KR20080040716A - 임의적으로 상호접속된 메쉬 네트워크들의 효율적 작동을가능케하는 방법 - Google Patents
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Abstract
무선 메쉬 네트워크들(또는 "메쉬들")은 서로 임의적 상호접속이 가능하며 요구에 따라 가변 리던던시 및 커버리지 레벨을 제공할 수 있다. 상이한 구성, 내부 동작 , 또는 이들 모두에 대한 메쉬들 간의 상호운용성은 비제한 조합으로 자유롭게 상호혼합 및 상호운용될 수 있다. 강화된 명백한 내부-브릿지 제어 프로토콜들은 선재성 제어 패킷들을 사용하여 동작한다. 선재성 브로드캐스트 패킷 플러드들은 상호접속된 메쉬들("멀티-메쉬")에 대한 최상의 경로를 인식하는데 이용될 수 있다. 각각의 메쉬 내에서 동작하는 강화된 루팅 프로토콜들은 포워딩 트래픽시 개별 메쉬로 제한된 정보를 선택적으로 심사하여, 루팅 프로토콜에 의해 요구되는 프로세싱 시간 및 메모리를 기준으로 강건한 멀티-메쉬 스케일링을 가능케한다. 통신 스케일러빌리티(scalability)는 다수의 주파수에서 동작을 위해 서로의 간섭 범위 내에서 메쉬들을 구성함으로써 멀티-메쉬에 대한 주파수 다이버시티를 가능케함으로써 개선된다. 각각의 메쉬는 개별 비-간섭 주파수에서 동작할 수 있다.
Description
네트워크들을 접속하는 루팅 프로토콜들의 개선은 성능, 효율성 및 사용 용도의 개선 제공이 요구된다. 본 명세서에 개시되는 실시예들은 이러한 개선을 가능케한다.
공공연히 또는 공지되어 있는 바와 같이 명백하게 확인되지 않는다면, 문맥, 설명, 또는 비교 목적을 포함하여 본 명세서에서 언급되는 기술들 및 사상들은 이러한 기술들 및 사상들이 이전에 공지된 종래 기술들 또는 다른 파트라는 것을 허용하는 것으로 해석해서는 안된다. 특허, 특허 출원, 및 공보를 포함하는 본 명세서의 모든 문헌들은 모든 목적에 대해 특별히 통합되든 통합되지 않든, 본 명세서에서 모두 참조된다. 본 명세서는 임의의 참조 문헌들이 적절한 종래 기술이라는 것을 허용하거나, 또는 이들 문헌들의 실제 공개 시기 또는 내용을 허용하는 것으로 구성되지 않는다.
본 발명은 프로세스, 제조 물품, 장치, 물질 조성, 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체 또는 컴퓨터 네트워크와 같은 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하여 다양한 방식으로 구현될 수 있으며, 프로그램 명령들은 광학적 또는 전기적 통신 링크들을 통해 전송된다. 본 명세서에서, 이러한 구현 또는 본 발명이 취할 수 있는 임의의 다른 형태들이 기술로 간주될 수 있다. 일반적으로, 개시된 프로세스의 단계 순서는 본 발명의 범주내에서 변경될 수 있다. 본 발명의 하나 이상의 실시예의 설명은 실시예부(Detailed Description) 제공된다. 실시예부는 도입부를 포함하며 이는 실시예부의 나머지 부분의 보다 신속한 이해를 돕기 위한 것이다. 도입부는 예시적 조합(Illustrative Combinations)을 포함하며, 이는 본 명세서에서 설명되는 개념들에 따라 간결하게 예시적인 시스템 및 방법들을 요약한 것이다. 결론부(Conclusions)에 상세히 개시된 것처럼, 본 발명은 첨부되는 특허청구범위 범주 내에서 변형 및 변조가 가능하다.
본 발명의 다양한 실시예들이 하기 첨부되는 도면들 및 실시예부에 개시된다.
도 1은 멀티-메쉬의 유니캐스트(unicast) 및 브로드캐스트(broadcast) 팩 흐름을 최적화시키고, 루프들을 감소(또는 소거)시키기 위해 선택된 다양한 기술의 실시예들을 나타낸다.
도 2는 노드의 선택된 실시예의 하드웨어를 나타낸다.
도 3은 노드의 선택된 실시예의 소프트웨어를 나타낸다.
본 발명은 프로세스, 제조 물품, 장치, 시스템, 물리적 조성, 및 컴퓨터 판독가능 저장 매체 또는 컴퓨터 네트워크와 같은 컴퓨터 판독가능 매체를 포함하는 다양한 방식으로 구현되며, 프로그램 명령들은 광학적 또는 전기적 통신 링크를 통해 전송된다. 본 명세서에서, 이러한 구현예들 또는 본 발명이 취할 수 있는 다른 임의의 형태가 기술로서 참조될 수 있다. 일반적으로, 개시된 프로세스들에 대한 단계들의 순서는 본 발명의 범주내에서 변경될 수 있다.
본 발명의 하나 이상의 실시예에 대한 상세한 설명은 본 발명의 원리를 나타내는 첨부되는 도면과 함께 하기에 제공된다. 본 발명은 이러한 실시예들과 관련하여 개시되나, 본 발명이 임의의 실시예로 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 범주는 단지 특허청구범위에 의해서만 제한되며 본 발명은 다양한 대안, 변형 및 등가물을 포함한다. 본 발명의 이해를 돕기 위해 하기 설명에서는 다양한 특정 설명이 개시된다. 이러한 설명은 일례로 제공되는 것이며 본 발명은 이러한 특정한 설명의 일부 또는 전체 없이도 특허청구범위에 따라 실행될 수 있다. 명료성을 위해, 본 발명과 관련된 기술 분야에 공지된 기술 사항들은 본 발명이 불필요하게 불명료해지지 않도록 상세하게는 개시되지 않는다.
도입부(
INTRODUCTION
)
본 도입부는 실시예부의 빠른 이해를 돕기 위해서만 참조된다. 본 발명은 임의의 도입부 문단은 전체 주제의 요약을 필요로 하고 전체적 또는 제한적 설명을 의미하는 것이 아니기 때문에, 도입부에 제시되는 사항들로 제한되지 않는다. 예를 들어, 하기 도입부는 공간 및 구성에 의해 제한되는 개략적 정보를 임의의 실시 예에만 제공한다. 명세서의 밸런스를 통해 논의되는 특허청구범위가 궁극적으로 유도하고자 하는 것들을 포함하는 다수의 다른 실시예들이 제공될 수 있다. 결론부에 보다 상세하게 개시된 것처럼, 본 발명은 본 특허에 첨부되는 특허청구범위의 범주내에서 모든 변형 및 변조가 가능하다.
다양한 실시예들은 임의적으로 상호접속된 메쉬 네트워크들이 효율적으로 정보를 통신할 수 있게 하고, 비례축소가능성 및 상호운용성을 제공하는 낮은 오버헤드 및 복잡성이 낮은 기술과 관련된다. 메쉬 네트워크들의 세트의 상호접속 결과로서 형성된 네트워크를 멀티-메쉬(multi-mesh)라 칭한다. 멀티-메쉬의 메쉬 네트워크들 각각은 각각의(및 가능한 독특한) 내부 구성 및 작동 모드를 가질 수 있다. 상호접속된 메쉬들에 대해 해당하는 최상의 경로로 이동하는 모든 유니캐스트 패킷, 및 유니캐스트 및 브로드캐스트 패킷의 포워딩 루프를 방지하는 기술들이 제공된다. 또한 전체를 고려할 때 멀티-메쉬에 대해 최상 경로를 따르는 포워딩 패킷을 제공하는 기술들이 제공된다. 따라서, 리팅 정보 및 프로세싱은 멀티-메쉬의 각각의 개별 메쉬로 제한되고 특정화되어, 단일 메쉬에서 모든 노드를 갖는 시나리오와 비교되는 루팅 프로세싱 및 메모리 조건이 감소된다.
용어들
본 명세서에서는 다양한 실시예 및 구현예의 관점에서 선택된 부재들을 설명하기 위한 용어들이 사용된다. 선택된 용어에 대한 예는 다음과 같다.
노드(Node) : 예시적 노드는 전자 장치이다.
패킷(Packet) : 예시적인 패킷은 패킷들로 분할되는 노드들이 서로 정보를 통신한다.
링크(Link) : 예시적 링크는 2개(또는 2개 이상)의 노드들이 서로 통신하는 능력의 개념적 표시이다. 링크는 유선(노드들이 전기적 또는 광학적 상호접속부와 같이 정보를 보유하는 물리적 매체에 의해 접속됨) 또는 무선(노드들이 예를 들어, 라디오 기술을 통해, 물리적 매체 없이 접속됨)일 수 있다.
