
Priority date: 2012-12-13
Filing date: 2012-12-13
Publication date: 2016-01-27
Anticipated expiration: 2032-12-13
Also published as: CN103036648A

Abstract

本发明提供了一种CAPWAP报文处理方法及装置，所述方法包括：对待发送的报文进行检测，当检测到所述报文包含的标识消息元素时，根据所述标识消息元素确定所述报文的发送；其中，所述标识消息元素用于指示自身后一个消息元素的活性时间。本发明通过对待发送的报文进行标识消息元素的检测，根据检测到的标识消息元素确定报文的发送，能够保证消息的有效传输，尤其对于实时性要求较强的消息，保证了该类消息的实时性传输要求，解决了该类消息延迟可能造成的问题。

Description

一种CAPWAP报文处理方法及装置

技术领域

本发明涉及无线局域网络技术领域，尤其涉及一种无线接入点控制和规定（ControlAndProvisioningofWirelessAccessPoints，CAPWAP）报文处理方法及装置。

背景技术

自1997年IEEE802.11标准提出以来，无线局域网（WirelessLocalAreaNetworks，WLAN）的接入速度从最初的1Mb/s发展到300-600Mb/s，IEEE802.11a/b/g/n等标准的相继提出，极大地推动了WLAN的扩张。WLAN已经不仅仅是有线网络的补充，而是逐渐往大规模部署和独立组网的方向发展，甚至在一些地方取代了有线网络。

WLAN中包括站（Station，STA）、接入点（AccessPoint）。STA是指客户端，具体可以是无线网卡、计算机等用户终端；AP相当于传统有线网络中的集线器（HUB），也是目前组建小型无线局域网时最常用的设备，相当于一个连接有线网和无线网的桥梁，主要作用是将各个无线网络客户端连接到一起，然后将无线网络接入以太网；其中，AP通过有线连接无线控制器（AccessController，AC）来接入有线网络，由AC来管理控制所连接的AP，并将AP上安全、控制和管理等功能集中处理。

然而，传统的WLAN体系结构已无法满足大规模组网需求，因此，IETF成立了无线接入点控制和规定（ControlAndProvisioningofWirelessAccessPoints，CAPWAP）工作组，来研究大规模应用WLAN的解决方案。

CAPWAP协议包含无线AP控制架构和无线AP控制协议两方面；其中，无线AP控制架构（Architecture），用于描述无线AP部署架构；无线AP控制协议（Protocol），用于描述无线AP和AC互通协议。

CAPWAP协议基于集中式WLAN体系结构，AC和AP之间通过IP网络连接。具体参考图1，当AC与AP建立了CAPWAP连接后，AC与每台AP间都会建立一条CAPWAP通信隧道，这里，“——”表示CAPWAP通信隧道；AC发送给AP的每个报文，都必须通过CAPWAP通信隧道；而AP发给AC的每个报文，也必须通过CAPWAP通信隧道，CAPWAP通信隧道是一种点到点的隧道，是一种单播隧道。具体地，CAPWAP协议存在两种通道：CAPWAP控制通道和CAPWAP数据通道；CAPWAP控制通道是一个双向通道，由AC的IP地址、物理设备（WirelessTerminationPoint，WTP）的IP地址、AC控制端口（5246）、WTP控制端口（5246）及传输层协议（UDP或者UDP-Lite）定义，在这之上可以收发CAPWAP的控制报文，其中，WTP等同于瘦AP，即需要依靠AC控制工作的AP，如不特殊说明，本文中的AP均指瘦AP；CAPWAP数据通道是一个双向通道，由AC的IP地址、WTP的IP地址、AC数据端口（5247）、WTP数据端口（5247）及传输层协议（UDP或者UDP-Lite）定义，在这之上可以收发CAPWAP的数据报文。

通常，AP被连接到网络时则进入发现AC的过程。AP使用广播、组播（224.0.1.140）或单播方式发送发现请求消息；其中，当使用单播方式时，需首先通过动态主机设置协议（DynamicHostConfigurationProtocol，DHCP）或域名系统（DomainNameSystem，DNS）获取AC的IP地址列表。收到该消息的AC返回应答消息给AP，AP在返回应答消息的AC中，选择一个建立数据报安全传输层协议（DatagramTransportLayerSecurityProtocol，DTLS）连接。

