于STA (终端)10与AP 30之间的无线部分的IEEE 802.11物理层和MAC层标准和规范(IEEE信息技术标准，系统间的电信和信息交换，局域网和城域网，特殊要求第11部分:无线LAN媒体接入控制(MAC)和物理层(PHY)规范)、和用于VLAN网格35与VLAN 40的IEEE 802.03物理层和MAC层标准和规范(IEEE信息技术标准，系统间的电信和信息交换，局域网和城域网，特殊要求第3部分:带有冲突检测的载波侦听多路存取(CSMA/⑶)接入方法和物理层规范)。图5示出存在可以形成AC 20的一部分的以太网交换机32和接入网关交换机22。还示出至少一个IP服务器50，并且其可以是可经由ISP路由器44和因特网46到达的。
[0054]依照本发明的示例性的各方面，可以通过提供接入控制器20的多个物理实例和/或通过使接入控制器20集群来实现增强的缩放。在下文中更详细地讨论用于冗余和负载共享的集群的细节。
[0055]AP-AC隧道传输
对于每个接入点30而言，存在通过将IEEE 802.11帧封装在以太网帧(IEEE 802.3)中朝着接入控制器20创建的隧道，所述以太网帧具有分别是接入控制器/接入点的目的地和源地址。这限制了接入点30与接入控制器20之间的中间以太网络(VLAN网格)35中的所需MAC地址的数目。这种技术的使用避免遍历(exhaust)中间以太网络35中的任何(多个)中间以太网交换机32 (图5所示)上的任何(多个)MAC查找表的可能性。例如，可以考虑具有由50，000个接入点20服务的1，000, 000个活动站10的大型WLAN。这种方法可以将MAC交换表的容量缩减至例如50，000-55, 000个MAC地址，这正好在典型企业以太网交换机64K-128K MAC查找表极限以内。当接入控制器20不具有与特定接入点30相关联的站10时，其可以解除与该接入点30的关系。
[0056]如图2A和2C所示，可以假设每个接入控制器30包括存储相关站10的MAC地址的表格20A，以及描述每个站10的状态的信息。作为非限制性示例，此状态可以包括但不限于关联、认证、安全密钥和授权信息。与特定STA 10的MAC地址相关联的是STA 10当前与之相关联的AP 30的标识。
[0057]与常规分离MAC方法相比，存在可以通过使用这些示例性实施例来实现的多个优点。例如，可实现的移动性的容易性相当大，因为提供了可以用于大型WLAN中的用户关联的单个锚定点。此外，举例来说，增强了可缩放性，因为可以通过接入控制器20的多个实例对业务进行负载共享。
[0058]一旦去除了管理AP 30的任务，则可以完全将接入控制器20用于上层MAC的载送业务和终止部分。
[0059]STA-AC 映射
这些示例性实施例的一个方面是其为每个STA 10提供“单个家(home)”，即可以在不分发诸如定制映射表的信息的情况下在接入点30处确定用于WLAN中的任何站10的锚定点。这通过强制执行最终用户(STA 10)贯穿与WLAN的特定会话与唯一的接入控制器20保持在一起的原理来实现。关于特定站10属于哪个接入控制器20的分配是确定性的，并基于站10的MAC地址(MAC_ADDR)(例如10A)。当接入点30从站10接收到帧时，其可以通过计算源MAC地址的散列值来确定上述外出隧道的地址，这将地址空间缩减至N个值(S卩，站10的数目)。然后，可以使用此散列值作为用于接入控制器20的预置MAC地址范围中的偏移。
[0060]作为用于此目的的非常简单的散列函数的非限制性实例:假设站10具有11:22:33:44:55:66的MAC地址，并且用于AC 20的MAC地址的前缀被预定义为NN:NN:NN:NN:NN。然后，可以使用最后的8位(在本实例中为“66”)作为用于AC 20的MAC地址的偏移，其将AC 20的地址表示为NN:NN:NN:NN:NN:66。
