CN1839565A - 无线局域网中的服务质量控制 - Google Patents

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Abstract

通过根据对于帧所确定的服务质量(QoS)等级/服务等级将虚拟局域网(VLAN)(160)号码分配给每个到来的信息帧，来控制与无线局域网(LAN)(100，100’)关联的有线网络(160)内的QoS等级/服务等级。然后根据VLAN(160)号码在网络中将该帧进行路由，以确保承载该帧的路径具有诸如带宽的所需要的特征，以满足所确定的QoS等级/服务等级。

Description

无线局域网中的服务质量控制
技术领域
本发明涉及一种用于在无线局域网(LAN)中控制通信量以达到所需要的服务质量(QoS)等级/服务等级的技术。
背景技术
无线LAN技术领域中的进步已经使得在休息站、咖啡馆、图书馆等类似的公共场所出现了可以公共接入的无线LAN(例如“热点”)。现在，无线LAN将到诸如公司内部网的专用数据网络或者诸如因特网的公共数据网络的接入提供给移动终端用户。实施和操作无线LAN的相对低的费用，以及可使用的高带宽(通常超过10兆比特/秒)使得无线LAN成为移动终端用户可以通过其与外部实体交换分组的理想接入机制。
接入无线LAN的移动终端用户可以发送和接收具有不同QoS等级/服务等级的通信量。例如，移动终端用户可以发送具有比数据高的等待时间延迟敏感度的语音数据量。不同类型的数据可以具有不同QoS等级/服务等级要求。例如，流性视频通常需要比简单文本消息大得多的带宽。现在，无线LAN通常提供有限的QoS等级/服务等级。例如，许多无线LAN使用的IEEE 802.11协议标准的可选功能要求通过关联的无线LAN接入点(AP)来轮询每个用户从而准予用户接入，因此允许实施一个或多个有限QoS等级/服务等级控制方案。借助于ETSI/Hipperlan2标准，无线LAN利用媒体访问控制(MAC)协议来提供面向连接的机制，从而每个移动终端用户可以与AP建立通讯会话并且对无线电资源进行协商以获得所需要的QoS等级/服务等级。但是，当今的这种用于控制QoS等级/服务等级的方案只注意到给定AP的无线电资源的管理。这种方案不处理在与无线LAN关联的有线网络内的资源的管理。
因此，需要一种用于在与无线LAN关联的有线网络内管理QoS等级的技术。
发明内容
简而言之，根据本原理的优选实施方式，提供了一种用于在与无线局域网(LAN)关联的有线网络内控制服务质量(QoS)等级/服务等级的方法。该方法开始于在网络中从移动终端用户接收至少一帧的信息。然后进行关于该信息帧的适当QoS等级/服务等级的确定。根据帧的来源(即，进行发送的移动终端用户的身份)来建立用于帧的QoS等级/服务等级。或者，移动用户可以在动态的基础上为要来临的通讯会话请求特定的QoS等级/服务等级。一旦确定了帧的QoS等级，就将通常采用虚拟局域网(VLAN)号码形式的标识符与帧进行关联以指定所需要的QoS等级/服务等级。通常，VLAN号码根据IEEE 802.1Q标准来指定被预定要接收帧的网络端点的身份。但是，根据本原理，在网络中使用VLAN号码以选择与QoS等级关联的适当路径。根据与帧关联的VLAN号码在网络中将帧进行路由。
附图说明
图1示出了根据现有技术的无线LAN的示意框图；
图2示出了根据本原理的无线LAN的第一优选实施方式的示意框图；
图3示出了在图2的网络内发生的、用于控制通信量以满足所需要的QoS等级的事件的时序图；和
图4示出了根据本原理的无线LAN的第二优选实施方式的示意框图。
具体实施方式
图1示出了根据现有技术的示教的无线局域网(LAN)10的示意框图。无线LAN 10包括至少一个并且最好多个的接入点(AP)，例如AP 121和122。诸如AP 121的每个AP包括无线电收发器，用于将射频信号广播到例如MTU 14的一个或多个移动终端用户(MTU)，并且从其接收射频信号。因此每个AP充当网关以使得MTU 14能够从与无线LAN 10关联的有线网络16下载通信量，并且向其上载通信量。在每个MTU 14和有线网络16之间的所交换的通信量可以包括语音以及数据，后者通常采用以太网帧格式的因特网协议(IP)分组的形式。
交互(inter-working)网关(IWG)18提供可能包括专用数据网络、公司内部网或者诸如因特网的公共数据网络、或者其组合的外部网络20和有线网络16之间的通讯路径。IWG 18不仅将有线网络16和外部网络20进行交互，而且还执行授权、验证和统计(AAA)功能。换句话说，IWG 18进行工作以授权MTU14来获得服务，以及对到无线LAN 10的每次接入对MTU进行验证。而且，在验证MTU 14之后，IWG 18为了计费的目的对提供给MTU的服务进行统计。
IWG 18在现有技术的无线LAN 10内提供有限的QoS等级/服务等级管理。最好，IWG 18可以控制AP 121和122的每一个以提供实现用于每个AP和关联的MTU之间交换的通信量的预定的QoS等级/服务等级所需要的无线电资源。但是，在无线LAN 10之内的有线网络16通常使用默认的媒体接入控制(MAC)，其随后使用不允许QoS等级管理的载波监听多路接入(CSMA)。最好，在所有参与者之间共享带宽并且服务等级是所谓最佳努力(best effort)。
图2示出了根据本原理的第一优选实施方式的无线LAN 100。LAN 100包括至少一个并且最好多个接入点(AP)，最好例如AP 1201和1202。每个AP提供无线电接入给一个或多个移动终端用户(MTU)，例如MTU 1401、1402、1403和1404。在所示实施方式中，AP 1201提供无线电接入给MTU 1201-1203，而AP 1202提供无线电接入给MTU 1404。但是AP 1201和1202的每一个具有以与图2中的AP 121和122的每一个相同的方式提供无线电接入给多个MTU的能力。