DTLS连接建立成功后，AP发送加入请求消息，AC回复加入应答消息以确认AP加入该AC的管理范围。其中，当AP的固件版本过期，会首先进入升级固件过程，AP从AC下载最新版本的固件，升级成功以后重启，重新进入发现过程；当AP固件为最新版本，则直接从AC下载配置参数，随后进入运行阶段。

在运行状态中，AC通过控制报文动态更改AP配置，获取AP运行状态、STA信息、射频信息等，由于所有数据都集中在AC进行处理，可以很容易实施全网级的服务质量（QoS）、动态射频管理等策略。

根据RFC5415的描述，标准定义了2个保活消息：EchoRequest和EchoResponse，用于CAPWAP控制通道的保活（keep-alive）。由WTP在CAPWAP隧道建立好后，周期性地发送EchoRequest报文，这里，该周期可配置为30秒。AC收到EchoRequest后，响应EchoResponse报文。

RFC5415规定，AP或AC端在发送request消息后，若没有收到response则进行request报文的重传（RFC54152.4.3），注意RFC5415规定，对于response报文是不要求重传的（RFC54154.5.3）。RFC5415规定默认的重传次数为5，5次重传的时间依次为3s，6s，12s，15s，15s（从第四次开始，重传间隔都是15s），如果报文在重传5次之后仍然没有收到response，则CAPWAP隧道断开。因此CAPWAP隧道的保活时间是30+3+6+12+15+15=81s。CAPWAP的保活引入重传机制，目的在于保持CAPWAP隧道的稳定。只有在网络通路断开时间超过81秒时，CAPWAP才会断开。若网络断开一段时间（小于81秒）又恢复正常了，那么CAPWAP隧道就不会断开，不过造成的后果就是报文到达的时间变得晚了一些。

下面结合图2和图3对CAPWAP报文收发情况进行说明，其中，图2示出了正常的网络环境下报文收发的流程，如图2所示，步骤1-2，AC通过中间网络向AP发送报文；步骤3，AP通过中间网络收到AC发来的报文；步骤4-5，AP收到报文后通过中间网络回复回应；步骤6，AC通过中间网络收到回应。

当中间网络出现断开后又修复的情形时，CAPWAP报文收发情况如图3所示，具体包括：

步骤1，AC向中间网络发送报文，中间网络出现断开情形；

步骤2，3秒后，AC再次向中间网络重发该报文，此时中间网络仍然是断开状态；

步骤3，6秒后，AC再次向中间网络重发报文；期间，中间网络进行恢复；

步骤4，中间网络已经恢复正常，12秒后，AC再次向中间网络重发该报文，由于此时中间网络已经正常，因此后续步骤5-9与图2中的步骤1-6相同，不再赘述。

但是，图3中AP收到AC的报文比网络正常时收到该报文延迟了21秒，并且，AP并不知道这个报文是AC在21秒前发出的。按CAPWAP的保活时间计算，在网络最糟糕的情况下，AP可能会收到AC在81秒前发出的报文。

大部分情况下，可以不考虑上述报文的延迟，但是，对于实时性要求较高的报文，延迟太久则可能造成比较严重的后果；如当该报文是用来同步AP时钟的报文，当该报文被延迟发送，则会导致AP的时间比实际时间慢，进而影响AP上相关时间敏感应用的准确性。另外，AP上还会存在一些时间敏感的消息元素，如果延迟收到会造成AP功能紊乱，甚至失效。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种CAPWAP报文处理方法及装置，能够保证消息的有效传输。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种CAPWAP报文处理方法，所述方法包括：

