CN111355822B

CN111355822B - 用于识别通信节点的方法

Info

Publication number: CN111355822B
Application number: CN201911315298.4A
Authority: CN
Inventors: M·科利奥
Original assignee: Idemia Identity and Security France SAS
Current assignee: Idemia Identity and Security France SAS
Priority date: 2018-12-20
Filing date: 2019-12-19
Publication date: 2023-03-07
Anticipated expiration: 2039-12-19
Also published as: CN111355822A; US11283755B2; FR3091100A1; EP3672209B1; US20200204518A1; EP3672209A1; BR102019027144A2

Abstract

一种用于扩展无线通信覆盖范围的系统，其包括以树的形式包括一组互连节点(121、122、123、124)的回程子网络，所述互连节点实现同一个无线通信网络的接入点的功能。所述系统包含用于监测在地址解析阶段期间交换的消息，并从中获得连接到局域网和所述回程子网络的节点的每个设备的网络地址和MAC地址之间的关联以及表示接收使得有可能获得所述关联的所述消息所经由的接口的接口信息的构件。为了识别最接近所述目标设备(110、142)的节点(121、122)，所述系统包含用于剖析所述地址解析表，同时寻找对应于所述目标设备(110、142)的网络地址和MAC地址之间的所述关联，并且从中获得所述关联的接口信息的构件；以及用于将最接近所述目标设备(110、142)的所述节点(121、122)识别为所述地址解析表未与所述接口信息相关联地引用所述回程子网络中的任何节点(121、122、123、124)的所述节点的构件。

Description

用于识别通信节点的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在用于扩展无线通信覆盖范围的系统中识别特定设备所连接的通信节点的方法。

背景技术

在局域网LAN中，可以使用用于扩展无线通信覆盖范围的系统，以便通过协调多个分布式接入点AP来增加这些局域网LAN的范围。这些不同的接入点AP被集成在通信节点(以下简称为节点)中，这些通信节点通过回程子网络互连，并且所有这些节点都使得同一无线局域网WLAN(无线局域网)可用。因此，在Wi-Fi(注册商标)技术的背景中，所有这些接入点AP使用相同的SSID标识符(服务集标识符)和相同的密码(也称为安全密钥)。因此，无线通信覆盖范围的扩展对于连接到无线局域网WLAN的设备是透明的。

因此，用于扩展无线通信覆盖范围的系统通常通过因特网接入网关GW连接到因特网，例如通过以太网导线提供用于扩展无线通信覆盖范围的系统中主要节点到网关GW的连接。用于扩展无线通信覆盖范围的系统则用作网关和通过有线或无线方式连接到局域网LAN的每个设备之间的中继，并且还用作连接到局域网LAN的这些各种设备之间的中继，以使得它们能够彼此通信。

回程子网络中的节点通过树形结构相互连接，一个节点能够用作回程子网络中其它两个节点之间的中继。因此，节点使用与所述局域网WLAN本身不同的SSID标识符通过有线连接(例如以太网类型)或无线连接(例如Wi-Fi(注册商标))连接互连。因此，回程子网络中的节点通过逻辑链路(例如IP通信或加密隧道或根据专有通信协议的通信)彼此通信。这些逻辑链路通常通过探测和发现消息来建立。

回程子网络中的节点通常由回程子网络中的所述节点中的主节点以集中式方式协调。可以通过固定配置或通过选择来动态地指定主节点。因此，回程子网络中的所有节点均知道主节点，并且能够通过其MAC(介质访问控制)地址来识别主节点。

对于因特网接入提供商的用户处的局域网LAN，主节点优选地是回程子网络中最接近因特网接入网关GW的节点。这使得有可能在其上专门激活例如家长控制功能的功能，于是主节点在作为用于扩展无线通信覆盖范围的系统中最接近因特网接入网关GW的节点的同时具有集中数据流的战略位置。然后期望在回程子网络的拓扑中定位最接近所述网关GW的节点。

在其他情况下，在回程子网络的拓扑中定位哪个节点最接近特定设备是有利的。例如，有利的是，确定哪个节点最接近电视机或最接近多媒体源，以便在其上激活用于控制所述电视机或所述多媒体源的集中式模块，旨在以电视机或多媒体源可理解的语言转录以各种格式从连接到局域网LAN的不同控制设备接收的命令。还有利的是，在回程子网络的拓扑中，知道哪个节点最接近特定设备，以便在该设备发生故障的情况下提供诊断帮助。

