KR20110122837A - 무선 홈 메시 네트워크 브리징 어댑터 - Google Patents

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Abstract

노드들이 멀티-티어 무선 홈 메시 네트워크를 액세스할 수 있게 해주는 네트워크 브리징 어댑터 및 방법이 개시된다. 네트워크 브리징 어댑터는 공통 엔티티로부터 제공된 무선 노드들로만 액세스를 제한시키는 애드 혹 네트워크에서 동작하도록 구성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 네트워크 브리징 어댑터는 하우징, 하우징의 측면을 따라 위치되어 전자 장치로부터의 데이터를 수신하는 하나의 포트, 하우징 내에 포함되고 애드 혹 네트워크의 존재를 검출하기 위해 메시지들을 송신 및 수신하도록 구성된 제1 라디오 로직 유닛, 및 하우징 내에 포함되고 공통 엔티티와 다른 엔티티에 의해 제공된 노드들과의 통신을 수립함으로써 액세스 포인트로서 동작하도록 구성된 제2 라디오 로직 유닛을 포함한다. 다른 실시예들도 설명되고 청구된다.

Description

무선 홈 메시 네트워크 브리징 어댑터{WIRELESS HOME MESH NETWORK BRIDGING ADAPTOR}
본 발명은 일반적으로 무선 장치 접속성의 분야에 관한 것이다. 더 구체적으로, 본 발명의 하나 이상의 실시예들은 (i) 제1 모드에서 동작하며 액세스가 제한된 무선 홈 메시 네트워크와의 통신 동안 무선 메시 노드(wireless mesh node)로서 보여지고, 그리고/또는 (ii) 제2 모드에서 동작하며 다른 무선 비-메시 노드들(wireless non-mesh nodes)에 대해 액세스 포인트로서 또한 보여져서 비-메시 노드들이 무선 홈 메시 네트워크에 합류(join)할 수 있도록 하는 장치 및 방법에 관한 것이다.
무선 네트워크는 유선 네트워크를 대체할 수 있거나 또는 확장할 수 있는 플렉시블 데이터 통신 시스템을 제공할 수 있다. 라디오 주파수(RF) 기술을 이용하여, 무선 네트워크들은 유선 케이블 없이 벽, 천장, 및 시멘트 구조물조차 통과하는 전파에 의해 데이터를 송신 및 수신한다. 예를 들면, 무선 로컬 에리어 네트워크(wireless local area network (WLAN))는 케이블로 함께 묶이는 제한이 없이 이더넷(Ethernet) 및 토큰 링(Token Ring) 등과 같은 전통적인 LAN 기술의 모든 특징 및 이점을 제공한다. 이것은 보다 많은 자유와 증대된 자유도를 제공한다.
현재, 미국 전기 전자 기술자 협회(Institute of Electrical and Electronic Engineers (IEEE)) 802.11 표준(예를 들면, IEEE Std. 802.11a/b/g/n)에 따라 동작하는 무선 네트워크는 2개의 동작 모드, 즉 인프라스트럭처 모드(infrastructure mode)와 애드 혹 모드(ad hoc mode) 중 하나로 구성될 수 있다. 오늘날, 설치되어 있는 무선 네트워크들 대부분은, 하나 이상의 액세스 포인트(APs)가 유선 분산형 네트워크(예를 들면, 이더넷)용 인터페이스로서 구성되는 인프라스트럭처 모드로 구성되어 동작한다. 인프라스트럭처 모드에 있어서, 무선 접속성을 갖는 모바일 장치들(예를 들면, 라디오 네트워크 인터페이스 카드 "NIC"를 구비한 랩탑 컴퓨터)은 AP와 통신을 수립하여 연계(associate)할 수 있고, 따라서 이 디바이스들의 유저들은 유선 네트워크에 접속된 서버들 내의 콘텐트를 액세스할 수 있다.
옵션적인 특징으로서, 하지만, IEEE 802.11 표준은 애드 혹 모드를 규정하는데, 애드 혹 모드는 각각의 무선 장치 내의 라디오 NIC가 독립 기본 서비스 세트 (independent basic service set (IBSS)) 네트워크 구성에서 동작하게 해준다. 따라서, 무선 장치들은 그러한 무선 통신을 지원하는 AP를 이용하는 것 대신에 서로 피어-투-피어 통신을 행한다. 애드 혹 모드는 또한 유저들이 자발적으로 무선 LAN을 형성하게 해준다. 예를 들면, IEEE 802.11 무선 칩셋들로 구현된 랩탑을 가진 사원들의 그룹이 커피 하우스에 모여 그들의 NICs를 애드 혹 모드로 전환함으로써 소형 WLAN을 형성할 수 있다. 그 결과, 사원들은 케이블링이나 또는 AP가 필요없이 프리젠테이션 챠트와 스프레드시트를 공유할 수 있다.
애드 혹 네트워크의 한가지 타입은 메시 네트워크라고 일컬어지는데, 이것은 데스티네이션에 도달할 때까지 장치로부터 다른 장치로 "호핑(hopping)"에 의해, 단절되거나 차단된 경로들 부근에서의 재구성과 연속적인 접속을 가능하게 한다. 메시 네트워크는, 모든 장치들이 인프라스트럭처(예를 들면, AP) 없이 다중 호프(hops)를 통해 서로 접속할 수 있다는 점에서 다른 네트워크들과는 상이하고, 이 장치들은 모바일(mobile)이거나 또는 정적(stationary)일 수 있다. 메시 네트워크와 관련하여, 모바일 애드-혹 네트워크들(MANETs)이 모바일 라우터들의 네트워크들을 자체적으로 구성하고 있는데, 라우터들은 재배치가 자유롭다.
메시 네트워크들(및 MANETs)의 주요 이점들 중 하나는, 무선 네트워크의 범위를 확장하는 그들의 능력이다. 예를 들면, 라디오 신호가 그의 목표 데스티네이션에 도달할 때까지 하나의 모바일 장치로부터 모바일 장치로 무선 신호를 호핑시킴으로써, IEEE 802.11-호환 AP의 포인트-투-포인트 범위를 훨씬 너머, 빌딩의 한 측에 있는 유저는 시설의 먼 측에 있는 다른 유저에게 가기로 되어 있는 패킷을 전송할 수 있다. 이것은 무선 유저들의 밀집에 따라, WLAN의 범위를 수백 피트로부터 수백 마일까지 확장할 수 있다.
집적 회로에 있어서 최근의 기술의 진보와, 다중 입력 및 다중 출력(MIMO) 시스템의 발전에 따라, 무선 디지털 통신은, 무선 네트워킹 애플리케이션에 대해 더 빠른 속도를 가능하게 하는 새로운 시대에 들어섰다. 스마트 폰, 음악/영화 재생기, 개인용 디지털 보조기(personal digital assistants), 게임 기기 등과 같은 모바일 장치들은, 고해상도(HD) 비디오 등과 같은 높은 대역폭을 요구하는 애플리케이션들을 지원할 뿐만 아니라, 침입자 및 범죄자의 네트워크 활동을 줄이기 위해 무선 장치들 간의 제조사 호환성에도 의지하는 홈 네트워크 내에서의 무선 모바일 장치들의 끊김 없는 접속을 가능하게 해주는 새로운 무선 통신 및 네트워킹 기술에 대한 요구를 창출하고 있다. 그 결과, 특정 제조사에 의해 제공 또는 승인되지 않은 무선 및 유선 장치들이, 그 특정 제조사의 독점적 정보를 이용하여 형성되는 무선 홈 메시 네트워크에 합류하는 것을 가능하게 하는 네트워크 브리징 어댑터가 필요하다.
