在无线局域网中支持层3漫游的无线交换机负载平衡的方法、系统和装置的制作方法

专利名称：在无线局域网中支持层3漫游的无线交换机负载平衡的方法、系统和装置的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及计算机网络，尤其涉及无线局域网(WLAN)中 无线交换机负载平衡的方法、系统和装置。
背景技术：
基于IEEE 802.11标准的WLAN通常用于普通因特网业务，诸 如网页浏览、文件传输和电子邮件。然而，由于实时多媒体应用如基 于IP语音(VoIP)电话的新兴4吏用，这些相同WLAN网络也可以作 为能够使用这些应用的基础结构。WLAN可以给客户不需要电线连接 就能"漫游"或物理的从一个地方移动到另一个地方能力。在WLAN 的上下文中术语"漫游"描述接入点(AP)之间的物理移动。WLAN 区域之一问题涉及漫游时维护IP连接的能力。图1是传统无线局域网(WLAN )的框图。图1中的WLAN包 括无线客户2、 4，第一子网(A) 10，无线交换机12,接入点(AP) 14、 16，第二子网(B) 20，无线交换机22，接入点(AP) 24、 26 以及层3路由器34、 36。路由器34耦合到无线交换机12。无线交换 机12支持第一子网(A) IO并耦合到接入点(AP) 14、 16。接入点 (AP) 14、 16具有第一子网(A) 10内的IP地址。路由器36耦合 到无线交换机22。无线交换机22支持第二子网(B)20并耦合到接 入点(AP) 24、 26。接入点(AP) 24、 26具有第二子网(B ) 20内 的IP网址。客户2、 4是围绕WLAN1物理移动的无线设备，并分别 通过接入点(AP) 14、 16和接入点(AP) 24、 26与IP网络通信。图1示出了 WLAN中层2漫游的概念和层3漫游的概念。层2 网络定义为单IP (single IP)子网和广播域，诸如第一子网(A) 10，而层3网络定义为多IP (multiple IP)子网和广播域的组合，诸如第 一子网(A)和第二子网(B) 20。层2涉及开放式系统互联(OSI)通信模型的数据链路层。数据 链路层涉及通过网络中的物理链路移动数据。在网络中，交换机是在 层2级将数据消息重定向的设备，使用媒体访问控制(MAC )地址判 断消息要直接送至哪里。在IEEE-802 LAN标准的上下文中，数据链 路层包括两个子层，媒体访问控制(MAC )子层和逻辑链路控制(LLC ) 子层。数据链路层确保建立初始连接，将输出数据分成数据帧，并处 理来自接收机的数据已经成功接收的确认。数据链路层也通过分析帧 中特定位置的比特模式来确保进入数据已经成功接收。当客户移动到距离其AP足够远时，层2漫游出现，这样其在相 同子网内与不同AP无线关联。客户与一个接入点(AP)断开连接并 与相同子网内(广播域)的另一个AP重新连接，该域内多个AP使 用相同的业务设置标识符(SSID)。客户连续监听附近AP，如果发 现具有相同SSID的AP和更强的信号或者正经历与当前AP太多的信 号丢失，则决定漫游。为了开始层2路由，客户向新AP发送关联(或 再关联)请求。这可以是从旧AP断开连接，或旧AP可以注意到客 户已经不在。IEEE的802.11f交互接入点协议(IAAP)寻址客户归属子网内 的接入点(AP)之间的漫游，并确保这种情况下的持续IP连接性。 使用层2漫游，给定子网内的AP共享相同的扩展业务设置(ESS)， 并且尽管连接的物理点(AP)改变，客户仍然能够由相同的接入路由 器提供服务。因为原始的和新的AP为相同的IP子网提供覆盖范围， 在路由后，设备的IP地址仍然有效，并能保持不变。例如当在第一 子网(A) 10内路由时，客户的IP地址保持相同。客户成功漫游后，可以通过新的AP中继客户的LAN通信业务。 然而，因为给定子网内能够支持的AP和客户的数量限制了子网的可 伸缩性，在一些条件下，客户漫游到由另一个无线交换机所支持的不 同或外地子网内的新AP。由于通过原始归属IP地址不能再识别客户，需要新的IP地址来路由客户的IP数据。因此，任何正在进行的连接被中断，并且IP连通性丢失。对于像VoIP电话这样的应用或流应用， 这是不可接受的。层3涉及开放式系统互联(OSI)多层通信模型的网络层。网络 层涉及知晓网络中邻居节点的地址，选择路由和业务质量，以及识别 并转发本地主机域的进入消息到传输层。当客户从其归属IP子网内的AP移动到外地IP子网内的新AP 时，例如从第一子网(A) IO到第二IP子网(B) 20，发生层3漫游。 该外地IP子网具有与归属IP子网不同的基本业务设置(BSS)。客 户从一个AP断开连接并与其归属IP子网外的外地IP子网的另一个 外地AP重新连接或再关联。在该再关联中，假定客户由不同接入路 由器提供服务(通过外地AP)，其露出不同的IP地址，而客户本身 保护其原始IP地址时。此时，客户将不再具有外地IP子网内有效的 IP地址和默认网关。因此，如果没有实施其它协议来寻址L3漫游， 客户将不能从其当前位置发送/接收IP包。结果，由于IP连通性丢失， 激活的IP会话结束。为了阻止由于远程客户不能到达本地客户而引起的现有数据会 话或语音呼叫失败，在与外地AP再连接后，可以使用所谓"IP切换" 或"L3切换"处理来保护来自/到客户的IP通信业务。因为该过程不能 由现有IEEE或Wi-Fi标准寻址， 一些重要的功能，诸如层3切换上 的客户IP连通的保持，尚未被标准化。不过，通过提供客户获取新IP地址的机制， 一些WLAN的销售 商已经发展了允许层3漫游发生的解决方案。例如，如果客户路由穿 越第一子网(A) IO和第二子网(B) 20之间的边界，客户启动动态 主机配置协议(DHCP)，然后客户可以使用DHCP获取笫二子网(B) 20中的一个新IP地址。如这里^f吏用的，"动态主;f几配置协议(DHCP )，， 涉及为网络上的设备分配动态IP地址的协议。当计算机接入网络中 的不同地方时，DHCP典型地发送一个新的IP地址。该协议允许^殳 备在每次连接到网络时具有不同IP地址，并且当仍然连接时设备的IP地址甚至可以改变。DHCP也可以支持静态和动态IP混合地址。 DHCP使用"租借"或给定IP地址对计算机有效的时间量的概念。使 用非常短的租借，DHCP可以动态重配置网络，在该网络中计算机多 于可用的IP地址。然而，层3业务重新路由所要求的不止是更新MAC地址表和 ARP緩存。许多应用要求持续连接，并且由于互联子网漫游而放弃他 们的对话。网络层设备诸如路由器和层3交换机必须以某种方式被告 知将IP包转到客户的新子网。为了提供会话持续性，当通过多子网 网络漫游时，需要机制来允许客户维持相同的层3地址。否则，许多 试图到达客户旧地址的应用将超时，并且必须与客户的新IP重新连 接。一种在WLAN中支持层3路由的方法是通过称为移动IP的开放 IETF标准。移动IP提供一种处理客户的L3移动而不考虑底层的层 2技术的解决方案。在移动IP的上下文中，客户被称为移动节点(MN)。在随后 的描述中，可互换的使用这些术语。移动IP使用归属代理(HA)来 转发IP包到客户的新子网的外地代理(FA) 。 HA和FA使用ICMP 路由发现协议(IRDP)来宣告自己。外地代理无线地、周期地宣告 其存在，并等待来自漫游移动节点的请求消息。当移动IP启动的客 户漫游到新子网时，其必须发现附近的FA并将自己向附近的FA注 册。这种节点的注册过程由MN发出的无线注册请求(在802.11关联 完成后)触发。FA将该请求转发到客户的源HA。然后联系消息以及 绑定表更新数据在HA和FA之间交换。然后将确认无线地发送到 MN。如果请求被接受，在HA和FA之间建立隧道以中继发送到客户 源IP地址的进入包。HA作为与无线客户通信的锚点(anchor point) 起作用。其隧道传送来自相应节点(CN)的包到MN的当前地址， 反之亦然。通过从FA到HA的隧道路由返回外发包，然后到达其目 的地。尽管移动IP保持了漫游客户的子网连通性，也导致了次最优路 由和更长的漫游延迟。如上记录的，在启动代理发现阶段之前，无线客户必须首先恢复与其新FA的空中连通性。这导致了相当大的重新 连接时间，增加了延迟时间。此外，注册过程包括有线和无线通信。 在这些过程中引入的包丢失量和显著延迟使得该方法不适合很多 WLAN应用，诸如基于802.11的VoIP或基于802.11的流。尽管有这些优点，如新应用出现并被实施，诸如基于802.11的 VoIP，需要对WLAN部署改变。例如面向覆盖(coverage-oriented) 部署必须移动到面向容量(capacity-oriented)部署，其特征在于低 的用户与AP比和给定区域内的更多AP。到面向容量部署的改变强调 需要一种允许客户跨越子网和漫游域漫游的技术。需要层3漫游技术，允许客户跨越WLAN的不同IP子网漫游， 同时保留客户的源IP连接和源IP地址时。希望这种技术能够允许客 户在不同IP子网的AP之间执行无缝和平滑的L3切换，同时不丟失 IP连通性就能维持激活的会话。希望这种技术即使客户当前在外地子 网中也能够使得IP数据路由至客户的当前外地子网、或从其路由到 源IP地址和归属子网。还希望提供层3漫游技术能够在重验证期间 消除再次输入的需要。在一些部署情况下，在大区域中采用WLAN，并且其支持在若 干无线交换机上的大量客户。由于无线交换机的位置和分布，有一种 可能性会增加，就是无线交换机之一被分配给WLAN中不成比例的 大量或大百分比移动客户作为归属无线交换机。例如，在公园采用的 WLAN可以有许多无线交换机。在这种场景下，可以定位第一无线交 换机，例如在公园、购物商场、露天大型运动场或其他位置，在这些 位置入口有大百分比的客户打开他们的802.11设备。结果，第一无线 交换机能变成大百分比客户的归属无线交换机，这样它就支持不成比 例的大量客户。当这些客户路由时，笫一无线交换机将保持作为这些 客户的归属无线交换机。到达和来自这些客户的通信业务将无限地隧 道传送回第一无线交换机，无论所述客户的位置和与WLAN中其它无线交换机的邻近度。结果可能是第一无线交换机负荷过多，而WLAN中一些其他无线交换机处理相对轻的负栽。希望提供一种技术，其允许当 一个或多个特定客户移动到远离第 一无线交换机时，第一交换机判断自己不再作为所述客户的归属无线 交换机。需要技术来允许第一无线交换机判断其不再是一个特定客户 或多个客户的最佳归属无线交换机。需要技术来平衡分配给特定无线交换机的客户数量，这样WLAN中的每个无线交换机上的负荷变得 更平衡。结合附图和前述的技术领域和背景，从随后详细描述和附后的权 利要求书中，本发明的想要的特点和特征将变得明显。发明内容根据一个实施例，提供无线局域网中的无线交换机负载平衡的技 术，所述网络包括被配置为支持多个客户的多个无线交换机，所述客 户包括第一客户。配置一个初始归属无线交换机以初始地支持第一客 户。初始无线交换机可以选择无线交换机之一作为第 一客户的新归属 无线交换机。


