专利名称：用于使无线网络与至少一个其他网络连接的设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种与无线网络进行连接的设备，其中，设备与至少一个其他网络连接。本发明可以用来将诸如以太网和/或者USB网络与诸如IEEE 802.11的无线网络连接。
背景技术：
在诸如按照IEEE 802.11(BSS)的集中式的无线网络中，被称为接入点(AP)的设备集中执行一定的管理功能，特别是介质接入、以及站点之间的数据单元传送。
在IEEE 802.11中，接入点可以包括桥接功能，以便使无线网络与任何类型的另一网络连接，例如与诸如以太网LAN的局域网(LAN)、或者IEEE 802.x类型的另一网络连接。IEEE 802.11涉及在1999年的第一版的文档ISO/IEC 8802-11中的节5.2到5.4中所描述的诸如分布式系统服务(DSS)的功能。
在另一集中式的无线网络HiperLAN2中，该模型如在HiperLAN 2系统综述(ETSI TR 101 683)中所描述的，在支持不同类型的核心网(不仅802.x网络)方面具有较多的属性。虽然将注意力主要集中在以太核心网(其中的体系结构与802.11 DS(分布式系统)具有类似性(homogeneous))时，但是相关的文档为HiperLan2 Ethemet SSCS TS(ETSITS 101 493部分2)。
在诸如ISO/IEC 15802-31998(还已知为ANSI/IEEE Std 802.1D)中概括地描述了桥接功能。在该文档中定义的桥接器(bridge)具有两个或者多个符合IEEE 802.x的MAC接口。为了避免传送无用的数据，桥接器为每一个MAC接口建立了过滤表。向每一个表中输入在对应的接口中检测到的分组的MAC源地址。桥接器对具有在进行分组检测的接口的过滤表中发现的目的地址的分组不进行转发。将时效过程(ageingprocess)应用到过滤表，从而从表中删除在特定的时间内没有检测到的源地址。
图1示出了包括三个无线基本服务集(BSS)网的现有技术的网络，其中，所述的无线BSS网包括通过各自的接入点(AP)与以太有线网络连接的许多站点(STA)。
由于每一个BSS只容许一个接入点，因此不可以使用此类型的无线网络作为连接其他网络的骨干网(backbone)。
发明内容
本发明涉及一种使无线网络与至少一个其他的网络连接的设备，所述的设备包括桥接模块，用于管理与各个网络连接的多个端口；其特征在于所述的设备包括无线网络管理模块，用于管理除了无线网络之外、与桥接设备连接的其他网络的设备与集中式无线网络的接入点的关联(association)；其中，桥接设备被适配为无线网络的站点。
使无线网络的站点充当桥接器、并且使站点针对与站点连接的设备、向无线网络的接入点进行登记可以使用无线网络用作骨干网。而且，对于接入点存在透明性，其中，所述的接入点可以是标准的接入点，以致于该接入点不需要知道依据本发明的设备的特征。依据本发明的所述的桥接设备不是骨干网的中央接入点。
依据本发明的一个实施例，所述的设备还包括用于确定与所述的设备连接的所有网络的生成树的装置，并且还包括用于启用或者禁用生成树的确定的装置。
依据本发明的一个实施例，所述的设备还包括用于对各个连接的网络的过滤表进行更新的装置，其中所述的过滤表包括用于确定是否将网络上的消息转发到另一网络的信息，其中，所述的更新使用默认的过程(default process)，所述的设备还包括启用或者禁用默认过程的装置。
依据本发明的一个实施例，所述的默认过程是基于对在各个网络上检测到的消息源地址的分析的，所述的设备还包括用于启用或者禁用基于消息检测的更新的装置。
依据本发明的一个实施例，所述的设备还包括根据特定设备专用的设备发现过程，对特定网络的过滤表进行更新的装置。
依据本发明的一个实施例，对于以太网启用默认过程。
依据本发明的一个实施例，对于USB网络禁用默认过程。
依据本发明的一个实施例，所述的设备还包括用于依据过滤表的修改，产生去往所述的无线网络管理模块的消息的装置，所述的装置用于针对每一个网络，产生具有启用状态和禁用状态的消息。
依据本发明的一个实施例，对于以太网，启用用于产生消息的装置。
通过对本发明的非限定性的实施例的描述，本发明的其他特征和优点将变得明显。
图1已经描述过，它表示由有线网络互连的三个无线网络。
图2是示出依据本实施例的桥接设备，通过无线网络互连的多个网络的图；图3是示出依据本实施例，充当桥接的无线站点或者接入点的软件模块。
图4是依据本实施例的站点的方框图。
具体实施例方式