본 발명은 첨부 도면에 예를 들어 도시되지만, 이것에 한정되지 않는다.
도 1은 3-티어 무선 애드 혹 홈 메시 네트워크(WHMN)의 실시예를 도시하는 블럭도이다.
도 2는 WHMN 내에서의 티어-2 노드의 실시예를 도시하는 블럭도이다.
도 3은 무선 홈 메시 네트워크 프로토콜 아키텍처의 실시예를 도시하는 블럭도이다.
도 4는 WHMN을 구현하도록 구성된 무선 홈 전자 장치의 실시예를 도시하는 블럭도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 일반 WHMN 메시지 패킷 포맷을 도시한다.
도 6은 일 실시예에 따른 일반 WHMN 메시지 패킷 포맷의 (이더넷 패킷을 이용한) 실시예를 도시한다.
도 7a는 WHMN에 대한 액세스를 가능하게 하기 위한 제1 라디오 유닛에 의한 인증과 연계 동작에 초점을 둔 메시지 흐름도의 실시예를 도시한다. 도 7b는 제2 로직 라디오 유닛에 의한 인증과 연계 동작에 초점을 둔 메시지 흐름도의 실시예를 도시한다. 이들은 함께 무선 비-메시 노드가 어떻게 WHMN에 대한 액세스를 얻는지를 도시한다.
하기의 기재에 있어서, 설명의 목적상, 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해 매우 많은 세부 사항들이 설명된다. 그러나, 당업자는, 이 특정 세부 사항들 중 일부가 없이도 본 발명이 실시될 수 있다는 것을 명백히 알 것이다. 또한, 하기의 기재는 예들을 제공하고, 첨부 도면은 예시의 목적으로 다양한 예들을 도시한다. 그러나, 이 예들은, 모든 가능한 실시들을 총망라한 리스트를 제공한다기보다는 단지 본 발명의 실시예들의 예들을 제공하고자하는 것이기 때문에, 제한적인 의미로 해석되지 않아야 한다. 다른 경우들에 있어서, 잘 알려져 있는 구조 및 장치들은 기재되는 다양한 실시예들의 개시된 특징들의 상세를 불분명하게 하는 것을 피하기 위해 블럭도 형태로 도시된다.
시스템 아키텍처
하기의 기재에 있어서, 특정 용어가 본 발명의 특별한 특징을 기술하기 위해 사용된다. 예를 들어, "노드"라는 용어는 데이터 처리 능력을 구비한 전자 장치로서 일반적으로 정의되고, "무선 노드"는 데이터 처리 및 무선 통신 능력을 구비한 전자 장치이다. 애드 혹 네트워크는, 동일한 엔티티 또는 엔티티들의 그룹에 의해 제조 및/또는 승인 및/또는 판매된 무선 노드들로 액세스가 제한된다는 것을 의미하는 "OEM-특정적"인 것으로서 규정될 수 있다. 예를 들어, OEM-특정적 WHMN의 예로서는, Sony® Playstation 3® 게임 콘솔, Sony® VAIO® 컴퓨터, Sony® 휴대용 장치, 또는 Sony® 메시 네트워크 브리징 어댑터와 통신하는 Sony® BRAVIA® 디지털 텔레비젼을 포함하는 네트워크가 있다.
여기에서, 2가지 일반적인 노드 타입이 있다. 첫번째 타입은, 무선 홈 메시 네트워크(WHMN)와 같은 OEM-특정적 애드 혹 네트워크에 합류하여 그 멤버가 되도록 특정적으로 구성된 "메시 노드(mesh node)"이다. 메시 노드의 예로서는, 하기에서 기술되는 메시 네트워크 브리징 어댑터를 포함한다. 두번째 타입은, 메시 노드를 통해 간접적으로 OEM-특정적 WHMN에 대한 액세스를 획득할 수밖에 없는 "비-메시 노드(non-mesh node)"이다. 그러한 액세스는 무선 또는 유선 통신에 의할 수 있다.
"로직"(또는 "로직 유닛")이란 용어는, 하나 이상의 기능을 수행하도록 구성된 하드웨어 및/또는 소프트웨어로서 일반적으로 정의된다. 일 예의 특정 타입의 로직은, 무선 네트워크에 액세스하기 위해 그리고/또는 무선 네트워크에 대한 액세스를 획득하기 전에 무선 노드를 인증하기 위해 신호를 송신 및/또는 수신하도록 동작하는 하나 이상의 집적 회로인 무선 칩셋을 특징으로 하는 라디오 네트워크 인터페이스 카드(NIC)이다. "소프트웨어"는 일반적으로 애플리케이션, 애플릿(applet), 또는 루틴의 형태의 일련의 실행가능한 명령들로서 기술된다. 소프트웨어는 프로그램가능한 전자 회로, 휘발성 메모리(예를 들면, 랜덤 액세스 메모리 등) 및/또는 리드-온리 메모리(ROM) 또는 플래시 메모리 등의 비휘발성 메모리 등과 같은 반도체 메모리 장치, 휴대용 저장 매체(예를 들면, USB 드라이브, 광 디스크, 디지털 테이프) 등과 같은 임의의 종류의 머신 판독가능한 매체에 저장될 수 있다.
"메시지"라는 용어는 네트워크를 통해 전송하기 위해 구성된 정보를 나타낸다. 메시지의 한 타입은, 단일 데이터 유닛으로서 집합적으로 동작하는 정보의 비트들의 그룹으로서 일반적으로 정의되는 프레임이다. "콘텐트"라는 용어는 비디오, 오디오, 화상, 데이터 파일, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
도 1을 참조하여, 멀티-티어 무선 홈 메시 네트워크(multi-tier wireless home mesh network)(100)의 예시적인 실시예를 설명한다. 멀티-티어 무선 홈 메시 네트워크(이하, "WHMN" 또는 "WHM 네트워크"라고 일컬음)(100)는 다수의(N≥1) 서브-네트워크(1101 내지 110N)(이하, 단독으로 "티어들"이라고 일컬음)를 구비한 분산형 무선 홈 메시 네트워크로서 동작하는 노드들의 집합을 포함한다. 통상적으로, WHM 네트워크(100)의 모든 노드는 데이터를 다른 노드들에 전달하도록 구성되고, 그의 성능 능력 및 전력 제약에 기초하여 특정 티어에 할당된다. 티어에의 노드의 할당은 노드의 성능 능력에 기초한 결정이지만, 라우팅 결정은 네트워크 접속성 및 그 특정 노드에 의해 데이터를 전달하는 능력에 기초하여 노드들에 의해 이루어진다.
예를 들어, WHM 네트워크(100)의 일 실시예는 OEM-특정적 노드의 능력에 기초하여 할당되는 세(3) 개의 티어를 포함하는 계층적 아키텍처를 특징으로 한다. 제1 티어("티어 1")(1101)은 인터넷 등과 같은 외부 네트워크에 대한 액세스를 확립하고 제어하는 책임이 있다. 예를 들면, 제1 티어(1101)는 케이블 또는 직접 가입자 회선(direct subscriber line(DSL)) 접속 또는 3G/WiMax/Outdoor(옥외) 메시를 통한 전통적인 인터넷 접속과 비슷할 수 있다. 도시된 바와 같이, 제1 티어(1101)은 "게이트웨이 노드"라고 통상 일컬어지는 제1 노드(120)를 포함한다. 게이트웨이 노드(120)는 케이블 또는 DSL 모뎀, 무선 라우터 또는 브리지 등을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되거나 제한되지 않는다. 도시되지는 않았지만, 다수의 게이트웨이 노드들이 다수의 통신 경로를 외부 네트워크(들)에 제공하기 위해 WHM 네트워크(100) 내에 존재할 수 있다.