将结合随后附图描述本发明，其中相同标记指示相同元件，以及图1是传统无线局域网(WLAN)的框图，其示出了WLAN中 层2漫游的概念和层3漫游的概念；图2是根据一个示例实^i例的WLAN框图，其实施一个注册服 务器和多个无线交换机；图3是根据示例实施例的注册服务器的框图；图4是根据示例实施例的无线交换机的框图；图5是示出了根据示例实施例创建无线交换机网格网络的示例 方法流程图；图6是示出了根据示例实施例向多个无线交换机提供激活客户列表的示例方法流程图；图7是根据示例实施例的WLAN的框图，其实现了一个注册服 务器和多个无线交换机，包括客户的源归属无线交换机；图8是示出了根据示例实施例的WLAN负栽平衡的示例方法流程图；图9是根据示例实施例方法的流程图，该方法中归属无线交换机 选择在WLAN中的多个候选无线交换机之一作为第一客户的新的归 属无线交换机；图IO是根据另一个示例实施例示出了另一方法流程图，该方法 中归属无线交换机选择多个无线交换机之一作为第一客户的新的归 属无线交换机；图11是示出了根据示例实施例隧道传送客户生成的业务到新的 归属无线交换机的方法流程图；图12是根据示例实施例的WLAN的框图，其中实现注册服务器 和支持第一子网的归属无线交换机以及支持第二子网的被访无线交 换机；图13是根据示例实施例示出了示例方法的流程图，其中允许客 户从归属无线交换机漫游到被配置为支持第二子网的被访无线交换 机，其中该客户初始地与归属无线交换机关联并具有来自第一子网内 的IP地址；图14是根据示例实施例的流程图，其示出支持第一子网的归属 无线交换机和支持第二子网的被访无线交换机之间的示例消息交换， 以允许当客户漫游到第二子网时维持客户IP地址。
具体实施方式
以下详细描述实际上仅仅是示例性的，不打算限制本发明或应用 以及本发明的使用。此外，并没有想通过当前技术领域、背景、摘要 或以下的详细描述来限制。如在这里使用的，词"示例的，，指"作为示 例、实例或说明起作用"。任何在此作为"示例的"描述的实施例并不理解为比其他实施例优选的或有优势的。在该说明书中描述的所有实 施例都是提供的示例实施例，以使得本领域的熟练技术人员能够完成 或使用该发明，而不限制由权利要求书定义的本发明的范围。本发明的实施例提供允许客户从第 一子网漫游到第二子网并且 保持在归属子网中使用的相同IP地址的方法和装置。如这里所用的，"客户"是WLAN中的移动设备。术语"移动设备"通常涉及无线通信 设备或与接入网络通信的其他硬件。在特定时刻，移动设备可以是移 动或静止的，并且可以包括通过无线信道或通过有线信道通信的设 备。移动设备可以进一步是任何移动计算设备类型，包括但不限制为 膝上型电脑、PC卡、微型闪存(compact flash)、外部或内部调制 解调器、无线或有线电话、个人数字助理(PDA)或移动电话手持设 备。图2是根据示例实施例的WLAN框图，其中实现了注册服务器 130和无线交换机112、 122、 132、 142。如这里所用，术语"WLAN，， 涉及一种网络，在该网络中移动用户可以通过无线(射频)连接到局 域网(LAN ) 。 IEEE 802.11标准具体规定了示例无线LAN的一些特 征。如这里所用的，术语"包(packet)，，涉及分组交换网络(如互联 网)上源和目的地之间路由的数据单元。当从一个地方发送任何文件 到互联网上的另一个地方时，传输控制协议(TCP)层将文件分成路 由有效大小的"块"。每个包单独号并包括目的地的互联网地址。特定 文件的各个包可以通过互联网以不同的路由传送。当它们都到达时， 在接收端通过TCP层将它们重新集合成源文件。在用户报文协议 (UDP )的上下文中，应该理解术语"数据报(datagram )"与术语"包" 具有相似的意义。如在这里使用的，术语"交换机"涉及引导来自任何多输入端口的 输入数据到具体输出端口的设备，这些输出端口将把数据带到其想要 的目的地。交换机通常从每个包的IP地址执行数据链路或层2功能 并判断哪个输出端口将用于其旅程的下一部分以到达想要的目的地。目的地地址通常需要由已知设备，如路由器，在路由表中查找。在一
些实施例中，交换机能作为IP交换机，其能够执行网络或层3路由 功能。
注册服务器130和无线交换机112、 122、 132、 142可以通过无 线交换机112、 122、 132、 142创建到注册服务器130的IP套接程序 (socket)或隧道彼此连接。无线交换机112、 122、 132、 142通过IP 套接程序或隧道的网状(mesh)网络彼此连接。如这里所用的，术语 "隧道(tunneling)"涉及允许两个全异网络(通常不连接、或被物理 分离)直接连接另一个的过程。隧道与封装同义，并通常通过在公用 网络传输单元内封装专用网络数据和协议信息来完成，这样对公用网
络来说，专用网协议信息看起来像数据。隧道需要入口节点和出口节 点。入口节点在另一个IP报头内封装隧道包。新IP报头可以包括一 些其他参数，但是封装报头的基本功能是将包指引到隧道终点。隧道 终点接收的包被剥去封装报头并转送到客户。
注册服务器130是可以在外部的高可用性平台以专用硬件实现 的网络实体。例如，注册服务器130可以在刀片(slide)服务器中实 现。可替换的，注册服务器130可以作为驻留在两个无线交换机中的 模块实现。
当无线交换机加入WLAN时，注册服务器130用于在WLAN 中注册无线交换机。注册服务器130具有在WLAN中的每个无线交 换机上配置的第一互联网协议(IP)地址。如这里所用的，术语"互 联网(IP)地址"涉及层3地址。互联网上来自用户的每个通信都携 带源和目的网络以及每端与用户或主机相连的网络内的特定机器的 IP地址。在一种实现中，IP地址是32位地址，包括使用网络号标识 网络的一部分以及使用主机号在网络内标识具体机器或主机的另一 部分。可以使用机器或主机部分地址的一些位来标识具体子网。在这 种情况下，IP地址可以包含三个部分网络号、子网号和机器号。
每个无线交换机112、 122、 132、 142都具有与其关联的配置信 息，例如，包括具体无线交换机支持的IP地址和子网列表(IP域)。如这里所用的，术语"子网络"或"子网"涉及网络的可标识的分离部 分。典型的， 一个子网可以表示在一个地理位置， 一栋建筑物中，或
在同 一无线局域网中(WLAN )的所有机器。在互联网标准草案(RFC ) 950中描述了创建和标识子网的标准过程。
每个无线交换机112、 122、 132、 142通过向注册服务器130传 送其配置信息来注册到注册服务器130中，并使用注册服务器130的 IP地址来创建或打开到注册服务器130的第一 IP套接程序(隧道)。 无线交换机112、 122、 132、 142彼此周期地发送更新信息。更新信 息可以包括，例如，与每个无线交换机关联的配置信息的改变。
注册服务器130可以使用配置信息来创建AWSL，其包括WLAN 中交换机112、 122、 132、 142中每个的列表。注册服务器130将AWSL 发送到每个无线交换机112、 122、 132、 142。每个无线交换机112、 122、 132、 142使用AWSL来打开到每个其他无线交换机112、 122、 132、 142的UDP/IP套接程序。 一旦所有的无线交换机112、 122、 132、 142通过UDP/IP套接程序耦合在一起，并通过IP套接程序耦合到注 册服务器130，完成网格网络。当新交换机增加(例如注册到注册服 务器130)或从WLAN移出时，该网格网络动态改变。
在一种实现中，每个无线交换机112、 122、 132、 142可以发送 配置信息到每个其他无线交换机112、 122、 132、 142。可替换的，注 册服务器130可以发送每个无线交换机112、 122、 132、 142的配置 信息到其他每个无线交换机112、 122、 132、 142。
无线交换机112、 122、 132、 142也可以周期地向彼此发送更新 消息。如果特定时间过去， 一个无线交换机没有发送更新消息，那么 其他无线交换机可以假设该无线交换机已经不在WLAN中了 。
