专利名称：无线局域网环境中的切换方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明的装置和方法涉及一种在无线局域网(WLAN)环境中的切换方法和设备以及一种用于WLAN环境的网间控制报文协议(ICMP)消息。
背景技术：
Internet已经成为我们所生活的信息社会中最重要的信息基础设施。自Internet出现以来，Internet的用户数量和Internet配套设备已经迅速增加。针对这种情况，已经开发出致力于解决IP地址短缺并用于确保路由效率、灵活性和服务质量(QoS)的第6版互联网协议(Ipv6)，目前正期待在不久的将来该产品能达到商业化。
另外，已经开发出在提供典型的Ipv6功能的同时能更可靠、更有效地确保移动性的移动Ipv6。但是，要达到无缝移动通信，在第3层(IP层)上进行切换处理是重要的。
近来，已经提出了题为“用于移动Ipv6的快速切换”的Internet工程任务强制转移(IETF)的Internet草案。该Internet草案给出能借助第2层(链路层)执行快速切换的算法。
移动IP提出在切换期间保持移动节点连接到Internet需要的协议操作的解释，在切换期间移动节点从一个接入路由器断开，并且切换到另一个接入路由器。所述需要的协议操作包括检测移动、生成IP地址和更新位置。
同时，无线局域网(WLAN)具有如下结构称为基本服务组(BSS)的小网络处于称为扩展服务组(ESS)的大网络之中。在每个BSS中，存在能使在BSS中实现互连的各个接入点。这些接入点彼此共享BSS标识符(ID)，ID是媒体存取控制(MAC)层的标识符。通常，仅在ESS中使移动IP有效。因此，考虑到WLAN技术的现有水平，可以肯定地说在ESS之间进行通信是不可能的。
以下将参照图1更详细地描述移动IP中的传统切换过程。
接入路由器用于周期地生成信标信号，在移动网络中广播自己的ID，即BSSID。换句话说，参见图1，先前的接入路由器(PAR)120和新接入路由器(NAR)130周期地生成信标信号。PAR 120是切换前移动节点110的缺省路由器，NAR 130是切换后移动节点110的缺省路由器。
假设PAR 120和NAR 130各自生成基本服务组BSS1和BSS2。于是，移动节点110直至移动前属于BSS1。换言之，移动节点110在移动后属于BSS2。既使当移动节点110属于BSS1时，也能接收到来自NAR 130的信标信号。但是，接收到的信标信号很弱。同样，当移动节点110属于BSS2时，也能接收到来自PAR 120的信标信号。但是，接收到的信标信号很弱。
如图1所示，当移动节点110从BSS1移到BSS2时，会出现一个从NAR 130接收到的信标信号强度变得大于从PAR 120接收到的信标信号强度的时刻。在该时刻，在L2层发生L2触发。当发生L2触发时，移动节点110能够基于从NAR 130接收到的信标信号识别NAR 130的BSSID。
最后，移动节点110通过利用NAR 130的BSSID向PAR 120发送有关NAR130的信息请求，执行捆绑更新，以及使在PAR 120和NAR 130之间进行传输的切换起始消息和ACK信息有效来完成切换。
图2是传统切换操作的流程图。
参见图2，在步骤S210中发生L2触发。L2触发的出现意味着移动节点已进入新网络。移动节点能够识别NAR的BSSID。
在步骤S220，移动节点通过发送路由器请求授权(Router Solicitationfor Proxy，RtSolPr)消息到PAR，从而根据该已识别出的BSSID发送有关NAR的信息请求到PAR。
在步骤S230中，PAR在当前ESS中搜索包含关于所有接入路由器的网络信息的分配信息表。在步骤S240中，PAR通过发送授权路由器公告(PrRtAdv)信息到移动节点，从而将有关NAR的请求信息诸如标头信息、链路层地址以及IP地址发送到移动节点。
在步骤S250，移动节点利用自己的MAC地址和NAR的标头信息生成转交地址(care-of-address，CoA)。在步骤S260，移动节点发送快速捆绑更新消息(FBU消息)到PAR。
在步骤S270，PAR根据接收到的快速捆绑更新消息发送确认(ACK)消息到移动节点。
