CN113453251A - 一种无线网络设备和组网方法 - Google Patents

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CN113453251A CN202110569219.3A CN202110569219A CN113453251A CN 113453251 A CN113453251 A CN 113453251A CN 202110569219 A CN202110569219 A CN 202110569219A CN 113453251 A CN113453251 A CN 113453251A
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Abstract

本说明书提供一种无线网络设备和组网方法，该组网方法包括：设置第一拨码开关，使所述无线网络设备处于网关模式，设置第二拨码开关，使所述无线网络设备处于自适应模式，发送发现请求广播报文，判断是否接收携带模式切换指令的反馈报文，若是，则根据所述反馈报文将所述无线网络设备切换为AP模式，若否，则保持所述无线网路设备处于网关模式。通过该方法可以实现无线网络设备自动配置网关模式或AP模式。

Description

一种无线网络设备和组网方法
技术领域
本公开涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种无线网络设备和组网方法。
背景技术
一般的家庭无线组网使用单台无线路由器即可，而企业级大型无线网络的部署是AC+Fit AP的天下。另有一种网络需求介于二者之间，比如连锁店的门店，覆盖范围大概需要3～4台无线AP，使用单台无线路由器明显不够，而AC+Fit AP模式又成本太高。
针对上述情况，一般做法是使用网关、无线接入点(AP)、交换机、AC等设备搭建，然而，一般的无线路由器、无线网关设备可以作为网关使用，但如果作为AP使用，需要做一些操作，比如关闭DHCP服务、网线插入LAN口等。而一般的AP没有网关功能。于是对于使用传统的网络设备构建此网络，可能需要一台支持网关功能的无线路由器/无线网关，若干台AP及交换机/AC等等，不仅需要的网络设备类型多，插线有要求，还需要对网络设备进行额外的配置操作，且随着网络规模增大，工作量也增大，而当网络需要扩容时，新增设备也会带来配置工作。
发明内容
本公开提供了一种无线网络设备和组网方法，通过该组网方法，可以实现无线网络设备根据组网需求自动配置为网关模式或AP模式。
本公开提供了一种无线网络设备，所述无线网络设备设有拨码开关；
所述拨码开关用于控制所述无线网络设备使能网关模式或者使能无线接入点AP模式；
所述拨码开关还用于控制所述无线网络设备使能自适应模式或者关闭自适应模式。
可选的，所述拨码开关包括第一开关，所述第一开关包括第一点位和第二点位；
所述第一点位对应网关模式；
所述第二点位对应AP模式；
当所述第一开关置于第一点位时，所述无线网络设备使能网关模式；
当所述第一开关置于第二点位时，所述无线网络设备使能AP模式。
可选的，所述拨码开关还包括第二开关，所述第二开关包括第三点位和第四点位；
所述第三点位对应使能自适应模式；
所述第四点位对应关闭自适应模式；
当所述第二开关置于第三点位时，所述无线网络设备使能自适应模式；
当所述第二开关置于第四点位时，所述无线网络设备关闭自适应模式。
可选的，所述自适应模式用于控制所述无线网络设备自动调整为网关模式或者AP模式。
可选的，所述无线网络设备的WAN口接入上行链路。
通过上述实施例可以看出，本公开提供了一种同时具备网关模式和AP模式的无线网络设备，并可通过拨码开关进行控制。
基于上述实施例中的无线网络设备，本公开实施例还提供了一种无线网络设备的组网方法，所述无线网络设备设置有第一拨码开关和第二拨码开关，所述第一拨码开关用于控制所述无线网络设备使能网关模式或者使能无线接入点AP模式，所述第二拨码开关用于控制所述无线网络设备使能自适应模式或者关闭自适应模式，所述方法包括：
设置第一拨码开关，使所述无线网络设备处于网关模式；
设置第二拨码开关，使所述无线网络设备处于自适应模式；
发送发现请求广播报文；
判断是否接收携带模式切换指令的反馈报文；
若是，则根据所述反馈报文将所述无线网络设备切换为AP模式；
