专利名称：一种无线局域网的漫游方法
技术领域：
本发明涉及一种无线局域网技术，尤其是一种在无线局域网进行漫游的方法。
背景技术：
随着各种无线局域网技术的发展，无线网络的铺设越来越开始广泛。移动运营商在酒店、机场、车站等公共场合广泛的铺设商业运行的无线网络；学校、酒店、度假山庄等机构也已经开始铺设自己的无线局域网。无线网络正在发展成为一个积极的、可获得丰厚利润的产业。
对于无线网络，除了像有线网络一样要考虑网络拓扑，网段划分，网关设置等等，还要额外的考虑无线信号的覆盖区域，各个覆盖区域的重合情况，使整个无线网络达到最佳性能。如此之外，无线网络还要考虑一个重要的特点，就是无线终端的漫游特性。
IEEE 802.11协议定义无线物理层和MAC层，利用现有的协议可以实现有限制的漫游。
如图1所示，无线网络可以分为Ad-Hoc网络和基于AP的网络。使用这两种模式可以都构成一个BSS(Basic Service Set)。能够实现终端漫游的BSS均为Infrastructure BSS，也就是基于AP的BSS。以下本申请文件中的BSS都是指基于AP的BSS，本申请文件中所说一个网格就指一个基于AP的BSS。
如图2所示，多个基于AP的BSS可以构成一个ESS(Extended ServiceSet)，在同一个ESS的各BSS之间，利用IEEE 802.11协议可以实现漫游，但是必须满足一个限定的条件，ESS中每个BSS必须在同一个网段，移动终端STA也必须和所有的BSS中的AP设置同一个网段。
现有技术中，如果要实现在ESS内部，实现漫游则要保证这个ESS中的每个BSS处于同一个子网当中。显然，这样增加了对BSS的限制，减少了各个BSS设置的灵活性，同时也减小其容量；并且，在很多实际的应用中，如在一幢大厦里布置网络时，由于各个终端处于不同的公司或安全等考虑，希望每个BSS处于不同的网段，这时候利用现有的技术无法实现漫游。
利用IEEE802.11和Mobile IP(移动IP)结合的方案，可以解决每个BSS在不同网段的漫游问题，但是使用Mobile IP，成本较大，要求所有的AP和所有的移动STA必须支持Mobile IP；并且，当一个不支持Mobile IP的新STA进入到一个利用Mobile IP的实现漫游的ESS内时，仍然无法实现漫游。
发明内容
针对现有构架的缺点，本发明提供了一种无线局域网漫游的方法，该方案可以使移动终端STA在一个ESS的不同BSS之间漫游，但不限制所有的BSS都是属于同一个网段。
本发明的无线局域网的漫游方法，包括如下步骤步骤一、移动STA从AP_Start或AP_Y1...AP_Yn中进入AP_N1...AP_Nn中的一个AP的范围中；步骤二、在移动STA进入的AP的路由表和所有路由器的路由表中增加该移动STA的IP的特定主机路由，使得该STA可以通过其进入的AP与网络通信；步骤三、移动STA进入的AP通过IAPP协议，通知其他所有的的AP，增加该移动STA的IP的特定主机路由。
本发明通过仅仅在AP端增加路由的方法，使所有的移动STA都可以实现ESS内的漫游，而且不限于支持某种特定协议的移动STA；弥补了现有的无线协议在漫游方面的不足，使WLAN中的移动终端可以实现轻松的漫游实现。
利用本发明的方案可以给企业提供直接的移动漫游的解决方案，并且由于ESS中的每个BSS可以处于不同的网段，从而直接从数量上增加了ESS的容量，和ESS所对应的Backbone(有线部分网络)的容量。使ESS内的移动STA可以和更多的有线网络中的形成企业内部的局域网。
该方法，扩展性好，并且无须直接增加企业构建无线网络的费用，为大中型企业提供了良好的解决方案。随着无线市场的发展，该方案在网络构建中有着良好的市场前景。
图1是现有技术的无线局域网的BSS示意图；图2是现有技术的无线局域网的ESS示意图；图3是本发明一个移动STA漫游的实施例流程示意图；图4是本发明一个移动STA漫游的实施例的特定路由示意图。
具体实施例方式
本发明所称的BSS(Basic Service Set)为一个无线网络的服务区域，在该区域内部，各个终端之间遵循802.11协议和其上层的IP协议等进行通信。
当BSS区域内存在Access Point(AP)的时候，称之为InfrastructureBSS，该服务区域的网络由AP来控制协调；当BSS区域内没有AP，是由各个终端构成的，称之为Independent BSS，该服务区域的网络由各个终端协调控制。
