WO2010097003A1 - 以分离mac模式实现wapi与capwap融合方法 - Google Patents

以分离mac模式实现wapi与capwap融合方法 Download PDF

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WO2010097003A1
WO2010097003A1 PCT/CN2009/075921 CN2009075921W WO2010097003A1 WO 2010097003 A1 WO2010097003 A1 WO 2010097003A1 CN 2009075921 W CN2009075921 W CN 2009075921W WO 2010097003 A1 WO2010097003 A1 WO 2010097003A1
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WO
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site
capwap
wireless terminal
access controller
wai
Prior art date
Application number
PCT/CN2009/075921
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English (en)
French (fr)
Inventor
铁满霞
曹军
杜志强
葛莉
赖晓龙
Original Assignee
西安西电捷通无线网络通信股份有限公司
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Filing date
Publication date
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    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04LTRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L69/00Network arrangements, protocols or services independent of the application payload and not provided for in the other groups of this subclass
    • H04L69/08Protocols for interworking; Protocol conversion
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W12/00Security arrangements; Authentication; Protecting privacy or anonymity
    • H04W12/06Authentication
    • H04W12/069Authentication using certificates or pre-shared keys
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W80/00Wireless network protocols or protocol adaptations to wireless operation
    • H04W80/08Upper layer protocols
    • H04W80/12Application layer protocols, e.g. WAP [Wireless Application Protocol]
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04WWIRELESS COMMUNICATION NETWORKS
    • H04W92/00Interfaces specially adapted for wireless communication networks
    • H04W92/02Inter-networking arrangements

Definitions

  • the present invention relates to the field of network applications, and in particular, to a method for implementing WAPI and CAPWAP fusion in a split MAC mode.
  • the access point AP acts as a separate entity on the network and fully deploys and terminates the GB15629.il function, which needs to be managed independently.
  • the autonomous system architecture is adopted based on the WLAN authentication and confidentiality base.
  • the network working mode of the autonomous architecture has gradually become an obstacle to the development of wireless technology due to its inherent defects.
  • the AP acts as an Internet Protocol (IP) addressable device and needs to be managed independently, including monitoring, configuration, and control.
  • IP Internet Protocol
  • the wireless transmission medium is used as a shared resource.
  • each AP In order to improve the performance of the network, each AP must be monitored in real time and dynamically updated according to the current usage of the shared medium, and manually configured and wirelessly transmitted. Media-related AP parameters will consume a lot of manpower and material resources.
  • the purpose of the present invention is to overcome the shortcomings of the autonomous WLAN network architecture described above, and provide a separate MAC mode for implementing a wireless office i or a network privacy infrastructure WPI (WLAN Privacy Infrastructure) by a wireless terminal point WTP (Wireless Terminal Point).
  • WPI WLAN Privacy Infrastructure
  • WTP Wireless Terminal Point
  • the invention proposes to bind the CAPWAP specification to WAPI and realize the separation of WPI by WTP.
  • the MAC mode method is special in that: The method includes the following steps:
  • step 2.1 The specific steps of step 2.1 above are as follows:
  • the station passively listens to the beacon frame of the wireless terminal point to obtain the parameter of the wireless terminal point including the WAPI information element; or the station actively sends the inquiry request frame to the wireless terminal point, and the wireless terminal point receives the inquiry request frame of the station.
  • the WAPI information element includes an authentication and key management suite and a cipher suite supported by the wireless terminal point;
  • the station sends a link verification request frame to the access controller to request link verification with the access controller;
  • the access controller sends a link verification response frame to the station according to the link verification request frame of the station;
  • the station After the link verification is successful, the station sends an association request frame to the access controller, requesting association with the access controller, and including the WAPI information element in the association request frame to determine the authentication and key management suite for the site selection. And cipher suites;
  • the access controller resolves the association request frame of the site and sends an association response frame to the site.
  • step 2.2 The specific steps of step 2.2) above are as follows:
  • the access controller sends a CAPWAP Site Configuration Request message to the wireless terminal, including the Add Station, GB15629.il Join Station, GB15629.il Site Session Key (Station Session Key) message element; wherein A in the GB15629.il site session key message element is set to 1 to inform the wireless terminal to close the controlled port, and only forward the WAI protocol data from the corresponding site; where A is One of the flag bits in the GB15629.il site session key message element, A is used as the flag bit. If the flag is set to 1, it is used to inform the wireless terminal to open the controlled port and forward only the WAI protocol data.
  • A is One of the flag bits in the GB15629.il site session key message element, A is used as the flag bit. If the flag is set to 1, it is used to inform the wireless terminal to open the controlled port and forward only the WAI protocol data.
  • the wireless terminal sends a CAPWAP Site Configuration Response to the Access Controller (Station)
  • the Configuration Respons message which includes a message element such as a Result Code, is used to identify the processing result of the CAPWAP Site Configuration Request message.
  • step 2.3) The specific steps of step 2.3) above are as follows:
  • step 2.4 The specific steps of step 2.4) above are as follows:
  • the access controller sends a CAPWAP Site Configuration Request message to the wireless terminal, including the joining site, GB15629.il joining the site, GB15629.il site session key, GB15629.il information element (GB15629.il Information Element) Message element; according to the MAC address of the site in the joining site message element, the wireless terminal point opens a controlled port corresponding to the MAC address, and forwards all data from the site, including WAI protocol data and non-WAI protocol data;
  • the wireless terminal sends a CAPWAP Site Configuration Response message to the access controller, including a message element such as a result code, for identifying the processing result of the CAPWAP Site Configuration Request message.