对待发送的报文进行检测，当检测到所述报文包含的标识消息元素时，根据所述标识消息元素确定所述报文的发送；

其中，所述标识消息元素用于指示自身后一个消息元素的活性时间。

其中，所述根据所述标识消息元素确定所述报文的发送为：

将所述标识消息元素中的活性时间与当前时间进行比较，当所述活性时间大于或等于所述当前时间时，直接对待发送的报文进行发送；

当所述活性时间小于所述当前时间时，将所述标识消息元素的后一个消息元素删除后，进行报文的发送。

其中，将所述标识消息元素的后一个消息元素删除为：

删除所述标识消息元素和所述标识消息元素的后一个消息元素；或者，

延长所述标识消息元素的长度，对所述标识消息元素的后一个消息元素进行覆盖。

其中，所述标识消息元素为一个类型长度值TLV结构。

一种CAPWAP报文处理方法，所述方法包括：

对接收到的报文进行解析，当解析到所述报文包含的标识消息元素时，跳过所述标识消息元素的解析，进行下一个消息元素的解析；

一种CAPWAP报文处理装置，所述装置包括：检测单元、确定单元；其中，

所述检测单元，用于对待发送的报文进行检测，当检测到所述报文包含的标识消息元素时，触发所述确定单元；

所述确定单元，用于根据所述标识消息元素确定所述报文的发送；

其中，所述确定单元，具体用于将所述标识消息元素中的活性时间与当前时间进行比较，当所述活性时间大于或等于所述当前时间时，确定直接对待发送的报文进行发送；当所述活性时间小于所述当前时间时，将所述标识消息元素的后一个消息元素删除后，确定对所述报文进行发送。

其中，所述确定单元，具体用于删除所述标识消息元素和所述标识消息元素的后一个消息元素；或者，延长所述标识消息元素的长度，对所述标识消息元素的后一个消息元素进行覆盖。

其中，所述标识消息元素为一个TLV结构。

一种CAPWAP报文处理装置，所述装置包括：解析单元，用于对接收到的报文进行解析，当解析到所述报文包含的标识消息元素时，跳过所述标识消息元素的解析，进行下一个消息元素的解析；

其中，所述标识消息元素用于指示自身后一个消息元素的活性时间

本发明通过对待发送的报文进行标识消息元素的检测，根据检测到的标识消息元素确定报文的发送并在对接收到的标识消息元素并不进行解析，能够在不影响报文解析的前提下，保证消息的有效传输，尤其对于实时性要求较强的消息，保证了该类消息的实时性传输要求，解决了该类消息延迟可能造成的问题。

附图说明

图1为基于CAPWAP协议的WLAN体系结构示意图；

图2为正常网络环境下CAPWAP报文收发的流程示意图；

图3为网络环境出现变化时CAPWAP报文收发的流程示意图；

图4为本发明CAPWAP报文处理方法的实现流程示意图；

图5为本发明标识消息元素的报文结构示意图；

图6为本发明发送AC时间戳消息元素时的报文结构示意图；

图7为本发明CAPWAP报文处理装置的结构示意图。

具体实施方式

RFC5415（4.6.CAPWAP协议消息元素，4.6CAPWAPProtocolMessageElements）标准规定，CAPWAP协议传输的消息元素被定义成类型长度值（TypeLengthValue，TLV）结构，一个CAPWAP报文可以携带一个或多个TLV结构；AP或AC接收到CAPWAP报文进行解析时，Type标识Value的含义，Length标识Value的大小（Bytes），利用Length可以找到下一个TLV结构。

本发明的基本思想为：对待发送的报文进行检测，当检测到所述报文包含的标识消息元素时，根据所述标识消息元素确定所述报文的发送；其中，所述标识消息元素用于指示自身后一个消息元素的活性时间。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下举实施例并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图4示出了本发明CAPWAP报文处理方法的实现流程，如图4所示，所述方法包括：

步骤401，对待发送的报文进行检测，当检测到所述报文包含的标识消息元素时，执行步骤402；

本实施例中，所述报文包括多个TLV结构，其中，所述标识消息元素为一个TLV结构，具体可参照图5，其中Type占用2个字节长度，其值可以被任意定义，只要不与其他已知的Type冲突即可，如可以定义为99，这里，具体可以通过检测TLV结构中的Type的值是否为预先定义的标识消息元素，实现对所述标识消息元素的检测；Length的值为4，占用2个字节长度；Value占用4个字节长度，具体为活性时间（LiveTime）。

所述标识消息元素用于指示自身后一个消息元素的活性时间，即Value的值可以设置为后一个消息元素的活性时间，若活性时间大于或等于当前时间时，表明所述后一个消息元素有效，若活性时间小于当前时间时，表明所述后一个消息元素失效。