典型的，经过IP套接程序的注册服务器130和无线交换机112、 122、 132、 142之间的任何通信是不加密的。然而，在另一个实施例 中，如果考虑安全，IP套接程序(隧道)可以使用安全协议，诸如互 联网协议安全(IPSec)，并且可以使用IPSec加密通信。"互联网协 议安全(IPSec)"涉及一组网络安全协议或网络通信的包处理层的框架。IPSec可以允许进行安全方案而无需改变各个用户计算机。IPSec 提供两种安全服务选择验证报头(AH),主要允许数据发送者的 验证，以及封装安全栽荷(ESP)，支持发送者的验证以及数据加密。 与每个服务相关的具体信息插入包的报头中，所述报头在IP包报头 之后。可以选择分离的密钥协议，诸如ISAKMP/Oakley协议。如下 描述的，客户202可以使用在归属无线交换机212上终止的IPSec。
在另一个实施例中，可以希望采用冗余注册服务器。当实施多个 注册服务器130时，激活或主注册服务器130的配置可以与备用或从 注册服务器的配置同步。那样，如果激活或主注册服务器130故障， 由于包括与激活或主注册服务器130相同的信息(例如无线交换机列 表、激活客户列表)，备用或从注册服务器可以接管。
除了与WLAN中L3漫游有关的功能，可以在注册服务器130 中实现通常在其他外部服务器中实现的其他功能。例如，注册服务器 130可以作为无线侵入检测系统(WIDS)功能、位置服务器功能、记 帐功能等的主机。因为注册服务器130具有有关WLAN中每个无线 交换机(例如无线交换机列表)和每个客户(例如激活客户列表)的 信息，注册服务器130可以使用附加功能所提供的其他功能来利用 (leverage)这些信息。
图3是根据示例实施例的注册服务器130的框图。注册服务器 130可以包括，例如包括发送机132和接收机134的收发器131、数 据库133、处理器135和若干端口 137。
注册服务器130的接收机134可以向每个无线交换机传送注册服 务器130的IP地址。每个无线交换机可以使用所述IP地址来打开到 端口之一的IP套接程序。接收机134从每个无线交换机接收配置信 息，其包括与每个无线交换机112、 122、 132、 142有关的属性和参 数。该配置信息通过每个无线交换机112、 122、 132、 142和注册服 务器130之间的一组第一 IP套接程序或隧道传送。每个无线交换机 112、 122、 132、 142的配置信息包括交换才几IP地址和无线交换才几所 支持的子网列表(IP域)。在注册期间，处理器135使用从无线交换机112、 122、 132、 142接收的配置信息，以及可选地，从无线交换 机112、 122、 132、 142接收的更新数据，将每个无线交换机112、 122、 132、 142注册到注册服务器130。处理器135可以使用从无线交换机 112、 122、 132、 142接收的传送配置信息来创建激活无线交换机列表 (AWSL) 。 AWSL包括WLAN中每个无线交换机的列表，发送机 132子系统可以将每个无线交换机的配置信息和AWSL传送到每个无 线交换机。每个无线交换机可以使用配置信息和AWSL来打开到每 个其他无线交换机的UDP/IP套接程序。数据库135可以存储每个无 线交换机的配置信息和AWSL。
图4是根据示例实施例的无线交换机140的框图。无线交换机 140可以实施为上述无线交换机112、 122、 132、 142中的任何一个或 所有。无线交换机140可以包括，例如，包括发送机142和接收机144 的收发器141、数据库143、处理器145和若干端口 147。
发送机142可以通过IP网络程序应用接口将有关无线交换机 140的配置信息传送到注册服务器130。发送机142也可以向其他无 线交换机发送无线交换机140的配置信息。
接收机144可以接收每个其他无线交换机的配置信息和包括 WLAN中每个其他无线交换机列表的AWSL副本。
处理器145可以使用配置信息和AWSL打开从端口 147到每个 其他无线交换机的UDP/IP套接程序。
发送机142可以发送无线交换机的更新消息到每个其他无线交 换机。接收机144也可以从每个其他无线交换机接收更新消息。更新 消息包括对每个其他无线交换机的配置信息的改变。
图5是示出在WLAN中创建无线交换机网格网络的示例方法， 所迷WLAN包括无线交换机112、 122、 132、 142和注册月良务器130。 注册服务器130的IP地址可以被配置在每个无线交换机112、 122、 132、 142上。
在步骤502，可以使用注册服务器130的IP地址来创建或打开 从每个无线交换机112、 122、 132、 142到注册服务器130的IP套接程序。通过向注册服务器130传送有关每个无线交换机112、 122、 132、 142的配置信息，每个无线交换机112、 122、 132、 142可以注册到注 册服务器130。在一种实施中，每个交换机112、 122、 132、 142的配 置信息包括交换机IP地址和交换机支持的子网列表。
在步骤504，注册服务器130可以使用配置信息来创建激活无线 交换机列表(AWSL)，所述激活无线交换机列表包括WLAN中每 个无线交换机112、 122、 132、 142的列表。
在步骤506， AWSL和每个无线交换机112、 122、 132、 142的 配置信息可以传送到每个无线交换机112、 122、 132、 142。
在步骤508，每个无线交换机112、 122、 132、 142可以使用配 置信息和AWSL来打开到每个其他无线交换才几112、 122、 132、 142 的UDP/IP套接程序。然后，每个无线交换机连接到每个其他无线交 换机112、 122、 132、 142,以及创建无线交换机112、 122、 132、 142 的网格网络。
在其他实施中，每个无线交换机112、 122、 132、 142可以发送 配置信息到每个其他无线交换机112、 122、 132、 142。可替换地，注 册服务器130可以将每个无线交换机112、 122、 132、 142的配置信 息和AWSL发送到每个其他无线交换才几112、 122、 132、 142。每个 无线交换机112、 122、 132、 142也可以将更新消息发送到每个其他 无线交换机112、 122、 132、 142。这些更新消息可以包括，例如，对 每个无线交换机112、 122、 132、 142的配置信息的改变。
图6是根据示例实施例向多个无线交换机112、 122、 132、 142 提供激活客户列表(ACL)的示例方法的流程图。无线交换机112、 122、 132、 142可以位于例如在WLAN中，如图2中的WLAN，其 包括注册服务器130和由无线交换机112、 122、 132、 142支持的多 个激活客户(未示出)。
在步骤602，将与每个客户有关的注册信息传送到支持这些激活 客户的无线交换机112、 122、 132、 142。在步骤604，通过IP隧道， 将与每个激活客户有关的注册信息从无线交换机112、 122、 132、 142传送到注册服务器130。在步骤606,可以使用每个激活客户的注册 信息创建激活客户列表。激活客户列表包括WLAN中每个激活客户 的记录。每个客户的记录包括客户的MAC地址，客户的客户IP地址， 客户的归属交换机，客户的被访交换机，归属交换机和被访交换机的 不激活计时器，以及位置信息。在步骤608，将激活客户列表和每个 激活客户的注册信息传送到每个无线交换机112、 122、 132、 142。在 步骤610,将注册信息更新数据从每个无线交换机112、 122、 132、 142传送到注册服务器130。注册服务器130可以使用从无线交换机 112、 122、 132、 142接收的注册信息更新数据来更新激活客户列表。 在步骤612，将注册信息更新数据传送到WLAN中的每个其他无线交 换机112、 122、 132、 142。可替换地，注册服务器130可以将包括激 活客户列表的更新注册信息的更新的激活客户列表传送到每个无线 交换机112、 122、 132、 142。再次参考图3，注册服务器130可以包括端口 137，包括发送机 132和接收机134的收发器131，处理器135，数据库133。通过IP 套接程序，选择的端口将注册服务器130耦合到无线交换机112、 122、 132、 142。接收机134可以从支持每个激活客户的无线交换机接收每 个激活客户的注册信息。处理器135可以使用每个激活客户的注册创 建ACL。数据库135可以存储ACL和每个激活客户的注册信息，发 送机132可以将ACL和每个激活客户的注册信息传送到每个无线交 换机。在一种实施中，无线交换机发送注册信息更新数据。接收机134 可以从无线交换机接收注册信息更新数据，以及处理器135可以使用 注册信息更新数据来创建更新的ACL。然后发送机132可以将注册信 息更新数据发送到每个无线交换机。在另一种实施中，无线交换机向 接收机134发送注册信息更新数据，处理器135可以使用注册信息更 新数据更新ACL。当从无线交换机112、 122、 132、 142接收到注册 信息更新数据时，发送机132可以将对ACL的注册信息更新数据发 送到每个无线交换才几112、 122、 132、 142。参考图4，每个无线交换机112、 122、 132、 142可以包括，例如若干端口 147，包括发送机142和接收机144的收发器141，处理 器145和数据库143。接收机144可以从无线交换机支持的每个激活 客户接收注册信息。通过IP套接程序，端口 247将无线交换机112、 122、 132、 142耦合到注册服务器130。