  • step 2.5 The specific steps of step 2.5) above are as follows:
  • the wireless terminal encrypts the data from the access controller and sends it to the site;
  • the wireless terminal decrypts and forwards the data from the site to the access controller.
  • Step 2.5) above also includes step 2.6) accessing the unicast key update process between the controller and the site.
  • step 2.6 The specific steps of step 2.6) above are as follows:
  • the access controller performs a WAI unicast key negotiation process with the site;
  • the access controller After the WAI unicast key negotiation process is completed, the access controller sends a point to the wireless terminal.
  • CAPWAP site configuration request message the message includes the joining site, GB 15629.11 joining site, GB15629.il site session key and GB15629.il information element message element;
  • the wireless terminal point sends a CAPWAP Site Configuration Response message to the access controller, including a result code message element, for identifying the processing result of the CAPWAP Site Configuration Request message.
  • steps 2.5) or 2.6) also include step 2.7) accessing the multicast key update process between the controller and the site.
  • step 2.7 The specific steps of step 2.7 above are as follows:
  • GB15629.il WLAN Configuration Request GB15629.il WLAN Configuration Request
  • GB15629.il update WLAN GB15629.11
  • Update WLAN message element, which includes a multicast session key MSK (Multicast Session Key) key data, an MSK index, an MSK update start identifier, and a data packet sequence number PN (Packet Number) information.
  • MSK Multicast Session Key
  • MSK index an MSK index
  • MSK update start identifier an MSK update start identifier
  • PN Packet Number
  • the wireless terminal sends a GB15629.il WLAN Configuration Response (GB15629.il WLAN Configuration Response) message to the access controller, which contains a result code message element for identifying the processing result of the GB15629.il WLAN configuration request message;
  • the access controller After the WAI multicast key advertisement process is completed, the access controller sends a GB15629.il WLAN configuration request message to the wireless terminal, which includes GB15629.il to update the WLAN message element, which includes the MSK index and the MSK. Update end identification information;
  • the wireless terminal sends a GB15629.il WLAN configuration response message to the access controller, which includes a result code message element for identifying the processing result of the GB15629.11 WLAN configuration request message.
  • the present invention provides a communication interaction process between WLAN entities in a separate MAC mode in which WPI is implemented by WTP by binding a CAPWAP specification to WAPI, and is characterized in that: separating MAC function and WAPI function of AP into WTP and access controller AC (Access Controller), the WTP implements the real-time information interaction required by the GB15629.il standard between the station STA (Station), including the beacon frame, the response to the inquiry request frame, etc., and implements the WPI protocol, by the AC. Realize non-real-time interactions with STAs, including associations, WAI protocols, and more.
  • the communication between AC and WTP is implemented based on the CAPWAP GB15629.il binding specification.
  • the partitioning mode of this AP function This is called a split MAC mode in which WPI is implemented by WTP.
  • the present invention has the following advantages:
  • the present invention proposes a method for implementing WAPI and CAPWAP fusion in a split MAC mode, by dividing the media access control MAC (Medium Access Control) function and the WAPI function of the AP,
  • the centralized control and management of the entire network AP can meet the deployment requirements of large-scale WLAN.
  • Overcoming the limitations of the current autonomous network architecture based on the WAPI protocol cannot be applied to large-scale WLAN deployment requirements. It adopts a split MAC mode to achieve unified monitoring, configuration and control of the WTP by the AC, so as to achieve centralized management of the WTP in the WLAN.
  • the WAI protocol is implemented by the AC
  • the WPI protocol is implemented by the WTP
  • the WAPI protocol is converged.
  • the WLAN architecture is seamlessly integrated to ensure WLAN security.
  • the invention can not only meet the large-scale deployment requirements of the WLAN, but also ensure the security of the WLAN under the convergence architecture.
  • Figure 1 is a message flow diagram of a separate MAC mode in which the CAPWAP specification is bound to WAPI by WTP to implement WPI;
  • FIG. 3 is a flow chart of multicast key update between the AC and the STA. detailed description
  • the MAC mode separating the MAC function and the WAPI function of the AP into the WTP and the access controller AC (Access Controller);
  • the WTP beacon frame obtains WTP related parameters, including WAPI information elements (WTP-supported authentication and key management suite, cipher suite, etc.);
  • the STA sends an inquiry request frame to the WTP, and after receiving the inquiry request frame of the STA, the WTP sends a query response frame to the STA, and the STA obtains the WTP related parameter from the WTP inquiry response frame, including the WAPI information element.
  • the WAPI information element includes an authentication and key management suite supported by the WTP, a cipher suite, and the like;
  • the STA After obtaining the WTP probe response, the STA sends a link verification request frame to the AC to request link verification with the AC;
  • the AC sends a link verification response frame to the STA according to the link verification request frame of the STA;
  • the STA After the link verification is successful, the STA sends an association request frame to the AC, and the request is associated with the AC.
  • the STA includes the WAPI information element in the association request to determine the authentication and key management suite, the cipher suite, and the like selected by the STA;
  • the AC resolves the association request frame of the STA, and sends an association response frame to the STA.
  • the AC sends a CAPWAP Site Configuration Request message to the WTP, including the joining site (the MAC address of the STA), the GB15629.il joining site (WLAN ID), and the GB15629.il site session key (A is set to 1). Wait for message elements.
