TW201424439A - 網路中自動組態所用第一網路裝置之製備方法和自動組態方法及網路裝置 - Google Patents

網路中自動組態所用第一網路裝置之製備方法和自動組態方法及網路裝置 Download PDF

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Abstract

本案說明一種網路裝置自動組態重置之解決方案，適於把存取點角色交換成工作站角色，或反之。為製備網路內自動組態用之第一網路裝置(AP,STA1,STA2)，接受(13,22)第二網路裝置(AP,STA1,STA2)之側描，經由網路連接至該第一網路裝置(AP,STA1,STA2)。側描包括證明第二網路裝置(AP,STA1,STA2)之存取點。所接收之側描與該第一網路裝置(AP,STA1,STA2)的記憶器(43)內儲存之現有側描比較(23)，必要時，並儲存(14,24)於該記憶器(43)內。若稍微時間，決定(30)第一網路裝置(AP)之角色更換，即從記憶器(43)檢復(31)所儲存側描，用於把第一網路裝置(AP)連接(32)至第二網路裝置(AP(2))。

Description

網路中自動組態所用第一網路裝置之製備方法和自動組態方法及網路裝置
本發明係關於適於在網路內以二種不同角色操作的網路裝置之自動組態重置解決方案。更具體而言，本發明針對證明復原和自動提供機制，確保網路在組態重置後，網路仍能操作。
迄今主要由於跨越Wi-Fi的多媒體服務之傳遞，有愈來愈多的設備連接到家庭內WLAN(無線本區網路)。然而，有許多裝置尚無必要的硬體「裝載式」能夠連接到WLAN，只能在乙太網路上連接。因此，對Wi-Fi至乙太網路盒(Wi-Fi-to-Ethernet boxes)需要劇增，因其可使乙太網路裝置容易連接到WLAN。許多裝置刻意選擇不整合WLAN硬體的理由之一是，因為基本的802.11科技發展步調迅速。802.11bg大約費十年才到達成熟市場，而802.11n只在三年內已告普及，2013年又被802.11ac趕上。實際上，此意指內嵌Wi-Fi科技的裝置相當快速就有機會廢止或至少不太受歡迎。此舉對產品成本施加許多壓力，促使Wi-Fi至乙太網路盒陷入孤立窘境。
從生產成本觀點言，裝置廠商熱中於建造最多樣化產品，以便盡量少費心於硬體設備，即生產線、測試軟體等，和盡量盡量少邏輯成本，例如不同產品碼、不同訂單號、軟體、所需儲存空間等所致。由於往往實施單一Wi-Fi至乙太網路裝置，能夠兼做為AP(存取點)和STA(基地站)，維持生產和邏輯成本低。為使用容易，全部裝置接收AP證明，保證強力安全性。末端使用者不必提供精明的通關詞組(passphrase)，而藉用WPS-PBC(WPS為Wi-Fi保護設置，PBC為按鈕組態)，甚至不需知道AP的WPA(Wi-Fi保護存取)通關詞組。此更加不需在橋口裝置有任何使用者界面，進一步減少複雜性和成本。
不需進行許多網路架設功能，Wi-Fi至乙太網路盒，部署成 802.1d順應性橋口，在連接於AP的裝置與連接於STA的裝置間，透明順向送出封包。
克服此Wi-Fi至乙太網路盒之主要問題，在於網路證明之組態。理想上，末端使用者不必煩惱此等裝置之組態，應有能力使用盒外的裝置。此意味盒外(OOB)設定必須容許部署WLAN，通常是在製造時，經由二個或以上裝置「預配對」實現。另外是使用WPS-PBC組態，一旦末端使用者開始擴充其現時WLAN，即可應用。
可是，當使用者開始在實體上改變網路，就會有問題。例如，當使用人搬到新家，不知哪一盒是AP，和哪一盒是STA。
此成為議題是由於對可用帶寬會有衝擊，如此可能導致不再能夠連接到WLAN。
第1和2圖所示，係以使用Wi-Fi LAN裝置為例。在第1圖實施例中，有二STA裝置STA1和STA2連接到AP，從而連接到寬帶網路之中央閘口或端口。STA1和STA2具有AP的證明，因此容許上WLAN。因為二STA裝置共享WLAN帶寬，使用CSMA-CA(具有避免衝擊之載波感多元存取)，各STA大略獲得50%的可用空中時間，惟各使用同樣PHY(實體層速率)。
當末端使用者決定實體搬動裝置，場景即改變成第二圖所示。由於全部裝置均為常類，看來都一樣。結果，末端使用者不知不覺以錯誤方式連接裝置。如今STA2裝置接到寬帶網路之中央閘口或端口，而非AP。此項連接把可用帶寬誤截到每一STA裝置33%。此帶寬降之理由是IEEE 802.11基礎設施模態，不容許STA裝置彼此直接交換資料。全部封包改為必須通過AP。