本发明所称的ESS(Extended Service Set)为一个由若干个BSS组合而成的范围更加广阔的扩展区域，每个ESS内的BSS的网络名称应该相同。
本发明所称的IAPP(Inter-access point protocol)用于AP之间进行交流来互相传送各自的状态和连接情况的协议。比如，AP利用IAPP来传送每个AP所连接的移动STA的信息。
在IEEE802.11协议中，在物理层和数据链路层是相通的；但是802.11协议并没有定义IP层，即不保证IP层是相通的；因此，当一个移动STA移动到同一个ESS内的其他不同网段的BSS时，移动STA的物理层和数据链路层仍然是相通的，只要在AP端根据新进入BSS的移动STA的IP地址建立路由，就可以实现移动STA的IP层也是相通的。
也就是说，当移动STA在同一个ESS内，不同网段的BSS间移动的时候，通过AP端的增删路由就可以保证移动STA在移动的过程当中IP层也是相通的，即网络仍然是连通的。这样就实现了移动STA在ESS内但是不同网段的BSS之间漫游。
由于网络吞吐能力有限，每个BSS所能带动的移动终端的数量也是有限的。根据AP的不同略有差别，大概数量级在几十台。在实际的网络布置当中，ESS中的BSS的数量也是有限的，常常的数量在10个以下。所以对于一个ESS内部来讲，使用直接对于AP增删路由的方法是合理的。因为这样特定主机路由的数量并不会特别的多，最坏的情况，当所有的移动终端都不在自己设置的IP网段内时候，所增加的特定主机路由也是可以容忍的。在实际使用的过程当中，由此增加的实际的特定主机路由的数量级在几十条或几条，其性能是完全满足实用的。
本发明的技术方案，包括如下步骤步骤一、移动STA从AP_Start或AP_Y1...AP_Yn中进入AP_N1...AP_Nn中的一个AP的范围中；所述的移动STA指在同一个ESS内，不同网段的BSS之间进行漫游的移动终端；所述的AP_Start指和移动STA所配置的IP属于同一网段的BSS，可以认为是这个移动STA的出发点；所述的AP_Y1...AP_Yn指一个ESS内部，和AP_Start属于同一个网段的其他AP；所述的AP_N1...AP_Nn指一个ESS内部，和AP_Start不属于同一个网段的其他AP；步骤二、在移动STA进入的AP的路由表和所有路由器的路由表中增加该移动STA的IP的特定主机路由，使得该STA可以通过其进入的AP与网络通信；步骤三、移动STA进入的AP通过IAPP协议，通知其他所有的的AP，增加该移动STA的IP的特定主机路由。
所述的增加特定主机路由，指移动STA进入的AP的路由表和其他所有路由器的路由表中增加该移动STA的IP的路由规则，即增加关于该移动STA的IP的路由表表项；所述的特定主机路由表，其表项的前缀长度为32Bit，特定主机路由只能匹配一个特定的IP目的地址，也就是该路由表中的“目的地址”这一列规定一个IP地址。
下面是一个路由表的实例
上表的第一行就表示一个特定主机路由对于发送到7.7.7.99的IP包，全部发送到路由器1的A端口进行后续的转发。
如果STA在AP_N1...AP_Nn中移动时，则STA新进入的AP采用步骤二相同的方式，建立新的特定主机路由，并删除原由的特定主机路由，并通过IAPP协议，使其他AP建立新的特定主机路由。
下面结合图3，详细说明本发明的技术方案。
当移动STA在AP_Start覆盖范围内的时候，AP_Start是该移动STA的归属AP，所有ESS中的AP中的路由保持其原有状态，没有任何的变化；当移动STA移动到AP_Y1...AP_Yn这些AP覆盖的范围内时，由这些AP与AP_Start属于同一网段，802.11协议直接支持同一网段的漫游，这时所有ESS中的AP的路由不做任何的变化，并且，如果在ESS内有这个移动STA的特定主机路由，则应该全部删除；当移动STA移动进入到AP_N1...AP_Nn中的某个AP覆盖的范围内时，由于这些AP中并不存在关于该移动STA的路由规则，或者只存在指向STA的归属AP的路由规则，而移动STA已经脱离了其归属AP的覆盖范围，有无法与其进入的AP通信，因此，该STA与网络在IP层已经断开了。
通过本发明步骤二的方法，在这些AP中增加关于移动STA的IP的特定主机路由，即首先，在该移动STA进入的AP(设为第一AP)中增加如下的路由规则目的地为该移动STA的IP包通过第一AP的无线端口转发；然后，在与第一AP相连的第一路由器中增加如下规则将目的地为该移动STA的IP包通过第一路由器与第一AP相连的端口转发；再在第一路由器外的其他路由器中增加如下的路由规则将目的地为该移动STA的IP包通过与第一路由器相连的端口转发。