WHM 네트워크(100)의 제2 티어("티어 2")(1102)는, 예를 들면, 라디오 주파수(RF) 전파 등과 같은 무선 통신 매체를 통해 통신하도록 구성된 다양한 정적인(고정된 배치의) OEM-특정적 무선 노드들을 상호 접속하는 무선 네트워크 백홀(backhaul)을 나타낼 수 있다. 본 명세서에서 기술되는 "정적인 무선 노드"는 플랫-패널 텔레비젼(130, 131, 및 132), 게임 콘솔(140), 메시 네트워크 브리징 어댑터(150), 또는 통상 정적이고 AC 전력 아웃렛에 전기적으로 연결된 임의의 다른 무선 장치를 포함하지만, 이것에 한정되거나 제한되지 않는다. 따라서, 정적인 무선 노드들은, 재충전들 간의 배터리 수명을 연장하기 위해 전력 사용이 최소화되는 모바일 노드들에 통상 존재하는 전력 제약을 받지 않는다.
도시된 바와 같이, 메시 네트워크 브리징 어댑터(150)는 이중 모드에서 동시적으로 동작한다. 무선 메시 노드로서, 어댑터는, 적절한 메시 프로토콜을 이용하여 다른 메시 노드들과 무선 통신을 행할 수 있고, 기존의 하나의 WHMN에 합류하도록 유저에 의해 구성될 수 있다. 비-메시 노드로서, 어댑터는, 표준 IEEE 802.11 또는 이더넷 프로토콜을 이용하여, 무선 비-메시 노드들이 WHM 네트워크(100)를 액세스하게 해주기 위해, 상이한 제조사에 의해 제조된 이더넷 및/또는 WiFi 네트워크 카드들을 구비한 무선 비-메시 노드들과 통신을 행할 수 있다. 효과적으로, 어댑터는 WHM 네트워크(100) 상의 콘텐트 및 리소스에 대한 비-메시 노드의 액세스를 가능하게 한다. 예를 들면, 랩탑 컴퓨터(160)는 메시 네트워크 브리징 어댑터(150)와 연계하기 위해 그리고 WHM 네트워크(100)를 효과적으로 액세스하기 위해 그의 WiFi 라디오(IEEE 802.11a/b/g/n)를 이용할 수 있다. 이것은 어댑터의 무선 SSID에 연계하는 랩탑 컴퓨터(160)에 의해 달성된다(어댑터(150)는 비-메시 노드들에 대해 액세스 포인트 "AP"인 것으로 보임). 또한, 메시 네트워크 브리징 어댑터(150)는 유선 비-메시 노드들이 WHM 네트워크(100)와 연계하여 합류하도록 해준다. 더 구체적으로, 유선 비-메시 노드들(예를 들면, 디지털 카메라(162) 또는 데스크탑 컴퓨터(164))은 표준 이더넷 케이블을 이용하여 어댑터(150)에 접속할 수 있다. 두 경우 모두에 있어서, 그러한 접속성은 임의의 추가적인 하드웨어 또는 소프트웨어의 변경 없이 달성될 수 있다.
메시 네트워크 브리징 어댑터(150)는, 각각의 접속된 비-메시 노드(160 내지 164)가 WHM 네트워크(100)를 처음 액세스할 때 메시 패스워드 등과 같은 인증 정보를 입력하게 해주는 웹 인터페이스를 호스트한다. 비-메시 노드들(160 내지 164)은 또한 WHM 네트워크(100)를 액세스하기 위해, 도 7에 도시된 인증 스킴을 이용하여, 또는 무제한 액세스를 방지하기 위해 유효 기간을 갖는 유효 메시 인증서를 이용하여 인증될 수 있다. 비-메시 노드들(160 내지 164)은, 웹 브라우저를 이용하여 어댑터(150)에 의해 호스트되는 웹 인터페이스를 액세스하는 능력을 갖는 임의의 운영 시스템에 의해 구현된다. 웹 인터페이스는, 예를 들면, 특정 메시 노드들에 대한 액세스 권한 또는 특정 비-메시 노드들(예를 들면, 게스트)에 대해 콘텐트에 대한 액세스 권한을 제한하기 위한 것 등의 다른 옵션들을 네트워크 관리자들에게 제공할 수 있다.
도 1을 역시 참조하면, WHM 네트워크(100)의 제3 티어("티어 3")(1103)는 제2 티어(1102)에 속하는 무선 노드와, 하나 이상의 모바일 노드들(170, 172, 174, 176, 및 178) 사이의 링크들을 포함할 수 있다. "모바일 노드"는, 랩탑 컴퓨터, 휴대용 장치(예를 들면, 개인 디지털 보조기, 울트라 모바일 장치, 셀룰러 폰, 휴대용 미디어 재생기, 무선 카메라, 리모트 콘트롤 등), 또는 임의의 비-정적인 소비자 전자 장치들을 포함하는, 무선 접속성을 갖는 임의의 배터리 전력이 제공되는 장치를 포함할 수 있지만, 이것에 한정되거나 제한되지 않는다. 모바일 노드들은 통상적으로 리소스 제약들(예를 들면, 제한된 전력 공급, 제한된 프로세싱 속도, 제한된 메모리 등)을 갖기 때문에, 제3 티어(1103)는 감소된 네트워크 서비스들을 제공할 수 있다. 일 실시예에 있어서, WHM 네트워크(100)의 모바일 노드들은 티어-2 노드에 직접 접속하는 슬레이브 또는 차일드로서 작용할 수 있는데, 이것은 WHM 네트워크(100) 내에서의 그들의 기능성을 더 제한할 수 있다.
백홀(180) 상의 트래픽이 유저 데이터뿐만 아니라 고해상도(HD) 비디오, 오디오 클립들, 및 비디오 클립들을 포함할 수 있기 때문에, 라디오 NICs가 WHM 네트워크(100)의 정적인 노드들 중 일부 내에 포함될 수 있다. 예를 들면, 압축된 HD 비디오, 다중 인터넷 비디오 세션, 다중 오디오/비디오 세션, 및 소정의 간헐적인 http 데이터 트래픽의 플로우를 멀티플렉싱함으로써, 백홀 링크(180)의 부하가 TCP/UDP 타입 트래픽에 대해 초당 대략 60 메가비트(megabits)에 도달할 수 있는데, 이 타입의 트래픽은 미디어 액세스 제어(MAC)층의 효율을 고려하여 초당 적어도 100 메가비트의 미가공 라디오 지원을 필요로 할 수 있다. 이 예에 따르면, 티어-2 노드들은 그러한 대역폭 요건을 충족시키기 위해 802.11n 타입 라디오(예를 들면, 5GHz 대역)를 필요로 할 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 티어-2 노드(150)의 예시적인 실시예가 도시된다. 여기에서, 티어-2 노드(150)는 하우징(210) 측에 위치된 하나 이상의 포트들(200)을 포함하는 메시 네트워크 브리징 어댑터이다. 포트들(200)은 유선 비-메시 노드로부터의 커넥터(connector)를 수용하도록 구성된다. 예를 들면, 일 예로서, 포트들(200)은 대응하는 유선 비-메시 노드(들)과 연계된 하나 이상의 이더넷 커넥터들을 수용하도록 구성된 기가비트(gigabit) 이더넷 포트들이다.