경로/루트(Path/Route) : 예시적인 경로/루트는 하나 이상의 링크들의 시퀀스이다.
경로 매트릭(Path Metric) : 예시적인 경로 매트릭는 경로의 바람직함을 반영하는 넘버이다. 예를 들어, 경로의 홉 카운트(hop count)와 같은 링크들의 넘버가 가능성있는 하나의 매트릭이 된다. 낮은 홉 카운트를 갖는 경로들은 높은 홉 카운트를 갖는 경로들에 비해 장점을 갖는다. 이러한 장점에는 리소스 사용 감소(포워딩(forwarding)이 감소됨) 및 패킷 손실 가능성 감소(패킷들이 각각의 목적지에 도달하기 이전의 손실에 대한 변화 감소)가 포함된다.
최상의 경로(Best Path) : 예시적인 최상의 경로로는 패킷에 의해 (차례로) 전송될 때 예정된 기준에 따라, 소스(source)로부터 목적지(destination)로의 효율적 이동이 야기되는 노드들의 규칙적 리스트가 있다. 파라미터들 및 동작 조건들은 시간에 따라 변하기 때문에, 임의의 최상의 경로는 "공지된" 최상의 경로이다: 예를 들어, 제때에 정확한 포인트에서 , 및 제때에 상이한 포인트에서 측정된 기준을 기초로 상이한 최상의 경로가 이용될 수 있다. 또한 최상의 경로들은 최상의 경로를 결정할 수 있는 루팅 프로토콜을 기준으로 측정된 하나 이상의 매트릭에 따라 "가장 근사한 최적치(most nearly optimal)"로 간주될 수 있다.
네트워크(Network) : 예시적인 네트워크는 유선 및 무선 링크들의 임의의 조합을 통해 서로 통신할 수 있는 노드들의 세트이다.
메쉬 네트워크(Mesh Network) : 예시적인 메쉬 네트워크는 멀티-홉(multi-hop) 네트워크로 자체-구성되는 노드들의 세트이다. 소정의 사용 시나리오에서, 메쉬 네트워크는 제한된 리소스(예를 들어, 이용가능한 대역폭, 이용가능한 계산 능력(computing power), 및 이용가능한 에너지)를 갖는다.
멀티-메쉬 네트워크(Multi-Mesh Network) : 예시적인 멀티-메쉬 네트워크는 멀티-메쉬 네트워크에 의해 제공되는 리소스들의 사용자 관점에서(from a perspective) 단일 네트워크로서 동작하는 것을 나타나는 상호접속된 메쉬들의 세트이다.
공유 액세스 네트워크(Shared Access Network) : 예시적인 공유 액세스 네트워크는 임의의 노드에 의해 전송된 패킷이 네트워크에 있는 다른 모든 노드들에 의해 오버헤드되는 네트워크이다.
진입 메쉬(Ingress Mesh) : 예시적인 진입 메쉬는 패킷이 멀티-메쉬로 진입하는 메쉬이다.
배출 메쉬(Egress Mesh) : 예시적인 배출 메쉬는 패킷이 멀티-메쉬에서 배출되는(또는 떠나는) 메쉬이다.
진입 메쉬 노드(Ingress Mesh Node) : 예시적인 진입 메쉬 노드는 패킷이 메 쉬로 진입하는 노드, 예를 들어, 논-메쉬(non-mesh) 링크로부터 메쉬 링크/네트워크로 패킷을 포워딩하는 노드이다.
배출 메쉬 노드(Egress Mesh Node) : 예시적인 배출 메쉬 노드는 패킷이 메쉬에서 배출되는 노드, 예를 들어, 메쉬 링크로부터 논-메쉬 링크/네트워크로 패킷을 포워딩하는 노드이다.
메쉬 브릿지(Mesh Bridge)(노드) : 예시적인 메쉬 브릿지는 한꺼번에 하나 이상의 메쉬 네트워크에 동시적으로 참여하는 노드, 예를 들어, 적어도 2개의 메쉬 네트워크에 즉각 접속되는 노드이다. 브릿지 노드는 제 1 메쉬에 접속된(또는 제 1 메쉬의 일부인) 노드들이 제 2 메쉬에 접속된(또는 제 2 메쉬의 일부인) 노드들과 통신할 수 있게 한다.
(메쉬) 브릿지 링크(Bridge Link) : 예시적인 메쉬 브릿지 링크는 2개의 메쉬들 간의 포워드 트래픽(forward traffic)에 이용되는 2개의 브릿지 노드들(각각은 개별 메쉬에 결합됨 간의 링크이다.
진입 브릿지 노드(Ingress Bridge Node) : 예시적인 진입 브릿지 노드는 패킷이 진입 메쉬에서 배출되는(또는 떠나는) 메쉬 브릿지이다.
배출 브릿지 노드(Egress Bridge Node) : 예시적인 배출 브릿지 노드는패킷이 배출 메쉬로 진입하는 메쉬 브릿지이다.
메쉬 포털(Mesh Portal) : 예시적인 메쉬 포털은 메쉬 네트워크의 일부이며 다른(공유 액세스) 네트워크에 접속되는 노드이다. 메쉬 포털은 노드들이 메쉬에 접속되게 하거나, 또는 메쉬의 일부와 공유 액세스 네트워크의 일부인 공유 액세스 네트워크를 통해 도달할 수 있는 노드들이 통신하게 하게 한다. 소정의 실시예에서, 메쉬 네트워크는 투명층-2 트랜스포트로서 네트워크 외측에 나타난다, 즉, 하나의 포털에서 메쉬로 진입되는 패킷은 변형되지 않는 다른 포털에서 메쉬를 벗어난다.
진입 메쉬 포털(Ingress Mesh Portal) : 예시적인 진입 메쉬 포털은 패킷이 메쉬를 진입하는 포털, 예를 들어, 논-메쉬 링크/네트워크로부터 메쉬 링크/네트워크로 패킷이 포워딩되는 포털이다.
배출 메쉬 포털(Egress Mesh Portal) : 예시적인 배출 메쉬 포털은 패킷이 베쉬를 벗어나는 포털, 예를 들어, 메쉬 링크/네트워크로부터 논-메쉬 링크/네트워크로 포워딩되는 포털이다.
메쉬 클라이언트 인터페이스(Mesh Client Interface) : 예시적인 메쉬 클라이언트 인터페이스는 클라이언트 장치와 결합되는 인터페이스(메쉬 네트워크의 노드의 일부)이다.
메쉬 네트워크 게이트웨이 인터페이스(메쉬 NGI) ; 예시적인 메쉬 NGI는 메쉬 네트워크의 일부이며(예를 들어, 메쉬 네트워크의 일부로 구성된 인터페이스를 가지며) 또한 다른 네트워크에 접속되는(예를 들어, 다른 네트워크상에 구성되는 인터페이스를 가지는) 노드이다. 메쉬 NGI는 노드들을 메쉬 네트워크와 접속시키며, 도는 메쉬의 일부가 공유 액세스 네트워크의 일부인, 또는 공유 액세스 네트워크를 통해 도달될 수 있는 노드들과 통신하게 할 수 있다. 소정의 실시예에서, 메쉬 네트워크는 투과층 2 트랜스포트로서 네트워크 외부에 제공된다 : 하나의 NGI에 서 메쉬로 주입되는 패킷은 다른 NGI 또는 클라이언트 인터페이스 비변형에서 메쉬를 벗어난다.
진입 메쉬 인터페이스(Ingress Mesh Interface) : 예시적인 진입 메쉬 인터페이스는 패킷이 메쉬로 진입하는 인터페이스, 예를 들어, 논-베쉬 링크로부터 메쉬 링크/네트워크로 포워딩되는 인터페이스이다.
배출 메쉬 인터페이스(Egress Mesh Interface) : 예시적인 배출 메쉬 인터페이스는 패킷이 메쉬를 벗어나는 인터페이스, 예를 들어, 메쉬 링크로부터 논-메쉬 링크/인터페이스로 포워딩되는 인터페이스이다.
유니캐스트(Unicast) : 예시적인 유니캐스트는 2개의 노드들 사이에서의 통신이다.
브로드캐스트(Broadcast) : 예시적인 브로드캐스트는 하나의 노드로부터 다수의 노드에 도달하도록 의도된 통신이다. 소정의 사용 시나리오에서, 다수의 노드는 네트워크 상의 모든 노드를 포함한다. 소정의 사용 시나리오에서, 브로드캐스트는 (예를 들어, 패킷 손실로 인해) 의도된 모든 모드에 도달하지 않을 수 있다.