  • the A in the GB15629.il site session key message element is set to 1 to inform the WTP to close the controlled port, and only forward the WAI protocol data from the corresponding STA; where A is the GB15629.il site session key message element.
  • One of the identification bits, A as the identification bit, if the flag is set to 1, is used to inform the wireless terminal to open the controlled port, and only forward the WAI protocol data.
  • the WTP sends a CAPWAP Site Configuration Response message to the AC, which contains a message element such as a result code, which is used to identify the processing result of the CAPWAP Site Configuration Request message.
  • the WAI authentication process between the AC and the STA includes: WTP decapsulating the WAI authentication data encapsulated by the CAPWAP data encapsulation format from the AC and forwarding the data to the STA; and authenticating the WAI authentication data from the STA according to the CAPWAP data.
  • the format is encapsulated and sent to the AC;
  • the WAI unicast key negotiation process between the AC and the STA includes: WTP decapsulating the WAI unicast key negotiation data encapsulated by the CAPWAP data encapsulation format from the AC, and then forwarding the data to the STA;
  • the WAI unicast key negotiation data is encapsulated according to the CAPWAP data encapsulation format and sent to the AC;
  • the WAI multicast key advertisement process between the AC and the STA; the method includes: WTP unpacking the WAI multicast key advertisement data encapsulated by the CAPWAP data encapsulation format from the AC
  • the WAI multicast key advertisement data from the STA is encapsulated according to the CAPWAP data encapsulation format and sent to the AC.
  • the AC sends a CAPWAP Site Configuration Request message to the WTP, including the joining site (the MAC address of the STA), the GB15629.il joining site (WLAN ID), the GB15629.il site session key (key data), GB15629 Message element such as .il information element (WAPIIE (password algorithm is WPI-SMS4)); according to the MAC address of the STA in the join site message element, WTP opens the controlled port of the site corresponding to the MAC address, and forwards all data from the STA. , including WAI protocol data and non-WAI protocol data;
  • WAPIIE word algorithm is WPI-SMS4
  • the WTP sends a CAPWAP Site Configuration Response message to the AC, which contains a message element such as a result code, which is used to identify the processing result of the CAPWAP Site Configuration Request message.
  • WTP encrypts data from the AC and sends it to the STA
  • WTP decrypts and forwards data from the STA to the AC.
  • the process of the present invention further includes the step 2.6) a unicast key update process between the AC and the STA:
  • the AC sends a CAPWAP Site Configuration Request message to the WTP, including the joining site (the MAC address of the STA), the GB15629.il joining the site (WLAN ID), and GB15629.il. Message elements such as the site session key (Unicast Session Key), GB15629.il information element (WAPIIE (password algorithm is WPI-SMS4));
  • the WTP sends a CAPWAP Site Configuration Response message to the AC, which contains a result code message element, which is used to identify the processing result of the CAPWAP Site Configuration Request message.
  • the process of the present invention further includes the step 2.7) a multicast key update process between the AC and the STA:
  • the AC When the AC needs to perform multicast key update, it first sends a GB15629.il WLAN configuration request message to the WTP, which contains GB15629.il to update the WLAN message element.
  • the element includes MSK key data, MSK index, MSK update start identifier, data packet sequence number PN, and the like;
  • the WTP sends a GB15629.il WLAN configuration response message to the AC, which contains message elements such as the result code, which are used to identify the processing result of the GB15629.il WLAN configuration request message; 2.7.3) Perform WAI between the AC and the STA Multicast key notification process;
  • the AC sends a GB15629.il WLAN configuration request message to the WTP, which includes the message elements such as GB15629.il update WLAN (MSK index, MSK update end identifier);
  • the WTP sends a GB15629.il WLAN configuration response message to the AC, which contains a message element such as a result code, which is used to identify the processing result of the GB15629.il WLAN configuration request message.