发送机142将注册信息发送 到注册服务器130。接收机144可以从注册服务器130接收ACL。ACL 包括WLAN中每个激活客户的记录。接收机144可以从无线交换机 支持的每个激活客户接收注册信息更新数据，发送机142可以将注册 信息更新数据发送到注册服务器130。发送机142也可以将注册信息 更新数据发送到WLAN中的每个其他无线交换机。接收机144可以 从注册服务器130接收更新的ACL，其包括从每个无线交换机接收的 注册信息更新数据。L3移动性和WLAN负载平衡在一个实施例中，注册服务器230或交换机可以监视不激活计时 器。如果客户202的不激活计时器指示客户202在给定时间周期内在 其归属交换机(以及被访交换机)上是不激活的，那么注册服务器230 强制客户202的802.11重验证和重新连接，并在新无线交换机上获得 新客户IP地址。这允许WLAN避免发送不必要的系统开销并清理交 换机之间的隧道中非必要的通信业务。图7是根据示例实施例的WLAN框图，其实现了注册服务器730 和包括客户702A的源归属无线交换机732的多个无线交换机712、 722、 732、 742。每个无线交换机712、 722、 732、 742具有与其相关 的DHCP服务器711、 721、 731、 741。结合该实施例，现在将描述 WLAN负载平衡的技术。为了说明WLAN负载平衡的技术，以下示例假设无线交换机732 是客户的源归属无线交换机，并相对于至少一个其他无线交换机712、 722、 742相对过负载客户。在指定客户702A获得源归属无线交换机 732上的802.11验证/联合以及802.1x验证后，客户702A将DHCP 请求发送到源归属无线交换机732。如果源归属无线交换机732被其 他客户过载，源归属无线交换机732保持为客户702A的归属无线交换机将变得不再实际。为了处理该问题，源归属无线交换机732可以 将DHCP请求转发到网络中的另一个无线交换机712、 722、 742,其 可能或明确确定为与源归属无线交换机732相比较少地负栽客户 702A-702K。在向WLAN中的其他无线交换机转发DHCP请求之前， 源归属无线交换机732应判断WLAN中的哪个无线交换机712、 722、 732、 742是成为客户702A新归属无线交换机的最佳候选。源归属无 线交换机732可以选择其本身或任何其他无线交换机712、 722、 742 来转发DHCP请求。该选择可以由多种不同的方法完成。在以下图 7-ll的描述中，相对于其他无线交换机712、 722、 742，源归属无线 交换机732假设为被客户702A-702K过载，这样至少一个其他无线交 换机当前处理比源归属无线交换机732更少的通信业务。因此，源归 属无线交换机732将选择一个其无线交换机712、 722、 742作为新归 属无线交换机，并将DHCP请求转发到选择的其他无线交换机712、 722、 742。但是，在特定条件下，应该理解如果判断本身为WLAN 中当前最小负载的无线交换机，源归属无线交换机732将选择其本身 作为新归属无线交换机。在该实施例中，基于与WLAN中每个无线交换机712、 722、 742 关联的通信业务负载记录(TLR)中的属性，通过选择处理最少通信 业务的无线交换机，源归属无线交换机732可以判断WLAN中的哪 个无线交换机712、 722、 742是成为客户702A的新归属无线交换机 的最佳候选。从多个候选无线交换机712、 722、 742选择新归属无线 交换机的机制可以连续运行，或者当源归属无线交换机732超出预定 通信业务负载阈值(TLT)时将其触发。每个无线交换机712、 722、 732、 742可以周期地向注册服务器 730报告通信业务负载记录(TLR)。对于特定无线交换机，TLR可 以包含例如有关给定交换机作为归属交换机所支持的客户数量的信 息，给定交换机作为被访交换机所支持的客户数量，隧道传送到给定 交换机(由于其为一些客户的归属交换机)的通信业务量(Mb/s)， 来自给定交换机(由于其为一些客户的被访交换机)的隧道通信业务量(Mb/s)，以及由给定交换机正传送的通信业务量(Mb/s)。注册服务器730可以使用来自每个无线交换机712、 722、 732、 742的TLR生成网络负载报告(NLR)，其包括有关WLAN中每个 无线交换机712、 722、 732、 742通信业务负栽的信息。注册服务器 730将NLR周期地分发到WLAN中的每个无线交换机712、722、732、 742。在一个实施例中，NLR可以包括系统通信业务负载表(STLT)， 其包括来自WLAN中每个无线交换机712、 722、 732、 742的TLR 的信息。源归属无线交换机732可以使用NLR以及来自每个其他无线交 换机的TLR的属性，以判断WLAN中的哪个其他无线交换机712、 722、 742当前处理最少通信业务，并选择那个交换机作为最佳候选， 以成为客户702A的新归属无线交换机。 一旦源归属无线交换机732 选择一个其他无线交换机712、 722、 742,诸如无线交换机722，作 为客户702A的新归属无线交换机，那么源归属无线交换机732可以 将从一个新客户或多个客户(不被该网络所知的；没有指定归属交换 机)接收的DHCP请求重定向到新归属无线交换机。源归属无线交换机732可以随机判定WLAN中的哪个其他无线 交换机712、 722、 742变为客户702A的新归属无线交换机。例如， 源归属无线交换机732可以打乱(hash )客户的MAC地址并任选来 自DHCP请求包的其他数据以确定散列值(hash value)。散列值可 以具有数值范围。例如，在图7中的WLAN实现中，使用四个无线 交换机，散列值(x)可以为0到256之间的。可以通过下列方程式 确定散列值(x):x = MAC[O] XOR MAC[l] XOR MAC[3XOR MAC[4XOR MAC[5J XOR MAC[6J一旦确定散列值(x),那么源归属无线交换机732可以使用它 来判断应该指定无线交换机712、 722、 742中的哪个作为客户的新归 属无线交换机。例如，在一种可能的实施中，如果散列值(x)小于 64，那么无线交换机712可以成为新归属无线交换机；如果散列值(x)大于或等于64并小于128，那么无线交换机722将成为新归属无线交 换机；如果散列值(x)大于或等于128且小于192,那么无线交换机 732将仍然作为新归属无线交换机；以及如果散列值(x)大于或等于 192且小于255，那么无线交换机742将成为新归属无线交换机。因此，根据该实施，通过随机平衡散列算法和通信业务负载来指 定归属交换机。依据确定的散列值(x)，可能选择或仍然保留源归 属无线交换机732为客户的新归属无线交换机。然而，通过散列算法 指定的新归属无线交换机也可能过负栽。在另一种实施中，当已知源 归属无线交换机过负栽时，源归属无线交换机可以选择一个其他无线 交换机712、 722、 742。如果，源归属无线交换机732决定例如无线交换机722是成为新 归属无线交换机的最佳候选，那么源归属无线交换机732可以将 DHCP请求转发到无线交换机722。然后连接到无线交换机722的 DHCP服务器(未示出)指定一个IP地址给客户702A,并成为客户 的新归属无线交换机。新归属无线交换机722将向源归属无线交换机 732隧道传送一个DHCP响应。然后源归属无线交换机732成为该客 户的被访无线交换机，无线交换机722成为客户的新归属无线交换机。 来自该客户702A的所有通信业务将隧道传送至新归属无线交换机 722。 一旦客户702A漫游至WLAN中的另一个交换机，例如无线交 换机712，无线交换机712将成为新的被访无线交换机，无线交换机 722将仍然保留为归属交换机。通过新的被访无线交换机712，该客 户702A的所有通信业务隧道传送到新归属无线交换机722。这样， 首先接受来自该客户702A连接的源归属无线交换机732不再处理该 客户的通信业务。图8是示出了根据示例实施例无线局域网中负载平衡的示例方 法的流程图，所述无线局域网包括配置为支持多个客户702A-702K的 多个无线交换机712、 722、 732、 742,多个客户中包括第一客户702A。 每个无线交换机712、 722、 732、 742可以通过UDP/IP套接程序耦合 到每个其他无线交换才几712、 722、 732、 742。在步骤802，源归属无线交换机被配置为第一客户的初始归属无 线交换机。在步骤804，源归属无线交换机可以选择多个无线交换机 712、 722、 732、 742之一作为第一客户的新归属无线交换机。再次， 相对于其他无线交换机712、 722、 732、 742，假设源归属无线交换机 732被客户702A-702K或客户通信业务过载，这样与源归属无线交换 机732相比，至少一个其他无线交换机712、 722、 732、 742当前处 理较少的通信业务。但是，在特定条件中，应该理解如果确定自己是 WLAN中当前最小负荷的无线交换机，源归属无线交换机732可以选 择其本身保留作为归属无线交换机。图9是示出了根据示例实施例由归属无线交换机732选择 WLAN中多个无线交换机712、722、732、742之一作为第一客户702A 的新归属无线交换机的方法流程图。每个无线交换机712、 722、 732、 742可以配置为监视正在隧道传输到达及来自无线交换机的通信业 务。在步骤902，每个无线交换机712、 722、 732、 742生成通信业 务负载记录(TLR)。