在无线LAN 100的中心是具有虚拟局域网(VLAN)能力(这是一种根据与帧关联的标识符(即，VLAN号码)来将每个信息帧进行路由的能力)的以太网交换机160的形式的有线网络。VLAN交换机160根据预定的QoS等级，来控制AP 1201和1202的每一个与例如IWG 1801、1802和1803的一组路由交互网关(IWG)之一之间的通信量流。如图3中所示，每个路由IWG 1801-1803具有分别到VLAN交换机160的对应的一个端口P1-P3的连接。AP 1201和1202的每一个具有分别到每个端口P6和P7的连接。
在路由IWG 1801-1803之外，图2的无线LAN 100包括连接到VLAN交换机160的端口P4的管理IWG 1804。IWG 1804充当控制器。从这方面来说，IWG 1804担当作为用于执行与图1的IWG 18所执行的相同的授权、验证、和管理(AAA)功能的验证代理服务器(未示出)。作为其执行的部分AAA功能，管理IWG 1804保存为从每个MTU在关联的AP处所接收的信息帧指定适当QoS等级/服务等级的每个MTU的记录。例如，比较于MTU 1402，MTU 1401可以预定较高的服务等级。从这种理解来说，管理IWG 1804将适当的虚拟局域网(VLAN)号码分配给来自每个MTU的每个帧。通常，VLAN号码根据IEEE802.1Q标准指定被预定来接收该帧的网络端点的身份。但是，根据本原理，在网络中所使用的VLAN号码用于选择与特定QoS等级/服务等级关联的适当路径(即，交换机端口)。管理IWG 1804将这种VLAN号码分配提供给每个AP。在优选实施方式中，AP 1201和1202的每一个充当以太网桥接设备，用于将指定被提供给帧的适当QoS等级/服务等级的标识(即，VLAN号码)与每个到来帧关联。
与依靠在同无线LAN 100开始通讯会话期间所设置的静态QoS等级/服务等级相反，每个MTU可以在动态的基础上为要到来的新会话请求特定的QoS等级/服务等级。换句话说，诸如MTU 1404的MTU可以发送请求，要求应该将特定的QoS等级/服务等级提供给一个或多个随后被发送的帧。AP 1202将这种QoS等级/服务等级请求转发到管理IWG 1804，其随后指令AP分配指定所请求的QoS等级/服务等级的VLAN号码给这样的帧。
在图2的无线LAN 100中的VLAN交换机160根据由每个AP分配给每个帧的VLAN号码，将来自AP 1201和1202之一的信息帧路由到路由IWG 1801-1803之一。与每个帧关联的VLAN号码允许VLAN交换机160为所接收的帧选择适当的路径。如参照图3所详细讨论的，当例如象MTU 1404的每个MTU开始通讯会话时，MTU不仅仅接收识别的IP地址，而且还接收用于路由IWG 1801-1803的IP地址。虽然每个路由IWG 1801-1803具有相同的IP地址，但是每个通常还具有不同的QoS等级/服务等级。因此，VLAN交换机160使用从AP 1201和1202之中关联的一个接收来的、与每个信息帧关联的VLAN号码，在适当的路径上对帧进行路由(即，将该帧路由到路由IWG 1801-1803之中适当的一个)以维持适当的QoS等级/服务等级。
图3示出了一个时序图，其说明了在图2的网络100之内与QoS等级/服务等级控制关联的事件的顺序。开始，诸如图2的MTU 1402的MTU通过在图3的事件100期间首先建立与诸如图2的AP 1201的AP的无线电通讯，来开始与无线LAN 100的通讯会话。在步骤100期间建立通讯会话之后，图2的管理IWG1804在事件120期间验证MTU 1402。如上所述，在对MTU 1402进行验证的过程期间，在图2的无线LAN 100中，管理IWG 1804将为了识别的目的把IP地址(即源地址)分配给MTU。而且，IWG 1804还将把路由IWG 1801-1804的IP地址(即，目的地地址)提供给MTU 1402。此外，根据本原理，管理IWG 1804还将根据启始MTU 1402的身份来为帧确定适当的QoS等级/服务等级，并且将该信息发送到AP 1201。然后在事件140期间，在将帧路由到VLAN交换机160以随后路由到适当的路由IWG(例如IWG 1801)之前，AP 1201将把指定由管理IWG 1804所确定的QoS等级/服务等级的VLAN号码分配给每个到来的信息帧。
如上所述，起始MTU(即，图2中的MTU 1402)可以请求与在通讯会话的最先开始期间所设置的静态QoS等级/服务等级不同的特定QoS等级/服务等级。响应于通过与MTU 1402进行通讯的AP 1201所接收的这种请求，管理IWG1804将指令AP来分配指定所请求的QoS等级/服务等级的适当VLAN号码。以这种方式，VLAN交换机160将根据所分配的VLAN号码来对帧进行路由，从而将帧在适当的路径上进行路由以确保适当的QoS等级/服务等级。
图4示出了根据本原理用于控制QoS等级的无线LAN网络100’的替代优选实施方式的示意框图。图4的无线LAN网络100’具有许多与图2中的LAN网络100共同的元件，因此已经使用类似的标记来表示类似的元件。图4的无线LAN 100’与图2的无线LAN 100的不同之处在于路由IWG的数量。如上所述，图2的无线LAN 100包括三个独立的IWG 1801-1803，每个分别连接到VLAN交换机160的独立端口P1-P3之一。通过比较，图4的无线LAN网络100’包括分别经由独立的接口1821-1823之一连接到VLAN交换机160的每个端口P1-P3的单个IWG路由器1801’。
通常接口1821-1823的每一个都具有不同的QoS等级/服务等级参数(例如，不同的带宽)。在从诸如图4的AP 1201的特定AP接收到信息帧时，VLAN交换机160根据由用于将帧路由到IWG 1801’的AP所分配的VLAN号码，来选择接口1821-1823之中的至少一个。以这种方式，图4的VLAN交换机160在适当的路径上将帧进行路由以满足所指定的QoS等级/服务等级。
上面描述了通过根据与指定QoS等级/服务等级的通信量关联的标识符来路由通信量，而在与无线LAN关联的有线网络中控制服务质量(QoS)等级/服务等级的技术。

