CN103079248A - 在网状网络中防止循环的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种网络设备和/或方法，用于防止无线数字网络中的网络帧的路由路径中的循环。所公开的网络装置在网络节点处接收来自有线网络的帧。该帧包括唯一地对应有线网络的站点标识符、源物理地址、和目的物理地址。如果网络节点被选为代表性入口节点，则网络设备转发该帧。否则，如果另一个网络接点被选为代表性入口节点，则网络设备丢弃接收到的帧，以防止在对应于该帧的路由路径中形成循环。如果没有其它网络被选为代表性入口节点，则网络设备将该帧冲至无线网络中的其它网络节点。

Description

在网状网络中防止循环的方法和系统

技术领域

本公开涉及无线数字网络中的包路由协议。具体地，本公开涉及通过无线网状网络中的有效路由协议来防止路由路径中的循环。

背景技术

无线数字网络，诸如在电气与电子工程师协会(IEEE)802.11标准运行下的网络，依靠它们的通用性和实用性而广泛传播。然而，伴随着这种通用性，出现了路由管理的问题。特别地，来自一个或多个有线网络(或站点)的网络帧需要通过无线网状网络路由，以便在不会于无线网状网络内形成任何循环的情况下到达一个或多个其它有线网络(或站点)。

通常，无线网状网络中的无线路由协议使用生成树协议(STP)以防止路由路径中的循环。STP首先在网络中寻找冗余链接并选择最佳路径。其最初的目的是将全部链接置为或者转发或者阻塞状态。最后，没有冗余链接的链接以及具有冗余链接的最佳链接将处于转发状态。不如被选链接好的冗余链接将处于阻塞状态。然而，生成树不能对同一个终点使用多重链接。因此，当无线网络使用STP时，不存在负载共享或负载平衡。任何不作为优选的冗余链接均被阻塞(即，关闭)，直至主链接停止。

STP使用以下三个标准来确定接口是否应处于转发状态中：

(1)所有根桥接器上的接口均被置为转发状态。

(2)对于不是根桥接器的其他桥接器，最接近根桥接器的端口被置为转发状态。

(3)具有与根桥接器之间的最小管理距离的桥接器被称为指定桥接器。指定桥接器上的网络接口被称为指定端口。该端口被置为转发状态。

随着STP的使用，由于“最佳端口”被置为转发状态，并且其它端口被置为阻塞状态，故在网络中不存在循环。当新的节点被引入网络时，端口状态将被重新计算以防止新的循环。然而，STP不允许多重活动网关，或多重路径上的负载平衡，因为它们基于树状拓扑而被限制在一个网关和一个特定路径的选择上。因此，期望具有一种路由协议，其能够防止在无线网络内的路由路径中的循环，还能支持多重活动入口以及负载平衡。

发明内容

根据本申请的一方面，提供了一种方法，包括：在位于无线网络的第一网络节点的网络设备处接收来自有线网络的帧，其中所述帧包括唯一地对应所述有线网络的站点标识符和目的物理地址；通过所述网络设备基于所述站点标识符和所述目的物理地址确定是否将所述网络节点选为代表性入口节点；以及作为对将所述第一网络节点选为所述代表性入口节点的响应，所述网络设备将所述帧转发至第二网络节点。

根据本申请的另一方面，提供了一种网络设备，包括：处理器；存储器；接收机构，联接至所述处理器，所述接收机构在无线网络的第一网络节点处接收来自有线网络的帧，其中所述帧包括唯一地对应所述有线网络的站点标识符和目的物理地址；确定机构，联接至所述处理器，所述确定机构基于所述站点标识符和所述目的物理地址确定是否将所述网络节点选为代表性入口节点；以及帧处理机构，联接至所述处理器，作为对将所述第一网络节点选为所述代表性入口节点的响应，所述帧处理机构将所述帧转发至第二网络节点。

根据本申请的又一方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，储存由实现在网络设备内实施的一个或多个机构执行以进行多种操作的嵌入式指令，所述多种操作包括：在无线网络的第一网络节点处接收来自有线网络的帧，其中所述帧包括唯一地对应所述有线网络的站点标识符和目的物理地址；基于所述站点标识符和所述目的物理地址确定是否将所述网络节点选为代表性入口节点；以及作为对将所述第一网络节点选为所述代表性入口节点的响应，将所述帧转发至第二网络节点。

附图说明

通过参照用于示出本发明的实施方式的以下描述和附图，可以最好地理解本公开。

图1示出了根据本公开的实施方式的示例性无线数字网络环境；

图2是示出根据本公开的实施方式的用于防止无线网状网络中的循环的示例性网络帧格式的框图；

图3A至图3C中的每一个示出了根据本公开的实施方式的用于防止无线网状网络中的循环的各自示例性无线网络路由方案；

图4是示出根据本公开的实施方式的防止无线网状网络中的循环的示例性处理的流程图；以及

图5是示出根据本公开的实施方式的用于防止无线网状网络中的循环的系统的框图。

具体实施方式

以下描述中，为了提供透彻的理解而介绍一些具体细节。虽然公开的内容针对无线网络的路由管理，但是相关领域的技术人员应该意识到，在没有一个或多个具体细节或者在没有其他部件组合等的情况下，本文所公开的概念和技术也能够实行。在其他情况下，没有示出或详细描述已知的实现或操作，以避免使本文所公开的各种实施例模糊。应该理解的是，本公开覆盖了落入本公开的精神和范围内的所有修改、等同和替换。