同时，第一AP通过IAPP协议，将这条特定主机路由传送给其他的AP；即在其他的AP中，增加如下的路由规则将目的地为该移动STA的IP包通过与AP相连的路由器端口转发。
这样经过特定路由的增加，该移动STA重新在IP层与网络连通，可以与网络进行通信，实现了STA跨BSS的漫游。
下面详细说明本发明所述的移动STA在AP_N1...AP_Nn中漫游的实现当移动STA移动出第一AP所覆盖的范围内时，进入第二AP所覆盖的范围，这个第二AP也属于AP_N1...AP_Nn。这时的处理方式有两种情况，一是第一AP首先获知该移动STA已经离开，则第一AP将删除关于该STA的特定主机路由，并通过IAPP协议，来让ESS中的其他的AP也删除相关路由；二是第二AP首先获知该移动STA进入了其所覆盖的范围，则第二AP将先删除自身路由表中关于该移动STA的特定路由，然后，采用步骤二相同的方式重新建立新的特定路由，并通过IAPP协议，来让ESS中的其他的AP也删除原有关于该移动STA的特定路由，并重新建立新的特定路由。
这样，通过特定路由的更新，移动STA在新的AP中同样完成了IP层与网络的连通，实现了AP_N1...AP_Nn中的漫游。
当然，移动STA脱离第一AP后，也可以回到AP_Start或AP_Y1...AP_Yn的覆盖范围之内，这时AP_Start或移动STA进入的属于AP_Y1...AP_Yn的第三AP，通过IAPP协议，通知所有的AP删除所有关于该移动STA的特定主机路由。
如图4所示，是本发明的一个具体的实施例。
移动STA的IP为192.168.0.66，其归属的AP(192.168.0.2)的网段是192.168.0.2-192.168.0.100，即所述的AP_Start是AP(192.168.0.2)；所述的AP_Y1...AP_Yn和AP_Start属于同一个网段的其他AP，如AP(192.168.0.101)，其网段是192.168.0.101-192.168.0.200；AP(192.168.0.201)，其网段是192.168.0.201-192.168.0.254。所述的AP_N1...AP_Nn是一个ESS内部，和AP_Start不属于同一个网段的其他AP，如图4中的AP(10.1.49.2)，为其网段10.1.49.2-10.1.49.100。
为了叙述方便，假定AP(10.1.49.2)和AP(192.168.0.2)都连接到同一个路由器，接口分别为Interface A10.1.49.1和Interface B192.168.0.1。
当移动STA(192.168.0.66)漫游到AP(10.1.49.2)所覆盖的范围时候，AP(10.1.49.2)中增加了如下的路由规则
即所有发送到移动STA(192.168.0.66)的IP包都通过AP(10.1.49.2)的无线端口进行转发；在Backbone(有线网络)中的路由器中增加的特定主机路由，其规则如下
即所有发送到移动STA(192.168.0.66)的IP包都通过路由器的A端口(10.1.49.1)转发至AP(10.1.49.2)。
建立了这两个路由规则后，移动STA在IP层与其所进入的AP(10.1.49.2)建立起了连接，可以通网络进行通信。
AP(10.1.49.2)通过IAPP协议，通知其他的AP，建立关于该移动STA的特定主机路由。例如，移动STA的归属AP(192.168.0.2)将建立如下的路由规则
所有发送给192.168.0.66的IP包，都由AP(192.168.0.2)的有线端口发送。这样再经过路由器的A端口转发到AP(10.49.0.2)再转发到192.168.0.66，实现了192.168.0.66的漫游。
最后所应说明的是以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种无线局域网的漫游方法，其特征在于包括如下步骤步骤一、移动STA从AP_Start或AP_Y1...AP_Yn中进入AP_N1...AP_Nn中的一个AP的范围中；所述的移动STA指在同一个ESS内，不同网段的BSS之间进行漫游的移动终端；所述的AP_Start指和移动STA所配置的IP属于同一网段的BSS，可以认为是这个移动STA的出发点；所述的AP_Y1...AP_Yn指一个ESS内部，和AP_Start属于同一个网段的其他AP；所述的AP_N1...AP_Nn指一个ESS内部，和AP_Start不属于同一个网段的其他AP；步骤二、在移动STA进入的AP的路由表和所有路由器的路由表中增加该移动STA的IP的特定主机路由，使得该STA可以通过其进入的AP与网络通信；步骤三、移动STA进入的AP通过IAPP协议，通知其他所有的的AP，增加该移动STA的IP的特定主机路由。