메시 네트워크 브리징 어댑터(150)는 제1 라디오 로직 유닛(220) 및 제2 라디오 로직 유닛(230)을 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 및 제2 라디오 로직 유닛(220, 230) 각각은, 간섭을 피하기 위해 서로 다른 채널들에서 동작하는 단일-대역 또는 이중-대역 WiFi 라디오 중 하나를 포함한다. 제1 라디오 로직 유닛(220) 및 제2 라디오 로직 유닛(230)은 안테나(2401, 2402)를 통해 각각 메시지들을 수신/송신한다. 여기에서, 제1 로직 유닛(220)은 어댑터(150)가 애드 혹 모드에서 동작하여 애드 혹 네트워크들과 통신을 수립할 수 있게 하고, 제2 로직 유닛(230)은 어댑터(150)가 인프라스트럭처 모드에서 동작하여 액세스 포인트와 연계하기 위해 스캐닝하는 무선 노드들과 통신을 수립할 수 있게 한다.
더 구체적으로, 제1 라디오 로직 유닛(220)이 동작 중인 "메시" 모드에서 동작하고 있는 어댑터(150)는, 도 1의 WHM 네트워크(100)에 합류할 수 있거나 또는 새로운 메시 네트워크를 개시할 수 있는 애드 혹 모드에서 동작 중인 무선 메시 모드인 것으로 보일 수 있다. 이 모드 동안, 포트들(200)에 접속된 유선(비-메시) 노드들에는 WHM 네트워크(100)에 대한 액세스가 제공될 수 있다. 유사하게, 어댑터(150)가 제1 및 제2 라디오 로직 유닛(220, 230)이 둘 다 동작 중인 "하이브리드" 모드에서 동작하고 있을 때, 제2 라디오 로직 유닛(230)은 인프라스트럭처 모드에서 동작하고, 그의 시그널링 범위 내에 있는 표준 WiFi를 구비한 모든 무선 비-메시 노드들에 대해 액세스 포인트인 것으로 보인다. 따라서, 이들 무선 비-메시 노드들은 WHM 네트워크(100)에 대한 액세스를 얻을 수 있다. 그러나, 어댑터(150)가, 제1 라디오 로직 유닛(220)이 작동하지 않는 제3 모드에 있을 때, 무선 비-메시 노드들은, 어댑터(150)의 포트들(200)에 연결된 유선 비-메시 노드들에 이용가능한 리소스나 또는 어댑터(150)가 연결되어 있는 유선 네트워크 상의 리소스에 대해 액세스를 갖는다. 도 1의 WHM 네트워크(100)에 대한 액세스는 이용가능하지 않다.
도 1을 다시 참조하면, 메시 또는 하이브리드 모드에서 동작하고 있는 어댑터(150)는, 이미 WHM 네트워크(100)의 일부인 다른 노드(예를 들면, 노드(130))와 연계한다. 연계가 확립된 후, 어댑터(150)와 티어-2 노드(130)는 데이터를 교환할 수 있다. 연계 프로세스는 3개의 상태, 즉 (1) 비인증되고 비연계된 상태, (2) 인증되고 비연계된 상태, 및 (3) 인증되고 연계된 상태를 수반하는 2 단계 프로세스이다. 상태들 간의 천이를 위해, 통신 당사자들은 관리 프레임들이라고 불리는 메시지들(또는 제어 메시지들)을 교환한다. 동작 중에, 모든 노드들은, 메시지를 디코드할 수 있고 시기 적절하게 응답할 수 있는 임의의 노드가 있는지를 판정하기 위해, "이웃 발견 요청(Neighbor Discovery Request)" 메시지라고 일컬어지는 하나 이상의 메시지 프레임들을 송신하도록 구성된다.
WHM 네트워크(100)에 연계(합류)하기 위한 동작을 수행하기 전에, 어댑터(150)는, 범위 내에 어떤 다른 노드가 어떤 채널을 통해 통신하고 있는지를 식별하기 위해, 이웃 발견 메시지에 대한 응답 메시지를 듣는다. 어댑터(150)를 식별한 후, 노드(130)는 이 노드와 통신할 수 있고, 몇개의 관리 메시지를 교환함으로써 상호 인증을 행할 수 있다. 도 7a에 기술된 바와 같이 성공적인 인증 후에, 어댑터(150)는 제2 상태 - 인증되고 비연계된 상태로 이동한다.
이제 도 3을 참조하면, WHM 네트워크(100) 내의 네트워크 브리징 어댑터(150)의 제1 라디오 로직 유닛(220)의 시스템 프로토콜 아키텍처(300)의 개방형 시스템 상호접속(Open Systems Interconnection(OSI))층의 표현의 일 실시예를 나타내는 블럭도가 도시된다. 무선 홈 메시 네트워크 기능들을 가능하게 하기 위해, 이중 WiFi 라디오 플랫폼이 이용될 수 있다. 예를 들면, 2개의 IEEE 802.11a/b/g/n 이중-대역 카드(미니 PCI 또는 USB 동글 등) 중 하나는 메시 백홀 링크들을 위해 사용되어 5Ghz 대역 또는 그보다 높은 대역폭에서 동작한다. 본 발명의 일 실시예에서, 티어-3 노드들을 접속하는 링크들은 리거시 802.11b/g 모드와 호환가능한데, 이는 단순히, 이때, 현재 대부분의 모바일 노드들이 IEEE 802.11b/g WiFi를 지원하기 때문이다. 물론, 특정 PHY층(350)은 무선 및 유선 통신을 모두 지원한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 전술한 프로토콜 아키텍처(300)에 있어서, 무선 홈 메시 네트워크("WHMN") 기능들(320)은 MAC층(310)과 네트워크(IP)층(340) 사이에 배치되어, 전개된 더 상위의 OSI층들과는 독립적이고 또한 더 용이하게 재구성될 수 있는 솔루션을 제공한다. 대표적으로, 도 3의 시스템 프로토콜 아키텍처(300)에 있어서, 강화된 기능성은 MAC층(310)과 네트워크(IP)층(340) 사이의 WHMN층(320)에 배치된다. 따라서, WHMN층(320)은 일반적으로 "OSI층 2.5" 솔루션을 구성한다. WHMN층(320)의 배치는 더 낮고 더 높은 OSI층들 모두에 투명한 강화된 기능성을 제공하고, 상이한 라디오 칩셋들이 지원될 수 있다.