幸虧配對或預配對，Wi-Fi鏈路仍然作業，但有實質上帶寬損失。須知所列實施例，在委託器和AP間視為同等PHY率。若因外來影響，開始改變，例如淡化、蔭影化、干擾等，衝擊會變成很惡化。
從第2圖場景，顯示需要功能性角色改變。於此，功能性角色改變意指，AP變成STA，或STA變成AP。此是恢復空中時間比，亦即朝向委託器之總貫輸量所需。
角色改變以動態為優先，例如使用發現機制，像LLDP(鏈 路層發現協定)、SSDP(簡單服務發現協定)，或甚至DHCP(動態主機組態協定)，故末端使用者不煩完全人為組態重置。決定網路服務角色改變之解決方案，載於例如US 7,380,025。
第3圖表示進行角色改變時所發生。STA2變成新存取點AP(2)，使用其本身證明集合，即BSSID(基本服務集合識別)和WPA通關詞組。其他裝置可再連接到網路，因為已經預配對。然而，若裝置未預配對，例如因為末端使用者購買二部分開裝置，或添加第三部裝置，或更換裝置，角色置換的場景會導致災難，因為其他裝置即不能再連接到網路。
本發明之目的，在於擬議一種網路裝置自動組態重置之可靠解決方案。
本發明提供一種網路內自動組態用第一網路裝置之製備方法(AP、STA1、STA2)，適於從存取點角色交換成基地站角色，或反其道而行，本方法包括步驟為：經由網路接收連接到該第一網路裝置的第二網路裝置之側描，其中第二網路裝置之側描包括第二網路裝置之存取點證明；就所接收側描與該第一網路裝置的記憶器內所儲存現有側描進行比較；若第二網路裝置之側描尚未儲存於記憶器內，把側描儲存於記憶器內。
因此，適於從存取點角色交換成基地站角色或反其道之網路裝置，包括：輸入，經由網路接收連接到該網路裝置的第二網路裝置之側描，其中第二網路裝置之側描包括第二網路裝置之存取點證明；記憶器，若第二網路裝置之側描尚未儲存於記憶器時，把側描加以儲存；比較器，就所接收側描與該網路裝置的記憶器內所儲存現有側描，進行比較。
本發明擬議一種證明復原和自動提供機制，最好做為軟體模組實施，包含在不同網路裝置(即存取點和基地站)上流轉之軟體內。裝 置宜設有自動角色檢測，意即指出其在WLAN內之功能角色為何。一旦此舉已告建立，WLAN即可透過使用WPS-PBC設置。若WLAN可操作，則證明之失落可藉軟體應用對峙，可檢復網路的全部節點(即存取點和網路之全部基地站)之側描，包括存取點證明。存取點和/或基地站把此資訊廣播給網路內全部節點。全部節點以此方式具有全部其他節點之存取點安全證明。一旦裝置以不同組態再度開機，保證WLAN可復原。網路證明之自動提供功能，不受末端使用者干擾。同時，比起裝置在生產時的預配對，此過程成本和費時遠較輕微。
存取點宜要求各新遇到的基地站，發送其側描。如此亦保證稍後聯合於網路的基地站之存取點安全證明，對全部節點均可用。
最好是記憶器內儲存之側描，以與後續側描間之預定延時，廣播入網路內。以此方式，不同基地站即具有充分時間處理各接到之側描。否則，仍然忙於儲存先前側描之基地站，可能會錯過進一步之側描。
經預定時間後，宜重複記憶器內儲存之側描廣播入網路的步驟。如此一來，稍微聯合於網路之裝置，亦可用到側描。
以不同組態再度開機後，為組態重置網路裝置，自動組構第一網路裝置之方法，適於從存取點角色交換成基地站角色或反其道，包括步驟為：決定第一網路裝置之角色改變；從記憶器檢復第二網路裝置之側描，其中第二網路裝置之側描包括第二網路裝置之存取點證明；使用檢復側描，把第一網路裝置連接到第二網路裝置。
因此，適於從存取點角色交換成基地站角色或反其道之網路裝置，包括：角色檢測器，決定網路裝置之角色改變；記憶器存取單位，從記憶器檢復第二網路裝置之側描，其中第二網路裝置之側描包括第二網路裝置之存取點證明；網路連接器，使用所檢復側描，把網路裝置連接至第二網路裝置。
若開機後，決定角色改變，即先前存取點決定如今需要做為基地站操作，此基地站檢復先前基地站之存取點安全證明，如今做為從其 記憶器之存取點操作。使用此等證明，基地站即能連接新的存取點。
為更佳明瞭本發明起見，茲參照附圖詳述如下。須知本發明不限於此具體例，而特定之特點亦可權宜組合和/或修飾，不違本發明附帶申請專利範圍所界定之範圍。
AP‧‧‧存取點
STA1,STA2‧‧‧基地站
10‧‧‧建立AP和STA間之鏈路
11‧‧‧發動應用
12‧‧‧質詢AP證明所連接STA
13‧‧‧接收AP證明所連接STA
14‧‧‧創造STA側描
15‧‧‧廣播STA側描給網路
20‧‧‧接受對AP證明之質詢
21‧‧‧發送AP證明
22‧‧‧接收STA側描
23‧‧‧就STA側描與現有側描比較
24‧‧‧若新，把STA側描添加於現有側描