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Description

以分离 MAC模式实现 WAPI与 CAPWAP融合方法
本申请要求于 2009 年 2 月 27 日提交中国专利局、 申请号为 200910021420.7、 发明名称为"以分离 MAC模式实现 WAPI与 CAPWAP融合 的方法 "的中国专利申请的优先权, 其全部内容通过引用结合在本申请中。 技术领域
本发明涉及网络应用领域, 尤其涉及以分离 MAC 模式实现 WAPI 与 CAPWAP融合的方法。
背景技术
自治式体系架构的无线局域网 WLAN ( Wireless Local Area Networks ) 中 无线接入点 AP ( Access Point )作为网络上一个单独的实体, 完全部署和端接 GB15629.il 功能, 需对其进行独立管理。 目前基于无线局域网鉴别与保密基 均采用自治式体系架构, 但随着 WLAN部署规模的扩大, 这种自治式架构的 网络工作模式因其固有的缺陷已逐渐成为制约无线技术发展的障碍。
首先,自治式架构的 WLAN中, AP作为网际互联协议 IP( Internet Protocol ) 可寻址设备, 需要进行独立管理, 包括监测、 配置和控制等。 在进行大规模网 络部署时, 大量的 AP将产生巨大的管理开销, 给网络造成沉重负担。 尤其是 网内 AP的配置管理方式互不相同时, 这种现象更为明显, 势必阻碍无线技术 的发展。
其次, 自治式架构的 WLAN中, 保证所有 AP配置参数的一致性存在一 定困难。 因为 AP的配置中除静态参数外, 更多的是需要动态配置的参数。 在 大规模 WLAN中, 及时更新全网 AP的动态配置的工作量非常繁重, 甚至无 法实现。
第三, WLAN中, 无线传输介质作为一种共享资源, 为提高网络的性能, 必须实时监测每一个 AP并根据当前共享介质的使用情况对这些 AP的配置进 行动态更新, 而手工配置与无线传输介质相关的 AP参数将耗费大量的人力、 物力。
第四, 自治式架构的 WLAN中, 安全接入网络和阻止非法 AP的加入也 较为困难。 在通常情况下, AP 的部署位置使得难以对其加以保护, 一旦 AP 被窃将造成所加载安全信息的泄漏, 对网络安全造成威胁。
综上所述, 自治式架构的 WLAN中, 尤其在大规模部署的情况下, 对 AP 进行监测、 配置和控制将给网络造成沉重的管理负担。 而且, 维护 AP配置的 一致性也十分困难。 此外, 无线传输介质的共享和动态特性要求网络中 AP协 作一致以争取最大的网络性能和最小的无线干扰, 这对 AP的配置管理提出了 更高的要求。安全是设计无线网络需要考虑的重要因素之一, 大规模的部署也 将给 WLAN的安全带来巨大挑战。 由此可见, 自治式体系架构 WLAN的工作 模式已无法适用大规模网络的部署需求,亟需设计基于 WAPI的会聚式 WLAN 网络体系架构,即 WAPI瘦 AP架构。目前基于无线接入点控制与配置 CAPWAP ( Control And Provisioning of Wireless Access Points )协议 IEEE 802.11绑定规 范的 WLAN不可避免地继承了 IEEE 802.11i的安全缺陷, 所以, 需要更为安 全的替代解决方案。
发明内容
本发明的目的在于克服上述自治式 WLAN网络体系架构的缺陷, 提供一 种由无线终端点 WTP ( Wireless Terminal Point )实现无线局 i或网保密基础结构 WPI ( WLAN Privacy Infrastructure ) 的分离 MAC模式的将 CAPWAP规范绑 定 WAPI的方法, 提出一种更为安全的基于 WAPI的会聚式 WLAN体系架构 的工作流程。
本发明的技术解决方案是:
本发明提出一种将 CAPWAP规范绑定 WAPI由 WTP实现 WPI的分离
MAC模式的方法, 其特殊之处在于: 该方法包括以下步骤:
1 )构建由无线终端点实现 WPI的分离 MAC模式的步骤: 将无线接入点 的 MAC功能和 WAPI功能分别分离到无线终端点和访问控制器上;
2 )在由无线终端点实现 WPI的分离 MAC模式下, 进行 CAPWAP规范 与 WAPI的绑定的步骤:
2.1 )站点与无线终端点以及访问控制器之间进行关联连接的过程; 2.2 )访问控制器与无线终端点之间通告无线局域网鉴别基础结构 WAI ( WLAN Authentication Infrastructure )十办议开始执行的过程;
2.3 )站点与访问控制器之间执行 WAI协议的过程; 2.4 )访问控制器与无线终端点之间通告 WAI协议执行结束的过程; 2.5 )无线终端点与站点之间利用 WPI进行保密通信的过程。
上述步骤 2.1 ) 的具体步骤如下:
2.1.1 )站点被动侦听无线终端点的信标帧获得包括 WAPI信息元素的无线 终端点的参数; 或者站点主动向无线终端点发送探询请求帧, 无线终端点收到 站点的探询请求帧后, 向站点发送探询响应帧, 站点收到探询响应帧即获得包 括 WAPI信息元素的无线终端点的参数;所述 WAPI信息元素包括无线终端点 支持的鉴别及密钥管理套件和密码套件;
2.1.2 )站点向访问控制器发送链路验证请求帧,请求与访问控制器之间的 链路验证;
2.1.3 )访问控制器根据站点的链路验证请求帧, 向站点发送链路验证响应 帧;
2.1.4 )链路验证成功后, 站点向访问控制器发送关联请求帧, 请求与访问 控制器进行关联, 在关联请求帧中包括 WAPI信息元素, 用以确定站点选择的 鉴别及密钥管理套件和密码套件;