因此需要克服现有技术的这些缺点。

发明内容

本发明的一个目的是提出一种在用于扩展无线通信覆盖范围的系统中识别最接近目标设备的节点的方法，该系统包括以树的形式包括一组互连节点的回程子网络，回程子网络中的多个节点实现同一个无线通信网络的接入点的功能，用于扩展无线通信覆盖范围的系统适于使得有可能通过无线通信网络或通过有线方式将设备连接到所述多个节点以便形成局域网。该方法包括以下步骤：监测在地址解析阶段期间交换的消息，并从中获得连接到局域网与回程子网络中的节点的每个设备的网络地址和MAC地址之间的关联；在每个所述节点中通过在其中指示由所述节点获得的网络地址和MAC地址之间的每个关联以及表示接收使得有可能获得所述关联的消息所经由的所述节点的接口的接口信息来填充地址解析表。并且，为了在回程子网络中的所述节点中识别最接近目标设备的节点，所述方法包括分析解析表，包括以下步骤：剖析地址解析表，同时寻找对应于所述目标地址的网络地址和MAC地址之间的关联，并且同时获得关联的接口信息；将最接近目标设备的节点识别为地址解析表未关联所述接口信息引用回程子网络中的任何节点的节点。因此，在回程子网络中的所述节点之中最接近目标设备的节点很容易被识别。

根据特定实施例，回程子网络中的每个节点剖析其自己的解析表，并发送指示所述所讨论的节点在回程子网络中的节点中是否最接近目标设备的消息。

根据特定实施例，回程子网络中的每个节点剖析其自己的解析表，并发送包括表示回程子网络中其与目标设备相距的拓扑距离的分析分数的消息。

根据特定实施例，在对其地址解析表进行每次改变时，回程子网络中的每个节点执行对一个或多个预定目标设备的分析。、

根据特定实施例，在分析ARP表时，排除地址解析表中对应于预定不连接目标设备的接口的条目。

根据特定实施例，目标设备是因特网接入网关，其已经通过由DHCP服务器提供给回程子网络中的节点的专用租约字段来识别。

还提出了一种用于扩展无线通信覆盖范围的系统中的功能激活的方法，所述系统包括以树的形式包括一组互连节点的回程子网络，该功能激活方法包括如前所述识别回程子网络中的所述节点中最接近目标设备的节点的标识，此外还包括特别在被识别为最接近目标设备的节点中激活所述功能。

根据特定实施例，目标设备是因特网接入网关，并且所述功能是协调回程子网络的主节点的功能。

根据特定实施例，用于激活功能的方法还包括在被识别为最接近因特网接入网关的节点中激活补充功能，该补充功能是针对通过因特网接入网关经由因特网交换的数据流的防火墙功能和/或针对通过因特网接入网关经由因特网交换的数据流的家长控制功能。

还提出了一种用于扩展无线通信覆盖范围的系统，包括以树的形式包括一组互连节点的回程子网络，回程子网络中的多个节点实现同一个无线通信网络的接入点的功能，用于扩展无线通信覆盖范围的系统适于使得有可能通过无线通信网络或通过有线方式将设备连接到所述节点以便形成局域网。所述系统包括：用于监测在地址解析阶段期间交换的消息，并从中获得连接到局域网的每个设备与回程子网络中的节点的网络地址和MAC地址之间的关联的构件；用于在每个所述节点中通过在其中指示由所述节点获得的网络地址和MAC地址之间的每个关联以及表示接收使得有可能获得所述关联的消息所经由的所述节点的接口的接口信息来填充地址解析表的构件。并且，为了在回程子网络中的所述节点中识别最接近目标设备的节点，该系统包括用于分析解析表的构件，该构件包括：用于剖析地址解析表同时寻找对应于所述目标设备的网络地址和MAC地址之间的关联并且获得关联的接口信息的构件；以及用于将最接近目标设备的节点识别为地址解析表未与所述接口信息相关联地引用回程子网络中的任何节点的节点的构件。

根据特定实施例，该系统还包括用于特别在被识别为最接近目标设备的节点中激活功能的构件。

根据特定实施例，该系统还包括用于特别在被识别为最接近因特网接入网关的节点中激活补充功能的构件，该补充功能是针对通过因特网接入网关经由因特网交换的数据流的防火墙功能和/或针对通过因特网接入网关经由因特网交换的数据流的家长控制功能。