25‧‧‧若非新，放棄所接收STA側描
30‧‧‧決定裝置之角色改變
31‧‧‧從記憶器檢復AP證明
32‧‧‧連接到新AP
40‧‧‧網路裝置
41‧‧‧輸入
42‧‧‧比較器
43‧‧‧記憶器
44‧‧‧角色檢測器
45‧‧‧記憶器存取點
46‧‧‧網路連接器
第1圖為正確組構網路，有一存取點和二基地站；第2圖描繪第1圖網路，在存取點與基地站之一交換之後；第3圖繪示第2圖網路內之角色改變；第4圖繪示利用一存取點進行本發明方法，供證明檢復和自動提供；第5圖描繪利用基地站進行本發明方法，供證明檢復和自動提供；第6圖詳示證明檢復並自動提供機制；第7圖繪示使用所檢復證明重新組構網路之方法；第8圖簡單描繪本發明網路裝置。
以下說明本發明對證明檢復和自動提供基制之解決方案。
再回頭看第1圖，圖中所示場景為「工廠從缺」場景。末端使用者不是已接收以各種方式連接之三個裝置，因為已經預配對過，便是末端使用者已以無規方式連接裝置，並正確建立WLAN。例如，WLAN可使用WPS-PBC方法二次設置，即STA1、STA2站各一次。
第4和5圖分別簡略繪示本發明利用存取點和基地站進行證明檢復和自動提供之方法。第6圖詳示為證明檢復和自動提供所進行之資料交換。存取點AP和基地站STA1、STA2間之鏈路一旦建立10，即發動11應用，質詢12連接到存取點AP的委託器STA1、STA2之存取點證明。應用最好使用層2，即MAC(媒體存取控制)層，或層3，在本例中為IP(網際網路協定)層，與委託器STA1、STA2通訊。至少層2通訊必須受到支持，因為在純橋接網路內，存取點AP和基地站裝置STA1、STA2不需接收IP位址。只需IP位址為WPS作業，但不需被DHCP(動態主機組態協定)指派。
存取點AP質詢12來自各連接基地站STA1、STA2之證明， 於接收13證明後，創作14基地站側描(若此等側描尚不可得)，並將證明「廣播」15回到網路。對於證明之分布，最好不用到真實廣播通訊量，因為Wi-Fi並不保證接到廣播/多元播放封包。取而代之的是，應用發送廣播圖幅，但Wi-Fi MAC層會加以轉換成單元播放圖幅，針對存取點AP連接表單上呈現之全部基地站STA1、STA2。
每當新基地站連接到存取點AP，存取點AP即質詢12基地站之安全證明。於接到20質詢後，基地站必須以含有證明結構之資料圖幅回答21，含BSSID和WPA-PSK(Wi-Fi保護存取一預分享關鍵詞)值，或WPA關鍵詞，若有。為此目的，最好使用逗點分開的表單。接到13此資訊之存取點AP，創作14含有新接到資訊之基地站側描。此等側描之例為TR-181/TR98「端點」：
一旦存取點AP已有至少二基地站側描，即開始通知現有安全證明之WLAN。存取點AP以單元播放資料圖幅，定期發送15a側描給各關聯裝置。為此，存取點AP宜組構二定期資訊參數“InterProfilePeriod”和“ProfileBroadcastPeriod”，InterProfilePeriod控制二不同側描的廣播中間之時間，例如2秒。ProfileBroadcastPeriod控制二後續廣播週期間之時間，例如1分鐘。
各站STA1、STA2於接到22 STA側描時，就資訊與其本身資料模型內之現有資訊比較23，並決定添加24側描或放棄25資訊。
一旦WLAN的全部節點AP、STA1、STA2把彼此的證明儲存於個別資料模型內，末端使用者即可安全讓裝置AP、STA1、STA2脫離，並以無規順序重新連接。自動角色檢測保證存取點AP保留連接於閘口，WLAN即可設置，因全部節點均有正確安全證明。使用檢復證明重新組構網路之方法，如第7圖所示。決定30存取點AP之角色改變時，從記憶器檢復31新存取點AP(2)之側描。使用此側描內儲存之證明時，無基地站功能之先前存取點，即連接32到新存取點AP(2)。
第8圖簡示本發明之網路裝置40。網路裝置40包括接收其他網路裝置的側描用之輸入41，以及儲存此等側描用之記憶器43。比較器42就所接收側描與記憶器43內儲存之現有側描進行比較，以免雙重進入記憶器內。裝置40又包括角色檢測器44，以決定網路裝置40之角色改變，例如從「存取點」角色改變成「基地站」角色。在角色改變已決定情況時，記憶器存取點45從記憶器43檢復第二網路裝置AP(2)之側描。使用檢復之側描，網路連接器46即可把網路裝置AP連接至第二網路裝置AP(2)。
10‧‧‧建立AP和STA間之鏈路
11‧‧‧發動應用
12‧‧‧質詢AP證明所連接STA
13‧‧‧接收AP證明所連接STA
14‧‧‧創造STA側描
15‧‧‧廣播STA側描給網路