플러드(Flood) : 네트워크의 모든 노드들이 잠재적으로 도달하도록, 예시적인 플러드는 브로드캐스트를 수신하는 다른 모든 노드에 의해 결국 리브로드캐스트되는 노드에 의해 전송된 브로드 캐스트이다.
루팅 프로토콜(Routing Protocol) : 예시적인 루팅 프로토콜은 메쉬 네트워크의 각각의 노드 상에서 구현되는 메커니즘의 세트로, 메커니즘들은 네트워크에 대한 정보를 발견하고 심지어 다른 노드들이 각각의 노드로부터 다중 홉인 경우 네트워크 상의 각각의 노드가 네트워크의 다른 노드들과 통신하게 한다.
경로 축적(Path Accumulation) : 예시적인 경로 축적은 각각의 패킷 포워딩 노드가 패킷에 각각의 어드레스를 부가할 경우에 이루어진다.
예시적 조합(
ILLUSTRATIVE
COMBINATIONS
)
본 명세서에서 설명되는 개념에 따른 예시적인 시스템 및 방법을 간략하게 요약하는 총체적인 문단들이 하기에 개시된다. 문단들 각각은 비공식적인 유사-청구항 포맷을 사용하는 특징들의 다양한 조합을 강조한다. 이렇게 요약된 설명은 상호 배타적이거나, 전체적, 또는 제한적이라는 것을 의미하는 것은 아니며, 본 발명은 이렇게 강조된 조합으로 제한되지 않는다. 결론부에서 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 본 발명은 첨부되는 특허청구범위의 범주내에서의 모든 가능한 변형 및 변조를 포함한다.
제 1 실시예는 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크를 동작시키는 단계; 무선 메쉬 네트워크를 결합시키는 브릿지 링크를 통해, 무선 메쉬 네트워크들 간의 포워딩 패킷에 의해 멀티-메쉬 네트워크를 형성하는 단계; 및 무선 메쉬 네트워크들 간의 포워딩 루프를 방지하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다. 상기 실시예에서 포워딩 루프를 방지하는 단계는 패킷들에 식별자들(identifiers)을 할당하는 단계를 포함한다. 상기 실시예에서 패킷들은 브로드캐스트 패킷들을 포함한다. 상기 실시예에서, 각각의 식별자는 식별자를 생성하는 노드에 해당하는 소스 어드레스를 기초로 하는 소스 어드레스 필드를 포함한다. 상기 실시예에서, 각각의 식별자는 멀티-메쉬 네트워크로 관련된 엔트리 포인트와 관련된 각각의 개별 패킷을 독특하게 식별하는 식별 필드를 더 포함한다. 상기 실시예에서 관련된 엔트리 포인트는 진입 메쉬 노드이다. 상기 실시예에서, 식별자들은 선재성(pre-existing) 제어 패킷들에 포함된다. 제 1 실시예에서, 포워딩 루프를 방지하는 단계는 브로드캐스트 및 유니캐스트 패킷들에 식별자들을 할당하는 단계를 포함한다.
제 1 실시예는 최상의 경로에 따른 유니캐스트 패킷의 포워딩 단계를 포함한다. 상기 실시예에서, 최상의 경로는 축적된 루트 비용 정보로부터 인지되는 경로를 따라 결정된다. 상기 실시예에서, 최상의 경로 결정은 적어도 부분적으로는 패킷 포워딩에 응답한다. 상기 실시예에서, 축적된 루트 비용 정보는 적어도 하나의 선재성 제어 패킷 및 선재성 데이터 패킷에 축적된다. 상기 실시예에서, 축적된 루트 비용 정보는 패킷이 이동하는 각각의 메쉬를 통해 패킷을 포워딩하는 비용이다.
제 2 실시예는 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들을 동작시키는 단계, 무선 메쉬 네트워크들을 결합시키는 브릿지 링크를 통해 무선 메쉬 네트워크들 사이에서 패킷들을 포워딩함으로써 멀티-메쉬 네트워크를 형성하는 단계, 및 각각의 개별적인 무선 메쉬 네트워크 내에서 리던던트(redundant) 브로드캐스트 플러딩(flooding)을 제거하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다. 상기 실시예에서, 리던던트 브로드캐스트 플러딩을 제거하는 단계는 패킷들에 식별자를 할당하는 단계를 포함한다. 상기 실시예에서, 각각의 식별자는 식별자에 해당하는 패킷의 소스 어드레스를 기초로하는 소스 어드레스 필드를 포함한다. 상기 실시예에서, 각각의 식별자는 멀티-메쉬 네트워크로 관련된 엔트리 포인트와 관련하여 각각의 개별 패킷을 독특하게 식별하는 식별 필드를 포함한다. 상기 실시예에서, 식별자들은 선재성 제어 패킷들에 포함된다.
제 3 실시예는 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크드를 동작시키는 단계, 무선 메쉬 네트워크들을 결합시키는 브릿지 링크를 통해 무선 메쉬 네트워크들 사이에서 패킷들을 포워딩함으로써 멀티-메쉬 네트워크를 형성하는 단계, 및 루트 비용 정보를 적어도 부분적으로 기초로하는 효과적 경로들에 따라 패킷들을 포워딩하는 단계를 포함하는 방법을 포함한다. 상기 실시예에서, 루트 비용 정보는 브릿지 링크 횡단 동안 패킷들에 축적된다. 상기 실시예에서, 루트 비용 정보는 선재성 제어 패킷들에 포함된다.
임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 브릿지 링크는 무선 링크이다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 브릿지 링크는 다수의 무선 링크이다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 브릿지 링크는 유선 링크이다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 브릿지 링크는 다수의 유선 링크이다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 브릿지 링크는 적어도 하나의 무선 링크 및 적어도 하나의 유선 링크를 포함한다.
임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 주파수 다이버시티(frequency diversity)에 따라 동작한다. 이전 실시예들에서, 주파수 다이버시티는 개별 주파수 스펙트럼들에 따라 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들을 동작시킨다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 각각의 제 1 및 제 2 주파수 할당에 따라 동작한다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 각각의 제 1 및 제 2 주파수 할당에 따라 동작하며 적어도 하나의 주파수 할당은 802.11 호환성 채널에 해당한다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 각각의 제 1 및 제 2 주파수 할당에 따라 동작하며 적어도 하나의 주파수 할당은 적어도 하나의 802.11a, 802.11b 및 802.11g 호환성 채널에 해당한다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 부분적 오버랩핑 또는 간섭 주파수 할당에 따라 동작한다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 동일한 주파수 할당에 따라 동작한다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 비-오버랩핑 또는 비-간섭 주파수 할당에 따라 동작한다.
임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 각각의 제 1 및 제 2 내부 루팅 프로토콜들에 따라 동작한다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 동일한 내부 루팅 프로토콜에 따라 동작한다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 각각의 개별 내부 루팅 프로토콜에 따라 동작한다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 각각의 개별 루팅 옵션들에 따라 동작한다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에 서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 각각의 개별 루팅 파라미터들에 따라 동작한다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 동일한 내부 루팅 프로토콜들에 따라 동작하며 각각의 내부 루팅 프로토콜은 각각의 개별 루팅 옵션들에 따라 동작가능하다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 동일한 내부 루팅 프로토콜에 따라 동작하며 각각의 내부 루팅 프로토콜은 각각의 개별 루팅 파라미터들에 따라 동작가능하다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 동일한 매체 액세스 제어층들에 따라 동작한다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 개별 매체 액세스 제어층들에 따라 동작한다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 동일한 물리층들(physical layers)에 따라 동작한다. 임의의 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예에서, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들은 개별 물리층들에 따라 동작한다.
제 4, 제 5 및 제 6 실시예들은 각각 제 1, 제 2 및 제 3 실시예들의 모든 요소(element)를 포함하며, 여기서 브릿지 링크는 제 1 브릿지 링크이며, 또한 제 2 브릿지 링크가 더 포함되며, 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들이 결합시키는 제 2 브릿지 링크를 통해, 제 1 및 제 2 메쉬 네트워크들 사이에서 패킷들을 포워딩함으로써 멀티-메쉬 네트워크가 연장되며; 제 2 브릿지 링크 결합은 각각 제 3 및 제 4 메쉬 브릿지 노드들을 통해 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들과 접속된다. 임의의 제 4, 제 5, 및 제 6 실시예에서, 제 1 및 제 2 브릿지 링크 결합은 로드 밸런싱 기술에 따라 동작가능하다. 임의의 제 4, 제 5, 및 제 6 실시예에서, 제 1 및 제 2 브릿지 링크 결합은 리던던시/장애극복(failover) 기술에 따라 동작가능하다.