概述

本公开的实施方式涉及无线数字网络中的数据包路由协议，尤其涉及通过有效路由协议来防止路由路径中的循环。本公开的实施方式提供了解决方案，该解决方案防止网络内路由路径中的循环，而且支持多个活动入口以及负载平衡。

利用本文提供的解决方案，公开的网络设备在网络节点处接收来自有线网络的帧。该帧包括与有线网络唯一对应的站点标识符、源物理地址、以及目的物理地址。如果网络节点被选择为代表性入口节点，那么网络设备转发帧。否则，如果另一网络节点被选择为代表性入口节点，那么网络设备丢弃接收的帧，以防止在对应于该帧的路由路径中形成循环。如果没有其他网络被选择为代表性入口节点，那么网络设备将帧冲到无线网络中的其他网络节点。

在一些实施方式中，如果无线网络中没有其他网络节点被选择为代表性入口节点，那么网络设备确定目的物理地址是否存在于转发表中。如果存在，那么网络设备将帧发送到与转发表中的目的物理地址对应的转发地址处的相应网络节点。否则，网络设备将帧冲到无线网络中的一个或多个其他网络节点。在一个实施方式中，为了确定无线网络中任意其他网络节点是否被选择为代表性入口节点，网络设备识别一个或多个其他网络节点，这些网络节点是与有线网络(帧从该有线网络接收)相关联的入口节点；发送包括站点标识符和目的物理地址的查询数据包；接收来自一个或多个其他网络节点的响应；并且基于响应确定一个或多个网络节点中的任意节点是否被选择为代表性入口节点。

在一些实施方式中，网络设备还确定目的物理地址是否表示帧是多播帧。如果是，那么网络设备将基于目的物理地址向一组网络节点多播该帧。

在一些实施方式中，网络设备还确定源物理地址是否与任意以前接收的帧相关联。如果不是，网络设备则丢弃帧。另外，网络设备可以存储源物理地址。网络设备可以附加地并可选地确定源物理地址对与站点标识符相关联的任意入口节点是否已知。如果是，那么网络设备将源物理地址与入口节点相关联，其中该入口节点与转发表中的站点标识符相关联。如果不是，那么网络设备将源物理地址与转发表中与其自身对应的网络节点相关联。

概述

图1示出了根据本公开的实施方式的示例性无线数字网络环境。图1包括第一有线网络(即，有线网络1120)、第二有线网络(即，有线网络2130)、以及网状网络，该网状网络包括通过无线的无线电链接160至168相互连接的网状网络节点140至148。此外，网状网络节点140和142都连接到有线网络1120。因此，网状网络节点140和142每个都分配有站点标识符“1”，这表示它们都连接到第一有线网络。同样，网状网络节点148连接到有线网络2130。因此，网状网络节点148分配有站点标识符“2”，这表示它连接到第二有线网络。连接到有线网络的网状网络节点被统称为“入口节点”或“网关”。在本公开中，术语“网状入口”、“入口节点”、“入口”、“网关”、或“网关节点”可互换使用。实际上，图1中所描绘的网状网络使用无线链接将两个不相连的有线2层网络桥接为单一2层网络。因此，我们配置不同的入口节点来区分不相连的2层网络。注意的是，站点标识符的值(例如，“1”用于网状网络节点140和142；和“2”用于网状网络节点148)可以任意分配。只要值能够唯一标识有线网络(也称为“站点”)，则可以使用任何值。

每个入口节点的站点标识符可以由网络管理员配置。一旦在所有入口节点上都配置了正确的站点标识符，这个站点标识符配置信息就将被分发到无线网状网络中的其他节点。在以上关于图1所示的实施例中，节点144和146将接收配置信息，即，入口节点140和142与站点标识符“1”相关联，入口节点148与站点标识符“2”相关联。然后，每个网状节点将为每个有线网络(或每个站点)选择代表性入口节点。在选择代表性入口节点之后，各自网状节点与各自站点之间的流量将只经过网状节点的所选择的代表性入口节点。

为了为每个站点选择代表性入口节点，每个网状节点将与所有网状入口联系，从而在为每个站点选择代表性入口之前获得每个入口的信息。如果网状节点是入口网状节点，那么入口网状节点将总是选择自身作为它所连接的站点的代表性入口。如果网状节点是非入口网状节点，那么非入口网状节点将通过考虑以下因素中的一个或多个因素来为每个站点选择它的代表性入口：

●入口的可达性；

●入口的当前负载(即，入口已经代表的节点的数量；入口的流量负载等)；

●从节点到入口的跳数或度量。

在为每个站点选择代表性入口之后，网状节点能够通过选择的代表性入口开始向各自站点发送流量和/或从各自站点接收流量。例如，在图1中，网状节点144能够选择入口节点140作为站点1的代表性入口。而且。网状节点146和148能够选择入口节点142作为它们的对于站点1的代表性入口。因此，网状节点144与有线网络1 120之间的所有流量将仅被转发到网状节点140，而不能转发到网状节点142、146或148。另一方面，网状节点146或148与有线网络1 120之间的所有流量将仅被转发到网状节点142，而不能转发到网状节点140或144。因此，通过允许这样的网关选择，本文所公开的路由协议允许到达相同站点(诸如有线网络1 120)的网络流量路由经过多个入口节点，从而支持无线网状网络内的负载平衡。