일 실시예에 있어서, WHMN층(320)은 오토(auto)-PHY(시큐어 네트워크 발견) 구성(322), 오토-IP 어드레싱(324), 층 2(L2) 라우팅(326), 노드 인증 등의 시큐리티(328) 등과 같은 WHMN 소프트웨어 조직 및 구성의 기능들을 수행할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 오토-IP 구성 기능(324)은, 일단 전자 장치가 인증되었고 또한 식별된 WHMN에 합류했으면, 자동 IP 어드레스 발생을 제공할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 네트워크 브리징 어댑터(150)의 예시적인 블럭도가 도시된다. 어댑터(150)는 하나 이상의 프로세서들(402)에 연결된 큐잉 제어 로직(queuing control logic)(400)을 포함하고, 제1 라디오 로직 유닛(220) 및 제2 라디오 로직 유닛(230)을 제어하도록 구성될 수 있다. 어댑터(150)는, 이더넷(포트들(200)), 제1 라디오 로직 유닛(220), 및 제2 라디오 로직 유닛(230) 사이에서 트래픽을 전달하는 메시 네트워킹 소프트웨어가 실행 중인 메모리(404) 내에 저장된 내장되어 있는 Linux® 운영 시스템 상에서 동작한다. 메시 기능성에도 불구하고, 어댑터(150)의 제2 라디오는, 업링크가 존재하면, 규칙적인 무선 인터넷 라우터로서 기능도 할 수 있다. 어댑터(150)는, 새로운 비-메시 노드들이 처음 접속하고 어댑터가 하이브리드 모드에서 동작 중일 때, 인증 기능들을 수행하는 웹 서버를 호스트할 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 큐잉 제어 로직(400)은, IEEE 802.11 표준의 임의의 버전에 따라 동작하는 무선 비-메시 노드들을 특징으로 하는 네트워크에 따라 또는 WHM 네트워크(100)와의 통신을 위해 메시지 포맷팅을 수행하도록 구성된다. 여기에서, 제1 라디오 로직 유닛(220)은 안테나(2401)를 사용하여 송신 및 수신하도록 구성되고, 제2 라디오 로직 유닛(230)은 안테나(2402)를 사용하여 송신 및 수신하도록 구성된다. 대안적으로, 프로세서(들)(402)은 큐잉 제어 로직(400)과 협동하여, 제1 라디오 로직 유닛(220) 및 제2 라디오 로직 유닛(230)에 송신되는 또는 그로부터 수신되는 데이터 플로우 및 버퍼 정보를 제어하도록 구성될 수 있다. 또한, 큐잉 제어 로직(400)은 로직 유닛들의 동작을 제어하도록 구성되는데, 즉, 제1 라디오 로직 유닛(220)은 WHM 네트워크(100)와의 통신을 위한 메시지 포맷팅과 안테나(2401)의 튜닝을 수행하도록 구성되고, 제2 라디오 로직 유닛(230)은 무선 비-메시 노드들과의 통신을 위한 메시지 포맷팅과 안테나(2402)의 튜닝을 제어하도록 구성된다.
종래의 전자 장치들과는 대조적으로, 어댑터(150)는 무선(애드 혹) 홈 메시 네트워크("WHMN") 로직(405)을 더 포함한다. WHMN 로직(405)은 네트워크 형성 로직(410), 네트워크 발견 로직(420), 발견 응답 로직(430), 및 인증 로직(440)을 더 포함한다.
일 실시예에 있어서, 어댑터(150)의 전원이 켜지면, 네트워크 발견 로직(420)은, 애드 혹 네트워크들로서 동작 중인 다른 네트워크들의 존재를 검출하기 위해 각각의 무선 채널을 스캔할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 어댑터(150)는, 그의 최초의 동작 동안, 네트워크 관리자(예를 들면, 홈 주인 또는 설치자)에 의해, 브리징 어댑터(150) 내의 웹 인터페이스를 액세스함으로써 현재의 메시 네트워크에 접속하도록 구성된다. IEEE 802.11 표준에 따르면, 제1 라디오 로직 유닛(220)이 애드 혹 모드에서 동작할 때, 비콘(beacon) 기간 동안 비콘들이 어댑터(150)로부터 송신될 수 있거나 또는 이웃하는 무선 노드로부터 전송될 수 있다. 비콘의 발신처에 상관없이, 다양한 노드들은, 동기화를 위해, 또한 일반적인 로케이션 및 아마도 전송 노드의 상세 사항들을 확정하기 위해 비콘들을 이용한다.
관리자 구성 웹 인터페이스(administrator configuration web interface)는 유저가 현재 이용가능한 네트워크들을 스캔하게 해줄 수 있는데, 어댑터(150)는, 이용가능한 애드 혹 네트워크들의 리스트를 결정하기 위해 각각의 무선 채널을 스캔하는 것 등과 같은 하나 이상의 802.11 "애드 혹" 기능들을 네트워크 발견 로직(420)이 수행하도록 트리거할 수 있다. 검출된 신호들(예를 들면, 비콘들)에 기초하여, 네트워크 발견 로직(420)은 하나 이상의 애드 혹 네트워크들을 식별할 수 있다. 네트워크 발견 로직(420)는 하나 이상의 식별된 무선 애드 혹 네트워크들 중에서 WHM 네트워크를 검출하기 위해 하나 이상의 시큐리티 파라미터들을 송신할 수 있다. 이 시큐리티 파라미터들은 통상 네트워크 관리자에 의해 입력되어, WHM 네트워크 내의 기존의 노드가 어댑터(150)를 OEM-특정적 노드로서, 즉 동일한 엔티티, 또는 WHM 네트워크를 형성하는 엔티티들의 그룹으로부터의 전자 장치로서 확인할 수 있게 할 수 있다. 발견 응답 로직(430)은, 장치(150)가 WHM 네트워크의 노드인 경우 적절하게 응답할 수 있다. 도 7에 도시된 인증 처리는 인증 로직(440)에 의해 수행될 수 있다.
도 4를 다시 참조하면, 일 실시예에 있어서, 어댑터(150)가 WHMN의 존재를 검출하지 못했다면, 관리자는, WHMN의 모바일 노드나 또는 정적인 노드로서 어댑터(150)를 정하기 위해 네트워크 개시 페이즈(network initiator phase)로 들어갈 수 있는 네트워크 형성 로직(410)을 이용하여 새로운 메시 네트워크를 형성하도록 선택할 수 있다. 예를 들면, 도 1을 다시 참조하면, 플랫-패널 텔레비전(TV)(130)은 최초로 도 1의 WHMN(100)의 제1 정적인 노드가 될 수 있다. 그러한 실시예에 따르면, TV(130)는, 임의의 새롭게 추가되는 전자 장치들에 의해 WHMN(100)의 식별을 가능하게 하기 위해 주기적으로 비콘을 방출하는 라디오 NIC를 포함할 것이다. 예를 들면, 어댑터(150)는, 활성화시에, 도 5에 도시된 바와 같은 독점적 포맷에 기초하여 구성된 접속 요청 메시지에 응답하여 TV(130)로부터 수신되는 응답에 기초하여 WHMN(100)의 존재를 검출할 수 있다.
시스템 기능성
도 5는, 도 4의 네트워크 브리징 어댑터(150)가 최초의 WHMN 셋업을 위해 사용하는 메시징 포맷을 나타내는 WHMN 메시지(500)의 예시적인 포맷을 도시한다. 예를 들면, 노드들이 그들의 무선 환경을 분석하는 발견 페이즈 동안, 각각의 새로운 무선 노드는 그의 이웃에 있는 모든 무선 네트워크를 찾기 위해 네트워크 스캔을 (표준 802.11 기능들을 이용하여) 실행할 수 있다. 그런 다음, 새로운 노드는 그의 이웃에 있는 WHMN을 식별하기 위한 시도에서 모든 식별된 WHM 네트워크에 메시지를 방송 또는 멀티캐스트로서 송신한다. WHMN의 기존의 노드들은 새로운 접속을 수립하기 위해 필요한 적절한 세부 사항들로써 발견 메시지에 대해 응답한다.
더 구체적으로, 도 5에 예시적인 실시예로서 도시된 바와 같이, WHMN 메시지(500)는 (i) 메시지 헤더(502), (ii) 메시지 콘텐트(510), 및 (iii) 메시지 테일(512)을 포함할 수 있다. 여기에서, 본 예시적인 실시예에 따르면, 메시지 헤더(502)는 WHMN 버전(504), 특정 메시지를 식별하는 트랜젝션(메시지) ID(506), 및 메시지를 송신하는 노드의 타입(예를 들면, 티어 1, 티어 2, 또는 티어 3)을 나타내는 타입(type) 파라미터(508)를 포함한다. 메시지 콘텐트(510)는 침입자로부터 데이터를 보호하기 위해 그리고 타겟 무선 노드에 의해서만 데이터가 액세스가능하도록 보장하기 위해 사용되는 인코드된 데이터를 포함할 수 있다. 메시지 테일(512)은 WHMN 코드(514)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 각각의 WHMN 메시지는, 전체 메시지가 에러 없이 수신되는 것을 보장하기 위해 소정 횟수 반복될 수 있는 WHMN 코드(514)로 끝난다.