例如，在AC需要向AP发送AC时间戳（Timestamp）时，所述标识消息元素和ACTimestamp的结构如图6所示，其中，按照RFC5415的定义，ACTimestamp的Type部分为6，Length部分为4，Value部分Timestamp=XXXX具体为以秒为单位的当前时间；标识消息元素的Type部分可以定义为99，Length部分为4，Value部分LiveTime=XXXX+Y，其中XXXX为时间戳的值，Y为该标识消息元素的后一个消息元素（即ACTimestamp）的存活时间，如当Y为5秒时，则表示所述ACTimestamp必须在5秒内发送给AP，否则，所述ACTimestamp失效。

步骤402，根据所述标识消息元素确定所述报文的发送；

具体地，将所述标识消息元素中的活性时间与当前时间进行比较，当所述活性时间大于或等于所述当前时间时，直接对待发送的报文进行发送；

当所述活性时间小于所述当前时间时，将所述标识消息元素的后一个消息元素删除后，进行报文的发送；其中，将所述标识消息元素的后一个消息元素删除具体可以通过以下两种方式实现：方式一，直接删除所述标识消息元素和所述标识消息元素的后一个消息元素，如此，会使得最终发送的报文长度有所缩短，例如当发送的后一个消息元素为ACTimestamp时，则最终发送的报文长度会缩短16字节；方式二，延长所述标识消息元素的长度，对所述标识消息元素的后一个消息元素进行覆盖，即修改所述标识消息元素中Length字段，如当发送的后一个消息元素为ACTimestamp时，则将Length字段的值由4改为12，以对后一个消息元素（即总长度为8字节的ACTimestamp）进行覆盖。

应当理解，上述对所述标识消息元素的后一个消息元素删除的两种方式均可以达到发送端不发送标识消息元素后一个消息元素的目的，方式一的报文缩短，未增加接收端的负担，但是需要在发送端搬移数据，如果需要搬移的数据过长，会存在效率上的问题；方式二只需要修改Length的长度，发送端代价最小，但是报文较长，尤其在标识消息元素的后一个消息元素本身很长的情况下，则会有大量冗余发送到网络上，浪费带宽资源；如此，可以在后一个消息元素较短时优先选取方式二，否则选用方式一。

图7示出了本发明CAPWAP报文处理装置的结构，如图7所示，所述装置包括：检测单元、确定单元；其中，

其中，所述标识消息元素为一个TLV结构。

进一步地，所述装置还包括：解析单元，用于对接收到的报文进行解析，当解析到所述报文包含的标识消息元素时，跳过所述标识消息元素的解析，进行下一个消息元素的解析。

应当理解，上述装置可以内置于AC或AP中进行实现。

本发明还提供另一种CAPWAP报文处理方法，该方法包括：对接收到的如上所述发送的报文后，对所述报文进行解析，当解析到所述报文包含的标识消息元素时，跳过所述标识消息元素的解析，直接进行下一个消息元素的解析；具体地，在报文解析的过程中并不进行所述标识消息元素的解析，即当解析到所述报文包含的标识消息元素时，直接跳过对所述标识消息元素的解析。

相应地，本发明还提供另一种CAPWAP报文处理装置，该装置包括：解析单元，用于对接收到的报文进行解析，当解析到所述报文包含的标识消息元素时，跳过所述标识消息元素的解析，进行下一个消息元素的解析；其中，所述标识消息元素用于指示自身后一个消息元素的活性时间。进一步地，该装置可以内置于AC或AP中进行实现。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种无线接入点控制和规定CAPWAP报文处理方法，其特征在于，所述方法包括：

对待发送的报文进行检测，当检测到所述报文包含的标识消息元素时，

当所述活性时间小于所述当前时间时，将所述标识消息元素的后一个消息元素删除后，进行报文的发送；

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述标识消息元素的后一个消息元素删除为：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标识消息元素为一个类型长度值TLV结构。

4.一种无线接入点控制和规定CAPWAP报文处理装置，其特征在于，所述装置包括：检测单元、确定单元；其中，

所述确定单元，具体用于将所述标识消息元素中的活性时间与当前时间进行比较，当所述活性时间大于或等于所述当前时间时，确定直接对待发送的报文进行发送；当所述活性时间小于所述当前时间时，将所述标识消息元素的后一个消息元素删除后，确定对所述报文进行发送；

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述确定单元，具体用于删除所述标识消息元素和所述标识消息元素的后一个消息元素；或者，延长所述标识消息元素的长度，对所述标识消息元素的后一个消息元素进行覆盖。

6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述标识消息元素为一个类型长度值TLV结构。