示例性网络帧格式

图2示出了根据本公开的实施方式的用于防止无线网状网络中的循环的示例性网络帧格式。图2中所示的网络帧200包括原始帧290和新报头250。原始帧290通常遵循标准2层数据包报头格式，并且包括目的媒体接入控制(MAC)地址260、源MAC地址270、和有效载荷信息280。新报头250包括目的节点标识符210、源入口节点标识符220、源站点标识符230、和其他信息240。

在一些实施方式中，当网络帧200通过任意入口节点路由进入网状网络时，入口节点利用新报头250来封装原始帧290。除了其他信息以外，表示进入网状网络的帧所来自的相应有线网络的源站点标识符230、以及入口节点的节点标识符220被插入到新报头250中。当网络帧200被路由到目的网状节点时，路由路径中的每个中间网状节点记录网络帧200的以下信息：(i)源MAC地址270、(ii)网络帧200进入网状网络所经过的网状入口节点的节点标识符220、(iii)源站点标识符230、以及(iv)与网络帧转发有关的任何其他信息240，诸如服务质量(QoS)、安全性等。在一个实施方式中，网状节点将元组<源MAC地址270，节点标识符220，源站点标识符230>插入到转发表中以对网络帧200的有关信息进行追踪。

用于防止无线网状网络中的循环的示例性路由方案

图3A至图3C中的每一个示出了根据本公开的实施方式的用于防止无线网状网络中的循环的各自示例性无线网络路由方案。

(1)方案A：网络帧来自网状网络的外部，且源MAC地址对网 状网络未知

图3A示出了防止循环的第一示例性无线网络路由方案。在这个实施例中，网络帧来自网状网络的外部，且源MAC地址对网状网络 未知。图3A包括第一有线网络(即，有线网络1 320)、第二有线网络(即，有线网络2 330)、以及网状网络，该网状网络包括通过无线的无线电链接360至368相互连接的网状网络节点340至348。此外，网状网络节点340和342都连接到有线网络1 320。因此，网状网络节点340和342每个都分配有站点标识符值，例如“1”，这表示它们都连接到第一有线网络。同样，网状网络节点348连接到有线网络2 330。因此，网状网络节点348分配有另一站点标识符值，例如“2”，这表示它连接到第二有线网络。注意的是，每个站点标识符的值唯一标识连接至无线网状网络的各自有线网络。

当网络帧通过网状入口节点340(或网状入口节点342)第一次从外部(例如，从有线网络1 320)进入到网状网络中时(操作380)，由于网状入口节点340(或网状入口节点342)还不知晓网络帧的源MAC地址，因此网状入口节点340(或网状入口节点342)将丢弃帧(未示出)，然后查询相同站点(即，有线网络1 320)的其他入口节点是否识别网络帧的源MAC地址。在图3A所示的实施例中，网状入口节点340将通过无线的无线电链接360向同样具有站点标识符值“1”的其他网状入口节点342查询网状入口节点342是否知晓网络帧的源MAC地址(操作381)。

当网状入口节点342从网状入口节点340接收到查询时，网状入口节点342将回答“否”或“是”(操作383)。假设网状入口节点342回答“否”，然后网状入口节点340将存储网络帧的源MAC地址、它自己的入口节点标识符以及它的相应站点标识符，以用于将来查询。在一些实施方式中，网状入口节点340维护数据库以记录网络帧的源MAC地址、网状入口节点340的节点标识符、与有线网络1 320相对应的源站点标识符、以及与网络帧转发有关的任何其他信息(诸如质量服务(QoS)、安全性等)。在一个实施方式中，网状节点340将元组<源MAC地址，入口节点标识符，站点标识符>和其他有关信息插入到它的数据库中。

在两个或更多个其他网状入口节点连接至同一站点的情况下，如果从其他入口节点接收的所有响应都是“否”，那么网状入口节点340将存储与源MAC地址、入口节点标识符、站点标识符等有关的信息。另一方面，如果任意网状入口节点对网状入口节点340的查询回答“是”，那么网状节点340将把与源MAC地址有关的信息存储到数据库中。然而，在存储这个信息时网状入口节点340也将注意到，源MAC地址已经被同一站点上的其他网状入口处理。

(2)方案B：网络帧来自网状网络的外部，且源MAC地址对网 状网络已知

图3B示出了防止循环的第二示例性无线网络路由方案。在这个实施例中，网络帧来自网状网络的外部，且网状网络知晓源MAC地址。图3B包括第一有线网络(即，有线网络1 320)、第二有线网络(即，有线网络2 330)、以及网状网络，该网状网络包括通过无线的无线电链接360至368相互连接的网状网络节点340至348。此外，网状网络节点340和342都连接到有线网络1 320。因此，网状网络节点340和342每个都分配有站点标识符值，例如“1”，这表示它们都连接到第一有线网络。同样，网状网络节点348连接到有线网络2 330。因此，网状网络节点348分配有另一站点标识符值，例如“2”，这表示它连接到第二有线网络。注意的是，每个站点标识符的值唯一标识连接至无线网状网络的各自有线网络。