每个无线交换机712、 722、 732、 742的通信 业务负载记录(TLR)可以包括规定交换机712、 722、 732、 742作 为归属交换机所支持的客户702A-702K的数量的参数，规定交换机 712、 722、 732、 742作为一皮访交换机所支持的客户702A-702K数量 的参数，规定正向交换机712、 722、 732、 742隧道传送的通信业务 数量的参数，规定正从交换机712、 722、 732、 742接收的通信业务 数量的参数，以及规定正由交换机712、 722、 732、 742传送的通信 业务数量的参数。在步骤904，注册服务器730可以生成网络负载报告(NLR)， 其包括每个无线交换机712、 722、 732、 742的通信业务负载信息。 在步骤卯6，注册服务器730可以将NLR发送到每个无线交换机712、 722、 732、 742。在步骤908,基于NLR和每个无线交换机712、 722、 732、 742的TLR，归属无线交换才几732可以选择一个无线交换才几712、 722、 732、 742作为第一客户702A的新归属无线交换才几。例如，在一种实施中，通过使用NLR来确定无线交换机712、 722、 732、 742 中的哪个当前处理最少通信业务，并且选择当前处理最少通信业务的 无线交换机712、 722、 732、 742作为第一客户702A的新归属无线交 换机，这样源归属无线交换机732可以选择无线交换机712 、 722 、 732 、 742之一作为第一客户702A的新归属无线交换机。在一种示例实施 中，归属无线交换机可以使用与每个无线交换机712、 722、 732、 742 关联的通信业务负载记录(TLR)的属性来选择处理最少通信业务的 无线交换机，作为第一客户702A的新归属无线交换机。在步骤910，第一客户702A向归属无线交换机发送DHCP请求。 在步骤912，归属无线交换机可以将DHCP请求转发到作为新归属无 线交换机选择的无线交换机。尽管未在图9示出，当新客户702A加 入WLAN时，归属无线交换才几可以重定向从新客户702A接收的 DHCP请求并将DHCP请求发送到作为新的归属无线交换机而选择 的无线交换机。图10是示出了根据另 一示例实施例归属无线交换机选择多个无 线交换机712、 722、 732、 742之一作为第一客户702A的新归属无线 交换机的方法流程图。在该实施例中，第一客户702A向源归属无线 交换机发送DHCP请求。源归属无线交换机然后可以随机选择多个无 线交换机712、 722、 732、 742之一作为第一客户702A的新归属无线 交换机。例如，该随机选择可以在步骤1002开始，源归属无线交换机打 乱(hash)第一客户702A的MAC地址和来自DHCP请求的信息， 以生成包括数值范围之一的散列值。数值范围包括多个子范围，每个 子范围与特定无线交换机关联。在步骤1004，源归属无线交换机可以 判断无线交换机712、 722、 732、 742中的哪一个具有散列值在其中 的子范围。换句话说，散列值落入所选择的无线交换机的子范围中。 在步骤1006，源归属无线交换机可以选择一个具有散列值落入其子范 围的无线交换机712、 722、 732、 742作为新归属无线交换机。图11是示出了根据示例实施例将第一客户702A生成的通信业务隧道传送至新归属无线交换机的方法流程图。 一旦由源归属无线交换机732选择了新归属无线交换机，源归属无线交换机732将DHCP 请求转发到作为新归属无线交换机而选择的无线交换机。在步骤 1102， DHCP服务器721将属于所选择的无线交换机的IP地址分配 给第一客户702A。在步骤1104，新归属无线交换机将来自选择的无 线交换机的DHCP响应隧道传送至源归属无线交换机732，这样源归 属无线交换机732成为第一客户702A的被访无线交换机，所选择的 无线交换机成为第一客户702A的新归属无线交换机。在步骤1106， 新被访无线交换机732将第一客户702A生成的通信业务隧道传送至 新归属无线交换机。再次参考图3,注册服务器730包括端口 137，包括发送机132 和接收机134的收发器131，处理器135，以及数据库133。在该实施 例中，注册服务器730配置为帮助WLAN中的负栽平衡，所述WLAN 包括，配置为支持多个客户702A-702K的多个无线交换机712、 722、 732、 742。每个无线交换机生成通信业务负载记录(TLR)。经IP 应用程序接口，选择的端口 137将注册服务器730耦合到无线交换机 712、 722、 732、 742。接收机134可以接收来自每个无线交换机712、 722、 732、 742的TLR。处理器135可以创建或生成网络负载才艮告 (NLR)，其包括每个无线交换机712、 722、 732、 742的通信业务 负载信息。数据库135可以存储多个无线交换机中每一个的TLR以 及NLR，发送机132可以将NLR传送或发送到每个无线交换机712、 722、 732、 742。在一种实施中，无线交换机712、 722、 732、 742包 括源归属无线交换机732，其配置为第一客户702A的初始归属无线 交换机，以及多个"候选"无线交换机712、 722、 742，其中多个"候选" 无线交换机712、 722、 732、 742可以由源归属无线交换机732选择 成为新归属无线交换机。再次参考图4，图7中的每个无线交换机712、 722、 732、 742 可以配置为第一客户702A的初始归属无线交换机，并且可以具体包 括例如，若干端口 147,包含发送机142和接收机144的收发器141，处理器145和数据库143。每个无线交换机712、 722、 732、 742中的 处理器145可以用于监视正传送到各个无线交换机和从其传送出的通 信业务。经IP套接程序，端口 147之一可以将图7中的无线交换机 712、 722、 732、 742耦合到注册服务器730，而其他端口 147耦合到 UDP/IP套接程序，其将每个无线交换机712-742耦合到每个其他无线 交换机712-742。无线交换机732的处理器145和每个候选无线交换 机712、 722、 742中的其他处理器145可以使用这些信息生成通信业 务负栽记录(TLR)，并可以使用发送机142发送它们各自的TLR 到注册服务器730。注册服务器730可以使用TLR创建或生成网络负 载净艮告(NLR)，其包括每个无线交换机712、 722、 732、 742的通 信业务负栽信息。每个无线交换才几712、 722、 732、 742的接收才几144可以接收包 括每个无线交换机的通信业务负载信息的NLR，无线交换机732的处 理器145可以4吏用NLR和与每个无线交换机712、 722、 732、 742关 联的TLR中的属性，来选择一个候选无线交换机712、 722、 742作 为第一客户702A的新归属无线交换机。在一种实施中，当源归属无 线交换机的通信业务超出预定通信业务负载阈值(TLT)时，无线交 换机732的处理器145可以选择候选无线交换机712、 722、 742之一 作为新归属无线交换机。在一个实施例中，基于与每个候选无线交换 机712、 722、 742关联的通信业务负栽记录属性，无线交换机732的 处理器145可以判断候选无线交换机712、 722、 742中的哪一个正在 处理最少的通信业务，并选择那个候选无线交换机作为第 一客户的新 归属无线交换机。在其他实施例中，无线交换机732的处理器可以随机选择一个无 线交换机712、 722、 732、 742作为新归属无线交换机。例如，为了 随机选择一个无线交换机712、 722、 732、 742作为新归属无线交换 机，无线交换机732的处理器145可以包括一个散列模块(未示出) 和选择模块(未示出)。散列模块可以打乱第一客户的MAC地址和 来自DHCP请求的信息，以生成散列值。散列值可以具有落入值范围内的值。散列模块可以将值范围分离成多个子范围。处理器可以随机分配每个子范围给特定无线交换机712、 722、 732、 742。然后基于落 入被选择为客户702A的新归属无线交换机的无线交换机712、 722、 732、 742之一的子范围的散列值，选择模块可以选择候选无线交换机 之一作为新归属无线交换机。每个无线交换机712、 722、 732、 742可以经UDP/IP套接程序 耦合每个其他无线交换机712、 722、 732、 742。当第一客户702A发 送无线交换机732的接收机144接收的DHCP请求时，无线交换机 732的发送机142将DHCP请求转发到作为新归属无线交换机选择的 无线交换机。当新客户702B加入WLAN并发送DHCP请求到源归 属无线交换机732时，无线交换机732的处理器145重定向从新客户 702B接收的DHCP请求，无线交换机732的发送机142将DHCP请 求发送到作为新归属无线交换机选择的候选无线交换机。此时，属于 所选择的候选无线交换机的IP地址被分配给客户702A,并且新归属 无线交换机将DHCP响应隧道传送到源归属无线交换机732 ，这样源 归属无线交换机732成为客户702A的被访无线交换机，所选择的候 选无线交换机成为客户702A的新归属无线交换机。图12是根据示例实施例的WLAN的框图，其中实现了注册服 务器1230和支持第一子网1210的归属无线交换机1212，支持第二子 网1220的被访无线交换机1222。尽管图12中示出了两个无线交换机 1212、 1222和两个子网1210、 1220，应该理解可以在WLAN中实现 多于两个的交换机和子网。