在步骤S280，PAR发送切换起始消息(HI消息)到NAR。在步骤S290，NAR响应于接收到的切换起始消息发送ACK消息到PAR。
至此，整个切换操作结束。如果在切换操作期间有信息包需要被发送到移动节点，则该信息包经NAR被发送到移动节点。在切换操作后，移动节点使用NAR而非PAR。
但是，由于在现有技术中执行切换操作通常需要一段切换时间，所以传统切换方法常会导致切换延迟。这里，将由于切换操作使得移动节点不能通过IP层接收或发送信息包的时间段称为切换延迟。因此，基本上无法将传统切换方法应用于例如要求实时通信的基于VoIP的视频电信、电视会议或移动图像传输的各种领域。
在由各个BSS组成的网络的小型WLAN环境中，包括一些路由器并且经常由许多接入网络的移动节点进行切换操作，传统切换方法会造成时间和资源的浪费。
同时，题为“在WLAN中利用信标消息的快速切换方法”的2001-87890号韩国专利申请公开了一种切换技术，在该技术中移动节点将被切换到的接入路由器周期发送含有功率强度测量信息和标头信息的信标信息，接收所述信标信息的用户端利用标头信息生成地址并利用生成的地址进行切换操作。在该技术中，NAR的标头信息包含在信标信息中，而后信标信息被传输到用户端。因此，信标信息要求足够大以包含NAR的标头信息。
发明内容
本发明提供了一种在小型WLAN环境中能够减少切换延迟的切换方法和设备，以及一种使用于该WLAN环境中的网间控制报文协议(ICMP)消息。
根据本发明的一个方面，提供一种在无线局域网(WLAN)环境中的切换方法。该切换方法包括a)向当启动时移动节点所属的基本服务组(BasicService Set)的接入路由器发送为接入路由器上的网络信息的分配信息表(DIT)信息的请求；b)从接入路由器接收DIT信息并存储接收到的DIT信息；以及c)利用已存储的DIT信息执行捆绑更新。
根据本发明的另一方面，提供了一种用于WLAN环境的切换设备。该切换设备包括DIT信息请求单元，其向当启动时移动节点所属的基本服务组(Basic Service Set)的接入路由器发送为接入路由器上的网络信息的DIT信息；DIT信息存储单元，其存储从接入路由器上接收到的DIT信息；以及捆绑更新处理单元，其利用已存储的DIT信息执行捆绑更新。
根据本发明另一方面，提供了一种用于WLAN环境的ICMP消息。所述ICMP消息包括表示有关被启动时移动节点所属基本服务组的接入路由器的DIT信息请求的类型字段。
根据本发明另一方面，提供了一种用于WLAN环境的ICMP消息。该ICMP消息包括表示响应DIT信息请求的类型字段；表示将要发送的接入路由器信息段数量的数字段；以及表示有关接入路由器信息的接入路由器信息字段。
在本发明中，切换操作的某些步骤在层2上的L2触发前就完成了，而并非在触发后才执行。这样，需要在L2触发后执行的步骤数量得以减少。
换句话说，利用ICMP消息提前获得有关被启动后移动节点所接入网络的接入路由器信息。这样，当移动节点接入新网络时获取有关下一个路由器信息的步骤就可以省略，从而减少切换延迟
本发明上述及其它特性和优点将从随后参考附图对示例性实施例地详细描述中得到更清楚地体现，其中图1示出无线局域网(WLAN)环境中的传统切换方法；图2是WLAN环境中传统切换方法的流程图；图3是根据本发明示例性实施例所述的WLAN环境中的快速切换方法；图4是根据本发明在WLAN环境中对移动节点进行切换的示例性实施例所述的切换设备的方框图；图5是图4中所示DIT信息存储单元的详细方框图；图6是本发明另一示例性实施例所述的WLAN环境中切换方法的流程图；图7是根据本发明示例性实施例所述的用于移动节点发送DIT信息请求的ICMP消息；图8是说明根据本发明另一示例性实施例所述的ICMP消息，所述ICMP消息是响应于移动节点发送的DIT信息由路由器生成的响应消息。
具体实施例方式
图3是根据本发明示例性实施例所述的在无线局域网(WLAN)环境中的快速切换方法。