当具有网状网络已经知晓的源MAC地址的网络帧从外部(例如，有线网络1 320)进入到网状网络中时(操作380)，像网状入口节点340(或网状入口节点342)执行标准2层交换一样，网状入口节点340(或网状入口节点342)将根据帧的目的MAC地址尝试转发接收的网络帧(操作384)。

为此，首先，网状入口节点340(或网状入口节点342)使用网络帧的目的MAC地址在转发表中查找相应条目。如果网络帧的目的MAC地址不存在于转发表中或者如果目的MAC地址是多播地址，那么网状入口节点340(或网状入口节点342)将帧冲到选择入口作为站点的代表性入口的所有其他网络节点。

例如，如果网状入口节点340从有线网络1 320接收到具有无线网状网络未知的目的MAC地址的网络帧(操作380)，那么网状入口节点340将接收的网络帧冲到网状节点344(操作384)，这是因为网状节点344已经选择网状入口340作为有线网络1 320的代表性入口。

作为另一实施例，如果网状入口节点342从有线网络1 320接收到具有无线网状网络未知的目的MAC地址的网络帧(操作382)，那么网状入口节点342将接收的网络帧冲到网状节点346(操作386)和网状节点348(操作385)，这是因为网状节点346和网状节点348都已经选择网状入口342作为有线网络1320的代表性入口。

在一些实施方式中，以上所述的冲操作通过利用上面引入的新报头来封装帧而执行，并且将帧单播至每个目的节点。例如，当网状入口节点342接收到具有未知目的MAC地址的网络帧时，网状入口节点342将利用表1中所示的新报头来封装原始帧，并且将封装的帧发送到网状节点146和网状节点148。

表1

在一些实施方式中，如果在转发表中发现目的MAC地址，但是与目的MAC地址相对应的网状节点没有选择接收网状入口节点作为其对站点的代表性入口，那么网络设备将丢弃帧以防止无线网状网络内的路由路径中的循环。例如，假设网状入口节点340从有线网络1320接收网络帧，而且接收的网络帧的目的MAC地址是与网状节点346相关联的客户端。由于网状节点346已经选择网状入口节点342作为其对有线网络1 320的代表性入口，因此节点340将丢弃网络帧以避免任何循环。

在一些实施方式中，如果在转发表中发现目的MAC地址，而且网状入口节点已经被选择作为站点的代表性入口，那么，网状入口节点将利用上面参照图2所描述的新报头来封装原始帧，并且将封装的帧转发到目的MAC地址。例如，假设网状入口节点340从有线网络1320接收网络帧，而且该网络帧的目的MAC地址是与网状节点344相关联的客户端。由于网状节点344已经选择网状入口节点340作为有线网络1 320的代表性入口，因此网状入口节点340将利用以下表2中所示的新报头来封装接收的帧，并且通过单播将封装的帧转发到网状节点344。

表2

(3)方案C：网络帧来自位于具有未知目的MAC地址的无线网 状网络中的客户端设备

图3C示出了用于防止环路的第三示例性无线网络路由方案。在这个实施例中，网络帧来自位于无线网状网络中的客户端设备，目的MAC地址对于无线网状网络未知。图3C包括第一有线网络，即，有线网络1 320；第二有线网络，即，有线网络2 330；以及网状网络，该网状网络包括网状网络节点340-348，其通过无线电链路360-368彼此连接。此外，网状网络节点340和342均连接到有线网络1 320。因此，网状网络节点340和342每个都分配有站点标识值，例如“1”，这表示它们均连接到第一有线网络。类似地，网状网络节点348连接到有线网络2 330。因此，网状网络节点348分配有另一站点标识值，例如“2”，这表示网状网络节点348连接到第二有线网络。注意到每个站点标识的值唯一标识连接到无线网状网络的各个有线网络。

在这种情况下，网络帧由无线网状网络中的客户端设备生成，例如连接到图3C中网状节点346的无线客户端。如果网状节点346不知网络帧的目的MAC地址或者如果网络帧的目的MAC地址是多播地址，则网状节点346会将接收的网络帧转发到全部相关节点(操作387)。网络帧将最终到达全部网状入口节点。每个网状入口节点遵循以上所述规则以确定其是否将网络帧转发到有线网络中。

在图3C示出的实施例中，由于网状节点346已选定网状入口节点342作为有线网络1 320的代表性入口，因而网状入口节点340将丢弃从网状节点346接收的任何冲入的网络帧并且不将其转发到有线网络1 320。另外，网络帧将通过网状入口节点342路由到有线网络1320中(操作389)，并且可再次从有线网络1 320进一步到达网状入口节点340(操作382)。当相同的网络帧再次被路由到网状入口节点340时，由于网状入口节点340之前已从网状节点346接收了冲入的网络帧，所以网状入口节点340将知晓源MAC地址来自无线网状网络中的网状客户端。因此，网状入口节点340将丢弃从有线网络1 320接收的网络帧以避免循环。