예로서, 도 6은 2가지 타입의 WHMN 메시지(500), 즉 WHMN 데이터 메시지(550) 및 WHMN 제어 메시지(540)의 예시적인 포맷들을 도시한다. 여기에서, 본 발명의 본 실시예에 따르면, WHMN 데이터 메시지(550) 및 WHMN 제어 메시지(540)는 모두, 이더넷 헤더(610) 뒤에 삽입되는 24 바이트 WHMN 헤더(530)를 포함하는 이더넷 패킷(600) 내에 이 메시지들을 밀봉하여, 라우트된다. WHMN 헤더(530)는 WHMN 메시지(500)의 데스티네이션을 식별하는 데스티네이션 MAC 어드레스(dst_mac)(532)와, WHMN 메시지(500)의 소스를 식별하는 소스 MAC 어드레스(src_mac)(534)를 포함한다. 헤더(530)에는, 시스템 프로토콜 아키텍처의 버전을 식별하는 프로토콜 버전 넘버, 제어 플래그, 데이터 또는 제어인 것으로서의 프레임 타입, 프레임 길이, QoS 특징, 얼마나 오랫동안(호프들에서) 메시지가 네트워크 상에서 "살게" 허용되는지를 규정하는 타임-투-리브(Time-to-Live(TTL)) 값(여기서 각각의 호프는 TTL 값을 1씩 감소시킴), 완전한 메시지 트랜젝션 내의 프레임의 시퀀스를 나타내는 시퀀스 넘버, 및 데이터 프로토콜 타입이 포함되지만, 이것에 한정되지 않고, 다른 정보(536)도 배치될 수 있다.
WHMN 제어 메시지(예를 들면, 발견, 인증 등)에 대해서는, 4-바이트 제어 헤더(542)가 헤더(530) 뒤에 삽입되고, 제어 헤더(542)는 헤더 길이(544) 및 메시지 길이(546) 뿐만 아니라 타입(508)도 포함한다. 제어 헤더(542) 뒤에 WHMN 제어 메시지(540)의 메시지 바디(콘텐트)(548)가 삽입된다. 발견 메시지에 대해서는, 예를 들면, 메시지 바디(548)가 후술되는 바와 같이 "챌린지 텍스트(challenge text)"이다.
이와 대조적으로, WHMN 데이터 메시지(550)에 대해서는, OSI 네트워크층으로부터 수신된 IP 데이터 패킷이 제어 헤더(542)와 메시지 바디(548) 대신에 WHMN 헤더(530) 뒤에 이더넷 패킷(600)에 첨부된다.
도 7a 및 도 7b는 무선 노드에 의해 수행되는 메시지 흐름도(700)의 일 실시예를 도시하는데, 무선 노드는 (1) WHMN의 응답하는(기존의) 노드와의 통신에 기초하여 WHMN에 합류할 수 있고, (2) 하나 이상의 무선 비-메시 노드들과 접속성을 수립할 수 있다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 각각, 무선 노드는 "노드 A"(702)라고 일컬어지고, 응답하는 무선 노드는 "노드 B"(704)라고 일컬어진다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 7a는 노드 A(702)(브리지 어댑터)가 노드 B(704)(다른 메시 노드)와 통신중인 것을 도시한다.
여기에서, 노드 A(702)의 제1 라디오 로직 유닛은 메시지(WHMN 이웃 발견 요청)(710)를 하나 이상의 검출된 무선 애드 혹 네트워크에 송신한다. 이 송신은 방송(broadcast) 또는 멀티캐스트(multicast) 방식일 수 있다. 이웃 발견 요청 메시지(WHMN_DISC_REQ)(710)는 검출된 무선 애드 혹 네트워크들 중에서 기존의 WHMN을 찾기 위한 시도에서 송신된다. 이웃 발견 요청 메시지(710)는 WHMN에 독점적이고, 이웃에 있는 OEM-특정적 무선 노드들에 의해 인식될 것이다. 일 실시예에 있어서, 이웃 발견 요청 메시지(710)는 비-메시 노드들로부터의 서비스 거절(denial-of-service(DOS)) 공격으로부터 WHMN을 보호하기 위해, 시큐리티 필드(712)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 이웃 발견 요청 메시지는, 노드가 기존의 OEM-특정적 애드 혹 네트워크들을 찾아 합류하기 위한 시도에서 송신하는 방송 또는 멀티캐스트 메시지이다. 이웃 발견 요청 메시지는 시큐리티 필드(712) 및 노드 타입 필드(714)를 포함한다. 일반적으로, 시큐리티 필드(712)는 2k 비트를 포함하고, 단 k≥5이다(예를 들면, 26 또는 64 비트). 이 8 바이트는, 비밀 값(예를 들면, 알파벳 문자와 숫자로 형성되고 엔티티 또는 엔티티들의 그룹에 특정되는 비밀의 논리 값), 및 노드 A가 합류하려고 하는 네트워크의 확장된 서비스 셋 식별자(extended service set identification (ESSID))를 이용하여, 특정 OEM에 의해 활용되는 독점적인 함수로부터 유도된다. 노드 타입 필드(714)는 수신 노드(노드 B)에게 노드 A의 능력에 관해 알려주는 파라미터를 포함한다.
# define GATEWAY 1 /*노드 타입 - 게이트웨이*/
# define STATIONARY 2 /*노드 타입 - 티어 -2 정적임(디폴트)*/
# define MOBILE 3 /*노드 타입 - 티어 -3 모바일*/
시큐리티 필드(712) 내의 콘텐트가 수신 노드에서의 기대 결과와 일치하지 않은 경우에, 이웃 발견 요청 메시지는 더 이상 처리되지 않고, 따라서 응답이 발생되지 않는다. 그러나, 일치가 검출되면, WHM 네트워크와 연계되어 있는 수신 노드(노드 B)는 이웃 발견 응답(Neighbor Discovery Response) 메시지를 노드 A에 송신한다.
더 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 시큐리티 필드(712)는 챌린지 텍스트, 즉 현재의 타임스탬프와, 노드 A(702)가 합류하려고 시도하고 있는 네트워크의 ESSID 및 셀(cell) ID와 결합된 비밀 값을 포함한다. "결합(combination)"은 비밀 텍스트를 형성하는 데이터에 대한 배타적 논리합(Exclusive OR (XOR)) 연산, 연결(concatenation), 해쉬(hash), 또는 임의의 산술 또는 논리 연산 중 하나 이상으로서 실시될 수 있다. 비밀 값은 노드 A(702)의 메모리 또는 ROM 내에 영구적으로 저장될 수 있거나, 또는 특정 OEM에 의해 활용되는 독점적 시드 값에 기초하여 발생될 수 있다. 무선 채널들을 스캐닝한 때, 그리고 이웃 발견 요청 메시지를 검출한 때(화살표(720) 참조), 노드 B(704)는 챌린지 텍스트(712)가 기대 값과 일치한다고 확인할 수 있다. 챌린지 텍스트(712)가 노드 A(702)를 OEM-특정적 무선 메시 노드라고 식별하는 것으로 확인된다고 가정하면, 노드 B(704)는 이웃 발견 응답(WHMN_DISC_RSP)(730)을 생성하고 노드 A(702)에 유니캐스트 전송을 개시할 것이다.