应该理解尽管图12示出了单个客户1202， 典型地多于一个的客户可以出现在WLAN中。典型地，在特定WLAN 中，有大量激活客户。在该实施例中，第一子网1210应该通常支持 具有第一子网1210内的客户IP地址的一组激活客户，第二子网1220 通常支持具有第二子网1220内的客户IP地址的另一组激活客户。另 外，在图12中，示出分别包括三个接入点(AP ) 1215-217和1225-227 的每个子网1210、 1220，然而，可以在子网内实现任何数量的AP。如这里所用的，术语"接入点(AP)"或"接入端口 (AP)，，涉及传输和接收数据的站(有时称为收发器)。接入点将用户连接到网络内的其他用户，也可以充当WLAN和固定有线网络之间的互联点起 作用。每个接入点可以服务定义网络区域内的多个用户。当用户移动 到一个接入点范围之外，客户可以自动切换到下一个AP。 WLAN可 以只需要单个接入点。特定子网内的AP数量通常随着网络用户的数 量和网络的物理大小增加。归属无线交换机1212支持包括第一子网1210的第一 VLAN，所 述第一子网1210包括接入点(API) 1215、 (AP2) 1216和(AP3 ) 1217。第一 VLAN中的所有客户具有第一子网1212内的IP地址。隧 道将接入点(API) 1215、 (AP2) 1216和(AP3 ) 1217耦合到归属 无线交换机1212。归属无线交换机1212具有第一配置信息，包括第 一IP地址和由归属无线交换机1212支持的第一子网(IP域)列表。 通过经由第一 IP套接程序1214将第一配置信息传送到注册服务器 1230，归属无线交换才几1212注册到注册服务器1230。客户1202初始 地与第一子网1210关联，通过AP3 1217与归属无线交换机1212通 信。客户1202具有来自第一子网1210内的客户IP地址。客户1202 最后漫游进入第二子网1220,其中通过接入端口 (AP4) 1225与被 访虛拟无线交换^L 1222通信。相似的，被访无线交换机1222支持包括第二子网1220的第二 VLAN，所述第二子网1220包括接入点(AP4 ) 1225、 ( AP5 ) 1226 和(AP6) 1227。第二 VLAN上的所有客户具有第二子网1220内的 IP地址。隧道将接入点(AP4) 1225、 (AP5) 1226和(AP6 ) 1227 耦合到被访无线交换机1222。被访无线交换机1222具有第二配置信 息，包括第二IP地址和由被访无线交换机1222支持的第二子网(IP 域)列表。通过经由第二IP套接程序1224将第二配置信息传送到注 册服务器1230，被访无线交换机1222注册到注册服务器1230。因为在每个无线交换机上配置注册服务器的IP地址，在注册期 间，每个无线交换机可以使用该IP地址以打开到注册服务器的IP套 接程序。在该例子中，可以提供第一 IP套接程序1214，其耦合归属无线交换机1212和注册服务器1230，以及被访无线交换机1222和注 册服务器1230之间的第二IP应用程序接口 1224。注册服务器1230中的数据库133存储每个无线交换机的关联配 置信息。每个无线交换机也可以将每个激活客户的注册信息传送到注册 服务器1230。注册服务器1230可以使用这些注册信息创建激活客户 列表(ACL)。激活客户列表包括WLAN中每个激活客户1202的记 录。每个客户1202的记录包括若千属性，例如，客户的MAC地址， 客户的客户IP地址，客户的归属交换机，客户的被访交换机，归属 交换机和被访交换机的不激活计时器以及位置信息。注册服务器1230 可以将激活客户列表(或激活客户列表的一部分)的副本发送到 WLAN中的每个无线交换机。在一个实施例中，注册的无线交换机可以周期地向注册服务器 1230发送有关每个激活客户注册信息的更新数据。注册服务器1230 可以使用这些更新数据创建更新的激活客户列表。无论何时注册服务 器1230接收到更新的注册信息(或来自加入网络的新交换机的新注 册信息)，那么注册服务器1230可以向每个无线交换机发送激活客 户列表的更新数据，就好像从无线交换机接收到更新数据。如以下描述的，当客户从其源归属子网路由到被访无线交换机所 支持的被访子网时，每个无线交换机可以使用激活客户列表以允许客 户保持其原始TCP/IP或UDP/IP连接以及由其归属无线交换机分配 的原始客户IP地址。激活客户列表包括基于第一配置信息的客户1202的记录。该记 录包括客户1202的MAC地址，客户的客户IP地址，客户的归属无 线交换机1212，客户1202的-皮访无线交换才几1222，归属无线交换机 1212和被访无线交换机1222的不激活计时器。使用从无线交换机接 收的更新数据，该记录可以周期地更新。注册服务器1230中的数据 库133可以存储第一配置信息、第二配置信息、以及激活客户列表。因为归属无线交换才几1212和被访无线交换机1222注册在注册月l务器1230上，可以创建UDP/IP隧道1215，其耦合归属无线交换机 1212和被访无线交换机1222。每个无线交换机可以使用来自无线交 换机列表的配置信息来打开到达其他无线交换机的UDP/IP隧道或套 接程序。如以下更详细的解释，当客户1202从归属无线交换机1212 漫游到被访无线交换机1222时，该隧道允许客户1202保持来自其归 属无线交换机1212的客户的IP地址。可以采用一种协议，即使当客户1202从归属无线交换机1212 漫游到被访无线交换机1222时，其允许DHCP服务器1211将原始客 户IP地址分配给客户。当客户1202开始漫游到被访无线交换机1222时，就4象客户1202 靠近被访无线交换机1222,客户1202收听由连接到被访无线交换机 1222的接入端口 (AP) 1225送出的新信号。新信号具有不同于连接 到归属无线交换机1212的接入端口 (AP3) 1217使用的新BSSID(MAC地址)。这样，客户1202 802.11验证被访无线交换机1222, 802.11关联于,皮访的无线交换才几1222, 802.1x验证纟皮访无线交换才几 1222,并发布动态主机配置协议(DHCP)请求。 一旦客户1202 802.11 验证以及802.11关联^皮访无线交换4几1222，客户1202可以继续其现 有的TCP/IP连接。为了允许无线交换才几1212和一皮访无线交换才几1222之间的层3 漫游，需要向客户的归属无线交换机1212发送动态主机配置协议(DHCP)请求，因为这可以允许客户1202保持其原始客户IP地址。 由于ACL发送到每个无线交换机，每个交换机具有有关网络中所有 激活客户的信息。被访无线交换机1222可以从注册信息中获得客户 IP地址，当客户从归属交换机1212获得其IP地址时，所述注册信息 由归属无线交换机1212发送到注册服务器1230。例如，被访无线交 换机1222可以搜索客户1202的记录，以获得客户1202的MAC地址。 ,皮访无线交换机1222可以4吏用客户1202的MAC地址来确定客户IP 地址属于第一子网以及客户1202最初与归属无线交换机1212关联。 因此，汰访无线交换才几1222知道客户1202初始与归属无线交换才几1212关联，以及其具有属于第一子网1210的客户IP地址。然后被访无线交换机1222可以通过隧道1215中继DHCP请求 到归属无线交换机1212，归属无线交换机212将DHCP请求传送到 DHCP服务器1211。 DHCP服务器1211重分配相同的原始客户IP地 址给客户1202。因为客户1202维持其来自归属交换机的原始客户IP 地址，客户1202不需要重新建立其连接。这可以阻止会话丢失。归 属无线交换机1212将动态主机配置协议(DHCP )响应转发到被访无 线交换才几1222和客户1202,当客户1202向网络发送IP包时，IP包将转到被访无线交换机 1222。然后净皮访无线交换才几1222通过隧道1215将任何它接收的IP 包转发到归属无线交换机1212，其可以将IP包转发到路由器。同样， 对于去往客户IP地址的输出包，归属无线交换机1212可以通过被访 无线交换机1222将其接收的输出IP包转发到客户1202。在一个实施例中，如果客户1202包括WP A2客户，那么WP A2 客户1202在被访无线交换机1222预先验证，从而以低延迟时间取得 层3移动性。如果客户使用IPSec，终止在归属交换机，并且没有802.11 加密，那么客户将802.11重验证并搜索ACL以从客户的MAC地址 获得归属无线交换机1212。这允许所有来自客户1202的包被转发到 归属无线交换机1212。不然，客户将802.11重验证，经历dotl.x验 证，四种方式以及两次握手来生成新传输密钥，然后继续现有的TCP 或UDP会话。dotl .x验证包括RADIUS服务器，等待时间取决于互 验证方法的类型(PEAP、 TTLS、 TLS)。图13是示出了根据示例实施例的示例方法的流程图，该方法允 许客户1202初始地与归属无线交换机1212关联，并具有来自第一子 网1210内的客户IP地址，以从归属无线交换机1212路由到被配置 为支持第二子网1220的被访无线交换机1222。该方法可以用于，例 如WLAN中，当在笫一子网1210和第二子网1220之间路由时，允 许客户1202保持其客户IP地址并维持IP连通性。在步骤1302，通过使用AWSL和归属无线交换机1212到被访无线交换机1222之间的配置信息，在归属无线交换机1212到被访无 线交换机1222之间创建或打开隧道。