2.1.5 )访问控制器解析站点的关联请求帧, 向站点发送关联响应帧。
上述步骤 2.2 ) 的具体步骤如下:
2.2.1 )访问控制器向无线终端点发送 CAPWAP 站点配置请求 (Station Configuration Request )消息, 消息中包括加入站点( Add Station ), GB15629.il 加入站点 (Add Station ), GB15629.il站点会话密钥 ( Station Session Key ) 消 息元素; 其中, GB15629.il站点会话密钥消息元素中的 A被置为 1用于告知 无线终端点关闭受控端口, 仅转发来自对应站点的 WAI协议数据; 其中 A为 GB15629.il站点会话密钥消息元素中的一个标识位, A作为标识位, 若该标 识被设置为 1 , 用于告知无线终端点打开受控端口, 仅转发 WAI协议数据。
2.2.2 ) 无线终端点向访问控制器发送 CAPWAP 站点配置响应 (Station
Configuration Respons ) 消息, 其中包括结果码 ( Result Code )等消息元素, 用于标识对 CAPWAP站点配置请求消息的处理结果。
上述步骤 2.3 ) 的具体步骤如下:
2.3.1 )访问控制器与站点之间的 WAI鉴别过程; 包括: 无线终端点对来 自访问控制器的根据 CAPWAP数据封装格式封装的 WAI鉴别数据进行拆封后 转发给站点;对来自站点的 WAI鉴别数据根据 CAPWAP数据封装格式进行封 装后发送给访问控制器;
2.3.2 )访问控制器与站点之间的 WAI单播密钥协商过程; 包括: 无线终 端点对来自访问控制器的根据 CAPWAP数据封装格式封装的 WAI单播密钥协 商数据进行拆封后转发给站点; 对来自站点的 WAI 单播密钥协商数据根据 CAPWAP数据封装格式进行封装后发送给访问控制器;
2.3.3 )访问控制器与站点之间的 WAI组播密钥通告过程; 包括: 无线终 端点对来自访问控制器的根据 CAPWAP数据封装格式封装的 WAI组播密钥通 告数据进行拆封后转发给站点; 对来自站点的 WAI 组播密钥通告数据根据 CAPWAP数据封装格式进行封装后发送给访问控制器。
上述步骤 2.4 ) 的具体步骤如下:
2.4.1 )访问控制器向无线终端点发送 CAPWAP站点配置请求消息, 消息 中包括加入站点、 GB15629.il 加入站点、 GB15629.il 站点会话密钥、 GB15629.il信息元素( GB15629.il Information Element )消息元素; 根据加入 站点消息元素中站点的 MAC地址, 无线终端点打开与所述 MAC地址对应的 受控端口, 转发来自该站点的所有数据, 包括 WAI协议数据和非 WAI协议数 据;
2.4.2 )无线终端点向访问控制器发送 CAPWAP站点配置响应消息, 其中 包括结果码等消息元素,用于标识对 CAPWAP站点配置请求消息的处理结果。
上述步骤 2.5 ) 的具体步骤如下:
2.5.1 )无线终端点加密来自访问控制器的数据并发送给站点;
2.5.2 )无线终端点解密并向访问控制器转发来自站点的数据。
上述步骤 2.5 )之后还包括步骤 2.6 )访问控制器与站点之间的单播密钥更 新过程。
上所述步骤 2.6 ) 的具体步骤如下:
2.6.1 ) 当需要进行单播密钥更新时, 访问控制器与站点之间执行 WAI单 播密钥协商过程;
2.6.2 ) 当 WAI单播密钥协商过程完成后, 访问控制器向无线终端点发送 CAPWAP站点配置请求消息, 消息中包含加入站点、 GB 15629.11加入站点、 GB15629.il站点会话密钥和 GB15629.il信息元素消息元素;
2.6.3 )无线终端点向访问控制器发送 CAPWAP站点配置响应消息, 其中 包括结果码消息元素, 用于标识对 CAPWAP站点配置请求消息的处理结果。
上述步骤 2.5 )或 2.6 )之后还包括步骤 2.7 )访问控制器与站点之间的组 播密钥更新过程。
上述步骤 2.7 ) 的具体步骤如下:
2.7.1 ) 当访问控制器需要进行组播密钥更新时, 首先向无线终端点发送 GB15629.il WLAN配置请求(GB15629.il WLAN Configuration Request ) 消 息, 其中包含 GB15629.il更新 WLAN(GB15629.11 Update WLAN)消息元素, 该消息元素中包括组播会话密钥 MSK( Multicast Session Key )密钥数据、 MSK 索引、 MSK更新开始标识和数据分组序号 PN ( Packet Number )信息。
2.7.2 ) 无线终端点向访问控制器发送 GB15629.il WLAN 配置响应 ( GB15629.il WLAN Configuration Response ) 消息, 其中包含结果码消息元 素, 用于标识对 GB15629.il WLAN配置请求消息的处理结果;
2.7.3 )访问控制器与站点之间执行 WAI组播密钥通告过程;
2.7.4 ) 当 WAI组播密钥通告过程完成后, 访问控制器向无线终端点发送 GB15629.il WLAN配置请求消息, 其中包含 GB15629.il更新 WLAN消息元 素, 该消息元素中包括 MSK索引和 MSK更新结束标识信息;
2.7.5 )无线终端点向访问控制器发送 GB15629.il WLAN配置响应消息, 其中包括结果码消息元素, 用于标识对 GB15629.11WLAN配置请求消息的处 理结果。
