CN111031549A - 一种实现分布式桥接系统自动组网的方法和ap - Google Patents
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Abstract
本发明提供实现分布式桥接系统自动组网的方法和AP,该方法包括:监听周边AP的组网通告帧,根据组网通告帧建立周边AP信息第一列表,所述第一列表中包含周边AP的标识、周边AP的信号强度值;将第一列表中两两表项之间的信号强度值相减,获得周边AP信号强度差值的绝对值的第二列表;将第二列表中的信号强度差值的绝对值相加求和,获取本机最优AP评价指标;接收周边AP分别发送的周边AP各自计算的最优AP评价指标;根据本机最优AP评价指标和周边AP各自计算的最优AP评价指标确定本机为根桥AP或非根桥AP;当确定本机为根桥AP时,开启WDS功能,与非根桥AP建立WDS链路;当确定本机为非根桥AP时,开启WDS功能,与根桥AP建立WDS链路。提高部署效率。
Description
技术领域
本发明涉及数据通信领域,尤其是一种实现分布式桥接系统自动组网的方法和AP。
背景技术
无线分布式系统(Wireless Distribution System,简称WDS)是把多个AP通过无线桥接或中继的方式相连,从而达到连接分布网络和扩展无线信号的作用。WDS经常在一些临时网络部署场景中应用,如,在时下频繁的演唱会、产品推介会、体育赛事现场等临时场所。这些场所特点是临时性和不固定性,通常只需要构建临时网络连接,快速进行实施现场网络直播,现场活动结束后,也能够很容易拆卸。在学校园区和工业园区内,建筑物之间距离较远,要实现建筑物内网络互连互通,铺设电缆光纤成本很高,通过WDS桥接技术可以快速实现多个局域网之间互连互通。还有一些户外视频监控摄像头部署场景,摄像头都需要安装在公路上现有的电线杆、指示牌杆和基站架子上面,不易布线,通过WDS桥接技术很容易实现与监控中心机房互连。
虽然WDS桥接在上述场景中,部署简单方便,部署成本也低,但是如果现场实施人员和IT维护人员对WDS技术不熟悉情况下,部署实施过程反而带来不便。哪些台AP(AccessPoint,简称AP)需要配置服务集标识(Service Set Identifier,简称SSID)、信道和加密信息等无线局域网(Wireless Local Area Networks,简称WLAN)信息以提供接入服务,哪些台AP需要配置接入WLAN所需配置参数等。这些配置都需要现场人工给每台AP进行配置,费时费力,而且容易出错,组网方案也不一定是最佳的。
WDS组网时,组网内的AP设备通常需要人工手指定根桥AP和非根桥AP进行配置。瘦AP场景,需要AC设备集中AP设备,给AP设备下发配置。如果AP设备以出厂默认配置启机,AP之间暂未建立WDS桥接,是无法同时在AC设备上上线,必须先通过人工给所有的AP进行WDS相关的配置,或者只能部分几台AP通过直连AC下发配置,剩余AP还是需要人工再去配置,配置区分出根桥工作模式的AP(负责提供其他AP接入服务并接受合法AP接入建立桥接,简称根桥AP或者Root-Bridge AP)与非根桥工作模式的AP(负责根据BSSID或者SSID,扫描可以接入的WLAN信号,并发起关联请求,简称非根桥AP或者NonRoot-Bridge AP),然后AP之间才能建立桥接,都在AC设备上上线,请求分配IP地址。如果现场实施人员对WDS技术不熟悉情况,部署过程是比较费劲,AP数量比较多情况,更是比较费时费力,而且很容易配置出错。即使完成了所有的人工配置,也不一定是最佳组网。如果根桥AP选择不合适,有可能导致不同非根桥检测到根桥AP信号强度差别较大,进而导致每条桥接链路吞吐量也有所差别。比如,在不考虑其他因素影响下,与根桥AP距离比较近非根桥AP可能检测到信号会好一些,而距离较远的非根桥AP检测到信号会差一些。另外AP信道利用率也会影响到桥接链路通信速率,选择一个工作信道利用率较高的AP作为根桥AP,所有桥接链路的吞吐量会很差。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明的实施例采用如下技术方案:
一种实现分布式桥接系统自动组网的方法,应用于无线接入点AP中,其中,所述AP在具有相同组网名称的多个AP组成的无线局域网中,所述多个AP分别以普通AP模式启动,所述方法包括:
监听周边AP的组网通告帧,根据所述组网通告帧建立周边AP信息第一列表,所述第一列表中包含周边AP的标识、周边AP的信号强度值;
将所述第一列表中两两表项之间的信号强度值相减,获得周边AP信号强度差值的绝对值的第二列表;
将所述第二列表中的信号强度差值的绝对值相加求和,获取本机最优AP评价指标;
接收周边AP分别发送的周边AP各自计算的最优AP评价指标;根据所述本机最优AP评价指标和所述周边AP各自计算的最优AP评价指标确定本机为根桥AP或非根桥AP;
当确定本机为根桥AP时,开启WDS功能,与非根桥AP建立WDS链路;
当确定本机为非根桥AP时,开启WDS功能,与根桥AP建立WDS链路。
可选的,
所述接收周边AP分别发送的周边AP各自计算的最优AP评价指标的步骤具体包括:
接收周边AP在各自计算最优AP评价指标后,分别将各自计算的最优AP评价指标以特定的IE元素方式添加到组网通告帧或组网应答帧中后发送的组网通告帧或组网应答帧。
可选的,
所述监听周边AP的组网通告帧,根据所述组网通告帧建立周边AP信息第一列表的步骤具体包括:
监听周边AP的组网通告帧,如果在预设的时间周期内,没有新增的周边AP信息,则确认已经收集完周边AP信息,并根据所述组网通告帧建立周边AP信息第一列表,记录AP信息列表的表项个数。
可选的,
所述根据所述本机最优AP评价指标和所述周边AP各自计算的最优AP评价指标确定本机为根桥AP或非根桥AP的步骤具体包括:
根据所述本机最优AP评价指标和所述周边AP各自计算的最优AP评价指标的大小建立最优AP评价指标第三列表,将所述第三列表的第一个表项中AP的标识值对应的AP确定为根桥AP,当本机的AP标识值与第三列表的第一个表项中AP的标识值相同时,则本机为根桥AP,当本机的AP标识值与第三列表的第一个表项中AP的标识值不同时,则本机为非根桥AP。
可选的,
所述当确定本机为根桥AP时,开启WDS功能,与非根桥AP建立WDS链路的步骤具体包括:
当确定本机为根桥AP时,关闭周期性组网通告帧的发送;
将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成根桥AP模式;
使能当前无线局域网下的加密模式以支持通信加密;
将本机的标识值,以特定的IE元素方式添加到信标帧、组网应答帧或探测应答帧中,与非根桥AP建立WDS链路。
可选的,
所述当确定本机为非根桥AP时,开启WDS功能,与根桥AP建立WDS链路的步骤具体包括:
当确定本机为非根桥AP时,关闭周期性组网通告帧的发送;
将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成非根桥AP模式;
设置当前Radio期望关联的AP的BSSID为根桥AP的标识值;
使能当前Radio下的加密模式以支持通信加密,与根桥AP建立WDS链路。
本发明的另一方面在于,提供一种实现分布式桥接系统自动组网的无线接入点AP,所述AP在具有相同组网名称的多个AP组成的无线局域网中,所述多个AP分别以普通AP模式启动,包括:
监听模块,用于监听周边AP的组网通告帧,根据所述组网通告帧建立周边AP信息第一列表,所述第一列表中包含周边AP的标识、周边AP的信号强度值;
评价指标生成模块,用于将所述第一列表中两两表项之间的信号强度值相减,获得周边AP信号强度差值的绝对值的第二列表,将所述第二列表中的信号强度差值的绝对值相加求和,获取本机最优AP评价指标;
评价指标接收模块,用于接收周边AP分别发送的周边AP各自计算的最优AP评价指标;
确定模块,用于根据所述本机最优AP评价指标和所述周边AP各自计算的最优AP评价指标确定本机为根桥AP或非根桥AP;
WDS链路建立模块,用于当确定本机为根桥AP时,开启WDS功能,与非根桥AP建立WDS链路,当确定本机为非根桥AP时,开启WDS功能,与根桥AP建立WDS链路。
可选的,
所述评价指标接收模块具体用于:
接收周边AP在各自计算最优AP评价指标后,分别将各自计算的最优AP评价指标以特定的IE元素方式添加到组网通告帧或组网应答帧中后发送的组网通告帧或组网应答帧。
可选的,
所述监听模块具体用于:
监听周边AP的组网通告帧,如果在预设的时间周期内,没有新增的周边AP信息,则确认已经收集完周边AP信息,并根据所述组网通告帧建立周边AP信息第一列表,记录AP信息列表的表项个数。
可选的,
所述确定模块具体用于:
根据所述本机最优AP评价指标和所述周边AP各自计算的最优AP评价指标的大小建立最优AP评价指标第三列表,将所述第三列表的第一个表项中AP的标识值对应的AP确定为根桥AP,当本机的AP标识值与第三列表的第一个表项中AP的标识值相同时,则本机为根桥AP,当本机的AP标识值与第三列表的第一个表项中AP的标识值不同时,则本机为非根桥AP。
可选的,
所述WDS链路建立模块包括第一WDS链路建立单元和第二WDS链路建立单元,
所述第一WDS链路建立单元具体用于:
当确定本机为根桥AP时,关闭周期性组网通告帧的发送;
将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成根桥AP模式;
使能当前无线局域网下的加密模式以支持通信加密;
将本机的标识值,以特定的IE元素方式添加到信标帧、组网应答帧或探测应答帧中,与非根桥AP建立WDS链路;
所述第二WDS链路建立单元具体用于:
当确定本机为非根桥AP时,关闭周期性组网通告帧的发送;
将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成非根桥AP模式;
设置当前Radio期望关联的AP的BSSID为根桥AP的标识值;
使能当前Radio下的加密模式以支持通信加密,与根桥AP建立WDS链路。