在步骤1304，客户1202从归属 无线交换机1212路由到被访无线交换机1222。当使用将参考图4描 述的技术从第一子网1210路由到第二子网1220时，客户1202可以 保持其原始客户IP地址并维持IP连通性。图14是示出支持第一子网1210的归属无线交换机1212和支持 第二子网1220被访无线交换机1222之间示例性消息交换的流程图， 当客户1202路由到第二子网1220时，允许客户1202保持其原始IP 地址。在步骤1402,客户1202是802.11验证的，并与被访无线交换 机1222关联，在步骤1404， 802.1x验证4皮访无线交换机1222。在步 骤1406，客户1202发布动态主机配置协议(DHCP)请求，通过隧 道1215，该请求在步骤1408被从被访无线交换机1222中继到归属无 线交换机1212。在步骤1410，可以从归属无线交换才几1212将DHCP 请求传送到DHCP服务器1211。在步骤1412， DHCP服务器重新分 配客户IP地址给客户，在步骤1414，动态主机配置协议(DHCP) 响应,皮从归属无线交换才几1212转发到纟皮访无线交换机1222和客户 1202。再次参考图13,在步骤1306，可以使用激活客户列表确定客户 IP地址属于第一子网1210,以及客户1202最初与归属无线交换机 1212关联。当客户从其归属无线交换机获得IP地址时，被访无线交 换机1222可以从归属无线交换机1212通过注册服务器1230发送到 被访无线交换机1222的注册信息中获得客户IP地址。在步骤1308， 可以通过隧道1215将任何从客户1202发送的和从被访无线交换机 1222接收的IP包转发到归属无线交换机1212，以及在步骤1310,可 以通过隧道1215将任何由归属无线交换机1212接收的IP包转发到 被访无线交换机1222，所述被访无线交换机1222将IP包转发到客户 1202。再次参考图3,端口 137中的一些可以将注册服务器130耦合到 归属无线交换才几1212和4皮访无线交换才几1222。接收机134可以从每个无线交换机接收与每个客户关联的注册信息。处理器135可以使用 来自每个客户的注册信息创建激活客户列表(ACL )。发送机132可 以发送ACL的副本到WLAN中的每个无线交换机。再次参考图4,归属无线交换机1212的端口 147之一可以经过 UDP/IP隧道耦合到被访无线交换机1212的端口 137之一。当客户从 归属无线交换机1212漫游到被访无线交换机1222时，为了使得客户 能保持客户IP地址，客户1202 802.11验证被访无线交换机1222， 802.11关联被访无线交换机1222， 802.1x验证被访无线交换机1222, 并向被访交换机1222发布动态主机配置协议(DHCP)请求。归属无线交换机的接收机144可以通过隧道从被访无线交换机 1222接收DHCP请求，归属无线交换机1212的发送机142可以将 DHCP请求发送到动态主机配置协议(DHCP)服务器1211，其可以 将客户IP地址重新分配给客户1202。归属无线交换机的发送机142 可以将DHCP响应发送到被访无线交换机和客户。被访无线交换机 1222的接收机144可以从归属无线交换机1212接收DHCP请求。被访无线交换机1222的接收机144可以从注册服务器1230接收 激活客户列表，被访无线交换机1222的处理器145可以使用激活客 户列表来判断客户IP地址属于第一子网1210，以及客户1202原始与 归属无线交换机1212关联。当客户从归属无线交换机1212获得其IP 地址时，被访无线交换机1222的处理器145从由归属无线交换机1212 发送到注册服务器1230的注册信息中获取客户IP地址。被访无线交 换机1222的处理器145可以搜索与客户1202关联的记录，以从客户 1202的MAC地址获得归属无线交换机1212。被访无线交换机1222 的发送机142可以向注册服务器发送第二子网中每个客户的注册信 息。在客户1202从归属无线交换机1212漫游到被访无线交换机1222 之后，被访无线交换机1222的接收机144可以接收从客户1202发送 的IP包。然后被访无线交换机1222的发送机142可以通过UDP/IP 隧道将IP包发送到归属无线交换机1212。归属无线交换机的接收机 144可以耦合到第一端口，并在客户从归属无线交换机漫游到被访无线交换机后，通过UDP/IP隧道接收从被访无线交换机发送的IP包。 该IP包起源于客户。另一个端口 147可以耦合到注册服务器。归属无线交换机的接收 机144可以从注册服务器接收激活客户列表。归属无线交换机的处理 器145可以使用激活客户列表来判断客户现在与归属无线交换机关 联。归属无线交换机的接收机144可以接收寻址到客户的第二 IP包。 耦合到端口的归属无线交换机的发送机142可以通过UDP/IP隧道向 被访无线交换机发送第二IP包。被访无线交换机向客户发送第二 IP 包。被访无线交换机1222的接收机144可以通过UDP/IP隧道接收从 归属无线交换机1212发送的客户的第二 IP包。因此以上已经公开了提供技术的多个实施例，当客户经历层3 漫游到新子网时，这些技术可以提供支持层3漫游并允许客户保持来 自其归属子网的原始的、漫游前的IP地址和TCP/IP连接。这些技术 不需要对客户软件的修改就可以帮助减少掉线的呼叫或会话。而且，以上已经公开了提供技术的其他实施例，这些技术通过允 许归属无线交换机判断当客户远离其归属交换机时交换机不再需要 支持客户，而允许WLAN中无线交换机之间的负载平衡。在一些实 施例中，提供一些技术以允许归属交换机判断其不再是特定客户的最 佳归属交换机。任何权利要求中的文本序列不暗示处理步骤必须根据这样的序 列以时间或逻辑顺序执行，除非由权利要求的语言具体定义了。在不 背离本发明的范围中，处理步骤可以以任何顺序互换，只要这种交换 不同权利要求矛盾，不是理论上无意义的。此外，数字顺序，诸如"第 一"、"第二"、"第三，，等简单指示多个中不同的单个，并不暗示任何 顺序或序列，除非由权利要求语言具体定义了。此外，词语诸如使用"连接"或"耦合"来描述不同元素之间的关 系，并不暗示在这些元件之间必须完成直接物理连接。在不背离本发 明的范围内，例如，通过一个或多个附加元件元素可以彼此物理地、 电子地、逻辑地或以任何其他方式连接。因此为了扩展，涉及特定部3
件被一起"连接"或"耦合"的描述，除了明确表明的之外，"连接"或"耦 合"指一种部件直接或间接地连接或耦合到另一种部件上，不必须是机械地。尽管附图描述了元件的示例配置，假设电路的功能没有被不 利影响，额外插入元件、设备、部件或组件可以出现在实际实施例中。 在各种附图中示出的连接线代表各种元件之间的示例功能关系和/或 物理连接。许多可替换或额外的功能关系或物理连接可以出现在实际 实施例或实施中。本领域的熟练技术人员可以理解可以任何各种不同的工艺或技 术来表现信息和信号。例如，遍及上述描述引用的数据、指令、命令、 信息、信号、位、符号以及碎片可以由电压、电流、电磁波、磁场或 粒子、光场或粒子，或它们的任何组合来表示。技术人员应该进一步理解结合在此公开的实施例描述的各种示 意逻辑块、模块、电路以及算法步骤可以由电子硬件、计算机软件或 二者的组合来实现。为了清楚地示出这种硬件和软件的可交换性，依 据它们的功能已经在上文描述了各种示意组件、块、模块、电路和步 骤。这种功能是否作为硬件或软件实现取决于整个系统利用的特定应 用和设计约束。技术人员可以以每个特定应用的各种方式实现描述的 功能，由于这不在本发明范围之内，不解释这种实施结果。结合在此公开的实施例描述的各种示意逻辑块、模块和电路可 以使用设计为执行在此描述的功能的通用目的处理器、数字信号处理器(DSP)、特定用途集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA) 或其他可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或它们 的任何组合来实现或执行。通用目的处理器可以是微处理器，但是可 替换的，处理器可以是各种常规处理器、控制器、微处理器、或状态 机。处理器可以由计算设备的组合实现，例如DSP和微处理器的组合， 多个微处理器， 一个或多个微处理器结合一个DSP核心，或任何其他 这样的配置。结合在此公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以以硬件、由 处理器执行的软件模块或二者的组合来直接具体化。软件模块可以驻留在RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM 存储器、寄存器、硬盘、可移动硬盘、CD-ROM或本领域任何已知 的其他存储媒介形式。示例存储媒质耦合到处理器，这样处理器可以 从存储媒质中读取信息和向其中写入信息。在一种替换中，存储媒质 可以集成到处理器中。处理器和存储媒质可以驻留在ASIC中。ASIC 可以驻留在用户终端中。在一种替换中，处理器和存储媒质可以作为 离散部件驻留在用户终端中。提供公开实施例的先前描述以使得任何本领域的技术人员能够 完成或使用本发明。对这些实施例的各种修改对本领域的技术人员是 非常显然的，以及在不脱离本发明精神或范围内，在此定义的通用原 则可以应用到其他实施例中。当至少一个示例实施例已经在前述详细 描述中呈现时，应该理解这个示例实施例或这些示例实施例仅仅是示 例，并不打算以任何方式限制本发明的范围、应用或配置。相反，前 述详细描述向本领域技术人员提供实现一个示例实施例或多个示例 实施例的便利途径。还应该理解如在所附权利要求书和等同法律文件 中所阐述的，在不脱离本发明的范围内可以对元件的功能和排列进行 各种变化。因此，本发明不打算限制为在此示出的实施例，而是将最 宽范围与在此公开的原则和新颖特征一致。