도 7a에 더 도시된 바와 같이, 이웃 발견 응답 메시지(730)는 메시 소프트웨어의 버전(version) 넘버(732), 메시지 식별자(예를 들면, 응답)(734), 노드 B(704)의 티어 레벨을 식별하기 위한 타입 식별자(736), 노드 식별자(셀 ID)(738), 노드 B의 공개 키(740), 공개 키(740)의 체크섬(checksum)(742)(공개키 체크섬(742)), 및 챌린지 텍스트(744)를 포함할 수 있다. 공개 키(740)는 접속 페이즈에서 이용된다. 공개키 체크섬(742)은, 공격 중인 사람에게 필요할 가능성이 가장 큰 공개 키(740)의 미검출된 훼손이나 위조를 줄이기 위해 추가된다. 공개키 체크섬(742)은, MD-5 또는 다른 해슁 함수를 이용하여 공개 키(740)를 해슁함으로써 연산된 해쉬 결과로서 계산될 수 있다. 챌린지 텍스트(744)는 노드 A의 MAC 어드레스와 비밀 값의 결합이다.
일 실시예에 있어서, 이웃 발견 응답 메시지(화살표(745) 참조)의 수신은 노드 A(702)에게, 검출된 애드 혹 네트워크가 WHMN으로서 식별된 것을 나타낸다. 노드 A(702)는, 수신된 체크섬과, 수신된 공개 키에 대해 로컬하게 생성된 체크섬을 비교함으로써, 이웃 발견 응답 메시지의 무결성(integrity)을 체크한다. 일단 체크섬이 유효화하게 되면, 노드 A(702)는 노드 B(704)에 대한 다양한 정보, 예를 들면 그의 공개 키 또는 MAC 어드레스 등을 저장할 수 있다. 노드 A(702)는, 원하는 네트워크에 합류하기 위해 유저 선택을 필요로 하는, 리스트로서 유저에게 제시될 수 있는, 다수의 WHMNs을 식별하기 위해 이 프로세스를 반복할 수 있다. 그 후, 프로세스는 이제 인증 페이즈로 이동한다.
브리지는, 예를 들면, 메시 네트워크에 합류하기 위해 유저 패스프레이즈(pass-phrase)를 이용하여 인증되어야 한다. 이 패스프레이즈는 노드 B의 공개 키를 이용하여 암호화되고, 그런 다음 접속 요청 메시지 내의 암호화된 패스프레이즈의 체크섬, 노드 A의 공개 키, 및 노드 A의 공개 키의 체크섬과 함께 송신된다. 더 구체적으로, 노드 A(702)는 노드 B(704)에 대해 송신하기 위한 접속 요청 메시지(750)(화살표(770) 참조)를 생성한다. 접속 요청 메시지(750)는 앞서 정의된 바와 같은 버전 넘버(751), 메시지 식별자(752), 재시도(retry) 값(753), 응답 코드(754)를 제공한다. 또한, 접속 요청 메시지(750)는 암호화된 패스프레이즈(756), 암호화된 패스프레이즈의 체크섬(758), 노드 A의 공개 키(760), 및 이 공개키의 체크섬(762)을 포함하는 노드 A의 인증을 위한 정보를 제공한다.
접속 요청 메시지를 수신한 때, 노드 B(704)는 체크섬 값들을 검사함으로써 무결성을 체크한다. 그런 다음 노드 B(704)는 암호화된 패스프레이즈를 복호화한 다음 복호화된 패스프레이즈를 그의 패스프레이즈와 비교함으로써 수신된 공개 키의 무결성을 체크한다. 그 후, 노드 B(704)는, 전술한 바와 같이 접속 요청이 유효하게 되면, 그러한 유효성의 실패 또는 성공을 식별하기 위한 응답 코드를 갖는 접속 승인 메시지(780)를 생성한다(화살표(790) 참조). 접속 승인 메시지(780)는 응답 코드(782)와, 에러(또는 위조) 확인이 보내지는 공격들을 방지하기 위해 존재하는 챌린지 텍스트(785)를 포함한다. 챌린지 텍스트(785)는 OEM-특정적 비밀 값을 이용하여 발생되기 때문에(예를 들면, 제조사와 연관된 논리 값), 제조사에 의해 일반적으로 제공되거나 승인된 제품들과 그렇지 않은 제품들을 구별하기 위한 기능도 할 것이다.
접속 승인 메시지(780)의 응답 코드(782)는 노드 A(702)에 대한, 그의 요청이 성공적으로 또는 실패적으로 수신되었다는, 피드백으로서 기능한다. 다음은 에러 코드의 리스트를 제공한다.
# define CONN _ SUCCESS 0
# define PASSCODE _ FAILED 1
# define ENC _ CHKSUM _ ERR 2
# define PUBKEY _ CHKSUM _ ERR 3
# define UNKNOWN _ ERR 4
접속 인증 프로세스에 대한 타임아웃 및 재시도 값들은 접속 승인 메시지(780)에 대한 대기 시간 및 그러한 송신의 재시도 횟수를 설정하기 위해 다음과 같이 설정될 수 있다.
#define TIMEOUT_CONN_REQ 5 /*5 초*/
#define MAX_CONN_RETRY 3
전술한 발견 동작 및 인증 동작과는 독립적으로, 도 7b에 도시된 바와 같이, 노드 A(702)(어댑터)의 제2 라디오 로직 유닛은 비콘을 이용하여 자신을 액세스 포인트로서 발표하고 어댑터 근방의 시그널링에서 무선 비-메시 노드들과의 연계 요청을 접수하기 위해 시도한다. 특히, 노드 A(702)의 제2 라디오 유닛은 액세스 포인트로서 동작하고 비콘(800)을 송신하는 노드 A(702)와의 접속을 수립하기 위한 무선 비-메시 노드(예를 들면, 노드 B(704))로부터의 메시지를 수신한다. "비콘"(800)은 노드 A(702)(어댑터)의 존재를 발표하고 SSID, 및 범위 내의 라디오 NICs에 대한 다른 파라미터들을 제공하는 메시지이다. 비콘(800)은 지원되는 데이터 레이트들, 및 무선 비-메시 노드가 연계하고자 원하는 네트워크의 SSID를 포함하는 그의 라디오 NIC에 관한 정보를 전달한다. 노드 A(702)와 노드 B(704) 사이에 접속성을 수립하기 위한 메시지는 프로브 요청(810), 프로브 요청(820), 연계 요청(830), 및 연계 응답(840)을 포함할 수 있지만, 이것에 한정되거나 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 연계 요청(830)이 접수되면, 노드 A(702)는 메모리를 예약하고, 라디오 NIC에 대한 연계 ID를 수립하고, 연계 응답 메시지(840)를 노드 B에 송신한다. 연계 응답 메시지(840)는 연계 요청 메시지(830)에 대한 접수 또는 거절을 포함한다. 접수를 위해, 연계 응답 메시지(840)는 연계 ID 및 지원되는 데이터 레이트들 등과 같은 정보를 포함할 것이다.
물론, 노드 A(702)가 이미 노드 B(704)와 연계되어 있지만, 그러한 통신이 어떤 이유로 방해되는 다른 상황에서, 노드 A(702)는 재연계 요청 및 재연계 응답 메시징(도시 생략)에 의해 연계를 재수립할 수 있다.