参见图3，当移动节点310从BSS1移动到BSS2时，在BSS2中发生L2触发。根据本发明，当移动节点310被启动BSS1时，多路广播DIT信息请求消息到BSS1的接入路由器(PAR)320。接着，PAR 320响应于接收到的DIT信息请求消息将DIT信息响应消息传输到移动节点310，并且移动节点310存储从PAR 320接收的DIT信息。于是，当发生L2触发时，移动节点310能够识别新路由器(NAR)330的BSSID。之后，移动节点310通过搜索识别出的BSSID的DIT信息而获得标头信息。移动节点310利用NAR 330的标头信息生成转交地址，并利用生成的转交地址执行捆绑更新。在PAR 320和NAR 330之间的切换起始消息和ACK消息的传输与现有技术的对应部分是相同的。
图4是根据本发明示例性实施例所述的移动节点400的方框图。移动节点400包括DIT信息请求单元410、信标扫描单元420、DIT信息存储单元440和捆绑更新处理单元430。DIT信息请求单元410发送DIT信息请求到移动节点400当前所属BSS的接入路由器。信标扫描单元420扫描从接入路由器上发送的信标信号。DIT信息存储单元440存储输入其中的DIT信息。当发生L2触发时，捆绑更新处理单元430利用存储在DIT信息存储单元440中的新接入路由器的标头信息生成转交地址，并利用生成的转交地址发送捆绑更新信息到先前的接入路由器上。
图5是存储在图4的DIT信息存储单元440中的数据表。DIT信息包括BSSID信息441、标头信息442和地址信息443。地址信息443包括链路层地址和IP地址。
图6是根据本发明示例性实施例的WLAN环境中切换方法的流程图。
参见图6，在步骤S610中，当图4所示移动节点400被启动时，移动节点400的DIT信息请求单元410多路广播请求DIT信息的消息到移动节点400所属BSS的接入路由器。
图7表示包含DIT信息请求的网间控制报文协议(ICMP)消息的示例。
ICMP是IP层的一部分，表示需要仔细观察的预定状态的错误消息和信息。通常，ICMP消息被用于IP层或更高协议。
DIT信息请求消息700包括表示ICMP消息某一类型的类型字段710、可对一些状态类型赋不同值的编码字段720、检查总和字段730、用于从其它消息中区分DIT信息请求消息700的标识符字段740以及保留字段750。
关于ICMP消息的标准利用类型字段710定义了15种不同类型的ICMP消息。本发明中，类型字段710被设定为未被当前标准所使用的任意值，以达到从其它ICMP消息中区分DIT信息请求消息700的目的。
在步骤S620中接收DIT信息请求消息700的接入路由器搜索其DIT信息，并将已请求的DIT信息发送到移动节点400。
图8表示发送请求的DIT信息到移动节点400的由接入路由器生成的DIT信息响应消息的示例。
DIT信息响应消息可以是Ipv6 ICMP消息。如图8所示，DIT信息响应消息800包括类型字段805、编码字段810、检查总和字段815、标识符字段820、表示包含在DIT信息响应消息800中的接入路由器信息单元数量的数字段825以及保留字段830。另外，DIT信息响应消息800包含BSSID字段835、标头长度字段840、保留字段845和作为第一接入路由器的信息段的第一接入路由器的全局地址字段850。DIT信息响应消息800还包含BSSID字段855、标头长度字段860、保留字段865和作为第n个接入路由器的信息段的第n个接入路由器的全局地址字段870。类型字段805被设定为当前不被标准所使用的任意值，以达到从其它ICMP消息中区分DIT信息响应消息800的目的。
之后，在步骤S630中，移动节点400存储从DIT信息存储单元440中的接入路由器接收到的DIT信息、标头信息和地址信息。
之后，在步骤S640中，如果移动节点400中发生L2触发，信标扫描单元420从新接入路由器(NAR)接收信标消息，并识别NAR的BSSID信息。
在步骤S650中，移动节点400通过根据已识别出的NAR的BSSID信息搜索存储在DIT信息存储单元440中的DIT信息从而获得NAR的标头信息(442)。
在步骤S660中，捆绑更新处理单元430利用NAR的标头信息生成转交地址。换句话说，移动节点400利用自己的MAC地址和在DIT信息段中的NAR的标头信息生成转交地址，所述DIT信息单元在发生L2触发以前已存储在DIT信息存储单元440中。
在步骤S670中，移动节点400利用已生成的转交地址发送捆绑更新消息到PAR。