제 7, 제 8 및 제 9 실시예들은 각각 제 1, 제 2, 및 제 3 실시예들의 모든 요소를 포함하며, 여기서 브릿지 링크는 브릿지 링크 프로토콜과 관련하여 동작가능하다. 임의의 제 7, 제 8, 및 제 9 실시예에서는, 브릿지 링크 프로토콜에 의한 사용에 전용되는 패킷들이 제공되지 않는다.
제 10 실시예는 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들을 동작시키는 단계; 무선 메쉬 네트워크들을 결합시키는 제 1 및 제 2 브릿지 링크를 통해, 무선 메쉬 네트워크들 사이에서 패킷들을 포워딩함으로써 멀티-메쉬 네트워크를 형성하는 단계, 및 로드 밸런싱 기술에 따라 브릿지 링크들을 동작시키는 단계를 포함하는 방법을 포함한다. 상기 실시예는 무선 메쉬 네트워크들 사이에서 포워딩 루프를 방지하는 단계를 더 포함한다. 상기 실시예에서, 포워딩 루프를 방지하는 단계는 패킷들에 식별자들을 할당하는 단계를 포함한다. 상기 실시예에서, 패킷들은 브로드캐스트 패킷들을 포함한다. 상기 실시예에서, 각각의 식별자는 식별자를 생성하는 노드에 해당하는 소스 어드레스를 기초로 하는 소스 어드레스 필드를 포함한다. 상기 실시예에서, 각각의 식별자는 멀티-메쉬 네트워크로 관련된 엔트리 포인트와 관련하여 각각의 개별 패킷을 독특하게 식별하는 식별 필드를 더 포함한다. 상기 실시예에서, 관련된 엔트리 포인트는 진입 메쉬 노드이다. 상기 실시예에서, 식별자들은 선재성 제어 패킷들에 포함된다.
제 10 실시예는 각각의 무선 메쉬 네트워크 내에서의 리던던트 브로드캐스트 플러딩을 제거하는 단계를 포함한다. 상기 실시예에서, 리던던트 브로드캐스트 플러딩을 제거하는 단계는 패킷들에 식별자들을 할당하는 단계를 포함한다. 상기 실시예에서, 각각의 식별자는 식별자들에 해당하는 패킷의 소스 어드레스를 기초로하는 소스 어드레스 필드를 포함한다. 상기 실시예에서, 각각의 식별자는 멀티-메쉬 네트워크로 관련된 엔트리와 관련하여 각각의 개별 패킷을 독특하게 식별하는 식별 필드를 포함한다. 상기 실시예에서, 식별자들은 선재성 제어 패킷들에 포함된다.
제 10 실시예에는 적어도 부분적으로 루트 비용 정보를 기초로 효과적 루트들을 따르는 포워딩 패킷들을 더 포함한다. 상기 실시예에서, 루트 비용 정보는 브릿지 링크 횡단 동안 패킷들에 축적된다. 상기 실시예에서, 루트 비용 정보는 선재성 제어 패킷들에 포함된다.
제 11 실시예는 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들을 동작시키는 단계; 무선 메쉬 네트워크들을 결합시키는 제 1 및 제 2 브릿지 링크들을 통해, 무선 메쉬 네트워크들 사이에서 패킷들을 포워딩함으로써 멀티-메쉬 네트워크를 형성하는 단계; 및 리던던시/장애극복 기술에 따라 브릿지 링크들을 동작시키는 단계를 포함한다. 상기 실시예는 무선 메쉬 네트워크들 사이에서 포워딩 루프를 방지하는 단계를 더 포함한다. 상기 실시예에서 포워딩 루프를 방지하는 단계는 패킷들에 식별자들을 할당하는 단계를 포함한다. 상기 실시예에서, 패킷들은 브로드캐스트 패킷들을 포함한다. 상기 실시예에서, 각각의 식별자는 식별자를 생성하는 노드에 해당하는 소스 어드레스를 기초로하는 소스 어드레스 필드를 포함한다. 상기 실시예 에서, 각각의 식별자는 멀티-메쉬 네트워크로 관련된 엔트리 포인트와 관련한 각각의 개별 패킷을 독특하게 식별하는 식별 필드를 더 포함한다. 상기 실시예에서, 관련된 엔트리 포인트는 진입 메쉬 노드이다. 상기 실시예에서, 식별자들은 선재성 제어 패킷들에 포함된다.
제 11 실시예는 각각의 개별 무선 메쉬 네트워크에서 리던던트 브로드캐스트 플러딩을 제거하는 단계를 더 포함한다. 상기 실시예에서, 리던던트 브로드캐스트 플러딩을 제거하는 단계는 패킷들에 식별자들을 할당하는 단계를 포함한다. 상기 실시예에서, 각각의 식별자는 식별자에 해당하는 패킷의 소스 어드레스를 기초로하는 소스 어드레스 필드를 포함한다. 상기 실시예에서, 각각의 식별자는 멀티-메쉬 네트워크 멀티-메쉬 네트워크로 관련된 엔트리 포인트와 관련하여 각각의 개별 패킷을 독특하게 식별하는 식별 필드를 포함한다. 상기 실시예에서, 식별자들은 선재성 제어 패킷들에 포함된다.
제 11 실시예는 적어도 부분적으로 루트 비용 정보를 기초로 하는 효과적인 루트들에 따르는 포워딩 패킷들을 더 포함한다. 상기 실시예에서, 루트 비용 정보는 브릿지 링크 횡단 동안 패킷들에 축적된다. 상기 실시예에서, 루트 비용 정보는 선재성 제어 패킷들에 포함된다.
제 12 실시예의 컴퓨터 판독가능 매체는, 컴퓨터 판독가능 매체에 저장된 명령들의 세트를 포함하며, 프로세싱 부재에 의해 실행될 때 프로세싱 엘리먼트가 임의의 제 1 내지 제 11 실시예를 포함하는 기능을 수행하게 한다.
제 13 실시예의 시스템은 프로세서 및 프로세서에 의해 실행되는 명령들을 저장하도록 구성된 메모리를 포함하며, 상기 명령들은 임의의 제 1 내지 제 12 실시예를 실행한다.
메쉬
스케일링 및 상호운용성(
interoperability
)
무선 메쉬 크기가 증가함에 따라, 전체 메쉬에서 단일 무선 주파수 사용은 무선 장치 전송이 서로 간섭되어 제한될 수 있다. 결과적으로, 메쉬에서 노드들에 대해 이용가능한 대역폭이 감소된다. 일부 실시예들은 비교적 큰 메쉬들을 보다 작은 메쉬로 분해시킴으로써 동일-주파수 간섭 현상을 감소시킨다. 각각의 작은 메쉬들은 각각의 독특한(예를 들어, 비간섭) 무선 주파수에서 동작하도록 구성되어, 물리적으로 인접한 메쉬들에서 동작하는 노드들의 간섭이 감소된다.
또한 무선 메쉬 크기가 증가함에 따라, 메쉬 루팅 프로토콜과 관련된 프로세싱 요구조건이 증가된다. 이러한 루팅 프로토콜 동작들은 무선 메쉬의 선택된 노드들에 어떻게 도달하는지를 나타내는 정보를 저장하며 패킷의 포워딩으로 처리되도록 패킷을 전송하는 다음 노드 어드레스를 결정한다. 일부 실시예는 비교적 큰 메쉬들을 보다 작은 메쉬들로 분해함으로써 큰-메쉬 루팅 프로토콜 리소스 요구조건을 감소시킨다. 각각의 작은 메쉬들은 각각의 작은 메쉬와 관련된 제한에 따라 루팅 프로토콜들을 동작시킨다. 비교적 큰 메쉬들을 작은 메쉬들로 분할하는 것은 메쉬 성능의 비례축소가능성 및 동작 리소스 비용을 개선한다.
일부 사용 시나리오에서, 메쉬 기술이 발전함에 따라, 비교적 새로운 메쉬 네트워크 설비는 비교적 오래된 설비와 상호작용할 수 없다. 유사하게, 신형 설비 및 구형 설비가 동일한 또는 실질적으로 유사한 기술로 구성되더라도, 상이한 사용자 요구조건들은 독특한 구성, 능력 또는 독특한 구성 및 능력의 신형 및 구형 설비들을 유도한다. 일부 실시예들은 상이한 메쉬들의 상호접속을 가능케한다(즉, 상이한 내부 구성 또는 동작의 메쉬들 사이에서의 통신을 제공한다).