假设网状入口节点340由于一些原因(例如封包遗失)没有接收到过去从网状节点346冲入的帧，网状入口节点340将仍丢弃该网络帧，这是因为目的MAC地址对网状入口节点340未知。然而，网状入口节点340将询问相同站点的其它入口节点(例如，网状入口节点342)目的MAC地址是否已知(操作383)。在这个实施例中，网状入口节点342将回复目的MAC在有线网络1 320中是已知的(操作385)。随后，网状入口节点340将该MAC地址记录到由网状入口节点340维护的转发表中。

防止无线网状网络循环处理

图4是示出了防止在无线网状网络中循环的处理的流程图。在操作期间，网状节点从有线网络中接收网络帧(操作400)。网状节点接下来确定无线网状网络是否知晓与已接收的网络帧关联的源MAC地址(操作405)。

如果与网络帧关联的源MAC地址是已知的，网状节点接下来确定该网络帧是单播包还是多播包(操作410)。如果网络帧被确定是多播(操作480)包，那么网状节点会将该帧处理为广播帧并将网络帧冲到其它网状节点(操作460)。可选地，网状节点可以确定多播组的地址(操作480)，并将包传送至该多播组内的网状节点(未示出)。

另一方面，如果网络帧是单播包，网状节点将进一步确定目的MAC地址是否存在于由网状节点维护的转发表中(操作420)。如果目的MAC地址不在转发表中，则网状节点将网络帧冲到其它网状节点(操作460)。然而，如果目的MAC地址存在于转发表中，则网状节点会检索对应于转发表中目的MAC地址的条目，并确定任何其它入口节点是否已选定为代表性节点(操作430)。

如果与相同站点标识关联的其它入口节点被选定为代表性节点，网状节点将丢弃网络帧(操作440)。否则，网状节点将转发网络帧(操作450)。在一个实施方式中，网状节点将附加地选择自身作为代表性节点并将相应的条目插入转发表中。

假设在操作400期间从有线网络接收网络之后，网络节点在操作405中已确定无线网状网络不知晓源MAC地址。在这种情况下，网状节点将首先丢弃网络帧(操作415)。接下来，网状节点能将源MAC地址插入转发表中(操作425)。

此外，网状节点将询问与相同站点标识符关联的其它入口节点，并将基于从其它入口节点接收的响应确定任何其它入口节点是否知晓源MAC地址(操作435)。如果其它入口节点知晓源MAC地址，网状节点会将其它入口节点与转发表中的源MAC地址关联(操作445)。在一个实施方式中，如果与相同站点标识符关联的任何其它入口节点都不知晓源MAC地址，则网状节点可将自身与源MAC地址关联并选择自身作为用于相应站点的代表性入口节点。

无线网状网络循环防止系统

图5是示出根据本公开的实施方式的用于在无线网状网络中防止循环的系统的框图。

操作为无线数字网络中的网状节点，网络设备500包括：至少一个或多个无线电天线510，天线510能够传输或接收无线电信号或者既能传输又能接收无线电信号；网络接口520，其能够与有线或无线网络进行通信；处理器530，其能够处理计算机指令；以及存储器540，其能够存储指令和数据。此外，网络设备500还包括接收机构550、确定机构560、帧处理机构570、以及存储机构580，以上各项中的所有都连接到网络设备500中的处理器530和存储器540。网络设备500可在分布式或云式计算机环境中用作客户端系统、或服务器系统、或既可用作客户端又可用作服务器。

无线电天线510可以是用于信号接收的公知或传统电子组件的任何组合，包括但不限于，晶体管、电容器、电阻器、多路复用器、架线、暂存器、二极管或任何其它公知或之后成为公知的电子组件。

网络接口520能够为任何通信接口，其包括但不限于，解调器、令牌环接口、以太网接口、无线IEEE 802.11接口、蜂窝无线接口、卫星传送接口、或者用于连接网络设备的任何其它接口。

处理器530可包括一个或多个微处理器和/或网络处理器。储存器540能包括存储组件，例如动态随机存取储存器(DRAM)、静态随机储存器(SRAM)等。在一些实施方式中，储存器540储存转发表。在一个实施方式中，转发表包括(i)源MAC地址、(ii)网络帧进入网状网络网状所通过的入口节点的节点标识符、(iii)源站点标识符、以及(iv)与网络帧处理有关的任何其它信息，例如服务质量(QoS)、安全性等。在一个实施方式中，转发表储存格式为<源MAC地址、节点标识符、源站点标识符>的元组以追踪网络帧的相关信息。

接收机构550通过网络接口520或无线电天线510接收一个或多个网络帧。被接收的网络帧可包括，但不限于，请求和/或响应、信标帧、管理帧、控制路径帧等等，如在本公开中所描述的那些。在一些实施方式中，接收机构550能接收来自有线网络的帧。这种帧能包括唯一对应于有线网络的站点标识符、源物理地址、以及目的物理地址。在一些实施方式中，源物理地址和目的物理地址分别为该帧的源网络节点和目的网络节点的媒体存取控制(MAC)地址。

确定机构560基于站点标识符和目的物理地址确定网络节点是否被选定为代表性入口节点。响应网络节点未被选定为代表性入口节点，确定机构560基于站点标识符和目的物理地址，进一步确定无线网络中的任何其它网络节点是否被选定为代表性入口节点。响应无线网络中没有其它网络节点被选定为代表性入口节点，确定机构560确定目的物理地址是否存在于网络设备的转发表中。

