CN1674539A

CN1674539A - 一种无线局域网的漫游方法

Info

Publication number: CN1674539A
Application number: CN 200410008874
Authority: CN
Inventors: 王安静; 于辰涛; 朱刚
Original assignee: Lenovo Beijing Ltd
Current assignee: Lenovo Beijing Ltd
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-09-28
Anticipated expiration: 2024-03-25
Also published as: CN100547975C

Abstract

本发明公开了一种无线局域网的漫游方法，包括如下步骤：步骤一、移动STA从AP_Start或AP_Y1…AP_Yn中进入AP_N1…AP_Nn中的一个AP的范围中；步骤二、在移动STA进入的AP的路由表和所有路由器的路由表中增加该移动STA的IP的特定主机路由，使得该STA可以通过其进入的AP与网络通信；步骤三、移动STA进入的AP通过IAPP协议，通知其他所有的AP，增加该移动STA的IP的特定主机路由。本发明通过仅仅在AP端增加路由的方法，使所有的移动STA都可以实现ESS内的漫游，而且不限于支持某种特定协议的移动STA；弥补了现有的无线协议在漫游方面的不足，使WLAN中的移动终端可以实现轻松的漫游实现。

Description

一种无线局域网的漫游方法

技术领域

本发明涉及一种无线局域网技术，尤其是一种在无线局域网进行漫游的方法。

背景技术

随着各种无线局域网技术的发展，无线网络的铺设越来越开始广泛。移动运营商在酒店、机场、车站等公共场合广泛的铺设商业运行的无线网络；学校、酒店、度假山庄等机构也已经开始铺设自己的无线局域网。无线网络正在发展成为一个积极的、可获得丰厚利润的产业。

对于无线网络，除了像有线网络一样要考虑网络拓扑，网段划分，网关设置等等，还要额外的考虑无线信号的覆盖区域，各个覆盖区域的重合情况，使整个无线网络达到最佳性能。如此之外，无线网络还要考虑一个重要的特点，就是无线终端的漫游特性。

IEEE 802.11协议定义无线物理层和MAC层，利用现有的协议可以实现有限制的漫游。

如图1所示，无线网络可以分为Ad-Hoc网络和基于AP的网络。使用这两种模式可以都构成一个BSS(Basic Service Set)。能够实现终端漫游的BSS均为Infrastructure BSS，也就是基于AP的BSS。以下本申请文件中的BSS都是指基于AP的BSS，本申请文件中所说一个网格就指一个基于AP的BSS。

如图2所示，多个基于AP的BSS可以构成一个ESS(Extended ServiceSet)，在同一个ESS的各BSS之间，利用IEEE 802.11协议可以实现漫游，但是必须满足一个限定的条件，ESS中每个BSS必须在同一个网段，移动终端STA也必须和所有的BSS中的AP设置同一个网段。

现有技术中，如果要实现在ESS内部，实现漫游则要保证这个ESS中的每个BSS处于同一个子网当中。显然，这样增加了对BSS的限制，减少了各个BSS设置的灵活性，同时也减小其容量；并且，在很多实际的应用中，如在一幢大厦里布置网络时，由于各个终端处于不同的公司或安全等考虑，希望每个BSS处于不同的网段，这时候利用现有的技术无法实现漫游。

利用IEEE802.11和Mobile IP(移动IP)结合的方案，可以解决每个BSS在不同网段的漫游问题，但是使用Mobile IP，成本较大，要求所有的AP和所有的移动STA必须支持Mobile IP；并且，当一个不支持Mobile IP的新STA进入到一个利用Mobile IP的实现漫游的ESS内时，仍然无法实现漫游。

发明内容

针对现有构架的缺点，本发明提供了一种无线局域网漫游的方法，该方案可以使移动终端STA在一个ESS的不同BSS之间漫游，但不限制所有的BSS都是属于同一个网段。

本发明的无线局域网的漫游方法，包括如下步骤：

步骤一、移动STA从AP_Start或AP_Y1...AP_Yn中进入AP_N1...AP_Nn中的一个AP的范围中；

步骤二、在移动STA进入的AP的路由表和所有路由器的路由表中增加该移动STA的IP的特定主机路由，使得该STA可以通过其进入的AP与网络通信；

步骤三、移动STA进入的AP通过IAPP协议，通知其他所有的的AP，增加该移动STA的IP的特定主机路由。

本发明通过仅仅在AP端增加路由的方法，使所有的移动STA都可以实现ESS内的漫游，而且不限于支持某种特定协议的移动STA；弥补了现有的无线协议在漫游方面的不足，使WLAN中的移动终端可以实现轻松的漫游实现。