还提出了一种节点，其被称为所讨论的节点，旨在用于扩展无线通信覆盖范围的系统中，该系统包括以树的形式的回程子网络，该树包括一组互连节点，包括所讨论的节点，回程部分中的多个节点实现同一个无线通信网络的接入点的功能的子网络，用于扩展无线通信覆盖范围的系统适合于使得有可能通过无线通信网络或通过有线方式将设备连接到所述节点以便形成局域网。所讨论的节点包括：用于监测在地址解析阶段期间交换的消息，并从中获得连接到局域网的每个设备与回程子网络中的节点的网络地址和MAC地址之间的关联的构件；用于通过在其中指示网络地址与由所讨论的节点获得的MAC地址之间的每个关联以及表示接收到有可能获得所述关联的消息所经由的所讨论的节点的接口的接口信息来填充地址解析表的构件。并且，为了在回程子网络中的所述节点中识别所讨论的节点是否最接近目标设备，所讨论的节点包括用于分析其解析表的构件，包括：用于通过寻找对应于所述目标设备的网络地址和MAC地址之间的关联来剖析地址解析表，并从中获得关联的接口信息的构件；用于当所述地址解析表没有关联于所述接口信息引用所述回程子网络中的任何节点时，将所述节点识别为最接近所述目标设备，否则，将所述节点识别为不最接近所述目标设备的构件；以及用于经由回程子网络通知所讨论的节点是或不是回程子网络中的所述节点中最接近目标设备的节点的构件。

附图说明

通过阅读以下结合附图对至少一个示范性实施例的描述，将更清楚地显现本发明的上述以及其他特征，附图中：

图1示意性地示出了其中可以实现本发明的通信系统；

图2示意性地示出了通信系统的回程子网络中的节点的硬件布置的示例；

图3示意性地示出了用于更新地址解析表的算法；

图4示意性地示出了用于分析地址解析表的算法；

图5示意性地示出了用于识别最接近特定设备的节点的算法；

图6示意性地示出了用于特别在被识别为最接近特定设备的节点中激活功能的算法；以及

图7示意性地示出了用于在回程子网络中选举主节点的算法。

具体实施方式

图1示意性地示出了其中可以实现本发明的通信系统；该通信系统包括在围绕回程子网络构建用于扩展无线通信覆盖范围的系统，该回程子网络包括一组互连节点N1121、N2 122、N3 123、N4 124。回程子网络中的多个节点中的每个节点，通常是回程子网络中的所有节点，实现无线局域网WLAN(无线局域网)的接入点AP的功能。所述多个节点中的节点都使得同一个本地无线网络WLAN(同名等)可用。因此，在Wi-Fi(注册商标)技术的背景中，所有这些接入点AP使用相同的SSID标识符和相同的密码。然后，对于连接到无线局域网WLAN的每个终端或站，透明地扩展无线局域网WLAN的覆盖区域，并且因此透明地扩展通常是在用于扩展无线通信覆盖范围的系统周围形成的局域网LAN的覆盖区域。

回程子网络的节点N1 121、N2 122、N3 123、N4 124通过树形结构相互连接，一个节点然后能够用作回程子网络中其它两个节点之间的中继。因此，节点N1 121、N2 122、N3123、N4 124使用与所述无线局域网WLAN本身不同的SSID标识符通过例如以太网类型的有线连接或例如Wi-Fi(注册商标)连接的无线连接来互连。因此，回程子网络的节点N1 121、N2 122、N3 123、N4 124通过逻辑链路(例如IP通信或加密隧道或根据专有通信协议的通信)彼此通信。然而，当有线接口用于回程子网络时，该有线接口不能用于其它目的，特别是不用于连接终端。

作为例示，图1示出节点N1 121通过无线连接(不同于无线局域网WLAN本身)而连接到节点N2 122和节点N3 123，并且节点N4 124通过有线连接而连接到节点N3 123。

因此，用于扩展无线通信覆盖范围的系统使得可以互连因特网接入网关GW 110、终端T1 141、终端T2 142、终端T3 143和终端T4 144。例如，终端T1 141是通过无线连接而连接到节点N2 122的智能电话，也就是说，因此终端T1 141通过充当接入点AP的节点N2122经由无线局域网WLAN连接。例如，终端T2 142是通过有线连接而连接到节点N2 122的电视机。例如，终端T3 143是通过无线连接而连接到节点N4 124的平板电脑，也就是说，因此终端T3 143通过充当接入点AP的节点N4 124经由无线局域网WLAN连接。例如，终端T4 144是通过无线连接而连接到节点N3 123的网络存储单元NAS(网络连接存储装置)，也就是说，因此终端T4 144通过充当接入点AP的节点N3 123经由无线局域网WLAN连接。