特别地，当确定无线网络中的任何其它网络节点是否被选定为代表性入口节点时，确定机构560标识一个或多个其它网络节点，一个或多个其它网络节点为与接收帧的有线网络关联的入口节点。接下来，确定机构560将包括站点标识符和目的物理地址的询问发送到被标识的网络节点。随后，接收机构550从一个或多个被标识网络节点接收响应；因此，确定机构560能基于所接收的响应确定被标识网络节点中的任意一个是否被选定为代表性入口节点。

在一些实施方式中，确定机构560进一步确定源物理地址是否与任何早先接收的帧关联，或者变得被无线网络中的任何其它入口节点所知。在一些实施方式中，确定机构560还确定源物理地址是否与任何早先接收的帧关联。

帧处理机构570通常进行帧处理功能。例如，帧处理机构570能够丢弃帧、转发帧、多播或广播帧、通过将帧传输到无线网络中的多个其它网络节点冲入帧、等等。特别地，在一些实施方式中，帧处理机构570能响应于被选定为代表性入口节点的第一网络节点，将帧转发到第二网络节点。在一些实施方式中，帧处理机构570能响应于被选定为代表性入口节点的第三网络节点丢弃所接收的帧，以防止在对应于帧的路由路径中形成循环。

在一些实施方式中，帧处理机构570响应于存在于转发表中的目的物理地址，将帧传送至对应于转发表中目的物理地址的转发地址处的第四网络节点。在其它实施方式中，帧处理机构570响应于目的地址不存在于转发表中，将帧传送至无线网络中的一个或多个其它网络节点。

在一些实施方式中，帧处理机构570响应于表示帧为多播帧的目的物理地址，基于目的物理地址将帧多播至一组网络节点。

在一些实施方式中，如果确定机构560确定源物理地址不与任何早先接收的帧关联，帧处理机构570将丢弃该帧。

存储机构580能储存一个或多个源物理地址、一个或多个目的物理地址、一个或多个站点标识符、或与帧处理有关的任何其它信息。此外，在一些实施方式中，存储机构5 80响应于入口节点知晓源物理地址，将源物理地址关联到与转发表中的站点标识符关联的入口节点。在其它实施方式中，存储机构580响应于没有入口节点知晓源物理地址，将源物理地址与转发表中的第一网络节点关联。

接收机构550、确定机构560、帧处理机构570、以及存储机构580互相共同操作以处理网状网络中的循环防止。

根据本公开的实施方式，由受管网络设备400提供的网络服务包括，但不限于，向内部和/或外部远程认证拨入用户服务(RADIUS)服务器进行电气和电子工程协会(IEEE)802.1x认证；向内部和/或外部RADIUS服务器进行MAC认证；内建的动态主机配置协议(DHCP)服务以分配无线客户端设备IP地址；内部安全管理接口；3层转发；无线网络和与网络设备连接的有线网络之间的网络地址转换(NAT)服务；内部和/或外部捕获入口；用于管理无线网络中的网络设备的外部管理系统；等等。

本公开可在硬件、软件、或硬件和软件的组合中实现。本公开可以以集中化方式在一个计算机系统中实现，或者以不同元件分散在与网络连接的若干互联的计算机系统中的分布式方式实现。硬件和软件的典型组合可以是具有计算机程序的接入点，当计算机程序被加载并执行时，该计算机程序控制设备以使得其执行本文所描述的方法。

本公开还可以以非暂时性的方式嵌入到计算机可读存储介质中，该计算机可读存储介质包括使本文所述的方法能够执行的所有特征，并且该计算机可读存储介质在被加载到计算机系统中时能够执行这些方法。本文中的计算机程序是指任何语言、代码或符号的一系列指令的表达，其旨在使具有信息处理能力的系统直接执行特定功能，或者在以下步骤之一或二者之后执行特定功能：a)转换到另一种语言代码或符号；b)以不同物质形式再现。

如本文所使用的，“接入点”(AP)一般是指用于任何已知或可能后来变得已知的合适的无线接入技术的接收点。具体地，术语AP并不旨在限制为基于IEEE 802.11的AP。AP一般用于使无线设备能够通过各种通信标准连接到有线网络。

如本文所使用的，“无线局域网”(WLAN)一般是指使用一些无线分配方式(例如，无线扩频或无线正交频分复用)链接两个或多个设备的通信网络，并一般通过接入点提供到互联网的连接；从而为用户提供在局域网覆盖范围内保持网络连接的可移动性。

如本文所使用的，术语“无线网状网络”通常指的是由以网状拓扑组织的无线节点构成的通信网络形成。网状拓扑通常指的是一类网络，其中每个节点不仅捕获并传播其自身的数据，还用作其它节点的中继。也就是说，无线网状网络中的每个节点应合作以传送网络中的数据。无线网状网络通常由网状客户端、网状路由器或网状节点、网关或入口节点、以及之后可公知的任何其它实体构成。特别地，术语“无线网状网络”不试图限于依照IEEE 802.11、802.15、以及802.16技术标准的实现。相反，无线网状网络可基于任何无线网络技术、蜂窝网络技术、或两者的组合、或稍后公知的任何其它类似网络技术来实现。