利用本发明的方案可以给企业提供直接的移动漫游的解决方案，并且由于ESS中的每个BSS可以处于不同的网段，从而直接从数量上增加了ESS的容量，和ESS所对应的Backbone(有线部分网络)的容量。使ESS内的移动STA可以和更多的有线网络中的形成企业内部的局域网。

该方法，扩展性好，并且无须直接增加企业构建无线网络的费用，为大中型企业提供了良好的解决方案。随着无线市场的发展，该方案在网络构建中有着良好的市场前景。

附图说明

图1是现有技术的无线局域网的BSS示意图；

图2是现有技术的无线局域网的ESS示意图；

图3是本发明一个移动STA漫游的实施例流程示意图；

图4是本发明一个移动STA漫游的实施例的特定路由示意图。

具体实施方式

本发明所称的BSS(Basic Service Set)为一个无线网络的服务区域，在该区域内部，各个终端之间遵循802.11协议和其上层的IP协议等进行通信。

当BSS区域内存在Access Point(AP)的时候，称之为InfrastructureBSS，该服务区域的网络由AP来控制协调；当BSS区域内没有AP，是由各个终端构成的，称之为Independent BSS，该服务区域的网络由各个终端协调控制。

本发明所称的ESS(Extended Service Set)为一个由若干个BSS组合而成的范围更加广阔的扩展区域，每个ESS内的BSS的网络名称应该相同。

本发明所称的IAPP(Inter-access point protocol)用于AP之间进行交流来互相传送各自的状态和连接情况的协议。比如，AP利用IAPP来传送每个AP所连接的移动STA的信息。

在IEEE802.11协议中，在物理层和数据链路层是相通的；但是802.11协议并没有定义IP层，即不保证IP层是相通的；因此，当一个移动STA移动到同一个ESS内的其他不同网段的BSS时，移动STA的物理层和数据链路层仍然是相通的，只要在AP端根据新进入BSS的移动STA的IP地址建立路由，就可以实现移动STA的IP层也是相通的。

也就是说，当移动STA在同一个ESS内，不同网段的BSS间移动的时候，通过AP端的增删路由就可以保证移动STA在移动的过程当中IP层也是相通的，即网络仍然是连通的。这样就实现了移动STA在ESS内但是不同网段的BSS之间漫游。

由于网络吞吐能力有限，每个BSS所能带动的移动终端的数量也是有限的。根据AP的不同略有差别，大概数量级在几十台。在实际的网络布置当中，ESS中的BSS的数量也是有限的，常常的数量在10个以下。所以对于一个ESS内部来讲，使用直接对于AP增删路由的方法是合理的。因为这样特定主机路由的数量并不会特别的多，最坏的情况，当所有的移动终端都不在自己设置的IP网段内时候，所增加的特定主机路由也是可以容忍的。在实际使用的过程当中，由此增加的实际的特定主机路由的数量级在几十条或几条，其性能是完全满足实用的。

本发明的技术方案，包括如下步骤：

所述的移动STA指在同一个ESS内，不同网段的BSS之间进行漫游的移动终端；所述的AP_Start指和移动STA所配置的IP属于同一网段的BSS，可以认为是这个移动STA的出发点；所述的AP_Y1...AP_Yn指一个ESS内部，和AP_Start属于同一个网段的其他AP；所述的AP_N1...AP_Nn指：一个ESS内部，和AP_Start不属于同一个网段的其他AP；

所述的增加特定主机路由，指移动STA进入的AP的路由表和其他所有路由器的路由表中增加该移动STA的IP的路由规则，即增加关于该移动STA的IP的路由表表项；

所述的特定主机路由表，其表项的前缀长度为32Bit，特定主机路由只能匹配一个特定的IP目的地址，也就是该路由表中的“目的地址”这一列规定一个IP地址。

下面是一个路由表的实例：

目的地址/前缀长度	下一跳地址	端口
目的地址/前缀长度	下一跳地址	端口	7.7.7.99/32	路由器1	A
7.7.7.0/24	路由器2	A	7.7.7.99/32	路由器1	A
7.7.7.0/24	路由器2	A	0.0.0.0/0	路由器3	A