本实施例涉及一种用作骨干网的IEEE 802.11型的无线网络，以便与几个其他网络进行连接。所述的骨干网可以基于除了802.11之外的另一集中式的无线网络类型，例如HiperLAN 2的网络。在本实施例中，“其他”网络是基于通用串行总线(USB)和以太网(IEEE 802.3)的网络，但是本发明不局限于这些实施例，特别地，其他IEEE 802类型的网络也可以通过无线骨干网连接。
在上述介绍(introduction)中提到的IEEE 802.1D中描述了生成树、过滤数据库获知(learning)和时效过程的一般概念。但是在下面将仍然对这些机制进行了描述。
图2是通过依据本实施例的桥接设备，使一组网络互连的示意图。所述的一组网络包括无线网络201、以太网络206和208、以及USB总线207。所述的无线网络包括接入点202(AP)和三个移动站点203、204和205(STA)，并且具有基本服务集(BSS)的形式。移动站点205是纯粹的IEEE 802.11设备、或者依据本实施例的站点，但是没有与之连接的设备。接入点202和另外两个站点203和204分别与网络206、207和208连接。一个或者多个设备(分别为212、213、214、以及209、210、211、以及215)与总线206、207和208中的每一个连接。虽然图2中的每一个站点只与两个网络(无线网络和一个有线网络)连接，但是由单一的站点可以支持多于两个的网络。
与典型的IEEE 802.11站点相比，至少站点203和204是修改后的站点，以便支持一定数量的另外的特征。
首先，由于与接入点的关联，每一个站点的无线接口能够管理几个MAC地址。这些MAC地址对应于与所述的站点连接的非无线网络的其中之一上的设备。这些特定的特征是2002年9月12日由汤姆森许可贸易公司提出的具有专利号02292228.0的先前的欧洲专利申请的目的。除了桥接设备自己的关联之外，由于存在与桥接站点连接的多个设备，因此桥接站点与接入点进行同样多次的关联。从无线网络的角度来看，连接到与这样的站点连接的有线总线上的每一个设备看起来都是无线站点。站点自身将管理通过无线网络与该站点连接的每一个设备的数据流。
站点桥接特征基于无线接口和有线接口上的IEEE 802.1D。而且，每一个站点具有所谓的链路管理模块，用于监控无线网络上的通信量，并且在检测到新的设备时，管理在无线网络上的关联，以及当在IEEE802.1D中定义的时效过程删除桥接过滤表的条目(entry)时，管理在无线网络上的取消关联(disassociation)。
图3表示依据本实施例的站点的不同的软件模块。站点包括桥接核(bridge core)301，以便实现IEEE 802.1D的桥接功能。特别地，该桥接核管理生成树的确定、过滤数据库获知、以及时效过程。该站点还包括前面简单提到的链路管理模块302。图3中的站点(作为实例)包括与相同或者不同的网络技术对应的、四个媒体访问控制(MAC)模块(308-311)。这些MAC模块可以被称为“端口”。在此实例中，至少一个MAC模块是符合IEEE 802.11的。所有的MAC模块包括从抽象的媒体访问类继承的媒体访问层(304-307)、以及物理层。桥接核也从该类继承而获得，以便向上层(特别是LLC)提供类似于MAC接口。这些MAC模块提供独立的介质接口、即任何种类的底层的MAC技术而言相同的接口。为了确定是否将消息从一个端口传送到另外的一些端口，桥接核301包括针对每一个端口的过滤数据库(314到317)。注意虽然在图3中将过滤数据库表示为独立的实体，该表示是功能性的，而不排除诸如使用适当的端口/网络标识符，将针对所有过滤数据库的数据存储在单一的存储器的任何特定的实现。
此外，站点还包括用于配置一定的桥接功能的远端配置模块303、逻辑链路控制层(LLC)312、应用313。
注意，依据本实施例的站点与IEEE 802.11所定义的接入点兼容。接入点不需要知道站点的特定结构。
还应该注意，本发明的体系结构还可应用于接入点自身。如下所述，在接入点内使用本体系结构的情况下的行为可能与在站点内使用本体系结构的情况略有不同。
如果没有另外指定，桥接核按照IEEE 802.1D中所定义的内容进行操作。特别地，桥接核负责建立整个网络集合的生成树。桥接核的操作中包括循环检测和冗余路径的自动禁用。
然而，依据本实施例，桥接核模块提供启用或者禁用生成树确定过程的可能性。可以在应用级对此切换进行控制。因而得到的状态表示为BRIDGE_WITH_STP和BRIDGE_WITHOUT_STP。
当将本实施例用于接入点时，将启用生成树过程，以便符合IEEE802.1D。当在站点中实现本实施例时，可以启用生成树(spanning tree)，或者使生成树无效。例如，在期望使站点管理循环检测，即假如存在循环，则在最后让用户采用必要的正确的行动的情况下，启用生成树过程(典型地在启动模块时由应用程序来执行)。值得注意的是可以依据与桥接站点连接的网络的类型，进行启用操作。典型地，当多于一个设备与站点连接时，由于此时可能会出现分组循环，因此可以启用STP过程。