于是，PAR通过发送ACK消息到移动节点400响应接收到的捆绑消息，并将切换起始消息发送到NAR。NAR响应接收到的切换起始消息，发送ACK消息到PAR。
根据本发明，可能在启动移动节点时通过获取有关新接入路由器的信息减少切换延迟的。
尽管已经说明性地描述了本发明的几个示例性实施例，但是本专业的技术人员十分清楚在不脱离由权利要求书限定的本发明的范围和精神的情况下，可以做出各种修改、增加和删减。
权利要求
1.一种无线局域网环境中的切换方法，包括a)当启动时，向移动节点所属的基本服务组的接入路由器发送关于路由器的网络信息请求；b)从接入路由器接收网络信息，并将所述网络信息作为存储的网络信息进行存储；以及c)利用所述存储的网络信息执行捆绑更新。
2.如权利要求1所述切换方法，其中在发送请求时，通过多信道广播含有代表网络信息请求的类型字段的网间控制报文协议消息来发送有关网络信息的请求。
3.如权利要求1所述切换方法，其中接收网络信息包括从接入路由器接收含有代表响应网络信息请求的类型字段的网间控制报文协议消息。
4.如权利要求1所述切换方法，其中在接收网络信息中，所述网络信息包括基本服务组识别信息、标头信息以及接入路由器的地址信息。
5.如权利要求1所述切换方法，其中执行捆绑信息包括基于当发生L2触发时，从新接入路由器上接收到的信标信号识别新接入路由器的基本服务组识别信息；通过为新访问路由器的基本服务组识别信息搜索存储的网络信息来获取新接入路由器的标头信息；利用新接入路由器的标头信息生成转交地址，以及生成移动节点的媒体存取控制地址；以及利用转交地址发送捆绑更新信息。
6.一种无线局域网环境中的切换设备，包括DIT信息请求单元，其当启动时，向移动节点所属的基本服务组的接入路由器发送关于访问路由器的网络信息请求；网络信息存储单元，其存储从访问路由器上接收到的网络信息；以及捆绑更新处理单元，其利用网络信息执行捆绑更新。
7.如权利要求6所述切换设备，其中网络信息请求单元多路广播含有代表网络信息请求的类型字段的网间控制报文协议消息。
8.如权利要求6所述切换设备，其中从接入路由器上接收到的网络信息包含在含有代表响应网络信息请求的类型字段的网间控制报文协议消息中。
9.如权利要求6所述切换设备，其中存储在网络信息存储单元中的网络信息包括基本服务组识别信息、标头信息以及接入路由器的地址信息。
10.如权利要求6所述切换设备，其中当发生L2触发时，捆绑更新处理单元基于从新接入路由器上接收到的信标信号，识别新接入路由器的基本服务组识别信息，通过为新接入路由器的基本服务组识别信息搜索存储的网络信息来获取新接入路由器的标头信息，利用新接入路由器的标头信息生成转交地址和生成移动节点的MAC地址；以及利用转交地址传输捆绑更新信息。
11.一种用于无线局域网环境中的网间控制报文协议消息，包括指示有关启动时移动节点所属基本服务组的接入路由器的网络信息请求的类型字段。
12.一种用于无线局域网环境中的网间控制报文协议消息，包括指示响应网络信息请求的类型字段；指示将要发送的接入路由器信息段数量的数字段；以及表示有关各接入路由器信息的接入路由器信息字段。
13.如权利要求12所述的网间控制报文协议消息，其中接入路由器信息字段包括基本服务组识别信息字段、标头长度信息字段以及全局地址信息字段。
14.如权利要求1所述切换方法，其中网络信息是分配信息表信息。
15.如权利要求6所述切换设备，其中网络信息是分配信息表信息。
16.如权利要求11所述网间控制报文协议消息，其中网络信息是分配信息表信息。
17.如权利要求12所述网间控制报文协议消息，其中网络信息是分配信息表信息。
全文摘要
提供了一种无线局域网环境(WLAN)中的切换方法和设备以及一种用于该WLAN环境的网间控制报文协议消息。所述切换方法包括a)当启动时，向移动节点所属的基本服务组的接入路由器发送分配信息表(DIT)信息，即关于路由器的网络信息请求；b)从接入路由器接收DIT信息，并存储接收到的DIT信息；以及c)利用存储的DIT信息执行捆绑更新。
文档编号H04L12/56GK1514580SQ20031010978
公开日2004年7月21日 申请日期2003年12月31日 优先权日2002年12月31日
发明者金坪洙 申请人:三星电子株式会社