上表的第一行就表示一个特定主机路由：对于发送到7.7.7.99的IP包，全部发送到路由器1的A端口进行后续的转发。

如果STA在AP_N1...AP_Nn中移动时，则STA新进入的AP采用步骤二相同的方式，建立新的特定主机路由，并删除原由的特定主机路由，并通过IAPP协议，使其他AP建立新的特定主机路由。

下面结合图3，详细说明本发明的技术方案。

当移动STA在AP_Start覆盖范围内的时候，AP_Start是该移动STA的归属AP，所有ESS中的AP中的路由保持其原有状态，没有任何的变化；

当移动STA移动到AP_Y1...AP_Yn这些AP覆盖的范围内时，由这些AP与AP_Start属于同一网段，802.11协议直接支持同一网段的漫游，这时所有ESS中的AP的路由不做任何的变化，并且，如果在ESS内有这个移动STA的特定主机路由，则应该全部删除；

当移动STA移动进入到AP_N1...AP_Nn中的某个AP覆盖的范围内时，由于这些AP中并不存在关于该移动STA的路由规则，或者只存在指向STA的归属AP的路由规则，而移动STA已经脱离了其归属AP的覆盖范围，有无法与其进入的AP通信，因此，该STA与网络在IP层已经断开了。

通过本发明步骤二的方法，在这些AP中增加关于移动STA的IP的特定主机路由，即：首先，在该移动STA进入的AP(设为第一AP)中增加如下的路由规则：目的地为该移动STA的IP包通过第一AP的无线端口转发；然后，在与第一AP相连的第一路由器中增加如下规则：将目的地为该移动STA的IP包通过第一路由器与第一AP相连的端口转发；再在第一路由器外的其他路由器中增加如下的路由规则：将目的地为该移动STA的IP包通过与第一路由器相连的端口转发。

同时，第一AP通过IAPP协议，将这条特定主机路由传送给其他的AP；即在其他的AP中，增加如下的路由规则：将目的地为该移动STA的IP包通过与AP相连的路由器端口转发。

这样经过特定路由的增加，该移动STA重新在IP层与网络连通，可以与网络进行通信，实现了STA跨BSS的漫游。

下面详细说明本发明所述的移动STA在AP_N1...AP_Nn中漫游的实现：

当移动STA移动出第一AP所覆盖的范围内时，进入第二AP所覆盖的范围，这个第二AP也属于AP_N1...AP_Nn。这时的处理方式有两种情况，一是第一AP首先获知该移动STA已经离开，则第一AP将删除关于该STA的特定主机路由，并通过IAPP协议，来让ESS中的其他的AP也删除相关路由；二是第二AP首先获知该移动STA进入了其所覆盖的范围，则第二AP将先删除自身路由表中关于该移动STA的特定路由，然后，采用步骤二相同的方式重新建立新的特定路由，并通过IAPP协议，来让ESS中的其他的AP也删除原有关于该移动STA的特定路由，并重新建立新的特定路由。

这样，通过特定路由的更新，移动STA在新的AP中同样完成了IP层与网络的连通，实现了AP_N1...AP_Nn中的漫游。

当然，移动STA脱离第一AP后，也可以回到AP_Start或AP_Y1...AP_Yn的覆盖范围之内，这时AP_Start或移动STA进入的属于AP_Y1...AP_Yn的第三AP，通过IAPP协议，通知所有的AP删除所有关于该移动STA的特定主机路由。

如图4所示，是本发明的一个具体的实施例。

移动STA的IP为192.168.0.66，其归属的AP(192.168.0.2)的网段是192.168.0.2-192.168.0.100，即所述的AP_Start是AP(192.168.0.2)；所述的AP_Y1...AP_Yn和AP_Start属于同一个网段的其他AP，如：AP(192.168.0.101)，其网段是192.168.0.101-192.168.0.200；AP(192.168.0.201)，其网段是192.168.0.201-192.168.0.254。所述的AP_N1...AP_Nn是一个ESS内部，和AP_Start不属于同一个网段的其他AP，如图4中的AP(10.1.49.2)，为其网段10.1.49.2-10.1.49.100。