本发明实施例的有益效果在于:1.能够使各台AP自动完成桥接组网,并以一种最优方式完成组网,解放现场实施人员劳动力,提高部署效率;2.现有技术中,瘦AP场景WDS组网时,所有AP以普通AP模式启动(或者某些没有通过有线连接网络的AP发生重启),在WDS链路未成功建立前,AC设备无法给那些没有通过有线连接主干网络的AP设备下发配置,只能是在部署时先人工创建WDS预配置并保存预配置。而通过本发明实施例的自动组网方法,在部署时可以不需要事先进行创建和保存WDS预配置,所有的配置都可以在自动组网之后,由AC设备统一下发。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的方法流程图;
图2为本发明一实施例提供的装置结构图;
图3为本发明一实施例提供的装置结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明实施例中,组网过程需要依赖以下3个厂商定制化的帧:一、组网通告帧,是周期性广播帧,可以通过扩展MAC层Extension类型帧定制,或者基于Action帧VendorSpecific类型定制,或者基于Probe帧(添加Vendor Specific类型特定的消息元素)定制,或者基于Beacon帧(添加Vendor Specific类型特定的消息元素)来定制。二、组网请求帧,可以是广播帧也可以是单播帧,可以通过扩展MAC层Extension类型报文定制,或者基于Action帧Vendor Specific类型定制,或者基于Probe帧(添加Vendor Specific类型消息元素)定制;组网请求报文可以进一步扩展出多个子类型的帧(如:重新组网请求,获取RSSI值请求,获取最优AP度量值请求等)。三、组网应答帧,是单播帧,可以通过扩展MAC层Extension类型报文定制,或者基于Action帧Vendor Specific类型定制,或者基于ProbeResponse帧(添加Vendor Specific类型特定的消息元素)定制。
在本发明实施例中,组网内所有AP以普通AP模式启机,启动就绪后,开启周期性组网通告帧(Networking Announce)发送。
在本发明实施例中,以下几种组网相关的帧中需要携带组网名称:
一、各台AP的信标帧中需要携带组网名称(默认的组网名称可以是Ruijie);
二、各台AP的组网通告帧中需要携带组网名称(默认的组网名称可以是Ruijie);
三、各台AP的组网请求帧中需要携带组网名称(默认的组网名称可以是Ruijie);
四、各台AP的组网应答帧中需要携带组网名称(默认的组网名称可以是Ruijie);
五、各台AP的探测请求帧中需要携带组网名称(默认的组网名称可以是Ruijie);
六、各台AP的探测应答帧中需要携带组网名称(默认的组网名称可以是Ruijie)。
组网名称消息元素(Information Element,简称IE)构建如表1:
表1
本发明实施例提供一种实现分布式桥接系统自动组网的方法,应用于无线接入点AP中,其中,所述AP在具有相同组网名称的多个AP组成的无线局域网中,所述多个AP分别以普通AP模式启动,如图1所示,所述方法包括:
S101,监听周边AP的组网通告帧,根据所述组网通告帧建立周边AP信息第一列表,所述第一列表中包含周边AP的标识、周边AP的信号强度值;
在本发明的一个实施例中,监听周边AP发送的组网通告帧,接收到组网内其他AP发送的组网通告帧,解析组网通告帧中的各个IE元素,解析IE元素时,遇到IE的Element ID值为0xDD,进一步解析Length字段和OUI字段;如果OUI的值是0x001AA9,则相应Value值是厂商定制的内容,内容数据格式是TLV格式,Type占用1个字节(第1字节),Length占用1个字节(第2字节),Value占用剩余字节;解析所述TLV,如果Type值是0x0A,则说明这个TLV的Value字段是组网名称,通过进一步解析TLV的Length值,即可获取Value值(组网名称)。完成组网名称的IE解析后,判断所述组网名称是否与当前AP的组网名称一致;如果是一致的,则认为发送该信标帧或者组网通告帧的AP属于本组网内的AP;如果是本组网内的AP,则收集该发送组网通告帧AP的信息,这些信息包括AP的MAC地址、AP的RSSI(信号强度)等。根据发送AP的MAC地址遍历AP信息列表,查找发送AP的信息是否已经在AP信息列表中;如果已经存在,则更新该发送AP信息参数;如果不存在,则为该发送AP信息创建一个表项,AP信息列表的表项个数统计累加1,这个表项包含发送AP的MAC地址、AP的RSSI(信号强度)等参数。当前AP收集完成所有的周边AP信息后,所有周边发送组网通告帧的AP信息表项组成一个组网周边AP信息列表(简称AP信息列表,表项个数为N)。
相应的,在间隔一段时间内(例如,80秒)没有新增的AP信息表项,则认为AP信息列表的表项个数N,已经是最大,说明本组网内(除当前AP外)的周边其他AP个数是N,进一步说明本组网内AP总个数为N+1(包含当前AP),确定完本组网内AP总个数后,停止新增AP信息表项。间隔一段时间计算规则可以但不限于如下方法:
当新增一个AP信息表项时,启动一个定时器;如果定时器已经启动,则重置定时器超时时间;