[0061]对于特定站10而言，接入点30通过将上层MAC业务、控制消息和用户平面业务帧封装在诸如图2A所示的以太网帧(IEEE 802.03)的外层帧(或通用头(shim))中来将这些(IEEE 802.11)帧发送到接入控制器20。此通用头隐藏站10和目的地的实际地址。外部通用头帧(IEEE 802.3帧)的源地址是接入点30的地址，并且目的地地址是由上述散列函数确定的地址的N成员集合中的一个。结果，对于同一站10而言，不管哪个接入点30朝着接入控制器20发送站特有帧，帧始终被同一接入控制器20接收到。
[0062]这种技术的使用使得可以保持接入控制器20中的站10的状态。如上所述，作为非限制性示例，此状态可以包括但不限于关联、认证、安全密钥和授权信息。与此站10相关的数据贯穿站10与WLAN的会话与(同一)接入控制器20保持在一起。
[0063]图3是示出经由两个接入点30 (AP1、AP2)和两个接入控制器20 (AC1、AC2)从第一站10 (STAl)到第二站10 (STA2)的数据/消息流(WLAN间)的示例的流程图。
[0064]关于消息1，APl从STAl接收帧，将接收到的帧封装在具有等于散列(STAl)的目的地地址和APl的源地址的外部帧(通用头)中，并将该帧发送到AC1。关于消息2，通用头帧被ACl接收到，ACl提取所封装的802.11帧并确定APl与STl之间的关联的存在。在本示例中，假设ACl不知道STA2，因此其将所提取的帧发送到诸如连接AC 20的LAN 40的网络。关于消息3，响应于从ALN 40接收到所提取的帧，AC2确定其具有STA2的知识(STA2 MA地址被保持在AC2的MAC地址表20A中)，并因此获悉STA2最后位于AP2处。AC2将IEEE802.11帧封装在具有AP2的目的地和AC2的源的外部(例如以太网)帧中并将该帧发送到AP2。关于消息4，AP2从封装中提取帧并将其发送到STA2。
[0065]还对图9进行参考，图9示出AC集群25 (下文相对于图8更详细地讨论)。在本示例中，具有 MAC_ADDR 1A 的 STA 10 将 IEEE 802.11 帧与具有 MAC_ADDR 1B 的 STA 10 的目的地地址一起发送到AP30。分组被传送通过具有MAC_ADDR 30A的AP 30，并封装在IEEE802.3帧中。作为使用映射函数31的结果，MAC_ADDR 1A被转换成与第一虚拟AC (vAC)50 相关联的虚拟 MA_ADDR (vMAC_ADDR) 50A。MA_ADDR 50A 被用作外部帧(IEEE 802.3 帧)的目的地地址，并且MAC_ADDR 30A被用作外部帧的源地址。
[0066]在具有物理MAC_ADDR 20A的AC 20中实例化具有虚拟MA_ADDR 50A的vAC 50，其提取被封装的IEEE 802.11帧，检查帧目的地地址是否是与在AC 20上实例化的任何vAC50相关联的STA 10中的一个，并且如果不是，诸如在这种情况下，则将帧放置在LAN 40(具有源地址1A和目的地地址1B)上。该IEEE 802.11帧被举例说明具有vMAC_ADDR 50B的vAC 50 的 AC20 (MAC_ADDR 20B)接收到，其将 MAC_ADDR 1B 识别为相关 STA 10 (MAC_ADDR10B)。使用vMAC_ADDR 50B将该IEEE 802.11与源地址一起帧封装并转送到具有MAC_ADDR30B的AP30的目的地地址。从AC 20 (20B)中的STA关联表或通过使用STA的目的地地址即 STA_MAC (MAC_ADDR) 1B 上的映射函数 31 来导出 vMAC_ADDR 50B。具有 MAC_ADDR 30B的AP 30接收被封装的IEEE 802.11帧，去除另一封装，并将帧转送到具有MAC_ADDR 1B的站10。