如以上所提到的，桥接核为每一个连接的网络维护过滤表。在IEEE802.1D中所定义的过滤表包括与在对应的网络上的设备的源地址对应的条目。换句话说，过滤表包括启用桥接器的信息，以便依据在一个端口上检测到分组的目的地址，确定该分组是否应该被转发到另外的网络。如果该分组的目的地址没有出现在与发端网络对应的过滤表中，则进行转发。
IEEE 802.1D的节7.8定义了获知过程，该过程允许桥接器通过监听端口上的消息，对过滤表进行更新。该文档还在节7.9中定义了用于从过滤表中删除条目的时效过程。依据本实施例，诸如通过应用程序313，启用或不启用用于特定端口/网络的获知过程。最好依据以下方面来进行前述的过程(a)由诸如与端口连接的一个网络上已经存在的过程的其他过程来替代标准的过滤数据库维护过程的可能性，和/或者(b)充当桥接的设备的类型。
针对(a)，USB总线提供了一种通过基于设备的连接或者断开的本质上已知的总线重新设置和发现机制，检测与总线连接的设备的有效方法。然后，由USB过程来替代标准的过滤表更新机制。对于以太网，由于没有特定的设备发现过程可用，因此启用标准的机制。
针对(b)，当由无线网络接入点来充当桥接器时，对于无线网络，无线网络接入点可以知道与哪些设备关联或者取消关联。因此，在这种情况下，禁用标准过程，并且通过使用接入点已知的信息对过滤表进行更新，替代所述的标准过程。当由站点来充当桥接器时，对于没有由图(a)中所描述的等价过程替代标准过程的端口，启用标准机制。
与IEEE 802.1 D相比，依据本实施例，桥接核还包括可转换(switchable)的过滤数据库更新消息产生机制。每次当在过滤数据库中的条目发生变化(添加或者删除)时，由桥接核产生消息。将该消息发送到链路管理模块302。还可以将该消息发送到其他模块，以便提供桥接过滤数据库的变化的可见性。在本实施例中，对于以太网MAC，并且当充当桥接器的设备是从无线网络角度来看的站点时，启用消息产生机制。这使链路管理模块触发(trigger)在无线网络上的关联或者取消关联。否则，不启用该机制。
依据变化的实施例，至少对于使用标准过滤表更新机制的MAC接口，启用消息产生机制。对于使用另外的更新机制的MAC接口，最好由LMM来检测由这个另外的机制所产生的消息。这避免使桥接核复制别处已经可用到的配置变化消息。
总而言之，在本实施例的最灵活的变化中，在每一个端口，过滤数据库过程和从核心到LMM的消息产生过程都是可选择的。
链路管理模块(LMM)具有对诸如每一个MAC模块(即，无线LAN、以太网、以及USB接口)的激活(active)或者未激活(inactive)状态进行动态地监视的功能，以便采取合适的动作。
在站点中，LMM监视由于触发关联和取消关联导致的MAC接口的状态。在对于MAC接口没有使用标准的更新机制的情况下，LMM还针对每一个MAC接口，对桥接核过滤表进行更新。
在接入点，LMM监视在无线网络上的关联和取消关联，并且对桥接核过滤表进行更新，其中，禁用标准的更新机制。针对例如USB的行为与针对站点的行为相同。
依据本实施例，LMM具有两种操作模式，此后被命名为LM_WITHOUT_DETECTION和LM_WITH_DETECTION。“检测”是指依据不同的MAC接口的获知过程的结果，触发或者不触发关联或者取消关联的一般机制。虽然在桥接核级、或者在端口级自身，对于每一个不同的端口，可以启用或者禁用标准消息监听过程，但是要从全局来确定LMM是否对来自桥接核或者来自MAC接口的相应消息的关联目的进行考虑。对于这两种方式，LMM具有一定的共同的任务，但是有一些任务随模式的不同而不同。以下假定桥接器与USB总线、以太网总线、以及至少一个无线LAN连接。
在两种情况下，LMM触发针对其中启用除了标准过程之外(即除了通信量监视过程之外)的特定设备发现过程的网络上的设备的、桥接过滤表的定制(即更新)。对于启用标准过程的MAC接口，无论如何由桥接核来执行桥接过滤表的更新。
例如，对于USB总线，当发现在该网络上的主设备(device master)时，LMM从USB MAC接口即端口接收合适的消息，确定USB主设备的MAC地址，并且使用该地址来调用桥接核的功能，以便对相应的过滤表进行更新。
在选择模式LM_WITHOUT_DETECTION的情况下，与上述的共同处理相比，LMM不执行任何特定的另外的任务(对于以太网、或者其中启用标准消息监听过程的另外类型的网络)。LMM忽略(ignore)由桥接核发送的针对由标准的监听过程导致设备发现的消息、以及由特定的MAC接口直接发起的相似的消息。