回程子网络中的节点由回程子网络中的所述节点中的主节点以集中式方式协调。可以通过固定配置或通过选举来动态地指定主节点。例如，主节点是回程子网络中最接近因特网接入网关GW 110的节点，即，在图1的背景中的节点N1 121。下面结合图7详细描述用于将主节点选举为最接近因特网接入网关GW 110的特定实施方案。

因此，回程子网络中的所有节点均知道主节点，并且能够通过其MAC地址和/或其网络地址(例如IP地址)来识别主节点。回程子网络中的所有节点也知道回程子网络中的所有其它节点，并且能够通过它们的MAC地址和/或它们的网络地址(例如IP地址)来识别它们。

图2示意性地示出了回程子网络中的任何节点200的硬件架构的示例。

所呈现的硬件架构的示例包括，通过通信总线210连接的：处理器CPU(中央处理单元)201；随机存取存储器RAM 202；只读存储器ROM 203或闪存；存储单元或存储介质读取器，例如SD(安全数字)卡读取器204或硬盘驱动器HDD；以及至少一组通信接口COM 205。该组通信接口COM 205使得可以实现接入点AP的功能，以便扩展无线局域网WLAN的覆盖范围，并且使得可以建立回程子网络。

处理器CPU 205能够执行从ROM存储器203、从外部存储器(例如SD卡)、从存储介质(例如硬盘驱动器HDD)或从通信网络加载到RAM存储器202中的指令。在上电时，处理器CPU201能够从RAM存储器202读取指令并执行指令。这些指令形成使处理器CPU 201实现下面描述的所有或一些算法和步骤的计算机程序。

因此，可以通过诸如DSP(数字信号处理器)或微控制器或处理器之类的可编程机器执行一组指令来以软件形式实现下面描述的所有或一些算法和步骤。下面描述的所有或一些算法和步骤也可以通过机器或专用组件以硬件形式实现，例如FPGA(现场可编程门阵列)或ASIC(专用集成电路)。因此，节点N1 121、N2 122、N3 123、N4 124包括适合于和被配置用于实现下述算法和步骤的电子电路。

图3示意性地示出了用于更新地址解析表的算法。

当设备连接到通信网络时，建立地址解析阶段。这使得通信网络中的各种设备能够进行网络地址和MAC地址之间的关联。因此，在以太网网络的情况下，ARP(地址解析协议，如标准文件RFC 826中所述)例如由操作系统的内核自动实现，以使得设备能够收集建立通信所需的信息，并因此使得局域网LAN的任何IP地址与对应的MAC地址一致。

为了执行关于设备A希望与之通信的设备B的地址解析，设备A在通信网络(这里是局域网LAN)中广播ARP请求。ARP请求识别设备A的网络地址和MAC地址，以及设备B的网络地址。根据标准文档RFC 826分解ARP请求，显示出通过取值为@MAC_A(其中@MAC_A是设备A的MAC地址)的字段ar$sha、取值为@IP_A(其中@IP_A是设备A的IP地址)的字段ar$spa、以及取值为@IP_B(其中@IP_B是设备B的IP地址)的字段ar$tpa物理发送该标识信息。对于字段ar$tha，取值为0，因为此时设备B的MAC地址(@MAC_B)对于设备A是未知的。

局域网LAN中其IP地址不对应于@IP_B的设备将简单地忽略该ARP请求。然而，通过在其中输入与发起ARP请求的设备A相对应的一对@IP_A/@MAC_A，回程子网络中的每个节点将从此获利，以便填充其特定的ARP表。此外，回程子网络中的每个节点在其中与该对@IP_A/@MAC_A相关联地输入表示所述节点接收ARP请求所经由的接口的信息INT。在其中输入信息INT使得所述节点能够知道使用哪个接口来加入设备A。以图1为例，当终端T1 141广播这样的ARP请求时，节点N2 122在其ARP表中与所讨论的ARP请求中指示的终端T1 141的MAC和IP地址相关联地存储表示与无线局域网WLAN的无线接口的信息。同样，当终端T2 142广播这样的ARP请求时，节点N2 122在其ARP表中与所讨论的ARP请求中指示的终端T2 142的MAC和IP地址相关联地存储表示终端T2 142连接到的有线接口的信息。并且，从节点N4 124的观点来看，ARP表包括与终端T1 141的MAC和IP地址相关联的，表示与节点N3 123一起使用的有线接口的信息(从终端T1 141发出的ARP请求经由该接口被中继到节点N2 122)。同样，节点N4 124的ARP表包括与终端T2 142的MAC和IP地址相关联的，表示与节点N3 123一起使用的有线接口的信息(从终端T2 142发出的ARP请求经由该接口被中继到节点N2 122)。