本发明提供一种将 CAPWAP规范绑定 WAPI的由 WTP实现 WPI的分离 MAC模式的 WLAN实体之间的通信交互流程, 其特征在于: 将 AP的 MAC 功能和 WAPI功能分离到 WTP和访问控制器 AC ( Access Controller )上, 由 WTP实现与站点 STA ( Station )之间的 GB15629.il标准要求的实时性信息的 交互, 包括信标帧、 对探询请求帧的响应等, 并实现 WPI协议, 由 AC实现 与 STA之间的非实时性交互, 包括关联、 WAI 协议等。 并基于 CAPWAP GB15629.il绑定规范实现 AC与 WTP之间的通信。 将这种 AP功能的划分模 式称为由 WTP实现 WPI的分离 MAC模式。 本发明与现有技术相比具有如下 优点: 本发明提出了以分离 MAC模式实现 WAPI与 CAPWAP融合的方法, 通过将 AP的媒体访问控制 MAC ( Medium Access Control )功能以及 WAPI 功能进行划分, 实现对全网 AP 的集中控制和管理, 能够满足大规模 WLAN 的部署需求。 克服了目前基于 WAPI协议的自治式网络架构无法适用大规模 WLAN部署需求的局限性。 它采用分离 MAC的模式, 实现 AC对 WTP的统 一监测、 配置和控制,从而达到对 WLAN中 WTP进行集中管理的目的; 采用 由 AC实现 WAI协议, WTP实现 WPI协议的方式, 将 WAPI协议与会聚式 WLAN体系架构无缝融合, 能够保障 WLAN 的安全。 本发明不仅能够满足 WLAN的大规模部署需求,而且能够保证会聚式体系架构下 WLAN的安全性。 附图说明
图 1为将 CAPWAP规范绑定 WAPI由 WTP实现 WPI的分离 MAC模式 的消息流程图;
图 2为 AC与 STA之间的单播密钥更新流程图;
图 3为 AC与 STA之间的组播密钥更新流程图。 具体实施方式
参见图 1 , 根据本发明的优选实施例, 其具体方法如下:
1 )构建由无线终端点实现 WPI的分离 MAC模式: 将 AP的 MAC功能 和 WAPI功能分离到 WTP和访问控制器 AC ( Access Controller )上;
2 )在由无线终端点实现 WPI的分离 MAC模式下, 实现 CAPWAP规范 绑定 WAPI;
2.1 ) STA与 WTP以及 AC之间的关联连接过程;
2.1.1 ) STA被动侦听 WTP的信标帧获得 WTP的相关参数, 包括 WAPI 信息元素 (WTP支持的鉴别及密钥管理套件、 密码套件等);
或者, STA主动向 WTP发送探询请求帧, WTP收到 STA的探询请求帧 后, 向 STA发送探询响应帧, STA从收到 WTP的探询响应帧中获得 WTP的 相关参数, 包括 WAPI信息元素; 其中, WAPI信息元素包括 WTP支持的鉴别及密钥管理套件、 密码套件 等;
2.1.2 ) STA获得 WTP的探询响应后, 向 AC发送链路验证请求帧, 请求 与 AC之间的链路验证;
2.1.3 ) AC根据 STA的链路验证请求帧, 向 STA发送链路验证响应帧;
2.1.4 )链路验证成功后, STA向 AC发送关联请求帧, 请求与 AC进行关 联, STA在关联请求中包含 WAPI信息元素确定 STA选择的鉴别及密钥管理 套件、 密码套件等;
2.1.5 ) AC解析 STA的关联请求帧, 向 STA发送关联响应帧。
2.2 ) AC与 WTP之间 WAI协议开始执行的通告过程;
2.2.1 ) AC向 WTP发送 CAPWAP站点配置请求消息, 消息中包含加入站 点 ( STA的 MAC地址)、 GB15629.il加入站点( WLAN ID )、 GB15629.il站 点会话密钥(A被置为 1 )等消息元素。 其中, GB15629.il站点会话密钥消息 元素中的 A被置为 1用于告知 WTP关闭受控端口, 仅转发来自对应 STA的 WAI协议数据;其中 A为 GB15629.il站点会话密钥消息元素中的一个标识位, A作为标识位, 若该标识被设置为 1 , 用于告知无线终端点打开受控端口, 仅 转发 WAI协议数据。
2.2.2 ) WTP向 AC发送 CAPWAP站点配置响应消息, 其中包含结果码等 消息元素, 用于标识对 CAPWAP站点配置请求消息的处理结果。
2.3 ) STA与 AC之间 WAI协议的执行过程;
2.3.1 ) AC与 STA之间的 WAI鉴别过程; 包括: WTP对来自 AC的由 CAPWAP数据封装格式封装的 WAI鉴别数据进行拆封后转发给 STA; 对来自 STA的 WAI鉴别数据根据 CAPWAP数据封装格式进行封装后发送给 AC;
2.3.2 ) AC与 STA之间的 WAI单播密钥协商过程; 包括: WTP对来自 AC的由 CAPWAP数据封装格式封装的 WAI单播密钥协商数据进行拆封后转 发给 STA; 对来自 STA的 WAI单播密钥协商数据根据 CAPWAP数据封装格 式进行封装后发送给 AC;
2.3.3 ) AC与 STA之间的 WAI组播密钥通告过程; 包括: WTP对来自 AC的由 CAPWAP数据封装格式封装的 WAI组播密钥通告数据进行拆封后转 发给 STA; 对来自 STA的 WAI组播密钥通告数据根据 CAPWAP数据封装格 式进行封装后发送给 AC。
2.4 ) AC与 WTP之间 WAI协议执行结束的通告过程;