예시적인 사용 시나리오로서, 대도시에 배치되는(deployed) 메쉬 네트워크가 고려된다. 메쉬 네트워크는 1000개 이상의 메쉬 노드를 가질 수 있고, 각각 대략 50개 노드의 작은 메쉬들로 분할될 수 있다. 각각의 작은 메쉬(또는 이들의 수집물)는 다양한 판매자에 의해 독립적으로 배치되지만, 모든 네트워크는 멀티-메쉬로서 동작가능하다. 다양한 배치 부분들은 주거용 액세스(residential access)를 위해 구성되지만, 다른 배치 부분들은 사업용 액세스를 위해 구성된다.
메쉬
상호접속 및
브릿징
일부 실시예에서, 무선 메쉬는 부분적으로 브릿징 프로토콜에 따라 동작되는 메쉬 브릿지(Mesh Bridge) 노드들을 통해 상호접속되는 작은 (서브)메쉬들로 분할될 수 있다. 제 1 메쉬 네트워크에서 제 1 메쉬 브릿지는 포인트-대-포인트(유선 또는 무선) 링크를 통해 제 2 메쉬 네트워크의 제 2 메쉬 브릿지와 결합된다. 메쉬 브릿지들을 결합하는 포인트-대-포인트 링크는 브릿지 링크로 간주된다. 일부 실시예에서, 브릿지 링크는 다수의 포인트-대-포인트 링크를 포함하며, 일부 실시예에서 다수의 브릿지 링크는 한 쌍의 메쉬들 간의 통신을 가능케할 수 있다. 다수의 링크 및 다수의 브릿지 링크는 메쉬들 사이에서 높은 총 처리량을 제공하며 선택적으로 메쉬들 내에서의 로드 밸런싱을 가능케한다. 일부 실시예에서, 각각의 개별 (서브)메쉬의 노드들은 해당하는 독특한(unique)/비간섭 주파수에서 동작하도록 구성될 수 있어, 물리적으로 가까운(또는 인접한) 메쉬들의 노드들이 감소된 간섭으로 동작할 수 있다. 일부 실시예에서, 선택된 (서브)메쉬들의 노드들은 간섭이 야기되지 문제시되지 않는다면, 동일한 또는 오버랩핑/간섭 주파수 대역에서 동작하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 동일한 또는 오버랩핑 주파수 대역에서 동작하는 (서브)메쉬들을 결합하는 브릿지 링크는 실제 간섭을 방지하도록 결합된 (서브)메쉬들의 충분히 큰 물리적 분리를 위해 제공될 수 있다.
다중
메쉬
동작
상호접속된 다중 메쉬들의 효과적 동작에는 유니캐스트 및 브로드캐스트 패킷 포워딩을 최적화시키는 기술 뿐만 아니라 루프들을 감소(또는 소거)시키는 기술들이 포함된다. 제 1 예로, 메쉬들이 루프를 형성하는 브릿지 링크들을 통해 상호접속되면, 일부 사용 시나리오에서 하나의 메쉬에서 다른 메쉬를 통과하는 패킷들은 패킷들이 루프 둘레를 수차례 통과하는 것을 방지하는데 이용되는 제어 정보로 또는 일부 시나리오에서 무기한 증가된다(및 잠재적으로는 네트워크를 동작 중단을 유도한다). 일부 사용 시나리오에서, 하나 이상의 루프 상호접속은 리던던시를 제공하는데 이용되거나 또는 멀티-메쉬에 있는 다중의 커스토머 자체의 다양한 메쉬들 및 커스토머들이 서로 조정력(coordination)이 부족한 경우, 설비 실수일 수 있다.
제 2 예로서, 멀티-메쉬의 2개의 메쉬들 사이에 다중 접속이 존재할 경우, 전체 멀티-메쉬 효율은 유니캐스트 패킷들이 멀티-메쉬를 통해 전체 최상의 경로를 따르게 함으로써 증가된다. 다른 말로, 대역폭, 대기시간(latency), 및 리소스 활용은 각각의 개별 메쉬에 대해서라기 보다는, 전체 멀티-메쉬 네트워크에 대해 가장 효율적인 경로를 결정함으로써 개선된다.
제 3 예로서, 멀티-메쉬 분배 브로드캐스트 패킷들의 각각의 메쉬들이 플러딩을 경유하는 사용 시나리오에서, 제어 정보는 패킷들이 메쉬로 진입할 때(임의의 브릿지 링크를 통해 전송되기 이전에) 브로드캐스트 패킷에 포함된다. 제어 정보는 브로드캐스트 패킷의 등가적 카피들이 상이한 다수의 브릿지 링크들을 통해 각각의 메쉬들중 하나로 진입할 때 발생할 수 있는 리던던트 브로드캐스트 패킷 플러딩을 감소 또는 제거할 수 있으며, 각각의 카피들은 개별 브로드캐스트 패킷이 플러딩됨에 따라 처리된다. 제어 정보는 과도한 다중 플러딩을 억제할 수 있다.
제 4 예로서, 멀티-메쉬의 개별 메쉬들 간에 루프들이 (브릿지 링크를 통해) 가능한 소정의 사용 시나리오에서, 제어 정보는 브릿지 링크 양단에 전송되기 이전에 패킷에 포함된다. 제어 정보는 정체 붕괴(congestion collapse)를 유도할 수 있는 개별 메쉬들 간에 잠재적으로 무한한 루핑 동작을 감소 또는 제거할 수 있다.
도 1은 루프들을 감소(또는 제거)하고, 브릿징 프로토콜에 따라 부분적으로 멀티-메쉬의 유니캐스트 및 브로드캐스트 패킷 흐름을 최적화시키는 다양한 실시예들에 대해 선택된 설명을 나타낸다. 일부 사용 시나리오에서, 상기 기술들은 추가의 제어 패킷 오버헤드, 상대적으로 최소화된 제어 바이트 오버헤드, 및 감소된 프 로토콜 복잡성 없이 이루어진다. 도시된 멀티-메쉬는 메쉬 1(121), 메쉬 2(122), 메쉬 3(123), 및 메쉬 4(124)를 포함한다. 메쉬들은 브릿지들 1-12(각각 101-112)로 도시된 몇개의 브릿지들을 경유하여 연결된다. 브릿지 1과 3은 브릿지 2와 4에서 이루어지는 것처럼, 각각 메쉬 1과 2를 연결한다. 브릿지 9와 7은 브릿지 10과 8에서 이루어지는 것처럼, 각각 메쉬 4와 3을 연결한다. 브릿지 12와 11은 각각 메쉬 1과 4를 연결한다. 브릿지 5와 6은 각각, 무선 링크(130)를 통해 메쉬 2와 3을 연결한다. 진입 메쉬 노드 1(141)은, 예를 들어 인터넷, 근거리 통신망(LAN), 광역 통신망(WAN), 또는 임의의 다른 적절한 네트워크로부터 멀티-메쉬로 진입하도록 패킷들에 대한 포털을 제공한다. 배출 메쉬 노드 1과 2(각각, 151, 152)는 예를 들어, 인터넷, LAN, WAN 또는 임의의 다른 적절한 네트워크로, 멀티-메쉬가 배출되도록 패킷들에 대한 포털을 제공한다. 소정의 실시예에서, 노드는 멀티-메쉬로 진입하고 멀티-메쉬로부터 배출되도록 패킷들에 대한 포털을 제공하는, 진입 메쉬 노드 및 배출 메쉬 노드로서 동시에 동자가 수 있다.
동작의 예로서, 메쉬 브릿지가 하나의 메쉬(예를 들어, 메쉬 1)로부터 브로드캐스트 패킷을 수신할 때, 메쉬 브릿지는 브릿지 링크 양단의 패킷을 또 다른 메쉬(예를 들어, 메쉬 2)로 포워딩한다. 패킷 포워딩 이전에, 메쉬 브릿지는 방금(just) 횡단된 메쉬(예를 들어, 메쉬 1)인 메쉬에 대해 특정한 임의의 루팅 정보의 패킷을 스트립핑한다. 스트립핑된 정보는 방금-횡단된 메쉬(예를 들어, 메쉬 1)을 통해 패킷의 이동과 관련된 경로 비용 정보를 포함한다. 경로 비용 정보는 포워딩의 준비로 패킷에 첨부된다. 순차적으로 브로드캐스트 패킷은 다른 메쉬들 로 포워딩된다.