广播ARP请求中所指示的，其IP地址对应于@IP_B的设备B通过重传仅针对设备A的ARP响应来响应设备A广播的ARP请求，从而使得设备A能够用由此发现的一对@IP_B/@MAC_B来填充其ARP表。回程子网络中经历ARP响应传递的每个节点还可以用该对@IP_B/@MAC_B以及相关联的表示由所述节点接收ARP响应所经由的所述节点的接口的信息来填充其自己的ARP表。在其中输入表示这个接口的信息使得所述节点能够知道使用哪个接口来加入设备B。

为了方便起见，地址解析表在下文中被称为ARP表。

因此，在步骤301中，回程子网络中的每个节点(即，用于扩展无线通信覆盖范围的系统中的每个节点)监视在地址解析阶段中发生的交换。为此，回程子网络中的每个节点在其每个单独的物理接口上连续地监听由网络中的所有设备广播的消息。

在步骤302中，接收到消息的任何节点确定接收到的消息是否对应于广播ARP请求。如果是这种情况，则执行步骤303；否则重复步骤301。

在步骤303中，接收到广播ARP请求的每个节点完成其ARP表，如前所述。

可以完成图3中的算法，以便通过接收到的ARP请求(例如在传输中)来完成ARP表，如前所述。

对于每个节点，ARP表因此随着时间完成并且稳定直到拓扑发生变化(例如，向局域网LAN添加节点，或者更一般地从局域网LAN移除设备)。

应当注意，对应于回程子网络中的其它节点的ARP表中的条目是容易识别的。这是因为，当建立回程子网络时，在所述回程子网络中的节点之间进行交换，并且因此每个节点可以构造至少包含构成回程部分子网络的节点的网络地址(例如，IP地址)的列表。该列表还可以包含补充信息，例如所讨论的注释的序列号或确保用于扩展无线通信覆盖范围的系统的正常功能所需的任何其它信息。

图4示意性地示出了ARP表分析算法。图4中的算法由回程子网络中的节点相对于其自己的ARP表或相对于由另一节点传送给它的回程子网络中的该另一节点的ARP表使用(例如，因为ARP表的分析是以集中式方式执行的)。目的是识别从拓扑位置的观点来看，回程子网络中最接近局域网LAN中的目标设备的节点。这个目标可以通过ARP表来实现。图4中的算法描述了为ARP表执行的步骤。

在步骤401中，所讨论的节点获得识别局域网LAN中的目标设备的信息。目标设备例如通过其网络地址(例如IP地址)来识别。该信息可以由回程子网络中的另一节点提供；例如，主节点可以请求回程子网络中的每个节点分析其自己的ARP表，如以下关于图5所描述的。该信息可以是预先已知的变型。例如，默认使用因特网接入网关GW 110作为目标设备来执行ARP表分析，特别是为了选举主节点，如以下关于图7所述。

在步骤402中，所讨论的节点剖析和分析ARP表，以便确定在其中是否引用了目标设备。如果ARP表实际引用目标设备，则所讨论的节点恢复相关联存储的信息INT。接下来，所讨论的节点在ARP表中计数在回程子网络(即，在用于扩展无线通信覆盖范围的系统中)中有多少节点与信息INT所表示的该接口相关联地被输入到ARP表中。如果没有与信息INT所表示的该接口相关联地引用回程子网络中的节点，则这意味着其ARP表被剖析的节点最接近目标设备。如果与信息INT所表示的该接口相关联地引用回程子网络中的至少一个节点，则这意味着其ARP表被剖析的节点并不最接近目标设备。

在步骤403中，所讨论的节点根据需要共享在步骤402中执行的分析的结果。例如，当所讨论的节点已经分析了其自己的ARP表时，所讨论的节点发送指示所述所讨论的节点是否在回程子网络中的节点中最接近目标设备的消息。根据另一示例，当所讨论的节点已经分析了其自己的ARP表时，所讨论的节点发送提供表示在回程子网络中其与目标设备相距的拓扑距离的分析分数的消息。