Claims (10)

  1. 一種網路中自動組態所用第一網路裝置(AP,STA1,STA2)之製備方法，其中第一網路裝置(AP,STA1,STA2)適於從存取點角色交換成基地站角色，或反其道而行，本方法包括步驟為：經由網路接收(13,22)連接到該第一網路裝置(AP,STA1,STA2)之第二網路裝置(AP,STA1,STA2)側描，其中第二網路裝置(AP,STA1,STA2)包括第二網路裝置(AP,STA1,STA2)之存取點證明；就所接收側描與該第一網路裝置(AP,STA1,STA2)的記憶器(43)所儲存現有側描進行比較(23)；若第二網路裝置(AP,STA1,STA2)之側描尚未儲存於記憶器內，則把側描儲存(14,24)於記憶器(43)內者。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，又包括步驟為，要求(12)第二網路裝置(STA1,STA2)發送其側描者。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之方法，又包括步驟為，把記憶器(43)內儲存之側描廣播(15)入網路者。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中記憶器(43)內儲存之側描，以後續側描間之預定延伸(InterProfilePeriod)，廣播(15)入網路者。
  5. 如申請專利範圍第3或4項之方法，其中在預定時間(ProfileBroadcastPeriod)後，重複把記憶體(43)內儲存之側描廣播(15)入網路之步驟者。
  6. 一種在網路中自動組態第一網路裝置(AP)之方法，其中第一網路裝置(AP)適於從存取點角色交換成基地站角色或反其道，本方法包括步驟為：決定(30)第一網路裝置(AP)之角色改變；從記憶器(43)檢復(31)第二網路裝置(AP(2))之側描；使用檢復側描，把第一網路裝置(AP)連接(32)到第二網路裝置(AP(2))者。
  7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中第二網路裝置(AP(2))之側描包括第二網路裝置(AP(2))之存取點證明者。
  8. 如申請專利範圍第6或7項之方法，其中第二網路裝置(AP(2))之側描已使用申請專利範圍第1至7項之一項方法，儲存於記憶器(43)內者。
  9. 一種適於從存取點角色交換成基地站角色或反其道之網路裝置(AP,STA1,STA2)，其特徵為，網路裝置(AP,STA1,STA2)包括：輸入(41)，經由網路接收(13,22)連接到該網路裝置(AP,STA1,STA2)的第二網路裝置(AP,STA1,STA2)之側描，其中第二網路裝置(AP,STA1,STA2)之側描包括第二網路裝置(AP,STA1,STA2)之存取點證明；記憶器(43)，若第二網路裝置(AP,STA1,STA2)之側描尚未儲存於記憶器(43)時，把側描加以儲存(14,24)；比較器(42)，就所接收側描與該網路裝置(AP,STA1,STA2)的記憶器(43)內所儲存現有側描，進行比較(23)者。
  10. 一種適於從存取點角色交換成基地站角色或反其道之網路裝置(AP)，其特徵為，網路裝置(AP)包括：角色檢測器(44)，決定(30)網路裝置(AP)之角色改變；記憶器存取單位(45)，從記憶器(43)檢復(31)第二網路裝置(AP(2))之側描；其中第二網路裝置(AP(2))之側描包括第二網路裝置(AP(2))之存取點證明；網路連接器(46)，使用所檢復側描，把網路裝置(AP)連接(32)至第二網路裝置(AP(2))者。
TW102142541A 2012-12-11 2013-11-22 網路中自動組態所用第一網路裝置之製備方法和自動組態方法及網路裝置 TWI647969B (zh)

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