따라서, 경로 비용과 관련된 정보는 브로드캐스트 패킷이 멀티-메쉬를 횡단함에 따라 축적된다. 축적된 경로 비용 정보는 각각의 메쉬를 지나는 패킷의 포워딩 비용에 해당하며, 패킷은 축적된 경로 비용 정보가 계산되는(또는 업데이트되는) 포인트까지 횡단된다. 일부 실시예에서, 메쉬 홉-카운트 메트릭은 각각의 횡단된 메쉬에 대해 증가된다. 일부 실시예에서, 메쉬-비용 메트릭은 각각의 횡단된 메쉬에 대해 계산하고 저장한다. 일부 실시예에서, 메쉬와 관련된 비용 메트릭의 형태를 나타내는 메쉬-메트릭 형태는 각각 횡단된 메쉬에 대해 저장된다. 일부 실시예에서, 모든 링크들에 대한 최소 링크 메트릭은 경로 메트릭으로서 사용된다. 경로들은 메트릭들을 기초로 비교된다. 일부 실시예에서, 비교는 부분적으로 메트릭 값을 기초로 하며, 일부 실시예에서 비교는 부분적으로 메쉬 메트릭-형태를 기초로 한다. 일부 실시예에서, 메쉬 메트릭-형태는 (암시적) 메트릭 값(이를 테면, "높은 대역폭" 및 "낮은 대역폭" 메쉬 메트릭-형태 상황)으로 작용한다.
일부 실시예에서, 각각의 브릿지 노드에 대해 하나의 엔트리를 갖는 브릿지 테이블이 제공된다. 각각의 엔트리는 목적 브릿지에 대한 어드레스 및 상태, 및 다음 홉(hop) 브릿지 어드레스 리스트를 포함한다. 다음 홉 브릿지 어드레스의 각각의 엘리먼트는 개개의 다음 홉 브릿지 어드레스에 의해 식별된 브릿지를 경유하는 목적 브릿지에 대한 비용, 및 개개의 다음 홉 브릿지와 결합되는 브릿지 링크의 상태를 포함한다.
(예를 들어, 배출 메쉬 노드에 대한 다중 경로로 인한) 브로드캐스트 패킷 배출 메쉬 노드 수신(리던던트) 카피들은 카피들에서 각각의 경로 비용들을 비교하고 추가 사용을 위한 비교적 최상의 전체 비용을 갖는 경로를 결정한다. 메쉬 메트릭이 개별적으로 축적되고 하나 이상의 메트릭 형태가 알려지지 않은 실시예에서, 메쉬를 통해 취해진 경로들의 부분들이 비교될 수 있다.
브로드캐스트 패킷을 수신 및 포워딩하는 메쉬 브릿지들 및 배출 메쉬 노드들은 패킷에 포함된 제어 정보를 심사 및 프로세싱함으로써 (패킷이 횡단되는 메쉬들의 시퀀스로) 각각의 개별 메쉬를 통해 최상 경로에 대해 인지된다. 인지된 최상 경로는 브로드캐스트 패킷 및 각각의 메쉬 브릿지의 진입 메쉬 노드와 브로드캐스트 패킷을 포워딩하는 배출 메쉬 노드 사이에 최상 경로를 포함한다. 제어 정보는 패킷이 브릿지 링크 양단에 포워딩됨에 따라 추가된 경로 비용 정보, 경로를 따르도록 패킷을 포워딩하는 다음 브릿지, 및 경로를 따를 때까지 횡단된 선택적 메쉬 브릿지 노드들을 포함한다. 일부 실시예에서, 횡단된 메쉬들의 시퀀스를 지난 최상의 경로들에 대한 인지는 패킷들이 각각의 메쉬 내에서 어떻게 루팅되는지에 대한 지식 없이 수행된다(즉, 횡단된 브릿지와 관련된 정보면 충분하다). 일부 실시예에서, 횡단된 메쉬들의 시퀀스를 통한 최상 경로들에 대한 인지는 횡단된 메쉬들과 관련된 메트릭들 및 패킷이 포워딩될 다음 브릿지와 관련된 메트릭을 사용하여 수행된다. 일부 실시예에서, 메트릭은 홉-카운트 메트릭이며, 최상 경로는 가장 작은 홉-카운트를 갖는 루트이다. 최상 경로 결정을 위한 다른 메트릭은 본 명세서에 개시된 기술이 최상의 경로 결정 설명과 무관함에 따라) 구현 관련 기준을 기초로 이용될 수 있다.
유니캐스트 패킷은 (예를 들어, 유니캐스트 패킷의 목적지로부터) 반대 방향으로 브로드캐스트 패킷의 사전(previoius) 포워딩 동안 인지된 최상 경로를 따라, 진입 메쉬 노드에 의해 다음 메쉬 브릿지로 포워딩된다. 메쉬 브릿지는 메쉬 브릿지가 포함된 메쉬로부터 패킷이 발생되면 브릿지 링크 양단의 유니캐스트 패킷을 이웃 메쉬로 포워딩한다. 패킷이 (예를 들어, 브릿지 링크 양단의) 이웃 메쉬로부터 발생되면, 메쉬 브릿지는 목적지로의 최상의 경로를 따라 메쉬 브릿지로 패킷을 포워딩하거나, 또는 메쉬 브릿지가 포함된 메쉬가 목적지에 포함되는 경우 배출 메쉬 노드로 포워딩된다(예를 들어, 패킷이 횡단되어 최종 메쉬에 진입된다). 미지의 목적지에 대한 유니캐스트 패킷은 브로드캐스트 플러드로서 포워딩되어(층-2-스위치 플러딩과 유사) 순차적 패킷들의 포워딩시 사용되는 브릿지 포워딩 정보를 인지할 수 있다.
신규한 ID가 진입 메쉬 노드에 의해 각각의 브로드캐스트 패킷에 할당되며, 브로드캐스트 패킷은 멀티-메쉬로 진입되고 ID는 패킷이 브릿지 링크 양단에 포워딩됨에 따라 보존된다. ID는 각각의 메쉬 노드에서 그리고 각각의 메쉬 브릿지에서 중복 검출을 위해 상용될 수 있어, 각각의 메쉬 내에서 그리고 메쉬들 사이에서 루프들이 방지된다. ID는 2개의 엘리먼트를 포함한다. 제 1 엘리먼트는 ID를 생성하는 노드와 관련된 어드레스이고, 제 1 엘리먼트는 멀티-메쉬에 대해 신규하다. 제 2 엘리먼트는 ID를 생성하는 노드에 의해 식별된 다른 브로드캐스트 패킷들과 관련하여 브로드캐스트 패킷에 대해 신규한 시퀀스 넘버(또는 유사 분야)이며, 제 2 엘리먼트는 다른 노드에 의해 생성된 ID들의 제 2 엘리먼트과 관련하여 신규하지 않을 수 있다. 따라서, 제 2 엘리먼트(및 전체 ID)는 노드들과 무관하게 생성될 수 있다. 다른 말로, 인터-노드 통신은 전체 멀티-메쉬와 관련하여 신규한 ID를 생성하는데 있어 요구되지 않는다.
일부 동작 시나리오에서, 식별자들은 브로드캐스트 패킷에 할당되며 다른 동작 시나리오에서, 식별자는 유니캐스트 및 브로드캐스트 패킷에 할당된다. 유니케스트 패킷들은 예를 들어, 패킷이 유니캐스트 패킷으로서 초기에 전송될 때 식별자를 수신하나, 유니캐스트 패킷은 유니캐스트 패킷을 포워딩하는 상태를 갖지 않는 메쉬 브릿지에 도달한다(예를 들어, 포워딩 상태가 종결될 수 있다). 다음 유니캐스트 패킷은 미지의 목적지에 대해 패킷으로서 처리되며 (브로드캐스트 패킷과 마찬가지로) 메쉬 내부에서 플러딩되며, 메쉬 브릿지는 유니캐스트 패킷으로 포워딩된다. 순차적으로, 유니캐스트 패킷은 루핑을 방지하기 위해, 식별자 할당 수신을 포함하는, 브로드캐스트 패킷으로서 처리된다.
멀티-메쉬의 각각의 메쉬들은 루팅 프로토콜들, 루팅 옵션들, 매체 접근 제어(MAC) 층들, 및 물리적 접근(PHY) 층들을 포함하는 다양한 특성들에 따라 동작할 수 있다. 멀티-메쉬의 각각의 메쉬의 특성들은 멀티-메쉬의 다른 메쉬들의 특성들과 무관하게 변할 수 있다. 예를 들어, 제 1 메쉬는 제 1 루팅 프로토콜과 동작가능한 반면, 다른 모든 메쉬들은 상이한 루팅 프로토콜과 동작가능하다. 또 다른 예에서, 각각의 메쉬는 각각의 별개의(distinct) 루팅 프로토콜과 동작할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 각각의 메쉬는 동일한 루팅 프로토콜과 동작할 수 있다. 유사한 변형이 다른 특성들(루팅 옵션들, MAC층들, 및 PHY 층들)에 대해 이루어질 수 있다.