在选择模式LM_WITH_DETECTION的情况下，LMM执行除了过滤表更新功能调用之外的、无线MAC接口上的设备的关联或者取消关联。依据本实例，LMM获得新的设备的MAC地址，以便在关联/取消关联的过程中的使用该地址向接入点进行登记。
表1总结了桥接核和LMM的不同状态、以及对应的标记设置。
*UEP＝USB以太网管道(pipe)，即USB MAC。
当为过滤数据库(对于指定的MAC端口)设置“启用获知”标记时，可以将数据库与设备的变化一起更新。“启用邮寄消息(postmessage)”标记表示对于指定的MAC端口，桥接核是否将变化消息邮寄到LMM。
如果无线接口在无线LAN上只允许有限数量的同时发生的MAC地址，并且当到达最大数量时，LMM在使对应于新设备的地址关联之前，例如依据相对时效或者通信量标准，请求现有MAC地址取消关联。依据变化的实施例，当到达最大数量的设备时，LMM通知用户，并且请求输入关于是否在与新设备关联之前应该使设备取消关联、或者是否不应该使新设备关联。
除了其他电路，图2和3所示的站点包括微型处理器401，用于控制无线盒(wireless box)、以及用于实现与每一种介质进行接口所需要的协议402、403的至少一部分。将对应的数据存储在存储器404中。使用专用的硬件替代由微型处理器运行的软件，可以实现IEEE 802.11协议的特定部分。典型地，由软件对与不同的MAC地址对应的几个并行的用户数据流进行多关联处理、以及随后的管理，同时由专用硬件负责对在无线网络上的分组的这些MAC地址进行检测，并且产生确认的分组(acknowledgment packet)。专用的MAC硬件可以被称为IEEE 802.11MAC-HW，而MAC软件可以被称为IEEE802.11MAC-SW。TCP/IP/http可以将自身置于MAC层之上。
权利要求
1.一种用于使无线网络与至少一个其他网络连接的设备(3，4，5)，所述的设备包括桥接模块，用于对与各个网络连接的多个端口进行管理；其特征在于，所述的设备包括无线网络管理模块(302)，用于管理与桥接设备连接的、除了所述的无线网络之外的网络(7，8)的设备(9，10，11，15)与集中式无线网络(1)的接入点(2)的关联；其中，桥接设备被适配为无线网络的站点。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于还包括装置(301)，用于确定针对与设备连接的所有网络的生成树；还包括启用(enable)或者禁用(disable)生成树的确定的装置(313)。
3.根据权利要求1或者2所述的设备，其特征在于还包括装置(301)，用于对各个连接的网络(308，309，310，311)的过滤表(314)进行更新，其中，所述的过滤表包括用于确定是否将网络上的消息转发到另一网络的信息，所述的更新使用默认过程，还包括装置(313)，用于启用或者禁用默认过程。
4.根据权利要求3所述的设备，其特征在于所述默认过程(defaultprocess)是基于对在各个网络上检测到的消息的源地址的分析的，还包括装置(313)，用于启用或者禁用基于更新的消息检测。
5.根据权利要求3和4的其中之一所述的设备，其特征在于还包括装置(301)，用于依据所述的特定网络专用的设备恢复过程，对特定网络的过滤表进行更新。
6.根据权利要求3到5所述的设备，其特征在于对于以太网启用所述的默认过程。
7.根据权利要求3到5所述的设备，其特征在于对于USB网络，禁用所述的默认过程。
8.根据权利要求1到7的其中之一所述的设备，其特征在于还包括装置(301)，用于依据过滤表(314)的修改，产生去往所述的无线网络管理模块的消息，对于每一个网络，所述的装置用于产生具有启用状态和禁用状态的消息。
9.根据权利要求8所述的设备，其特征在于对于以太网，启用用于产生消息的所述装置。
全文摘要
一种用于使无线网络与至少一个其他网络连接的设备(3，4，5)，所述的设备包括桥接模块，用于对与各个网络连接的多个端口进行管理；所述的设备包括无线网络管理模块(302)，用于管理与桥接设备连接的、除了所述的无线网络之外的网络(7，8)的设备(9，10，11，15)与集中式无线网络(1)的接入点(2)的关联；其中，桥接设备被适配为无线网络的站点。
文档编号H04L12/46GK1490995SQ03158118
公开日2004年4月21日 申请日期2003年9月11日 优先权日2002年9月12日
发明者塞巴斯蒂安·佩罗, 卢多维克·让纳, 吉勒·斯特劳布, 卡罗琳·朗德里, 朗德里, 克 让纳, 塞巴斯蒂安 佩罗, 斯特劳布 申请人:汤姆森许可贸易公司