通过针对回程子网络中的节点的每个ARP表进行这样的处理，可以识别哪个节点最接近连接到LAN的目标设备。这可以例如由主节点通过从回程子网络中的各个节点恢复ARP表来以集中式方式完成。这可以由回程子网络中的各个节点以分布式方式来完成，其然后将它们各自的分析的结果传送到主节点，如下面关于图5所描述的。

在特定实施例中，在对其ARP表进行的每次改变时，回程子网络中的每个节点对一个或多个预定目标设备执行该分析。例如，当对其ARP表做出改变时，所讨论的节点执行分析，以便确定其是否最接近因特网接入网关GW 110。如果所讨论的节点确定其成为最接近因特网接入网关GW 110的节点，则其可以自主地确定主节点的角色，并通知回程子网络中的其它节点。在分析结果彼此不同的情况下(提示异常的情况，因为回程子网络是树形的)，还可以与直到主节点为止的节点进行协商。

在特定实施例中，在分析ARP表时，排除了ARP表中与预定未连接目标设备的接口相对应的条目。例如，当目标设备是因特网接入网关GW 110并且预定因特网接入网关GW110必须通过有线连接而连接到用于扩展无线通信覆盖范围的系统时，在分析ARP表时排除与无线接口相关联的任何条目。当主节点请求回程子网络中的节点分析ARP表时，可以由所述主节点预定义或通知在分析中对ARP表中的条目进行该排除。

图5示意性地示出了用于识别最接近特定设备(目标设备)的节点的算法。

图5中的算法由主节点实现。

在步骤501中，主节点识别目标设备。例如，目标设备是因特网接入网关GW 110或终端T2 142。可以通过配置(例如，其IP地址的条目)来识别目标设备。可以在局域网LAN中的事件(例如新设备的连接，其然后变成图5中的算法的意义内的目标设备)之后识别目标设备。例如，可以通过由通常集成在因特网接入网关中的DHCP服务器(动态主机配置协议，由标准文档RFC 1531定义，由标准文档RFC 1534，RFC 2131和RFC 2132修改和补充)提供的租约(IP地址的属性)来识别因特网接入网关GW 110。当所述DHCP服务器向回程子网络中的节点提供租约(IP地址的归属)时，无论DHCP服务器是否在因特网接入网关中，所讨论的租约在专用字段中提供所述因特网接入网关的IP地址。因此，回程子网络中的任何节点知道所述因特网接入网关的IP地址。根据另一示例，新连接到用于扩展无线通信覆盖范围的系统的设备可以输出由该新连接的设备提供的功能的描述(例如，使用UPnP(通用即插即用)协议)，并且该描述的内容可以推动主节点请求对ARP表的分析，以便确定哪个节点最接近所述新连接的设备。许多其它事件可以是图5中的算法的触发器并识别目标设备。

在步骤502中，主节点请求回程子网络中的每个节点针对目标设备进行ARP表分析。然后，回程子网络中的每个节点(包括主节点)相对于其自己的ARP表执行如关于图4所描述的ARP表分析。

在步骤503中，主节点恢复由回程子网络中的节点执行的ARP表分析的结果。

在步骤504中，通过所述结果，主节点在回程子网络中的所有节点中识别回程子网络中最接近目标设备的节点。

应当注意，主节点可以针对目标设备顺序地请求ARP表分析。主节点请求节点一个接一个地执行ARP表分析，并且一旦一节点在其ARP表分析结果中指示所述节点在回程子网络中的所有节点中最接近目标设备，则停止处理。

图6示意性地示出了用于特别在被识别为最接近特定设备(目标设备)的节点中激活功能的算法。

在步骤601中，主节点识别目标设备，如关于图5已经描述的。

在步骤602中，主节点通过分析如前所述的ARP表发起对最接近目标设备的节点的搜索。

在步骤603中，通过对ARP表的分析，主节点知道回程子网络中的哪个节点最接近目标设备。然后，主节点具体指示被识别为最接近目标设备的该节点激活预定功能。例如，该功能是用于支持所讨论的目标设备的功能，例如控制所述目标设备的模块。具体地激活最接近目标设备的功能使得有可能限制目标设备和所讨论的功能之间的距离，这在网络资源的消耗方面更有效。