브릿지 5와 브릿지 6 간의 통신을 가능케하는 링크가 무선 링크(802.11 링크와 같은 라디오 링크)로서 도시되었지만, 소정 실시예에서 링크는 (이더넷 링크와 같은) 유선 링크일 수 있다. 소정 실시예에서, 도시된 링크는 단일 링크를 나타내는 반면, 다른 실시예에서, 도시된 링크는 2개 이상의 링크(무선, 유선 또는 둘다)를 나타낸다. 동일한 2개의 메쉬를 결합하는 2개 이상의 링크를 갖는 실시예에서, 2개 이상의 링크들은 로드 밸런싱 방식, 장애극복(failover)/리던던시 방식, 또는 이들 모든 방식에서 동작할 수 있다.
노드 하드웨어 및 소프트웨어
도 2는 노드 실시예의 하드웨어 면에 대한 선택적 상세도를 나타낸다. 도시된 노드는 DRAM 메모리 인터페이스(202)를 경유하는 휘발성 판독/기록 메모리 "메모리 뱅크" 엘리먼트들(201.1-2) 및 비휘발성 판독/기록 메모리 플래쉬(203) 및 EEPROM(204) 엘리먼트를 포함하는 다양한 형태의 저장기에 결합된 프로세서(205)를 포함한다. 또한 프로세서는 유선 링크들을 설정하는 다수의 이더넷 포트(207)를 제공하는 이더넷 인터페이스(206), 및 무선 링크를 설정하는 패킷들의 라디오 통신을 제공하는 무선 인터페이스(209)와 결합된다. 소정 실시예에서, 무선 인터페이스는 (임의의 802.11a, 802.11b 및 802.11g와 같은) IEEE 802.11 무선 통신 스탠다드와 호환될 수 있다. 소정 실시예에서, 무선 인터페이스는 메쉬의 이웃한 노드들과 관련한 통계량(statistics)을 수집하도록 (하드웨어 및 소프트웨어 엘리먼트들 의 임의의 조합과 관련하여) 동작한다. 이러한 통계량은 신호 강도 및 링크 품질의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 소정 실시예에서, 무선 인터페이스는 설정가능한 수신 신호 강도 표시(RSSI) 쓰레숄드 이하로 모든 패킷들을 강하(drop)시키도록 구성될 수 있다. 도시된 분할(partitioning)은 단지 일례로, 노드의 다른 등가적 실시예들이 가능하다.
도시된 노드는 진입 메쉬 노드, 배출 메쉬 노드 및 브릿지를 포함하는, 도 1에 도시된 임의의 하나의 노드로서의 기능을 한다. 도 2의 무선 인터페이스는 메쉬내부의 노드들과 통신할 수 있다(도 1에는 명확히 도시되지 않았지만, 메쉬들 1, 2, 3 및 4 각각의 엘리먼트들로 인식됨). 또한 무선 인터페이스는 브릿지 노드, 예를 들어 도 1의 브릿지들 1 내지 12중 임의의 브릿지로서, 도 2에 따른 노드가 사용될 때 무선 브릿지 링크를 제공할 수 있다. 도 2의 이더넷 인터페이스는 하나 이상의 유선 링크를 갖는 도 1에 따른 실시예에서 (로드 밸런싱 또는 리던던시/장애극복 브릿지 링크들을 포함하는) 유선 부릿지 링크들에 대한 이더넷 포트들을 제공할 수 있다. 이더넷 인터페이스에 의해 제공되는 하나 이상의 이더넷 포트들은 도 2에 따른 노드가 진입(배출) 메쉬 노드로서 동작할 때 메쉬로 진입하는(배출되는) 패킷들에 대한 경로를 제공하는데 이용될 수 있다. 저장 엘리먼트들(DRAM, FLASH 및 EEPROM)의 임의의 조합은 다양한 사용 시나리오에 따라 하나 이상의 브릿지 테이블에 저장될 수 있다.
동작시 프로세서는 저장 엘리먼트들(DRAM, FLASH 및 EEPROM)의 임의의 조합으로부터의 명령을 유도하며 상기 명령들을 실행한다. 일부 명령들은 브릿지 링크 프로토콜과 관련하여 브릿지 링크들의 동작과 관련된 소프트웨어에 해당한다. 브릿지 링크 프로토콜의 부분들은 무선 인터페이스 및 이더넷 인터페이스의 임의의 조합의 동작을 제어한다. 축적된 경로 비용 정보는 브릿지 링크 프로토콜과 관련된 프로세싱 동안 실행되는 명령들에 따라 저장 엘리먼트들의 임의의 조합에 저장될 수 있다.
도 3은 노드의 실시예의 소프트웨어 면에 대한 선택된 설명을 나타낸다. 도시된 소프트웨어는 네트워크 인터페이스 매니저(302) 및 장애, 구성, 계정, 성능 및 보안(FCAPS) 매니저(303)와 접속되는 네트워크 관리 시스템(NMS) 매니저(301)를 포함한다. 소정 실시예에서, NMS는 노드에 대해 외부에서 동작하는 관리 소프트웨어와 노드(다양한 애플리케이션 및 FCAPS와 같은)에 대해 내부에서 동작하는 소프트웨어 사이에 접속된다. 네트워크 인터페이스 매니저는 (노드의 무선 인터페이스 및 이더넷과 같은) 물리적 네트워크 인터페이스를 관리한다. 네트워크 인터페이스 매니저는 관리 소프트웨어를 통해 FCAPS로의 다이나믹 구성 변화(사용자에 의한 요청에 따른) 통과시 NMS를 보조한다. 소정 실시예에서, FCAPS는 구성 정보를 저장하고 검색하는 기능을 포함하며, FCAPS는 영구적인 구성 정보를 요구하는 모든 애플리케이션에 적용될 수 있다. 또한 FCAPS는 장애 정보 및 통계량 및 노드의 다양한 동작 모듈들로부터의 성능 데이터 수집을 보조할 수 있다. FCAPS는 수집된 정보, 통계량, 및 NMS에 대한 데이터의 임의의 부분을 통과시킬 수 있다.
커널 인터페이스(310)는 매니저들을 라우팅 및 수송 프로토콜(311) 및 플래쉬 파일 시스템 모듈(313)과 접속시킨다. 라우팅 프로토콜은 브릿지 테이블에 대 한 유지 및 참조와 관련되는 소프트웨어의 부분들 및 브릿지 링크 프로토콜을 포함한다. 수송 프로토콜은 TCP 및 UDP를 포함한다. 플래쉬 파일 시스템 모듈은 도 2의 FLASH 및 EEPROM 엘리먼트들의 임의의 조합에 저장된 플래쉬 파일 시스템을 나타내는 FLASH 하드웨어 엘리먼트(323)와 개념상 결합되게 도시된다. 층-2 추출(abstraction)층(312)은 각각 라우팅 및 수송 프로토콜을 이더넷 및 라디오 드라이버(314, 315)에 접속시킨다. 이더넷 드라이버는 도 2의 이더넷 인터페이스를 나타내는 이더넷 인터페이스(326)에 개념상 결합되게 도시된다. 라디오 드라이버는 도 2의 무선 인터페이스를 나타내는 무선 인터페이스(329)에 개념상 결합되게 도시된다. 소정 실시예에서, 소프트웨어는 시리얼(serial) 드라이버를 포함할 수 있다. 소프트웨어는 컴퓨터 판독가능 매체(예를 들면, DRAM, FLASH 및 EEPROM 엘리먼트들의 임의의 조합)에 저장되며, 프로세서에 의해 실행된다. 도시된 분할은 단지 예시적인 것으로 다수의 다른 등가적 층 배열도 가능하다.
결론
지금까지의 실시예들은 명확한 이해를 목적으로 상세히 개시되었지만, 본 발명은 이러한 설명으로 제한되지 않는다. 본 발명을 구현하는데는 다수의 선택적 방안들이 제공된다. 도시된 실시예는 예시적인 것이며 제한되지 않는다. 다양한 구성, 배열 및 사용의 변형은 본 특허에 첨부되는 특허청구범위의 범주내에서의 설명과 일치하면 가능하다는 것을 알 것이다. 예를 들어, 상호접속 및 기능-유니트 비트-폭, 클록 속도 및 사용되는 기술 형태는 일반적으로 각각의 콤포넌트 블록에 서 변할 수 있다. 일반적으로 순서도 및 흐름도 프로세스의 순서 및 배열 및 기능 엘리먼트들은 변할 수 있다. 또한, 특정한 언급이 없다면, 특정된 값 범위, 사용되는 최대 및 최소 값들, 또는 특정한 다른 사항(이를 테면, 통합 기술 및 설계 흐름 기술)은 단지 예시적인 것으로, 구현 기술에서의 개선 및 변형이 가능할 것으로 예상되며, 제한조건으로 해석해서는 안된다.