2.4.1 ) AC向 WTP发送 CAPWAP站点配置请求消息, 消息中包含加入站 点 ( STA的 MAC地址)、 GB15629.il加入站点( WLAN ID )、 GB15629.il站 点会话密钥 (密钥数据)、 GB15629.il 信息元素 ( WAPIIE (密码算法为 WPI-SMS4 ) )等消息元素;根据加入站点消息元素中 STA的 MAC地址, WTP 打开与该 MAC地址对应站点的受控端口,转发来自该 STA的所有数据, 包括 WAI协议数据和非 WAI协议数据;
2.4.2 ) WTP向 AC发送 CAPWAP站点配置响应消息, 其中包含结果码等 消息元素, 用于标识对 CAPWAP站点配置请求消息的处理结果。
2.5 ) WTP与 STA之间利用 WPI进行保密通信的过程;
2.5.1 ) WTP加密来自 AC的数据并发送给 STA;
2.5.2 ) WTP解密并向 AC转发来自 STA的数据。
参见图 2, 此外, 本发明流程中还包括步骤 2.6 ) AC与 STA之间的单播 密钥更新过程:
2.6.1 ) 当需要进行单播密钥更新时, AC与 STA之间执行 WAI单播密钥 协商过程;
2.6.2 ) 当 WAI单播密钥协商过程完成后, AC向 WTP发送 CAPWAP站 点配置请求消息, 消息中包含加入站点 ( STA的 MAC地址)、 GB15629.il加 入站点( WLAN ID )、 GB15629.il站点会话密钥(单播会话密钥 USK ( Unicast Session Key )、 GB15629.il信息元素 (WAPIIE (密码算法为 WPI-SMS4 ) )等 消息元素;
2.6.3 ) WTP向 AC发送 CAPWAP站点配置响应消息, 其中包含结果码消 息元素, 用于标识对 CAPWAP站点配置请求消息的处理结果。
参见图 3, 此外, 本发明流程中还包括步骤 2.7 ) AC与 STA之间的组播 密钥更新过程:
2.7.1 ) 当 AC需要进行组播密钥更新时, 首先向 WTP发送 GB15629.il WLAN配置请求消息, 其中包含 GB15629.il更新 WLAN消息元素, 该消息 元素中包含 MSK密钥数据、 MSK索引、 MSK更新开始标识、 数据分组序号 PN等信息;
2.7.2 ) WTP向 AC发送 GB15629.il WLAN配置响应消息,其中包含结果 码等消息元素, 用于标识对 GB15629.il WLAN配置请求消息的处理结果; 2.7.3 ) AC与 STA之间执行 WAI组播密钥通告过程;
2.7.4 ) 当 WAI组播密钥通告过程完成后, AC向 WTP发送 GB15629.il WLAN配置请求消息, 其中包含 GB15629.il更新 WLAN ( MSK索引、 MSK 更新结束标识)等消息元素;
2.7.5 ) WTP向 AC发送 GB15629.il WLAN配置响应消息,其中包含结果 码等消息元素, 用于标识对 GB15629.il WLAN配置请求消息的处理结果。
以上对本发明所提供的一种以分离 MAC模式实现 WAPI与 C APWAP 融合的方法, 进行了详细介绍, 本文中应用了具体个例对本发明的原理 及实施方式进行了阐述, 以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的 方法及其核心思想; 同时, 对于本领域的一般技术人员, 依据本发明的 思想, 在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。 综上所述, 本说明书内 容不应理解为对本发明的限制。

Claims

权 利 要 求
1、 以分离 MAC模式实现无线局域网鉴别与保密基础结构 WAPI与 无线接入点控制与配置 CAPWAP融合的方法, 其特征在于: 该方法包括 以下步骤:
1 ) 构建由无线终端点实现无线局域网保密基础结构 WPI 的分离
MAC模式的步骤: 将无线接入点的 MAC功能和 WAPI功能分别分离到 无线终端点和访问控制器上;
2 ) 在由无线终端点实现 WPI的分离 MAC模式下, 进行 CAPWAP 规范绑定 WAPI的步骤:
2.1 ) 站点与无线终端点以及访问控制器之间进行关联连接的过程;
2.2 ) 访问控制器与无线终端点之间通告无线局域网鉴别基础结构 WAI协议开始执行的过程;
2.3 ) 站点与访问控制器之间执行 WAI协议的过程;
2.4 ) 访问控制器与无线终端点之间通告 WAI协议执行结束的过程; 2.5 ) 无线终端点与站点之间利用 WPI进行保密通信的过程。
2、 根据权利要求 1所述的以分离 MAC模式实现 WAPI与 CAPWAP 融合的方法, 其特征在于: 所述步骤 2.1 ) 的具体步骤如下:
2.1.1 ) 站点被动侦听无线终端点的信标帧获得包括 WAPI信息元素 的无线终端点的参数; 或者
站点主动向无线终端点发送探询请求帧, 无线终端点收到站点的探 询请求帧后, 向站点发送探询响应帧, 站点从收到探询响应帧中获得包 括 WAPI信息元素的无线终端点的参数;所述 WAPI信息元素包括无线终 端点支持的鉴别及密钥管理套件和密码套件;
2.1.2 ) 站点向访问控制器发送链路验证请求帧, 请求与访问控制器 之间的链路验证;
2.1.3 ) 访问控制器根据站点的链路验证请求帧, 向站点发送链路验 证响应帧;
2.1.4 ) 链路验证成功后, 站点向访问控制器发送关联请求帧, 请求 与访问控制器进行关联, 在关联请求帧中包含 WAPI 信息元素, 用以确 定站点选择的鉴别及密钥管理套件和密码套件;
2.1.5 )访问控制器解析站点的关联请求帧, 向站点发送关联响应帧。