图7示意性地示出了用于在回程子网络中选举主节点的算法。

在步骤701中，主节点识别目标设备，如关于图5已经描述的。在图7中的算法的背景中，目标设备是因特网接入网关GW 110。

在步骤702中，如上所述，主节点通过分析ARP表发起对最接近目标设备的节点的搜索。

在步骤703中，具体地选举最接近目标设备的节点作为主设备。如果存在主节点的改变，则先前的主节点通知回程子网络中的其它节点已经选举了新的主节点，并提供识别新的主节点的信息。因此，图7中的算法是图6中的算法的特定实施例，其中要激活的功能是主节点功能。因此，可以在主节点中相对于因特网接入网关GW 110具体地激活其他补充功能。更具体地，这样的补充功能是针对通过因特网接入网关GW 110经由因特网交换的数据流的防火墙功能和/或针对通过因特网接入网关GW 110经由因特网交换的数据流的家长控制功能。激活最接近因特网接入网关GW 110的功能使得可以限制因特网接入网关GW 110与所讨论的功能之间的距离，这在网络资源的消耗方面以及在局域网LAN设备的安全性方面相对于经由因特网通过因特网接入网关GW 110交换的这些数据流更有效。

Claims

1.一种用于在无线通信覆盖范围扩展系统中识别最接近目标设备(110、142)的节点(121、122)的方法，所述系统包括以树的形状包括一组互连节点(121、122、123、124)的回程子网络，所述回程子网络的多个节点(121、122、123、124)实现同一个无线通信网络的接入点的功能，所述无线通信覆盖范围扩展系统适于允许经由所述无线通信网络或通过有线方式将包括所述目标设备(110、142)的设备(110、141、142、143、144)连接到所述节点(121、122、123、124)以便形成局域网，所述方法包含以下步骤：

监测(301)在地址解析阶段期间交换的消息，并且从中获得连接到所述局域网和所述回程子网络的节点(121、122、123、124)的每个设备(110、141、142、143、144)的网络地址和介质访问控制地址即MAC地址之间的关联；

在每个所述节点(121、122、123、124)中填充(303)地址解析表，所述地址解析表在其中指示由所述节点(121、122、123、124)获得的网络地址和MAC地址之间的每个关联，以及表示接收允许获得所述关联的所述消息所经由的所述节点(121、122、123、124)的接口的接口信息；

并且，为了在所述回程子网络的所述节点(121、122、123、124)中识别最接近所述目标设备(110、142)的节点(121、122)，所述方法包括分析所述解析表，其包括以下步骤：

扫描(402)所述地址解析表，以搜索对应于所述目标设备(110、142)的网络地址和MAC地址之间的所述关联，并且从其获得所述关联的接口信息；以及

将最接近所述目标设备(110、142)的所述节点(121、122)识别为所述地址解析表未与所述接口信息相关联地引用所述回程子网络的任何节点的所述节点。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述回程子网络的每个节点(121、122、123、124)扫描其自己的解析表以便确定是否在其中引用所述目标设备，并且根据最接近所述目标设备(110、142)的节点(121、142)的所述识别，发送指示所讨论的节点(121、122、123、124)是否在所述回程子网络的所述节点(121、122、123、124)中最接近所述目标设备(110、142)的消息，最接近的节点是其解析表不包括与表示接收允许获得所述关联的所述消息所经由的所述节点(121、122、123、124)的所述接口的所述接口信息相关联地引用的任何节点的节点。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述回程子网络的每个节点(121、122、123、124)扫描其自己的解析表，并且发送包括表示所述回程子网络中其与所述目标设备(110、142)相距的拓扑距离的分析分数的消息。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述回程子网络的每个节点(121、122、123、124)在每次对其地址解析表做出改变时，针对一个或多个预定目标设备(110、142)执行所述分析。

5.根据权利要求1所述的方法，其中执行所述地址解析表的所述分析，同时排除所述地址解析表中与预定不通过其连接所述目标设备(110、142)的接口相对应的条目。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述目标设备是因特网接入网关(110)，所述因特网接入网关(110)通过由动态主机配置协议服务器即DHCP服务器提供给所述回程子网络的节点(121、122、123、124)的专用租约字段来识别。

7.一种用于激活无线通信覆盖范围扩展系统中的功能的方法，所述系统包括以树的形状包含一组互连节点(121、122、123、124)的回程子网络，所述方法包括根据权利要求1至6中的任一项所述的在所述回程子网络的所述节点中识别最接近目标设备(110、142)的节点(121、122)，并且此外特别在被识别为最接近所述目标设备的所述节点中激活(603、703)所述功能。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述目标设备是因特网接入网关(110)，并且所述功能是协调所述回程子网络的主节点的功能。