为了叙述方便，假定AP(10.1.49.2)和AP(192.168.0.2)都连接到同一个路由器，接口分别为Interface A：10.1.49.1和Interface B：192.168.0.1。

当移动STA(192.168.0.66)漫游到AP(10.1.49.2)所覆盖的范围时候，AP(10.1.49.2)中增加了如下的路由规则：

192.168.0.66/32

10.1.49.2

无线端口

即：所有发送到移动STA(192.168.0.66)的IP包都通过AP(10.1.49.2)的无线端口进行转发；在Backbone(有线网络)中的路由器中增加的特定主机路由，其规则如下：

192.168.0.66/32

10.1.49.2

A

即：所有发送到移动STA(192.168.0.66)的IP包都通过路由器的A端口(10.1.49.1)转发至AP(10.1.49.2)。

建立了这两个路由规则后，移动STA在IP层与其所进入的AP(10.1.49.2)建立起了连接，可以通网络进行通信。

AP(10.1.49.2)通过IAPP协议，通知其他的AP，建立关于该移动STA的特定主机路由。例如，移动STA的归属AP(192.168.0.2)将建立如下的路由规则：

192.168.0.66/32

192.168.0.1

有线端口

所有发送给192.168.0.66的IP包，都由AP(192.168.0.2)的有线端口发送。这样再经过路由器的A端口转发到AP(10.49.0.2)再转发到192.168.0.66，实现了192.168.0.66的漫游。

最后所应说明的是：以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1、一种无线局域网的漫游方法，其特征在于：包括如下步骤：

2、根据权利要求1所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于：所述的增加特定主机路由，指移动STA进入的AP的路由表和其他所有路由器的路由表中增加该移动STA的IP的路由规则，即增加关于该移动STA的IP的路由表表项。

3、根据权利要求2所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于：所述的特定主机路由表，其表项的前缀长度为32Bit。

4、根据权利要求1所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于：所述的步骤三之后，还包括：当STA在AP_N1...AP_Nn中移动时，STA新进入的AP建立新的特定主机路由，并通过IAPP协议，使其他AP也建立新的特定主机路由。

5、根据权利要求1所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于：所述的步骤二，包括如下步骤：

步骤20、在该移动STA进入的AP，设为第一AP，增加如下的路由规则：目的地为该移动STA的IP包通过第一AP的无线端口转发；

步骤21、在与第一AP相连的第一路由器中增加如下规则：将目的地为该移动STA的IP包通过第一路由器与第一AP相连的端口转发；

步骤22、在第一路由器外的其他路由器中增加如下的路由规则：将目的地为该移动STA的IP包通过与第一路由器相连的端口转发。

6、根据权利要求1所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于：所述的步骤三，包括：

第一AP通过IAPP协议，将特定主机路由传送给其他AP，即在其他的AP中，增加如下的路由规则：将目的地为该移动STA的IP包通过与AP相连的路由器端口转发。

7、根据权利要求4所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于：当移动STA移动出第一AP所覆盖的范围时，如果第一AP首先获知该移动STA已经离开，则第一AP将删除关于该STA的特定主机路由，并通过IAPP协议，来让ESS中的其他的AP也删除相关路由。

8、根据权利要求4所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于：当移动STA进入第二AP所覆盖的范围，该第二AP也属于AP_N1...AP_Nn时，第二AP获知该移动STA进入了其所覆盖的范围，则第二AP将先删除自身路由表中关于该移动STA的特定路由，然后，重新建立新的特定路由，并通过IAPP协议，来让ESS中的其他的AP也删除原有关于该移动STA的特定路由，并重新建立新的特定路由。

9、根据权利要求1所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于：所述的步骤三之后，如果移动STA重新回到AP_Start/AP_Y1...AP_Yn的覆盖范围之内，则AP_Start/移动STA重新进入的属于AP_Y1...AP_Yn的第三AP，通过IAPP协议，通知所有的AP删除所有关于该移动STA的特定主机路由。