2.根据权利要求1所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于所述的增加特定主机路由，指移动STA进入的AP的路由表和其他所有路由器的路由表中增加该移动STA的IP的路由规则，即增加关于该移动STA的IP的路由表表项。
3.根据权利要求2所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于所述的特定主机路由表，其表项的前缀长度为32Bit。
4.根据权利要求1所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于所述的步骤三之后，还包括当STA在AP_N1...AP_Nn中移动时，STA新进入的AP建立新的特定主机路由，并通过IAPP协议，使其他AP也建立新的特定主机路由。
5.根据权利要求1所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于所述的步骤二，包括如下步骤步骤20、在该移动STA进入的AP，设为第一AP，增加如下的路由规则目的地为该移动STA的IP包通过第一AP的无线端口转发；步骤21、在与第一AP相连的第一路由器中增加如下规则将目的地为该移动STA的IP包通过第一路由器与第一AP相连的端口转发；步骤22、在第一路由器外的其他路由器中增加如下的路由规则将目的地为该移动STA的IP包通过与第一路由器相连的端口转发。
6.根据权利要求1所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于所述的步骤三，包括第一AP通过IAPP协议，将特定主机路由传送给其他AP，即在其他的AP中，增加如下的路由规则将目的地为该移动STA的IP包通过与AP相连的路由器端口转发。
7.根据权利要求4所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于当移动STA移动出第一AP所覆盖的范围时，如果第一AP首先获知该移动STA已经离开，则第一AP将删除关于该STA的特定主机路由，并通过IAPP协议，来让ESS中的其他的AP也删除相关路由。
8.根据权利要求4所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于当移动STA进入第二AP所覆盖的范围，该第二AP也属于AP_N1...AP_Nn时，第二AP获知该移动STA进入了其所覆盖的范围，则第二AP将先删除自身路由表中关于该移动STA的特定路由，然后，重新建立新的特定路由，并通过IAPP协议，来让ESS中的其他的AP也删除原有关于该移动STA的特定路由，并重新建立新的特定路由。
9.根据权利要求1所述的无线局域网的漫游方法，其特征在于所述的步骤三之后，如果移动STA重新回到AP_Start/AP_Y1...AP_Yn的覆盖范围之内，则AP_Start/移动STA重新进入的属于AP_Y1...AP_Yn的第三AP，通过IAPP协议，通知所有的AP删除所有关于该移动STA的特定主机路由。
全文摘要
本发明公开了一种无线局域网的漫游方法，包括如下步骤步骤一、移动STA从AP_Start或AP_Y1…AP_Yn中进入AP_N1…AP_Nn中的一个AP的范围中；步骤二、在移动STA进入的AP的路由表和所有路由器的路由表中增加该移动STA的IP的特定主机路由，使得该STA可以通过其进入的AP与网络通信；步骤三、移动STA进入的AP通过IAPP协议，通知其他所有的AP，增加该移动STA的IP的特定主机路由。本发明通过仅仅在AP端增加路由的方法，使所有的移动STA都可以实现ESS内的漫游，而且不限于支持某种特定协议的移动STA；弥补了现有的无线协议在漫游方面的不足，使WLAN中的移动终端可以实现轻松的漫游实现。
文档编号H04W40/24GK1674539SQ20041000887
公开日2005年9月28日 申请日期2004年3月25日 优先权日2004年3月25日
发明者王安静, 于辰涛, 朱刚 申请人:联想(北京)有限公司