9.根据权利要求8所述的方法，其进一步包括在被识别为最接近所述因特网接入网关(110)的所述节点(121)中激活附加功能，所述附加功能是关于通过所述因特网接入网关(110)经由因特网交换的数据流的防火墙的功能和/或关于通过所述因特网接入网关(110)经由因特网交换的数据流的家长控制的功能。

10.一种无线通信覆盖范围扩展系统，所述系统包含以树的形状包含一组互连节点(121、122、123、124)的回程子网络，所述回程子网络的多个节点(121、122、123、124)实现同一个无线通信网络的接入点的功能，所述无线通信覆盖范围扩展系统适于允许经由所述无线通信网络或通过有线方式将包括目标设备(110、142)的设备(110、141、142、143、144)连接到所述节点(121、122、123、124)以便形成局域网，所述系统包含：

用于监测(301)在地址解析阶段期间交换的消息，并且从中获得连接到所述局域网和所述回程子网络的节点(121、122、123、124)的每个设备(110、141、142、143、144)的网络地址和介质访问控制地址即MAC地址之间的关联的构件；

用于在每个所述节点(121、122、123、124)中填充(303)地址解析表的构件，所述地址解析表在其中指示由所述节点(121、122、123、124)获得的网络地址和MAC地址之间的每个关联，以及表示接收允许获得所述关联的所述消息所经由的所述节点(121、122、123、124)的接口的接口信息；

并且，为了在所述回程子网络的所述节点(121、122、123、124)中识别最接近所述目标设备(110、142)的节点(121、122)，所述系统包含用于分析所述解析表的构件，其包括：

用于扫描(402)所述地址解析表，以搜索对应于所述目标设备(110、142)的网络地址和MAC地址之间的所述关联，并且从其获得所述关联的接口信息的构件；以及

用于将最接近所述目标设备(110、142)的所述节点(121、122)识别(504) 为所述地址解析表未与所述接口信息相关联地引用所述回程子网络的任何节点的所述节点的构件。

11.根据权利要求10所述的系统，其进一步包含用于特别在被识别为最接近所述目标设备的所述节点中激活功能的构件。

12.根据权利要求11所述的系统，其中所述目标设备是因特网接入网关，并且所述功能是协调所述回程子网络的主节点的功能。

13.根据权利要求12所述的系统，其进一步包含用于特别在被识别为最接近所述因特网接入网关的所述节点中激活附加功能的构件，所述附加功能是关于通过所述因特网接入网关经由因特网交换的数据流的防火墙的功能和/或关于通过所述因特网接入网关经由因特网交换的数据流的家长控制的功能。

14.一种节点，被称为所考虑的节点，其旨在使用在无线通信覆盖范围扩展系统中，所述系统包含以树的形状包括一组包括所述所考虑的节点的互连节点(121、122、123、124)的回程子网络，所述回程子网络的多个节点(121、122、123、124)实现同一个无线通信网络的接入点的功能，所述无线通信覆盖范围扩展系统适于允许经由所述无线通信网络或通过有线方式将包括目标设备(110、142)的设备(110、141、142、143、144)连接到所述节点(121、122、123、124)以便形成局域网，所述所考虑的节点包含：

用于填充(303)地址解析表的构件，所述地址解析表在其中指示由所述所考虑的节点获得的网络地址和MAC地址之间的每个关联，以及表示接收允许获得所述关联的所述消息所经由的所述所考虑的节点的接口的接口信息；

并且，为了在所述回程子网络的所述节点(121、122、123、124)中识别所述所考虑的节点是否最接近所述目标设备(110、142)，所述所考虑的节点包含用于分析其解析表的构件，其包括：

用于扫描(402)所述地址解析表，以搜索对应于所述目标设备(110、142)的网络地址和MAC地址之间的关联，并从中获得所述关联的接口信息的构件；

用于当所述地址解析表未与所述接口信息相关联地引用所述回程子网络的任何节点时，将所述所考虑的节点识别为最接近所述目标设备(110、142)，否则将所述所考虑的节点识别为不最接近所述目标设备(110、142)的构件；以及

用于经由所述回程子网络了解所述所考虑的节点是或不是所述回程子网络的所述节点(121、122、123、124)中最接近所述目标设备(110、142)的所述节点的构件。