3、 根据权利要求 1 或 2 所述的以分离 MAC 模式实现 WAPI 与 CAPWAP融合的方法, 其特征在于: 所述步骤 2.2 ) 的具体步骤如下: 2.2.1 ) 访问控制器向无线终端点发送 CAPWAP站点配置请求消息, 消息中包括加入站点、 GB15629. il加入站点、 GB15629. il站点会话密钥 消息元素; 其中, GB15629. il站点会话密钥消息元素中的标识 A被置为 1用于告知无线终端点关闭受控端口, 仅转发来自对应站点的 WAI协议 数据;
2.2.2 ) 无线终端点向访问控制器发送 CAPWAP站点配置响应消息, 其中包括结果码消息元素, 用于标识对 CAPWAP站点配置请求消息的处 理结果。
4、 根据权利要求 1-3任一项所述的以分离 MAC模式实现 WAPI与 CAPWAP融合的方法, 其特征在于: 所述步骤 2.3 ) 的具体步骤如下: 2.3.1 ) 访问控制器与站点之间的 WAI鉴别过程; 包括: 无线终端点 对来自访问控制器的根据 CAPWAP数据封装格式封装的 WAI鉴别数据进 行拆封后转发给站点;对来自站点的 WAI鉴别数据根据 CAPWAP数据封 装格式进行封装后发送给访问控制器;
2.3.2 ) 访问控制器与站点之间的 WAI单播密钥协商过程; 包括: 无 线终端点对来自访问控制器的根据 CAPWAP 数据封装格式封装的 WAI 单播密钥协商数据进行拆封后转发给站点; 对来自站点的 WAI单播密钥 协商数据根据 CAPWAP数据封装格式进行封装后发送给访问控制器;
2.3.3 ) 访问控制器与站点之间的 WAI组播密钥通告过程; 包括: 无 线终端点对来自访问控制器的根据 CAPWAP 数据封装格式封装的 WAI 组播密钥通告数据进行拆封后转发给站点; 对来自站点的 WAI组播密钥 通告数据根据 CAPWAP数据封装格式进行封装后发送给访问控制器。
5、 根据权利要求 1-4任一项所述的以分离 MAC模式实现 WAPI与 CAPWAP融合的方法, 其特征在于: 所述步骤 2.4 ) 的具体步骤如下:
2.4.1 ) 访问控制器向无线终端点发送 CAPWAP站点配置请求消息, 消息中包括加入站点、 GB15629. il加入站点、 GB15629. il站点会话密钥、 GB15629. i l 信息元素消息元素; 根据加入站点消息元素中站点的 MAC 地址, 无线终端点打开与所述 MAC地址对应的受控端口, 转发来自该站 点的所有数据, 包括 WAI协议数据和非 WAI协议数据;
2.4.2 ) 无线终端点向访问控制器发送 CAPWAP站点配置响应消息, 其中包括结果码消息元素, 用于标识对 CAPWAP站点配置请求消息的处 理结果。
6、 根据权利要求 1-5任一项所述的以分离 MAC模式实现 WAPI与 CAPWAP融合的方法, 其特征在于: 所述步骤 2.5 ) 的具体步骤如下: 2.5.1 ) 无线终端点加密来自访问控制器的数据并发送给站点;
2.5.2 ) 无线终端点解密并向访问控制器转发来自站点的数据。
7、 根据权利要求 1-6任一项所述的以分离 MAC模式实现 WAPI与 CAPWAP融合的方法, 其特征在于: 所述步骤 2.5 )之后还包括步骤 2.6 ) 访问控制器与站点之间的单播密钥更新过程。
8、 根据权利要求 7所述的以分离 MAC模式实现 WAPI与 CAPWAP 融合的方法, 其特征在于: 所述步骤 2.6 ) 的具体步骤如下:
2.6.1 )当需要进行单播密钥更新时,访问控制器与站点之间执行 WAI 单播密钥协商过程;
2.6.2 ) 当 WAI单播密钥协商过程完成后, 访问控制器向无线终端点 发送 CAPWAP 站点配置请求消息, 消息中包含加入站点、 GB 15629.11 加入站点、 GB15629. il站点会话密钥和 GB15629. il信息元素消息元素;
2.6.3 ) 无线终端点向访问控制器发送 CAPWAP站点配置响应消息, 其中包括结果码消息元素, 用于标识对 CAPWAP站点配置请求消息的处 理结果。
9、 根据权利要求 1-8任一项所述的以分离 MAC模式实现 WAPI与
CAPWAP融合的方法, 其特征在于: 所述步骤 2.5 )之后还包括步骤 2.7 ) 访问控制器与站点之间的组播密钥更新过程。
10、根据权利要求 9所述的以分离 MAC模式实现 WAPI与 CAPWAP 融合的方法, 其特征在于: 所述步骤 2.7 ) 的具体步骤如下:
2.7.1 ) 当访问控制器需要进行组播密钥更新时, 首先向无线终端点 发送 GB15629.il WLAN Configuration Request 消 息, 其中 包括 GB15629.il更新 WLAN消息元素,该 GB15629.il更新 WLAN消息元素 中包括 MSK密钥数据、 MSK索引、 MSK更新开始标识和数据分组序号 PN;
2.7.2)无线终端点向访问控制器发送 GB15629.il WLAN配置响应消 息, 其中包括结果码消息元素, 用于标识对 GB15629.il WLAN配置请求 消息的处理结果;
2.7.3 ) 访问控制器与站点之间执行 WAI组播密钥通告过程;
2.7.4) 当 WAI组播密钥通告过程完成后, 访问控制器向无线终端点 发送 GB15629.il WLAN 配置请求消息, 其中包括 GB15629.il 更新 WLAN消息元素,该 GB15629.il更新 WLAN消息元素包括 MSK索引和 MSK更新结束标识;
2.7.5 )无线终端点向访问控制器发送 GB15629.il WLAN配置响应消 息, 其中包括结果码消息元素, 用于标识对 GB15629.il WLAN配置请求 消息的处理结果。
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