당업자들에게 공지된 기능적으로 등가적인 기술들은 다양한 콤포넌트들, 서브-시스템들, 기능들, 동작들, 루틴들, 및 서브-루틴들을 구현하기 위해 도시된 것들을 사용할 수 있다. 상호접속, 로직, 기능들, 및 루틴들에 대해 제시된 명칭들은 단지 예시적인 것으로, 개념 설명을 제한하는 것으로 해석해서는 안된다. 또한 다수의 설계 기능 면은 설계 제한 관련 구현 및 빠른 프로세싱의 기술 성향(이전 하드웨어에서의 기능을 소프트웨어로 용이하게 이동시킴) 및 높은 집적 밀도(이전 소프트웨어에서의 기능을 하드웨어로 용이하게 이동시킴)에 따라, 하드웨어(즉, 일반적으로 회로 소자로 전용됨) 또는 소프트웨어(즉, 프로그램된 제어기 또는 프로세서의 소정 방식을 이용)에서 실행될 수 있다. 특정한 변형으로는, 제한되는 것은 아니지만, 네트워킹 기술(이를 테면, 무선/유선, 프로토콜, 및 대역폭)에서의 차이를 포함할 수 있고, 특정 애플리케이션의 비지니스 및 독특한 엔지니어링에 따라 본 명세서에서 개시된 개념들을 구현될 때 다른 변형이 예상된다.
실시예들은 설명된 다양한 면들의 개념의 최소 구현을 위해 요구되는 주변 상황 및 설명을 참조로 개시되었다. 당업자들은 나머지 엘리먼트들 중에서 기본적인 조합을 변경시키지 않고 개시된 부품들을 생략하는 변형을 인식할 것이다. 따 라서, 개시된 상세한 설명이 개시된 개념의 다양한 면을 구현하는데 요구되는 것은 아니다. 나머지 엘리먼트들이 종래 기술과 구별될 수 있는 한도에서, 생략된 부품들은 본 명세서에 개시된 개념을 제한하지 않는다.
이러한 설계에서의 다양한 변형은 예시적인 실시예들에 의해 전달되는 설명들에 대한 비현실적 변형을 포함한다. 또한, 본 명세서에 개시된 개념들은 다른 네트워킹 및 통신 애플리케이션에 대한 광범위한 응용성을 가지며, 도시된 실시예들의 산업적 또는 특정 애플리케이션으로 제한되지 않는다. 따라서, 본 발명은 첨부되는 특허청구범위의 범주내에 포함되는 가능한 모든 변형 및 변조를 포함하도록 구성된다.
Claims (23)
- 무선 메쉬 네트워크들 사이에 패킷들을 통과시킴으로써 멀티-메쉬 네트워크로서 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들을 동작시키는 단계;적어도 부분적으로 루트 비용 정보를 기초로 유효(efficient) 루트들을 따라 패킷들을 포워딩하는 단계를 포함하며, 상기 동작시키는 단계는 각각 상기 제 1 및 제 2 무선 메쉬 네트워크들과 관련되는 제 1 및 제 2 메쉬 브릿지 노드들을 관리하는 단계를 포함하며, 패킷들을 포워딩하기 위해 상기 통과 동안 적어도 부분적으로 상기 루트 비용 정보를 축적하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제 1 항에 있어서,각각의 개별 무선 메쉬 네트워크 내에서 리던던트 브로드캐스트 패킷 플러딩을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 2 항에 있어서,상기 리던던트 브로드캐스트 패킷 플러딩을 제거하는 단계는 적어도 소정의 패킷들 각각의 하나에 할당되는 식별자들에 부분적으로 기반을 두며, 각각의 개별 식별자는 개별 제 1 부분 및 개별 제 2 부분을 포함하며, 상기 개별 제 1 부분은 상기 멀티-메쉬 네트워크 속으로 개별 패킷의 개별 엔트리 포인트를 독특하게 식별 하며, 상기 개별 제 2 부분은 상기 개별 엔트리 포인트와 관련하여 각각의 개별 패킷을 독특하게 식별하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 식별자들은 선재성(pre-existing) 제어 패킷들에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 3 항에 있어서,상기 식별자들은 선재성 데이터 패킷들에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 무선 메쉬 네트워크들 사이에서 포워딩 루프들을 방지하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 6 항에 있어서,상기 포워딩 루프들을 방지하는 단계는 적어도 일부 패킷들 각각의 하나에 할당되는 식별자들에 부분적으로 기반을 두며, 각각의 개별 식별자는 개별 제 1 부분 및 개별 제 2 부분을 포함하며, 상기 개별 제 1 부분은 상기 멀티-메쉬 네트워크 속으로 개별 패킷의 개별 엔트리 포인트를 독특하게 식별하며, 상기 개별 제 2 부분은 상기 개별 엔트리 포인트와 관련하여 각각의 개별 패킷을 독특하게 식별하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 식별자들은 선재성 제어 패킷들에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 7 항에 있어서,상기 식별자들은 선재성 데이터 패킷들에 포함되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 포워딩 패킷들은 브릿지 링크 횡단 동안 적어도 부분적으로 루트 비용 정보를 축적하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제 1 항에 있어서,상기 포워딩 패킷들은 적어도 하나의 무선 메쉬 네트워크들의 횡단 동안 적어도 부분적으로 루트 비용 정보를 축적하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 다수의 무선 메쉬 네트워크들;상기 무선 메쉬 네트워크들 각각이 적어도 하나의 브릿지 링크들과 결합되도 록, 개별 메쉬 브릿지 노드들을 통해 상기 무선 메쉬 네트워크들의 개별 쌍들을 결합시키는 다수의 브릿지 링크들을 포함하며, 상기 브릿지 링크들은 상기 무선 메쉬 네트워크들 사이에서 패킷들을 통과시킬 수 있으며,상기 패킷들의 적어도 일부는 상기 통과 동안 적어도 부분적으로 축적된 루트 비용 정보에 적어도 부분적으로 기반을 둔 유효 루트들을 따라 포워딩되는, 시스템.
- 제 12 항에 있어서,각각의 개별 무선 메쉬 네트워크들 내에서 리던던트 브로드캐스트 패킷 플러딩이 소거되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 13 항에 있어서,리던던트 브로드캐스트 패킷 플러딩의 소거는 적어도 일부 패킷들 각각의 하나에 할당된 식별자들에 부분적으로 기반을 두며, 각각의 개별 식별자는 개별 제 1 부분 및 개별 제 2 부분을 포함하며, 상기 개별 제 1 부분은 상기 무선 메쉬 네트워크들중 하나로 개별 패킷의 개별 엔트리 포인트를 독특하게 식별하며, 상기 개별 제 2 부분은 상기 개별 엔트리 포인트와 관련하여 각각의 개별 패킷을 독특하게 식별하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 14 항에 있어서,상기 식별자들은 선재성 제어 패킷들에 포함되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 14 항에 있어서,상기 식별자들은 선재성 데이터 패킷들에 포함되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 12 항에 있어서,상기 무선 메쉬 네트워크들 사이의 포워딩 루프들이 방지되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 17 항에 있어서,포워딩 루프들의 방지는 적어도 일부 패킷들 각각의 하나에 할당된 식별자들에 부분적으로 기반을 두며, 각각의 개별 식별자는 개별 제 1 부분 및 개별 제 2 부분을 포함하며, 상기 개별 제 1 부분은 상기 무선 메쉬 네트워크들중 하나로 개별 패킷의 개별 엔트리 포인트를 독특하게 식별하며, 상기 개별 제 2 부분은 상기 개별 엔트리 포인트와 관련하여 각각의 개별 패킷을 독특하게 식별하는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 18 항에 있어서,상기 식별자들은 선재성 제어 패킷들에 포함되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 18 항에 있어서,상기 식별자들은 선재성 데이터 패킷들에 포함되는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 12 항에 있어서,상기 포워딩은 브릿지-링크들중 하나가 횡단하는 동안 적어도 부분적으로 루트 비용 정보 축적에 부분적으로 기반을 두는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 12 항에 있어서,상기 포워딩은 상기 무선 메쉬 네트워크들중 적어도 하나가 횡단하는 동안 적어도 부분적으로 루트 비용 정보 축적에 부분적으로 기반을 두는 것을 특징으로 하는 시스템.
- 제 12 항에 있어서,상기 루트 비용 정보는 선재성 제어 패킷들에서 통신되는 것을 특징으로 하는 시스템.
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