如本文所使用的，术语“机构”一般是指提供一个或多个功能的系统或设备的部件，包括但不限于软件部件、电子部件、机械部件、机电部件等。

如本文所使用的，术语“实施方式”一般是指用于以示例性而非限制性的方式说明本发明的实施方式。

本领域技术人员将理解的是，上述实施例和实施方式是示例性的，并且不限制本申请的范围。在阅读说明书并研究附图后对本领域技术人员显而易见的上述实施例和实施方式的全部排列、增强、等同和改进都包含在本发明的真正精神和范围内。因此，以下所附的权利要求书包括了落入本申请真正精神和范围内的所有这些修改、排列和等同。

虽然已经根据不同实施方式描述了本发明，但是本发明不应仅限于这些描述的实施方式，而是可以实施为所附权利要求书的精神和范围内的修改和改变。说明书应被认为是说明性的而不是限制性的。

Claims (21)

1.一种方法，包括：

在位于无线网络的第一网络节点的网络设备处接收来自有线网络的帧，其中所述帧包括唯一地对应所述有线网络的站点标识符和目的物理地址；

通过所述网络设备基于所述站点标识符和所述目的物理地址确定是否将所述网络节点选为代表性入口节点；以及

作为对将所述第一网络节点选为所述代表性入口节点的响应，所述网络设备将所述帧转发至第二网络节点。

2.如权利要求1所述的方法，还包括：

作为对不将所述第一网络节点选为所述代表性入口节点的响应，通过所述网络设备基于所述站点标识符和所述目的物理地址确定是否将所述无线网络中的任何其它网络节点选为所述代表性入口节点；以及

作为对将第三网络节点选为所述代表性入口节点的响应，通过所述网络设备丢弃接收到的帧，以防止在对应于所述帧的路由路径中形成循环。

3.如权利要求2所述的方法，还包括：

作为对没有所述无线网络中的其它网络节点被选为所述代表性入口节点的响应，确定所述目的物理地址是否存在于所述第一网络节点处的转发表中；

作为对所述目的物理地址存在于所述转发表中的响应，通过所述网络设备将所述帧传送至位于与所述转发表中的所述目的物理地址相对应的转发地址处的第四网络节点；以及

作为对所述目的物理地址不存在于所述转发表中的响应，通过所述网络设备将所述帧传送至所述无线网络中的一个或多个其它网络节点。

4.如权利要求2所述的方法，其中基于所述站点标识符和所述目的物理地址确定是否将所述无线网络中的任何其它网络节点选为所述代表性入口节点的步骤还包括：

通过所述网络设备识别一个或多个其它网络节点，所述一个或多个其它网络节点是与所述有线网络相关联的入口节点，所述帧从所述有线网络接收；

通过所述网络设备发送包括所述站点标识符和所述目的物理地址的查询；

通过所述网络设备接收来自所述一个或多个其它网络节点的响应；以及

通过所述网络设备基于所述响应确定是否将所述一个或多个其它网络节点中的任何一个选为所述代表性入口节点。

5.如权利要求1所述的方法，还包括：

确定所述目的物理地址是否指示所述帧是多播帧；以及

作为对所述目的物理地址指示所述帧是多播帧的响应，基于所述目的物理地址将所述帧多播至一组网络节点。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述帧还包括源物理地址，并且所述方法还包括：

通过所述网络设备确定所述源物理地址是否与任何先前接收的帧相关联；以及

作为对所述源物理地址不与任何先前接收的帧相关联的响应，通过所述网络设备丢弃所述帧。

7.如权利要求6所述的方法，还包括：

通过所述网络设备储存所述第一网络节点处的所述源物理地址；

通过所述网络设备确定与所述站点标识符相关联的任何入口节点是否知晓所述源物理地址；

作为对入口节点知晓所述源物理地址的响应，使所述源物理地址与关联所述第一网络节点处的转发表中的站点标识符的入口节点相关联；以及

作为对没有入口节点知晓所述源物理地址的响应，使所述源物理地址与所述第一网络节点处的所述转发表中的所述第一网络节点相关联。

8.一种网络设备，包括：

处理器；

存储器；

接收机构，联接至所述处理器，所述接收机构在无线网络的第一网络节点处接收来自有线网络的帧，其中所述帧包括唯一地对应所述有线网络的站点标识符和目的物理地址；

确定机构，联接至所述处理器，所述确定机构基于所述站点标识符和所述目的物理地址确定是否将所述网络节点选为代表性入口节点；以及

帧处理机构，联接至所述处理器，作为对将所述第一网络节点选为所述代表性入口节点的响应，所述帧处理机构将所述帧转发至第二网络节点。

9.如权利要求8所述的网络设备，其中

作为对不将所述第一网络节点选为所述代表性入口节点的响应，所述确定机构还基于所述站点标识符和所述目的物理地址确定是否将所述无线网络中的任何其它网络节点选为所述代表性入口节点；以及