[0067]AC 集群
本发明的另一方面涉及用于实现冗余和负载共享的接入控制器20的集群。参照图8，在接入控制器的集群25中，每个接入控制器20可以具有一个或多个接入控制器地址。也就是说，每个接入控制器20可以响应一个或多个虚拟MAC地址(vMACAddr或vMAC_ADDR)。这些非限制性示例的重要方面是STA 10和AP 30 二者仅看到AC 20的虚拟MAC地址，因为整个AC集群25对于它们而言作为“黑盒子”出现。虚拟MAC地址到AC集群25内的物理AC实例的动态映射在AC集群外面完全不可见。这有利于功能的清楚划分。
[0068]可以基于例如接入控制器20的相对处理能力(例如，CPU速度/类型、网络、存储器容量等)由接入控制器20之间的投票(voting)程序来确定每物理实例的虚拟MAC地址的分发。也就是说，一个特定AC 20可以响应比另一 AC 20更多的vMAC_ADDR。如果一个物理接入控制器20被有意地或无意地禁用或置于离线，则其它接入控制器20可以通过承担(assuming)与丢失的(多个)接入控制器相关联的零个、一个或多个虚拟MAC地址来共享丢失的(多个)接入控制器的负载。使用LAN 40来执行集群的AC 20之间的通信。
[0069]将另一接入控制器20添加到集群是直截了当的，因为接入控制器20的现有群体用于向新添加的接入控制器20自动地重新分发N个vMAC地址中的一个或多个。
[0070]每当执行重新分配时，与特定接入控制器MAC地址具有关联性的站10从网络断开连接并随后被重新连接，除非站10的状态先前已被共享。从最终用户的角度出发，服务中断(如果有的话)是最小的，即使当前关联被破坏。这种方法在保持高水平的服务的同时便于WLAN容量的升级和降级。
[0071]层3增强
现在所讨论的是广播消息的处理。在这种情况下，接入控制器20可以在其中其以与桥接器(例如以太网桥接器)类似地方式运行的模式下操作。在这种模式下，在无线电接入网络(STA 10与AP 30之间)与LAN 40之间转送广播帧。在这种方案中所考虑的是多个转送元件的存在。
[0072]唯一的接入控制器20具有将特定广播帧转送到无线电接入网络(S卩，到AP 30)的权利和义务。全部的AC 20从LAN 40接收广播帧。通过在广播帧的源地址上运行散列算法来确定将转送广播业务的AC 20。如果此过程产生AC 20的虚拟MAC地址，则在将广播帧向外发送到无线电接入网络之前，将其与被设置为广播地址(同样地被STA 10识别)的目的地地址和被设置为AC 20的虚拟MAC地址的源地址一起封装在通用头内。其它AC 20、即由于运行散列函数未发现其MAC地址的那些不转送广播帧。
[0073]对于来自站10的广播业务，接入控制器20将帧转送到LAN 40，并且还确定其是否需要将帧转送回接入控制器网络(即，在AC 20的控制下的无线电接入网络)。请注意，即使站10与广播地址一起发送帧，在帧到达接入控制器20之前不广播该帧，以便可以应用用户专用策略。
[0074]基于前述内容，可以意识到AC 20充当层2设备，并且AP 30与AC 20之间的中间网络仅仅在AP 30与AC 20之间传送帧，所述中间网络可以是网格或以太网交换网络。不需要对站或其它节点地址的知识。通过使用隧道传输(MAC中的MAC)、例如通过将802.11帧封装在802.3帧内来实现STA地址与AP/AC地址之间的隔离。
[0075]关于STA-AC关联，使得AP 30总是能够使用映射函数31基于STA 10的MAC地址1A来确定正确的AC 20。这使得能够在WLAN中实现“轻的”移动性。如先前所讨论的，使用从STA MAC地址1A到一组N个(例如256个)“私用” AC 20 MAC地址(例如vMAC_ADDR50A)中的一个的散列函数来实现STA-AC配对。假设所有AP 30使用同一散列函数，使得STA源MAC地址1A与AC