权利要求
1、一种无线局域网，包括被配置为支持多个客户的多个无线交换机，其中多个客户中包括第一客户，所述网络包括初始归属无线交换机，被配置为支持所述第一客户，其中所述初始归属无线交换机配置为选择所述多个无线交换机之一作为第一客户的新的归属无线交换机。
2、 权利要求l的无线局域网，其中每个所述无线交换机被配置 为生成包括该无线交换机的业务负载信息的业务负载记录(TLR)， 以及^l配置为发送该TLR。
3、 权利要求2的无线局域网，其中所述多个无线交换机包括多 个候选无线交换机，其中至少一个候选无线交换机当前处理比所述初 始归属无线交换机更少的客户业务，以及其中无线局域网进一步包 括注册服务器，通过IP套接程序耦合到每个无线交换机，配置为 从每个无线交换机接收TLR，配置为生成包括每个无线交换机的业务 负栽信息的网络负栽报告(NLR)，以及配置为将NLR发送到每个 无线交换机；其中初始归属无线交换机进一 步配置为基于NLR选择所述候选 无线交换机之一作为所述第 一客户的所述新的归属无线交换机。
4、 权利要求3的无线局域网，其中初始归属无线交换机基于与 每个候选无线交换机关联的业务负载记录(TLR)中的属性，选择一 个处理最少业务量的候选无线交换机。
5、 权利要求3的无线局域网，其中初始归属无线交换机配置为 使用NLR来判断哪个候选无线交换机当前正在处理最少业务量，并 选择那个候选无线交换机作为第 一客户的所述新的归属无线交换机。
6、 权利要求3的无线局域网，其中初始归属无线交换机配置为 基于每个无线交换机的NLR和TLR，选择一个候选无线交换机作为 第一客户的所述新归属无线交换机。
7、 权利要求3的局域网，其中每个无线交换机的处理器维护激 活客户列表，以及其中每个无线交换机的处理器配置为监视被隧道传 送到无线交换机和从其隧道传送的业务。
8、 权利要求7的无线局域网，其中每个无线交换机的业务负载 记录(TLR)包括第一参数，规定交换机作为归属交换机所支持的客户数量； 第二参数，规定交换机作为被访交换机所支持的客户数量； 第三参数，规定被隧道传送到交换机的业务数量； 第四参数，规定被从交换机隧道传送出的业务数量；以及 第五参数，规定由交换机传输的业务数量。
9、 权利要求3的无线局域网，其中初始归属无线交换机被配置 为当初始归属无线交换机的业务超出预定业务负载阈值(TLT)时， 选择一 个候选无线交换机作为新的归属无线交换机。
10、 权利要求3的无线局域网，其中初始归属无线交换机连续判 断哪个候选无线交换机将被选择作为新的归属无线交换机。
11、 权利要求l的无线局域网，其中每个无线交换机经UDP/IP 套接程序耦合到每个其他无线交换机。
12、 权利要求11的无线局域网，其中第一客户向初始归属无线 交换机发送DHCP请求，以及其中初始归属无线交换机将DHCP请 求转发到被选择作为新归属无线交换机的候选无线交换机。
13、 权利要求11的无线局域网，当新客户加入WLAN并向初始 归属无线交换机发送DHCP请求时，其中初始归属无线交换机将从新 客户接收的DHCP请求重定向到被选择作为新归属无线交换机的候 选无线交换机。
14、 权利要求l的无线局域网，其中初始归属无线交换机包括 处理器，配置为随机选择所述无线交换机之一作为所述第一客户的新归属无线交换机。
15、 权利要求14的无线交换机，其中第一客户向初始归属无线 交换机发送DHCP请求，以及其中初始归属无线交换机打乱第 一客户的MAC地址和来自DHCP请求的信息，以生成包括数值范围之一的 散列值，其中数值范围包括多个子范围，其中每个子范围与一个特定 无线交换机关联，以及其中初始归属无线交换机基于所述散列值选择 一个无线交换机作为新归属无线交换机，其中所述散列值落入所选择 的无线交换机的子范围内。
16、 权利要求15的无线局域网，其中初始归属无线交换机将 DHCP请求发送到被选择作为新归属无线交换机的无线交换机。
17、 权利要求l的无线局域网，进一步包括 DHCP月艮务器，耦合到所选择的无线交换机，配置为将属于所选择的无线交换机的IP地址分配给第一客户，以及其中新归属无线交换机隧道传送DHCP响应到初始归属无线交 换机，这样初始归属无线交换机成为第一客户的被访无线交换机，以 及所选择的无线交换机成为第 一客户的新归属无线交换机。
18、 权利要求17的无线局域网，其中第一客户生成的业务被隧 道传送到所述新归属无线交换机。
19、 一种在无线局域网中负载平衡的方法，所述局域网包括被配 置为支持多个客户的无线交换机，多个客户中包括笫一客户，所述方 法包括配置支持第一客户的初始归属无线交换机；以及选择所述无线交换机之一作为第一客户的新归属无线交换机。
20、 权利要求19的方法，其中所述多个无线交换机进一步包括 多个候选无线交换机，以及其中选择所述多个无线交换机之一作为第 一客户的新归属无线交换机包括生成每个所述无线交换机的业务负载记录(TLR)，其中每个 TLR包括特定无线交换机的业务负载信息；生成包括每个所述无线交换机的业务负栽信息的网络负载报告 (NLR);将NLR发送到每个无线交换机；以及基于NLR选择所述候选无线交换机之一作为第一客户的新归属无线交换机。
21、 权利要求20的方法，其中基于NLR选择所述候选无线交换 机之一作为第 一客户的新归属无线交换机包括使用NLR来判断哪个候选无线交换机当前处理最少业务量；以及选择当前处理最小业务量的那个候选无线交换机作为第一客户 的新归属无线交换机。
22、 权利要求19的方法，其中选择所述多个无线交换机之一作 为第一客户的新归属无线交换机包括随机选择所述无线交换机之一作为第 一客户的新归属无线交换机。
23、 权利要求22的方法，其中第一客户将DHCP请求发送到初 始归属无线交换机，以及其中随机选择所述无线交换机之一作为第一 客户的新归属无线交换机包括打乱第一客户的MAC地址和来自DHCP请求的信息，以生成 包括数值范围之一的散列值；其中数值范围包括多个子范围，以及其中每个子范围与一个特定 无线交换机关联；以及判断哪个无线交换机具有散列值在其中的子范围，其中所述散列值落入所选择的候选无线交换机的子范围；以及选择具有散列值落入其子范围内的一个无线交换机作为新归属无线交换机。
24、 在包括多个客户和无线交换机的无线局域网中，多个客户包 括第一客户，多个无线交换机包括配置为支持第一客户的初始归属无线交换机，该初始归属无线交换机包括处理器，配置为选择所述多个无线交换机之一作为第 一客户的新 归属无线交换机。
25、 权利要求24的初始归属无线交换机，其中所述无线交换机 包括多个候选无线交换机，其中每个无线交换机被配置为生成业务负栽记录(TLR)，其包括特定无线交换机的业务负栽信息，以及进一 步包括接收机，配置为接收网络负栽报告(NLR)，包括每个无线交换 机的业务负载信息，以及其中初始归属无线交换机的处理器进一步配置为基于NLR选择 所述候选无线交换机之一作为第 一客户的新归属无线交换机。
26、 权利要求25的初始归属无线交换机，其中初始归属无线交 换机的处理器被配置为使用NLR来判断哪个候选无线交换机当前处 理最少业务量，以及选择那个候选无线交换机作为第 一客户的新归属 无线交换机。
27、 权利要求24的初始归属无线交换机，其中初始归属无线交 换机的处理器被配置为随机选择所述多个无线交换机之一作为第一 客户的新归属无线交换机。
28、 权利要求27的初始归属无线交换机，其中第一客户将DHCP 请求发送到所述初始归属无线交换机，以及其中初始归属无线交换机 的处理器包括散列计算模块配置为打乱第一客户的MAC地址和来自DHCP 请求的信息，以生成包括数值范围之一的散列值，其中所述数值范围 包括多个子范围，其中每个子范围与一个特定无线交换机关联；以及选择模块，配置为基于散列值选择所述多个无线交换机之一作为 新归属无线交换机，其中散列值落入所选择的一个无线交换机的子范 围内。
29、 一种注册服务器，配置为协助无线局域网内的负载平衡，所 述无线局域网包括被配置为支持多个客户的多个无线交换机，其中每 个无线交换机生成业务负载记录(TLR)，其包括每个无线交换机的 业务负栽信息，所述注册服务器包括多个端口 ，配置为经IP套接程序将注册服务器耦合到所述多个 无线交换机；接收机，配置为从每个无线交换机接收TLR;处理器，配置为生成包括每个无线交换机的业务负载信息的网络负载报告(NLR);以及发送机，配置为将NLR发送到每个无线交换机。 30、权利要求29的无线局域网，其中所述多个无线交换机包括 一个初始归属无线交换机，其配置为第一客户的初始归属无线交换 机，其中所述初始归属无线交换机被配置为基于NLR和与每个无线 交换机关联的业务负栽记录(TLR)中的属性，选择一个无线交换机 作为第一客户的新归属无线交换机。
全文摘要
提供被配置为支持多个客户的多个无线交换机之间实现负载平衡的技术，其中多个客户包括第一客户。初始归属无线交换机配置为初始地支持第一客户。初始归属无线交换机可以选择一个无线交换机作为第一客户的新归属无线交换机。这些技术可以在例如无线局域网中实现。
文档编号H04L12/56GK101218796SQ200680025100
公开日2008年7月9日 申请日期2006年5月25日 优先权日2005年5月26日
发明者泽尔杰柯·巴吉克, 苏杰·哈杰拉 申请人:讯宝科技公司