이상, 본 발명의 다양한 실시예들의 많은 특징과 이점이 본 발명의 다양한 실시예들의 구조 및 기능의 상세와 함께 설명되었지만, 이 개시 내용은 단지 예시적인 것이라는 점을 이해해야 한다. 어떤 경우들에 있어서, 특정 서브어셈블리들만 그러한 일 실시예와 함께 상세히 설명된다. 그럼에도, 그러한 서브어셈블리들은 본 발명의 다른 실시예들에 있어서 이용될 수 있는 것으로 인정되고 또한 그렇게 의도된다. 첨부된 청구항들이 표현되는 용어들의 일반적인 넓은 의미에 의해 나타내어지는 전체 범위까지, 본 발명의 실시예들의 원리들 내에 머물면서, 특히 구성, 및 부분들의 관리의 상세한 사항들이 변형될 수 있다.
예시적인 실시예들 및 최선의 형태(mode)가 개시되었지만, 다음의 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 실시예들의 범위 내에서, 개시된 실시예들에 변형들 및 수정들이 이루어질 수 있다.

Claims (17)

  1. 복수의 노드들 간에 통신을 수립하기 위한 방법으로서,
    네트워크 브리징 어댑터의 활성화에 응답하여 공통 엔티티로부터 제공된 무선 노드들로 액세스를 제한시키는 애드 혹 네트워크(ad hoc network)를 발견하는 단계 - 상기 네트워크 브리징 어댑터는 상기 애드 혹 네트워크를 검출하기 위해 메시지들을 송신 및 수신하는 제1 라디오 로직 유닛과, 액세스 포인트의 기능성을 갖고 동작하는 제2 라디오 로직 유닛을 포함함 -;
    상기 네트워크 브리징 어댑터가 상기 애드 혹 네트워크에 합류하는 것을 허용하기 전에 상기 네트워크 브리징 어댑터를 인증하는 단계; 및
    상기 복수의 노드 중 제1 노드가 상기 공통 엔티티로부터 제공되지 않은 것이라도 상기 제1 노드가 상기 애드 혹 네트워크를 액세스하도록 허용하는 단계를 포함하는, 통신 수립 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 라디오 로직 유닛과 제2 라디오 로직 유닛은 간섭을 피하기 위해 서로 다른 채널들에서 동작하는 이중-대역 WiFi 라디오들인, 통신 수립 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 네트워크 브리징 어댑터를 인증하는 단계는,
    (1) 제1 메시지를 송신하는 단계 -상기 제1 메시지는 (i) 상기 애드 혹 네트워크의 무선 노드의 공개 키로 암호화된 패스프레이즈(pass-phrase)인 암호화된 패스프레이즈, (ii) 상기 암호화된 패스프레이즈의 체크섬, (iii) 상기 네트워크 브리징 어댑터의 공개 키, 및 (iv) 상기 네트워크 브리징 어댑터의 공개 키의 체크섬을 포함함-, 및
    (2) 제2 메시지를 수신하는 단계 -상기 제2 메시지는 상기 네트워크 브리징 어댑터가 성공적으로 인증되었는지의 여부를 나타내기 위한 코드를 포함함- 를 포함하는, 통신 수립 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 네트워크 브리징 어댑터를 인증하는 단계는,
    상기 네트워크 브리징 어댑터로부터 제3 메시지를 송신하는 단계 -상기 제3 메시지는 상기 애드 혹 네트워크의 확장된 서비스 셋 식별자(ESSID)와 결합된 비밀 값을 포함하는 제1 챌린지 텍스트를 포함함-, 및
    상기 애드 혹 네트워크의 상기 무선 노드로부터 제4 메시지를 수신하는 단계 -상기 제4 메시지는 상기 무선 노드의 미디어 액세스 제어(MAC) 값과 결합된 상기 비밀 값을 포함하는 제2 챌린지 텍스트를 포함함- 를 더 포함하는, 통신 수립 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 노드들 중 제2 노드가 상기 애드 혹 네트워크를 액세스하도록 허용하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 노드는 상기 네트워크 브리징 어댑터의 포트에 물리적으로 연결되는 인터커넥트를 포함하는, 통신 수립 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 애드 혹 네트워크는 상기 공통 엔티티에 의해 제조되거나 또는 판매된 무선 노드들로 액세스를 제한시키는, 통신 수립 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 라디오 로직 유닛 및 상기 제2 라디오 로직 유닛 중 적어도 하나는 단일-대역 WiFi 라디오인, 통신 수립 방법.
  8. 공통 엔티티로부터 제공된 무선 노드들로만 액세스를 제한시키는 애드 혹 네트워크에서 동작하도록 구성된 네트워크 브리징 어댑터로서,
    하우징,
    상기 하우징의 측면을 따라 위치되어 전자 장치로부터의 데이터를 수신하는 적어도 하나의 포트,
    상기 애드 혹 네트워크의 존재를 검출하기 위해 메시지들을 송신 및 수신하는 제1 라디오 로직 유닛, 및
    상기 공통 엔티티와 다른 엔티티에 의해 제공된 노드들과의 통신을 수립함으로써 액세스 포인트로서 동작하는 제2 라디오 로직 유닛을 포함하는, 네트워크 브리징 어댑터.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 라디오 로직 유닛 및 상기 제2 라디오 로직 유닛은 둘 다 간섭을 피하기 위해 서로 다른 채널들에서 동작하는 이중-대역 WiFi 라디오들인, 네트워크 브리징 어댑터.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 라디오 로직 유닛은 제1 안테나를 통해 메시지들을 송신 및 수신하고, 상기 제2 라디오 로직 유닛은 제2 안테나를 통해 메시지들을 송신 및 수신하는, 네트워크 브리징 어댑터.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 라디오 로직 유닛은 간섭을 피하기 위해 상기 제2 라디오 로직 유닛과는 다른 채널들에서 동작하는 이중-대역 WiFi 라디오인, 네트워크 브리징 어댑터.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 라디오 로직 유닛 및 상기 제2 라디오 로직 유닛은 둘 다 간섭을 피하기 위해 서로 다른 채널들에서 동작하는 단일-대역 WiFi 라디오들인, 네트워크 브리징 어댑터.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 포트는 복수의 이더넷 포트인, 네트워크 브리징 어댑터.
  14. 시스템으로서,
    공통 엔티티로부터 제공되고, 액세스가 제한된 애드 혹 네트워크를 형성하는 하나 이상의 무선 노드들, 및
    네트워크 브리징 어댑터를 포함하고, 상기 네트워크 브리징 어댑터는,
    하우징,
    상기 하우징의 측면을 따라 위치되어 전자 장치로부터의 데이터를 수신하는 적어도 하나의 포트,
    상기 애드 혹 네트워크의 존재를 검출하기 위해 메시지들을 송신 및 수신하는 제1 라디오 로직 유닛, 및
    상기 공통 엔티티와 다른 엔티티에 의해 제공된 노드들과의 통신을 수립함으로써 액세스 포인트로서 동작하는 제2 라디오 로직 유닛을 포함하는, 시스템.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 네트워크 브리징 어댑터의 상기 제1 라디오 로직 유닛 및 상기 제2 라디오 로직 유닛은 둘 다 간섭을 피하기 위해 서로 다른 채널들에서 동시적으로 동작하는 이중-대역 WiFi 라디오들인, 시스템.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 네트워크 브리징 어댑터의 상기 제1 라디오 로직 유닛은 제1 안테나를 통해 메시지들을 송신 및 수신하고, 상기 제2 라디오 로직 유닛은 제2 안테나를 통해 메시지들을 송신 및 수신하는, 시스템.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 네트워크 브리징 어댑터의 상기 적어도 하나의 포트는 복수의 이더넷 포트인, 시스템.
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