当所述定时器超时溢出时,则说明AP信息列表的表项个数已经到达最大值,即本组网内的其他周边AP信息都已经收集完毕。
S103,将所述第一列表中两两表项之间的信号强度值相减,获得周边AP信号强度差值的绝对值的第二列表;
在本发明的一个实施例中,各台AP在收集完周边AP信息后,会形成一个周边AP信息列表;遍历该列表中所有AP信息表项,将AP信息表项的RSSI值两两相减,记录差值的绝对值以及相应的两个AP的MAC地址,形成一个RSSI差值表项(如:06:BB:CC:DD:02|06:BB:CC:DD:03|10,10为RSSI相减的差值);当AP信息列表中所有表项的RSSI值都完成两两相减,会形成一个周边AP的RSSI差值(绝对值)列表。不失一般性的,假设组网内有5个AP,当前AP的MAC地址是06:BB:CC:DD:01,当前AP(AP1)的周边AP(从AP2到AP5)的MAC地址如表2:
AP2 | 06:BB:CC:DD:02 |
AP3 | 06:BB:CC:DD:03 |
AP4 | 06:BB:CC:DD:04 |
AP5 | 06:BB:CC:DD:05 |
表2
则当前AP(AP1)计算得到的周边AP的RSSI差值(绝对值)列表如表3所示:
AP MAC地址 | AP MAC地址 | RSSI差值(绝对值) |
06:BB:CC:DD:02 | 06:BB:CC:DD:03 | 10(60-50=10) |
06:BB:CC:DD:02 | 06:BB:CC:DD:04 | 20(60-40=20) |
06:BB:CC:DD:02 | 06:BB:CC:DD:05 | 30(60-30=30) |
06:BB:CC:DD:03 | 06:BB:CC:DD:04 | 10(50-40=10) |
06:BB:CC:DD:03 | 06:BB:CC:DD:05 | 20(50-30=20) |
06:BB:CC:DD:04 | 06:BB:CC:DD:05 | 10(40-30=10) |
表3S105,将所述第二列表中的信号强度差值的绝对值相加求和,获取本机最优AP评价指标;
在本发明的一个实施例中,各台AP在计算并构建完周边AP的RSSI差值(绝对值)列表后,将这些差值累加,得到一个周边AP的RSSI差值总和。可以将本机周边AP的RSSI差值总和称为本机最优AP评价指标(Optimum Access Point Metric,缩写为OAPM),如上述例子的表3,AP1计算的OAPM值为100(10+20+30+10+20+10),按这种方法同样可以得到AP2计算的OAPM值为70,AP3计算的OAPM值为40,AP4计算的OAPM值为70,AP5计算的OAPM值为100。
S107,接收周边AP分别发送的周边AP各自计算的最优AP评价指标;
在本发明的一个实施例中,各台AP计算完自己的OAPM值后,将该OAPM值以IE元素(Information Element,消息元素)的方式添加到组网通告帧或组网应答帧中。具体OAPM值的IE元素构建如表4:
表4
这样,组网内所有的AP都会收到自己周边所有AP发送的OAPM值。
在本发明的一个实施例中,各台AP接收到组网内其他AP发送的组网通告帧或者组网应答帧,解析报文中的各个IE元素;解析IE元素时,遇到IE的Element ID值为0xDD,进一步解析Length字段和OUI字段;如果OUI的值是0x001AA9,则相应Value值是厂商定制的内容,内容数据格式是TLV格式,Type占用1个字节(第1字节),Length占用1个字节(第2字节),Value占用剩余字节;解析该TLV,如果Type值是0x0B,则说明TLV的Value字段是OAPM值,通过进一步解析TLV的Length值,即可获取Value值(OAPM值)。完成OAPM值和IE消息元素解析后,创建一个表项,保存该报文中源MAC值(发送AP的MAC值)、信道和该TLV的Value值(OAPM值),保存表项格式如表5:
AP MAC | Chan | OAPM |
06:BB:CC:DD:02 | 36 | 70 |
表5
每获取到组网内某个AP的发送的OAPM值,就创建一个OAPM值表项,按照OAPM值的大小,从小到大顺序插入排序;比较时,如果遇到两个OAPM值大小相等,则进一步比较所对应的AP的信道利用率,信道利用率低插入在前面;如果信道利用率也相等,则进一步比较两个表项中AP的MAC地址值,MAC地址值小的表项插入在前面。当前AP收集完本组网内所有周边AP发送的OAPM值,会形成一个有序的OAPM值列表,列表的表项总数应该是N+1,这其中N个是周边AP计算的并发送过来的,另外一个是当前AP自己计算并保存的。
S109,根据所述本机最优AP评价指标和所述周边AP各自计算的最优AP评价指标确定本机为根桥AP或非根桥AP;
在本发明的一个实施例中,各台AP根据OAPM值列表,选出一个最优AP作为根桥Root-Bridge AP,最优AP选择规则可以如下:
OAPM值列表的第一个有效表项的MAC地址对应的AP就是最优AP。
如果各台AP都能够成功选出Root-Bridge AP,那么它们所选的AP应该是相同一台AP,即这个组网内有且仅有一台AP是Root-Bridge AP。如上述例子中,选择出Root-BridgeAP应该是AP3(MAC地址值为06:BB:CC:DD:03)。