若否，则保持所述无线网路设备处于网关模式。
可选的，所述发送发现请求广播报文，包括：通过所述无线网络设备的WAN口发送发现请求广播报文。
可选的，从所述无线网络设备的LAN口接收发现请求广播报文，所述发现请求广播报文为与所述无线网络设备连接的其他无线网络设备发送的；
向所述其他无线网络设备发送反馈报文，所述反馈报文携带有使所述其他无线网络设备进行模式切换的切换指令，以使接收到该反馈报文的所述其他无线网络设备根据所述切换指令进行模式切换。
可选的，从所述无线网络设备的LAN口接收发现请求广播报文，所述发现请求广播报文为与所述无线网络设备连接的其他无线网络设备发送的；
向所述其他无线网络设备发送反馈报文，所述反馈报文携带有使所述其他无线网络设备进行模式切换的切换指令，以使接收到该反馈报文的所述其他无线网络设备根据所述切换指令进行模式切换。
可选的，在所述持所述无线网路设备处于网关模式后，所述方法还包括：
向其他无线网络设备发送选举请求；
接收其他无线网络设备针对所述选举请求发送的反馈结果；
根据所述反馈结果选择继续保持所述无线网路设备处于网关模式，或者切换为AP模式。
可选的，所述根据所述反馈结果选择继续保持所述无线网路设备处于网关模式，或者切换为AP模式，包括：
若收到的反馈结果均为赞同，则继续保持所述无线网路设备处于网关模式；
或者，若接收的反馈结果为拒绝，则切换为AP模式。
通过上述实施例可以看出，利用具有网关模式和AP模式的无线网络设备，可实现根据组网情况自动配置自身为网关模式或AP模式，从而完成无线网络的组网。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本说明书的实施例，并与说明书一起用于解释本说明书的原理。
图1为本公开实施例提供的一种无线网络架构示意图。
图2为本公开实施例提供的一种无线网络设备的组网方法的架构示意图。
图3为本公开实施例提供的一种流程示意图。
图4为本公开实施例提供的一种流程示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本说明书相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本说明书的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本说明书使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本说明书。在本说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本说明书可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本说明书范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
本公开实施例提供了一种无线网络设备，所述无线网络设备设有拨码开关；
所述拨码开关用于控制所述无线网络设备使能网关模式或者使能无线接入点AP模式；
所述拨码开关还用于控制所述无线网络设备使能自适应模式或者关闭自适应模式。
在本实施例中，网关模式属性包括：
a有LAN口，可以给LAN口提供DHCP服务，有默认IP供访问本地管理界面等；
b有WAN口，支持NAT功能；
c可以提供无线服务(可选)。
AP模式属性包括：
a有LAN口，但不提供DHCP服务，无默认IP，IP通过DHCP获取；
b没有WAN口(原WAN口切换为LAN口工作)，仅有LAN口，不支持NAT；
c提供无线服务(必选)。
在本实施例中，拨码开关可包括第一开关和第二开关，其中，第一开关可用于控制所述无线网络设备使能网关模式或者使能无线接入点AP模式。
第二开关可用于控制所述无线网络设备使能自适应模式或者关闭自适应模式。
在实施中，第一开关可设置有第一点位(用标识OFF表示)和第二点位(用标识ON表示)，OFF对应网关模式，ON对应AP模式，当所述第一开关置于OFF时，所述无线网络设备使能网关模式，当所述第一开关置于ON时，所述无线网络设备使能AP模式。
第二开关可设置有第三点位(也可用OFF表示)和第四点位(也可用ON表示)，所述第三点位OFF对应使能自适应模式，所述第二开关的ON对应关闭自适应模式，当所述第二开关置于OFF时，所述无线网络设备使能自适应模式，当所述第二开关置于ON时，所述无线网络设备关闭自适应模式，其中，所述自适应模式用于控制所述无线网络设备自动调整为网关模式或者AP模式。