Claims (11)

1.一种用于在与无线局域网(LAN)关联的有线网络内控制服务质量(QoS)等级/服务等级的方法，其中所述有线网络具有用于承载从至少一个移动终端用户接收来的信息帧的不同路径，所述方法包括步骤：
在网络中接收至少一帧的信息；
对于所接收的帧确定QoS等级/服务等级；
将识别通过网络的、具有提供所确定的QoS等级/服务等级的足够传输能力的路径的标识符与所接收的帧关联；以及
根据所关联的标识符在网络中对帧进行路由。
2.根据权利要求1所述的方法，其中根据对帧起始的移动终端用户的身份来确定所述QoS等级/服务等级。
3.根据权利要求1所述的方法，其中根据从移动终端用户接收的QoS等级/服务等级请求来确定QoS等级/服务等级。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述接收信息帧的步骤包括接收以太网帧中的IP分组的步骤。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述将标识符与所接收的帧关联的步骤包括将虚拟局域网(VLAN)号码与帧进行关联的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述对帧进行路由的步骤包括将帧路由到多个独立目的地之一的步骤。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述对帧进行路由的步骤包括通过多个接口中所选择的一个接口将帧路由到一个目的地的步骤。
8.一种用于将所接收的信息帧进行路由的无线局域网(LAN)，包括：
至少一个接入点，用于从至少一个移动终端接收无线电通信量，并且用于以至少一个信息帧的形式发送这种通信量；
管理网关，用于为一个信息帧建立服务质量等级/服务等级，并且用于指令接入点根据为帧所建立的QoS等级/服务等级将标识符分配给帧；以及
交换机，用于将帧路由到根据所分配的标识符所选择的目的地。
9.根据权利要求8所述的无线LAN，其中所述交换机包括能够进行以太网交换的虚拟局域网(VLAN)，并且其中被分配给帧的标识符包括VLAN号码。
10.根据权利要求8所述的无线LAN，还包括多个路由网关，每个都包括根据被分配给帧的标识符由交换机所路由的帧的目的地。
11.根据权利要求8所述的无线LAN，还包括具有多个接口的路由网关，每个接口都提供用于承载根据被分配给帧的标识符由交换机所路由的帧的路径。
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