S111,当确定本机为根桥AP时,开启WDS功能,与非根桥AP建立WDS链路;
在本发明的一个实施例中,各台AP在确定完Root-Bridge AP后,将所选的Root-Bridge AP的MAC值与自己的MAC值进行比较;
如果两个MAC值一致,则说明自己已经被选为Root-Bridge AP,执行以下步骤:
步骤一、关闭周期性组网通告帧的发送;
步骤二、将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成Root-Bridge模式;
步骤三、使能当前WLAN下的WPA3 Enhanced-Open加密模式以支持OWE(Opportunistic Wireless Encryption,简称OWE)通信加密,尤其在组网进行阶段Root-Bridge AP需要下发配置数据给Nonroot-Bridge AP,这些敏感数据都需要加密;
步骤四、Root-Bridge AP将自己的MAC值,以IE元素方式添加到信标帧、组网应答帧和探测应答帧中。
其中,Root-Bridge AP将自己的MAC值,以IE元素的方式添加到信标帧、组网应答帧和探测应答帧中,IE元素构建如表6:
表6
各台AP(除了Root-Bridge AP以外,Radio工作模式还未来得及转换成Nonroot-Bridge)接收到Root-bridge AP发送的信标帧或者组网应答帧或者探测应答帧,解析报文中的各个IE元素;解析IE元素时,遇到IE的Element ID值为0xDD,进一步解析Length字段和OUI字段;如果OUI的值是0x001AA9,则相应Value值是厂商定制的内容,内容数据格式是TLV格式,Type占用1个字节(第1字节),Length占用1个字节(第2字节),Value占用剩余字节;解析该TLV,如果Type值是0x0C,则说明TLV的Value字段是Root-Bridge的MAC地址(即为本组网的BSSID),通过进一步解析TLV的Length值,即可获取Value值。
当获取到Root-Bridge的MAC地址后,执行以下步骤:
步骤一、将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成Nonroot-Bridge模式;
步骤二、设置当前Radio期望关联的AP的BSSID为Root-Bridge AP的MAC值;
步骤三、使能当前Radio下的WPA3 Enhanced-Open加密模式以支持OWE通信加密。
各台Nonroot-Bridge AP主动扫描指定的BSSID信号,扫描到所述Root-Bridge APBSSID信号后,向Root-Bridge AP发起开放式系统认证;完成开放式系统认证后,向Root-Bridge AP发起关联请求报文;收到Root-Bridge AP关联应答报文(成功),说明完成关联交互,开始进行4次握手的OWE密钥协商报文交互;在密钥协商完成之后,就完成WDS链路建立。如果Root-Bridge AP的上联以太网口有接上AC设备,可以通过AC设备下发进一步的配置信息给Root-Bridge AP或者通过Root-Bridge AP转发给本组网内的其他AP设备。
S113,当确定本机为非根桥AP时,开启WDS功能,与根桥AP建立WDS链路。
在本发明的一个实施例中,如果两个MAC值不一致,则说明其他AP被选为Root-Bridge AP,本机为非根桥,执行以下步骤:
1)关闭周期性组网通告帧的发送;
2)将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成非根桥Nonroot-Bridge模式;
3)设置当前Radio期望关联的AP的BSSID为Root-Bridge AP的MAC值;
4)使能当前Radio下的WPA3 Enhanced-Open加密模式以支持OWE通信加密。
在本发明的一个实施例中,如果Root-Bridge AP发生掉电或者重启时,所有Nonroot-Bridge AP会收到解关联(或者解认证)报文,会与Root-Bridge AP进行解关联(或者解认证)操作;当各台Nonroot-Bridge AP完成与Root-Bridge AP解关联(或者解认证)后,遍历之前OAPM值列表中的表项;如果匹配到Root-Bridge AP的MAC值对应的表项,将这个表项删除,这个表项的下一个表项则为新的最优AP的表项;各台AP确定完成新的最优AP后,即新的Root-Bridge AP,并将自己的MAC地址值与新的Root-Bridge AP的MAC地址值进行比较,重复上述组网过程,完成组网链路恢复。