通过上述内容可以看出，通过对无线网络设备设置拨码开关，以及利用该拨码开关控制无线网络设备执行网关模式或者AP模式，可以在无线网关设备未加电的情况下根据实际情况将无线网件调整到合适的工作模式，可以避免后续的配置操作，同时避免因登录错设备而带来的网络部署错误。
在利用上述无线网络设备进行网络部署时，可将各无线网络设备的初始状态均设置为网关模式(即第一开关置于OFF位)，在将无线网络设备接入组网中时，可能存在该组网中已经存在具有网关模式无线网络设备，为了防止网络出现静态IP冲突和多DHCP SERVER共存等问题，可在组网时，将无线网络设备的WAN口接入上行链路。
如图1所示，该组网中存在三个无线网络设备，其中一个无线网络设备通过拨码开关被设置为网关模式，另外两个无线网络设备通过拨码开关被设置为AP模式，并且三个无线网络设备的上线链路均接入WAN口中。
上述实施例展示了利用无线网络设备的拨码功能组建网络，在组建网络的过程中，实施人员已经明确了每个位置的无线网络设备应当执行什么角色(网关模式或AP模式)，但是在很多情况下，尤其是对庞大的组网中，实施人员并不确定待接入的无线网络设备应当配置为何种模式，因此，本公开实施例还提供了一种无线网络设备的组网方法。
如图2所示，所述无线网络设备设置有第一拨码开关和第二拨码开关，所述第一拨码开关用于控制所述无线网络设备使能网关模式或者使能无线接入点AP模式，所述第二拨码开关用于控制所述无线网络设备使能自适应模式或者关闭自适应模式，所述方法包括：
S101设置第一拨码开关，使所述无线网络设备处于网关模式；
S102设置第二拨码开关，使所述无线网络设备处于自适应模式；
S103发送发现请求广播报文；
S104判断是否接收携带模式切换指令的反馈报文；
S105若是，则根据所述反馈报文将所述无线网络设备切换为AP模式；
S106若否，则保持所述无线网路设备处于网关模式。
在本实施例中，无线网络设备的出厂默认配置可被配置成第一拨码开关处于网关模式(即第一拨码开关置于OFF位)，并且第二拨码开关处于自适应模式(即第二拨码开关置于OFF位)。
实施人员将具有出厂默认配置的无线网络设备接入网络，并为无线网络设备加电，无线网络设备可发送发现请求广播报文(例如CAPWAP协议的Discovery Request广播报文)，若此时该无线网络设备所接入的网络中已存在网关设备时，网关设备可响应该发现请求广播报文并允许该无线网络设备上线，同时网关设备会向该无线网络设备发送反馈报文(例如Configuration Update Request报文)，并且在反馈报文中添加用于指示无线网络设备切换为AP模式的切换指令(例如Vendor TLV指令)。
无线网路设备接收反馈报文，并当确认该反馈报文中携带了切换指令，则该无线网络设备切换为AP模式。
在另一个实施例中，若无线网络设备未接收到携带切换指令的反馈报文，则可认为接入的网络中暂不存在网关设备，此时，可以保持该无线网络设备的出厂状态(即让该无线网络设备作为该网络中的网关设备)。
其中，无线网络设备在发送该发现请求广播报文时，可通过WAN口发送(因WAN口连接上行链路)发现请求广播报文。
如图3所示，图3提供了一种无线网络设备发送发现请求广播报文的流程。
从图3中可以看出，在发送发现请求广播报文时，会先检测自身的是否通过拨码开关设置为网关模式，若是则执行后续动作，若否，则不发送发现请求广播报文。
同时，为了防止网络震荡的情况发生，可以设置时钟T1，并判断在T1时间内是否接收到反馈报文，若未接收到可等待T2时刻尝试再次发送发现请求广播报文，并且当尝试次数达到预设次数时，则不再进行尝试。
在本实施例中，若该无线网络设备执行步骤S106时，该无线网络设备可能会接收到其他无线网络设备发送的发现请求广播报文，如图4所示，该无线网络设备接收其他无线网络设备发送的发现请求广播报文，并判断该发现请求广播报文是否通过LAN口接收的(根据图1所示，网关设备的LAN口连接下行链路)。
若是，则向该其他无线网络设备发送反馈报文，所述反馈报文携带有使所述其他无线网络设备进行模式切换的切换指令，以使接收到该反馈报文的所述其他无线网络设备根据所述切换指令进行模式切换。