作为对将第三网络节点选为所述代表性入口节点的响应，所述帧处理机构还丢弃接收到的帧，以防止在对应于所述帧的路由路径中形成循环。

10.如权利要求9所述的网络设备，还包括：

作为对没有所述无线网络中的其它网络节点被选为所述代表性入口节点的响应，所述确定机构还确定所述目的物理地址是否存在于所述第一网络节点处的转发表中；

作为对所述目的物理地址存在于所述转发表中的响应，所述帧处理机构还将所述帧传送至位于与所述转发表中的所述目的物理地址相对应的转发地址处的第四网络节点；以及

作为对所述目的物理地址不存在于所述转发表中的响应，所述帧处理机构还将所述帧传送至所述无线网络中的一个或多个其它网络节点。

11.如权利要求9所述的网络设备，其中所述确定机构还：

识别一个或多个其它网络节点，所述一个或多个其它网络节点是与有线网络相关联的入口节点，所述帧从所述有线网络接收；

发送包括所述站点标识符和所述目的物理地址的查询；

接收来自所述一个或多个其它网络节点的响应；以及

基于所述响应确定是否将所述一个或多个其它网络节点中的任何一个选为所述代表性入口节点。

12.如权利要求8所述的网络设备，其中

所述确定机构还确定所述目的物理地址是否指示所述帧是多播帧；以及

作为对所述目的物理地址指示所述帧是多播帧的响应，所述帧处理机构基于所述目的物理地址将所述帧多播至一组网络节点。

13.如权利要求8所述的网络设备，其中

所述帧还包括源物理地址；

所述确定机构还确定所述源物理地址是否与任何先前接收的帧相关联；以及

作为对所述源物理地址不与任何先前接收的帧相关联的响应，所述帧处理机构还丢弃所述帧。

14.如权利要求13所述的网络设备，还包括：

储存机构，联接至所述处理器，所述储存机构储存所述第一网络节点处的所述源物理地址；

其中所述确定机构还确定与所述站点标识符相关联的任何入口节点是否知晓所述源物理地址；

作为对入口节点知晓所述源物理地址的响应，所述储存机构使所述源物理地址与关联所述第一网络节点处的转发表中的站点标识符的入口节点相关联；以及

作为对没有入口节点知晓所述源物理地址的响应，所述储存机构使所述源物理地址与所述第一网络节点处的所述转发表中的所述第一网络节点相关联。

15.一种非易失性计算机可读存储介质，储存由实现在网络设备内实施的一个或多个机构执行以进行多种操作的嵌入式指令，所述多种操作包括：

在无线网络的第一网络节点处接收来自有线网络的帧，其中所述帧包括唯一地对应所述有线网络的站点标识符和目的物理地址；

基于所述站点标识符和所述目的物理地址确定是否将所述网络节点选为代表性入口节点；以及

作为对将所述第一网络节点选为所述代表性入口节点的响应，将所述帧转发至第二网络节点。

16.如权利要求15所述的非易失性计算机可读存储介质，其中所述多种操作还包括：

作为对不将所述第一网络节点选为所述代表性入口节点的响应，基于所述站点标识符和所述目的物理地址确定是否将所述无线网络中的任何其它网络节点选为所述代表性入口节点；以及

作为对将第三网络节点选为所述代表性入口节点的响应，丢弃接收到的帧，以防止在对应于所述帧的路由路径中形成循环。

17.如权利要求16所述的非易失性计算机可读存储介质，其中所述多种操作还包括：

作为对没有所述无线网络中的其它网络节点被选为所述代表性入口节点的响应，确定所述目的物理地址是否存在于所述第一网络节点处的转发表中；

作为对所述目的物理地址存在于所述转发表中的响应，将所述帧传送至位于与所述转发表中的所述目的物理地址相对应的转发地址处的第四网络节点；以及

作为对所述目的物理地址不存在于所述转发表中的响应，将所述帧传送至所述无线网络中的一个或多个其它网络节点。

18.如权利要求16所述的非易失性计算机可读存储介质，其中基于所述站点标识符和所述目的物理地址确定是否将所述无线网络中的任何其它网络节点选为所述代表性入口节点的步骤还包括：

通过所述网络设备识别一个或多个其它网络节点，所述一个或多个其它网络节点是与所述有线网络相关联的入口节点，所述帧从所述有线网络接收；

通过所述网络设备发送包括所述站点标识符和所述目的物理地址的查询；

通过所述网络设备接收来自所述一个或多个其它网络节点的响应；以及

通过所述网络设备基于所述响应确定是否将所述一个或多个其它网络节点中的任何一个选为所述代表性入口节点。

19.如权利要求15所述的非易失性计算机可读存储介质，其中所述多种操作还包括：

确定所述目的物理地址是否指示所述帧是多播帧；以及

作为对指示所述帧是多播帧的所述目的物理地址的响应，基于所述目的物理地址将所述帧多播至一组网络节点。

20.如权利要求15所述的非易失性计算机可读存储介质，其中所述帧还包括源物理地址，并且所述多种操作还包括：

确定所述源物理地址是否与任何先前接收的帧相关联；以及

作为对所述源物理地址不与任何先前接收的帧相关联的响应，丢弃所述帧。

21.如权利要求15所述的非易失性计算机可读存储介质，其中所述多种操作还包括：

储存所述第一网络节点处的所述源物理地址；

确定与所述站点标识符相关联的任何入口节点是否知晓所述源物理地址；

作为对入口节点知晓所述源物理地址的响应，使所述源物理地址与关联所述第一网络节点处的转发表中的站点标识符的所述入口节点相关联；以及

作为对没有入口节点知晓所述源物理地址的响应，使所述源物理地址与所述第一网络节点处的所述转发表中的所述第一网络节点相关联。

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