当旧Root-Bridge AP重启就绪后(配置未保存,重启后Radio工作模式恢复成默认模式,即是普通AP工作模式),监听到本组网的当前Root-Bridge AP释放的信标帧,解析这个信标帧的各个IE元素,解析IE元素时,遇到IE的Element ID值为0xDD,进一步解析Length字段和OUI字段;如果OUI的值是0x001AA9,则相应Value值是厂商定制的内容,内容数据格式是TLV格式,解析该TLV,如果Type值是0x0C,则说明TLV的Value字段是Root-Bridge的MAC值(即为本组网的BSSID),通过进一步解析TLV的Length值,即可获取Value值;如果Type值是0x0A,则说明TLV的Value字段是组网名称,通过进一步解析TLV的Length值,即可获取Value值。如果这个信标帧携带的组网名称与本AP的组网名称一致,则说明期望的组网已经存在了,则向Root-Bridge AP发送组网请求帧,获取Root-Bridge AP的OAPM值列表;获取OAPM值列表后,遍历该列表中的所有表项,向表项中的MAC值对应的AP发送组网请求帧,获取RSSI值(通过网卡接收组网应答帧时检测到的信号RSSI值),重构组网内AP信息列表。重构完AP信息列表后,重新计算自己的OAPM值,将计算得到的OAPM值与当前Root-Bridge AP的OAPM值进行比较;如果比Root-Bridge AP的OAPM值小,则当前AP发送组网请求帧(广播方式),请求重新组网;否则将自己的OAPM值插入到OAPM列表中并发送组网通告帧(可以多次通告),然后按照上述将AP的Radio工作模式转换成Nonroot-Bridge工作模式时涉及的几个子步骤进行操作,最后向Root-Bridge AP发起开放式系统认证和关联请求,进行OWE密钥协商的4次握手交互,完成接入组网过程。
可选的,
所述步骤S107具体包括:
接收周边AP在各自计算最优AP评价指标后,分别将各自计算的最优AP评价指标以特定的IE元素方式添加到组网通告帧或组网应答帧中后发送的组网通告帧或组网应答帧。
可选的,
所述步骤S101具体包括:
监听周边AP的组网通告帧,如果在预设的时间周期内,没有新增的周边AP信息,则确认已经收集完周边AP信息,并根据所述组网通告帧建立周边AP信息第一列表,记录AP信息列表的表项个数。
可选的,
所述步骤S109具体包括:
根据所述本机最优AP评价指标和所述周边AP各自计算的最优AP评价指标的大小建立最优AP评价指标第三列表,将所述第三列表的第一个表项中AP的标识值对应的AP确定为根桥AP,当本机的AP标识值与第三列表的第一个表项中AP的标识值相同时,则本机为根桥AP,当本机的AP标识值与第三列表的第一个表项中AP的标识值不同时,则本机为非根桥AP。
可选的,
所述步骤S111具体包括:
当确定本机为根桥AP时,关闭周期性组网通告帧的发送;
将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成根桥AP模式;
使能当前无线局域网下的加密模式以支持通信加密;
将本机的标识值,以特定的IE元素方式添加到信标帧、组网应答帧或探测应答帧中,与非根桥AP建立WDS链路。
可选的,
所述步骤S113具体包括:
当确定本机为非根桥AP时,关闭周期性组网通告帧的发送;
将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成非根桥AP模式;
设置当前Radio期望关联的AP的BSSID为根桥AP的标识值;
使能当前Radio下的加密模式以支持通信加密,与根桥AP建立WDS链路。
根据上述方法步骤,可以将组网内的各个AP工作状态分成3种,即初始状态、收集状态、计算状态、转换状态和桥接状态。
初始状态:设备启动后,刷完配置(配置不限于默认配置或者出厂配置或者预配置)过程,未能发送和接收任何的协议帧。
收集状态:设备处于监听组网内的信标帧和组网通告帧,收集周边AP信息(MAC和RSSI等),构建周边AP信息列表的过程。
计算状态:设备处于构建OAPM值列表过程,设备不仅要计算自己的OAPM值,还要获取组网内其他AP的通告的OAPM值,创建OAPM表项,通过从小到大顺序,结合信道利用率和MAC值,将表项插入OAPM列表中。
转换状态:设备根据OAPM列表,确定Root-Bridge AP,转换工作模式过程和WDS链路建立过程;转换工作模式过程,包括一些桥接所需自动配置处理过程,如期望关联AP的BSSID设置以及加密模式(WPA3 Enhanced-Open)配置等;WDS链路建立过程包括开放式系统认证、关联交互以及密钥协商过程。
桥接状态:设备已经完成WDS链路建立,处于WDS桥接状态,能够通过WDS链路进行数据通信的过程。
本发明实施例的有益效果在于:1.能够使各台AP自动完成桥接组网,并以一种最优方式完成组网,解放现场实施人员劳动力,提高部署效率;2.现有技术中,瘦AP场景WDS组网时,所有AP以普通AP模式启动(或者某些没有通过有线连接网络的AP发生重启),在WDS链路未成功建立前,AC设备无法给那些没有通过有线连接主干网络的AP设备下发配置,只能是在部署时先人工创建WDS预配置并保存预配置。而通过本发明实施例的自动组网方法,在部署时可以不需要事先进行创建和保存WDS预配置,所有的配置都可以在自动组网之后,由AC设备统一下发。
本发明的另一方面在于,提供一种实现分布式桥接系统自动组网的无线接入点AP,所述AP在具有相同组网名称的多个AP组成的无线局域网中,所述多个AP分别以普通AP模式启动,如图2所示,包括:
监听模块201,用于监听周边AP的组网通告帧,根据所述组网通告帧建立周边AP信息第一列表,所述第一列表中包含周边AP的标识、周边AP的信号强度值;
评价指标生成模块203,用于将所述第一列表中两两表项之间的信号强度值相减,获得周边AP信号强度差值的绝对值的第二列表,将所述第二列表中的信号强度差值的绝对值相加求和,获取本机最优AP评价指标;
评价指标接收模块205,用于接收周边AP分别发送的周边AP各自计算的最优AP评价指标;
确定模块207,用于根据所述本机最优AP评价指标和所述周边AP各自计算的最优AP评价指标确定本机为根桥AP或非根桥AP;
WDS链路建立模块209,用于当确定本机为根桥AP时,开启WDS功能,与非根桥AP建立WDS链路,当确定本机为非根桥AP时,开启WDS功能,与根桥AP建立WDS链路。
可选的,
所述评价指标接收模块205具体用于:
接收周边AP在各自计算最优AP评价指标后,分别将各自计算的最优AP评价指标以特定的IE元素方式添加到组网通告帧或组网应答帧中后发送的组网通告帧或组网应答帧。
可选的,
所述监听模块201具体用于:
监听周边AP的组网通告帧,如果在预设的时间周期内,没有新增的周边AP信息,则确认已经收集完周边AP信息,并根据所述组网通告帧建立周边AP信息第一列表,记录AP信息列表的表项个数。
可选的,
所述确定模块207具体用于:
根据所述本机最优AP评价指标和所述周边AP各自计算的最优AP评价指标的大小建立最优AP评价指标第三列表,将所述第三列表的第一个表项中AP的标识值对应的AP确定为根桥AP,当本机的AP标识值与第三列表的第一个表项中AP的标识值相同时,则本机为根桥AP,当本机的AP标识值与第三列表的第一个表项中AP的标识值不同时,则本机为非根桥AP。
可选的,如图3所示,
所述WDS链路建立模块209包括第一WDS链路建立单元2091和第二WDS链路建立单元2093,
所述第一WDS链路建立单元2091具体用于:
当确定本机为根桥AP时,关闭周期性组网通告帧的发送;
将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成根桥AP模式;
使能当前无线局域网下的加密模式以支持通信加密;
将本机的标识值,以特定的IE元素方式添加到信标帧、组网应答帧或探测应答帧中,与非根桥AP建立WDS链路;
所述第二WDS链路建立单元2093具体用于:
当确定本机为非根桥AP时,关闭周期性组网通告帧的发送;
将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成非根桥AP模式;
设置当前Radio期望关联的AP的BSSID为根桥AP的标识值;
使能当前Radio下的加密模式以支持通信加密,与根桥AP建立WDS链路。
本发明实施例的有益效果在于:1.能够使各台AP自动完成桥接组网,并以一种最优方式完成组网,解放现场实施人员劳动力,提高部署效率;2.现有技术中,瘦AP场景WDS组网时,所有AP以普通AP模式启动(或者某些没有通过有线连接网络的AP发生重启),在WDS链路未成功建立前,AC设备无法给那些没有通过有线连接主干网络的AP设备下发配置,只能是在部署时先人工创建WDS预配置并保存预配置。而通过本发明实施例的自动组网方法,在部署时可以不需要事先进行创建和保存WDS预配置,所有的配置都可以在自动组网之后,由AC设备统一下发。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (11)
1.一种实现分布式桥接系统自动组网的方法,其特征在于,应用于无线接入点AP中,其中,所述AP在具有相同组网名称的多个AP组成的无线局域网中,所述多个AP分别以普通AP模式启动,所述方法包括:
监听周边AP的组网通告帧,根据所述组网通告帧建立周边AP信息第一列表,所述第一列表中包含周边AP的标识、周边AP的信号强度值;
将所述第一列表中两两表项之间的信号强度值相减,获得周边AP信号强度差值的绝对值的第二列表;
将所述第二列表中的信号强度差值的绝对值相加求和,获取本机最优AP评价指标;
接收周边AP分别发送的周边AP各自计算的最优AP评价指标;
根据所述本机最优AP评价指标和所述周边AP各自计算的最优AP评价指标确定本机为根桥AP或非根桥AP;
当确定本机为根桥AP时,开启WDS功能,与非根桥AP建立WDS链路;当确定本机为非根桥AP时,开启WDS功能,与根桥AP建立WDS链路。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述接收周边AP分别发送的周边AP各自计算的最优AP评价指标的步骤具体包括:
接收周边AP在各自计算最优AP评价指标后,分别将各自计算的最优AP评价指标以特定的IE元素方式添加到组网通告帧或组网应答帧中后发送的组网通告帧或组网应答帧。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述监听周边AP的组网通告帧,根据所述组网通告帧建立周边AP信息第一列表的步骤具体包括:
监听周边AP的组网通告帧,如果在预设的时间周期内,没有新增的周边AP信息,则确认已经收集完周边AP信息,并根据所述组网通告帧建立周边AP信息第一列表,记录AP信息列表的表项个数。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据所述本机最优AP评价指标和所述周边AP各自计算的最优AP评价指标确定本机为根桥AP或非根桥AP的步骤具体包括:
根据所述本机最优AP评价指标和所述周边AP各自计算的最优AP评价指标的大小建立最优AP评价指标第三列表,将所述第三列表的第一个表项中AP的标识值对应的AP确定为根桥AP,当本机的AP标识值与第三列表的第一个表项中AP的标识值相同时,则本机为根桥AP,当本机的AP标识值与第三列表的第一个表项中AP的标识值不同时,则本机为非根桥AP。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述当确定本机为根桥AP时,开启WDS功能,与非根桥AP建立WDS链路的步骤具体包括:
当确定本机为根桥AP时,关闭周期性组网通告帧的发送;
将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成根桥AP模式;
使能当前无线局域网下的加密模式以支持通信加密;
将本机的标识值,以特定的IE元素方式添加到信标帧、组网应答帧或探测应答帧中,与非根桥AP建立WDS链路。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,
所述当确定本机为非根桥AP时,开启WDS功能,与根桥AP建立WDS链路的步骤具体包括:
当确定本机为非根桥AP时,关闭周期性组网通告帧的发送;
将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成非根桥AP模式;
设置当前Radio期望关联的AP的BSSID为根桥AP的标识值;
使能当前Radio下的加密模式以支持通信加密,与根桥AP建立WDS链路。
7.一种实现分布式桥接系统自动组网的无线接入点AP,其特征在于,所述AP在具有相同组网名称的多个AP组成的无线局域网中,所述多个AP分别以普通AP模式启动,包括:
监听模块,用于监听周边AP的组网通告帧,根据所述组网通告帧建立周边AP信息第一列表,所述第一列表中包含周边AP的标识、周边AP的信号强度值;
评价指标生成模块,用于将所述第一列表中两两表项之间的信号强度值相减,获得周边AP信号强度差值的绝对值的第二列表,将所述第二列表中的信号强度差值的绝对值相加求和,获取本机最优AP评价指标;
评价指标接收模块,用于接收周边AP分别发送的周边AP各自计算的最优AP评价指标;
确定模块,用于根据所述本机最优AP评价指标和所述周边AP各自计算的最优AP评价指标确定本机为根桥AP或非根桥AP;
WDS链路建立模块,用于当确定本机为根桥AP时,开启WDS功能,与非根桥AP建立WDS链路,当确定本机为非根桥AP时,开启WDS功能,与根桥AP建立WDS链路。
8.如权利要求7所述的AP,其特征在于,
所述评价指标接收模块具体用于:
接收周边AP在各自计算最优AP评价指标后,分别将各自计算的最优AP评价指标以特定的IE元素方式添加到组网通告帧或组网应答帧中后发送的组网通告帧或组网应答帧。
9.如权利要求7所述的AP,其特征在于,
所述监听模块具体用于:
监听周边AP的组网通告帧,如果在预设的时间周期内,没有新增的周边AP信息,则确认已经收集完周边AP信息,并根据所述组网通告帧建立周边AP信息第一列表,记录AP信息列表的表项个数。
10.如权利要求7所述的AP,其特征在于,所述确定模块具体用于:
根据所述本机最优AP评价指标和所述周边AP各自计算的最优AP评价指标的大小建立最优AP评价指标第三列表,将所述第三列表的第一个表项中AP的标识值对应的AP确定为根桥AP,当本机的AP标识值与第三列表的第一个表项中AP的标识值相同时,则本机为根桥AP,当本机的AP标识值与第三列表的第一个表项中AP的标识值不同时,则本机为非根桥AP。
11.如权利要求7所述的AP,其特征在于,所述WDS链路建立模块包括第一WDS链路建立单元和第二WDS链路建立单元,
所述第一WDS链路建立单元具体用于:
当确定本机为根桥AP时,关闭周期性组网通告帧的发送;
将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成根桥AP模式;
使能当前无线局域网下的加密模式以支持通信加密;
将本机的标识值,以特定的IE元素方式添加到信标帧、组网应答帧或探测应答帧中,与非根桥AP建立WDS链路;
所述第二WDS链路建立单元具体用于:
当确定本机为非根桥AP时,关闭周期性组网通告帧的发送;
将当前Radio的工作模式从普通AP模式转成非根桥AP模式;
设置当前Radio期望关联的AP的BSSID为根桥AP的标识值;
使能当前Radio下的加密模式以支持通信加密,与根桥AP建立WDS链路。
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