处于网关模式的无线网络设备会先判断自身是否工作在三层网关模式，若是，则监听处理发现请求广播报文，否则不处理发现请求广播报文。
对于本公开中的网络，网关设备是一个特殊的角色，它既在功能上较为特殊，在局域网中有唯一性，又在稳定性要求上高于其他AP角色。
因此，本公开参考Raft算法，引入经过优化的选举机制。选举的目标是将局域网中作为网关模式的无线网络设备选举为Leader以进行网络自管理，及时发现网络中出现多台网关模式的无线网络设备的异常情况，并能够一定程度上自我从异常中恢复，提高自动化网络的可靠性。
具体的，在执行步骤S106后，该方法还包括：向其他无线网络设备发送选举请求，接收其他无线网络设备针对所述选举请求发送的反馈结果，根据所述反馈结果选择继续保持所述无线网路设备处于网关模式，或者切换为AP模式。
若收到的反馈结果均为赞同，则继续保持所述无线网路设备处于网关模式，或者，若接收的反馈结果为拒绝，则发送告警通知。
为配合选举方案的实施，在实际应用时，可定义如下身份，并执行网关角色的选举。
1.Initiator：所有无线网络设备启动时的默认身份。
当根据角色自检测机制判断自身为AP角色并切换后，自身变为Follower。
如果某台无线网络设备在Tt(角色自检测等待时间)时间内(可自定义)未因角色自检测机制切换为AP角色，那么切换为Candidate。
2.Candidate：发起选举流程，发送RequestVote，并在Tv时间内监听其他无线网络设备给予的回应。
Candidate身份收到其他Candidate发送的RequestVote时回应Against。
对于Candidate收到的回应，其对应逻辑如下：
a如果收到的所有回应均为Favor时，即全票通过当选Leader。
b如果收到的回应中存在Against，则说明网络中存在其他Candidate，本次未能当选，待本次Tv结束后，重新发起投票。
c如果收到的回应中存在Refuse，说明当前网络已经有Leader，直接转换为Failuer。
d如果连续Nv次未当选，则转换为Failuer。
3.Follower：当无线网络设备切换为AP角色后，身份转换为Follower。
Follower响应由Candidate发送的RequestVote，回复Favor(对收到的每个RequestVote都回复)。Follower接受Leader的管理。
4.Leader：网络中唯一的网关模式角色为Leader身份，在网络建立初期通过选举机制产生。Leader身份的设备可以指定新接入网络设备的角色、控制其是否允许接入网络，并发送一些其他指令等。
a当Leader收到RequestVote时，回应Refuse。
b当Leader在工作中，通过角色自检测机制切换为AP角色时，身份转换为Follower，向网络中所有其他无线网件发送Abdicate消息通告自身退位，并发出告警给网络管理员，知会此时网络缺少网关角色。
5.Failuer：当Candidate参选Nv次不能当选，说明网络中存在多台无线网件自认为是网关角色，此时其身份切换为Failuer，表征网络出现异常，并通过闪灯、告警等方式通知网络管理员网络异常。
这里设置Nv次，是因为角色自检机制可能存在一定时延，有些无线网络设备可能检测自身为AP角色的时间较慢，而多次投票过程中，它可能就正确的切换为了AP角色，进而退出候选人角逐，使下次投票能够正常产生Leader。
a当Failuer收到Abdicate消息时，说明当前网络中的Leader已退位为Follower，则自身转换为Candidate并发起新的选举。网络异常告警解除。
b当Failuer因角色自动检测机制切换为AP角色时，身份转换为Follower，网络异常告警解除。
通过上述定义的身份，可以实现，在选举过程中，通过引入Failuer身份、Follower响应所有RequestVote以及必须全票当选的机制来保证网关角色的唯一性，以此来检测网络中的部署错误。
通过引入Leader的Abdicate机制，使因角色自检机制延迟导致的网络自管理错误能够被自动修正。
选举中，通过Candidate的多次失败才转换为Failuer身份的机制，以及Failuer转换为AP角色后切换为Follower身份的机制，来避免由角色自检测机制延迟带来的错误告警。
通过上述实施例可以看出，在组建网络时，利用交互报文实现设备间相互协商，以及自适应的将无线网络设备配置为网关模式或AP模式，无需对网络设备进行额外的配置操作。
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里申请的发明后，将容易想到本说明书的其它实施方案。本说明书旨在涵盖本说明书的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本说明书的一般性原理并包括本说明书未申请的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本说明书的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本说明书并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本说明书的范围仅由所附的权利要求来限制。
以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并不用以限制本说明书，凡在本说明书的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种无线网络设备，其特征在于，
所述无线网络设备设有拨码开关；
所述拨码开关用于控制所述无线网络设备使能网关模式或者使能无线接入点AP模式；
所述拨码开关还用于控制所述无线网络设备使能自适应模式或者关闭自适应模式。
2.根据权利要求1所述的无线网络设备，其特征在于，所述拨码开关包括第一开关，所述第一开关包括第一点位和第二点位；
所述第一点位对应网关模式；
所述第二点位对应AP模式；
当所述第一开关置于第一点位时，所述无线网络设备使能网关模式；
当所述第一开关置于第二点位时，所述无线网络设备使能AP模式。
3.根据权利要求1所述的无线网络设备，其特征在于，所述拨码开关还包括第二开关，所述第二开关包括第三点位和第四点位；
所述第三点位对应使能自适应模式；
所述第四点位对应关闭自适应模式；
当所述第二开关置于第三点位时，所述无线网络设备使能自适应模式；
当所述第二开关置于第四点位时，所述无线网络设备关闭自适应模式。
4.根据权利要求1-3任一所述的无线网络设备，其特征在于，所述自适应模式用于控制所述无线网络设备自动调整为网关模式或者AP模式。
5.根据权利要求1-3任一所述的无线网络设备，其特征在于，所述无线网络设备的WAN口接入上行链路。
6.一种无线网络设备的组网方法，其特征在于，所述无线网络设备设置有第一拨码开关和第二拨码开关，所述第一拨码开关用于控制所述无线网络设备使能网关模式或者使能无线接入点AP模式，所述第二拨码开关用于控制所述无线网络设备使能自适应模式或者关闭自适应模式，所述方法包括：
设置第一拨码开关，使所述无线网络设备处于网关模式；
设置第二拨码开关，使所述无线网络设备处于自适应模式；
发送发现请求广播报文；
判断是否接收携带模式切换指令的反馈报文；
若是，则根据所述反馈报文将所述无线网络设备切换为AP模式；
若否，则保持所述无线网路设备处于网关模式。
7.根据权利要求6所述的组网方法，其特征在于，所述发送发现请求广播报文，包括：通过所述无线网络设备的WAN口发送发现请求广播报文。
8.根据权利要求6所述的组网方法，其特征在于，从所述无线网络设备的LAN口接收发现请求广播报文，所述发现请求广播报文为与所述无线网络设备连接的其他无线网络设备发送的；
向所述其他无线网络设备发送反馈报文，所述反馈报文携带有使所述其他无线网络设备进行模式切换的切换指令，以使接收到该反馈报文的所述其他无线网络设备根据所述切换指令进行模式切换。
9.根据权利要求6所述的组网方法，其特征在于，在所述持所述无线网路设备处于网关模式后，所述方法还包括：
向其他无线网络设备发送选举请求；
接收其他无线网络设备针对所述选举请求发送的反馈结果；
根据所述反馈结果选择继续保持所述无线网路设备处于网关模式，或者发送告警通知。
10.根据权利要求9所述的组网方法，其特征在于，所述根据所述反馈结果选择继续保持所述无线网路设备处于网关模式，或者切换为AP模式，包括：
若收到的反馈结果均为赞同，则继续保持所述无线网路设备处于网关模式；
或者，若接收的反馈结果为拒绝，则切换为AP模式。
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