一种支持不同子网间wlan漫游切换的方法、装置及系统的制作方法

专利名称：一种支持不同子网间wlan漫游切换的方法、装置及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种无线局域网(WLAN)漫游切换技术。
背景技术：
WLAN是无线宽带技术之一，近年来得到了快速的发展，随着WLAN的普及，WiFi设 备在小区间的漫游切换变得非常重要，同时WLAN的低价格和较高的传输速率，使其得到了 快速的发展和应用。 作为WLAN的标准制定组织，电气电子工程师协会IEEE 802. 11标准在最初确定时 没有考虑到多无线接入点(视实际情况，业界通常以AP或WTP等来表示)漫游切换问题， 一个STA(移动站点)从一个WTP漫游到另一个目标WTP需要100ms重新关联时间，此后还 需要几秒钟来建立身份认证连接，这几秒钟的重新连线时间对于无线V0IP(网络语音)通 话等实时业务应用来说是致命的。 之后，为了支持STA的移动性，IEEE首先提出了 IEEE 802. llf标准一IAPP (接入 点互操作协议)，该标准规定了由STA、多个AP/WTP、DS(分布服务)、AC(接入控制器)以及 RADIUS (远程用户拨号认证系统)服务器组成的系统来实现STA在同一网段上多无线接入 点之间的漫游切换功能，AP/WTP之间进行通信和交换切换相关信息的协议。由于每次STA 切换时AP/WTP都需要与RADIUS服务器进行消息交换，因此发生切换的时延比较长。
鉴于此，新开发的802. llr标准一 "Fast BSS Transition"(快速基本服务设置 转换)着眼于减少漫游切换时认证所需的时间以支持实时业务应用，它改善了移动站点在 WTP之间运动时的切换过程。IEEE802. llr定义了两种方式实现STA向目标AP/WTP的认 证请求和资源预留请求1) 、 Over-Air方式直接由STA向目标AP/WTP发起认证请求和资 源预留请求，这需要AP/WTP断开与当前AP/WTP的无线信道连接，直接与目标AP/WTP进行 请求交互；2) 、Over-DS方式STA对目标AP/WTP的认证请求和资源预留请求(及其响应交 互)由当前AP/WTP进行转发即STA保持与当前AP/WTP的无线信道连接，并通过当前AP/ WTP向目标AP/WTP发起认证请求和资源预留请求；同样的，目标AP/WTP对前述STA请求做 出响应，目标AP/WTP首先将请求响应信息发给当前AP/WTP，再由其转发给STA。由此而来， 协议允许一个移动站点在实现漫游切换之前，就建立起与目标AP/WTP之间安全且具备QoS 的状态，这会将连接损失和通话中断减到最小。 但是，前述Over-DS方式下的WLAN漫游切换是基于同一子网内的两个无线接入点 之间漫游切换，在不同子网间的两个无线接入点之间的WLAN漫游切换却存在如下问题
结合图例1以Over-DS方式为例对前述问题进行说明，移动站点STA2从一个WTP2 漫游切换到另一个目标WTP3，所述WTP2、 WTP3分别为不同子网内的接入控制设备AC1和 AC2所控制，STA2在漫游切换前通过其本地子网向目标WTP3发送切换请求，而接入控制设 备AC1对目标WTP3的二层地址是不可见的，它无法将切换请求转发给目标WTP3。
此外，如何对不同子网中的接入控制设备及其无线接入点进行有效管理，保证移 动站点在不同子网间的切换也是一个面临的问题。

发明内容
本发明旨在提供一种支持移动站点在不同子网间的WLAN漫游切换的技术方案， 它通过在不同子网的接入控制设备中建立对其他子网的接入控制设备及其无线接入点的 可寻址信息查询，可将在不同子网间进行漫游切换的移动站点的切换请求路由转发给其他 目标子网。 根据本发明的一个方面，这里提供一种接入控制设备中支持不同子网间WLAN漫 游切换的方法，包括步骤a 1)，接收来自其本地子网内的移动站点的切换请求；步骤b)， 根据所述切换请求获得一个外地子网中目标无线接入点所对应的接入控制设备的可寻址 信息；步骤c)，将所述切换请求路由转发至外地子网的接入控制设备。 根据本发明的另外一个方面，这里提供一种接入控制设备中支持不同子网间WLAN
漫游切换的控制装置，它包括第一控制装置，接收来自其本地子网内移动站点的切换请求
并确定其目标无线接入点是否本地子网可寻址；查询装置，根据第一控制装置指令查询获
得一个外地子网中目标无线接入点所对应的接入控制设备的可寻址信息；第二控制装置，
根据获得的可寻址信息将所述切换请求路由转发至外地子网的接入控制设备。 根据本发明的另外一个方面，这里提供一种用于配置管理不同子网间WLAN漫游
切换的服务器，它包括存储装置，用于存储若干子网中接入控制设备的可寻址信息及其无
线接入点信息的映射关系；查询装置，接收来自第一子网内接入控制设备的查询请求，返回
一个目标无线接入点所对应的第二子网内接入控制设备的可寻址信息。 根据本发明的另外一个方面，这里提供一种一种支持不同子网间WLAN漫游切换
的通信网络系统，所述通信网络系统包括移动站点、对应若干子网内的接入控制设备及
其所连接的无线接入点，其中移动站点，通过切换前本地子网发送切换请求；接入控制设
备，根据所述切换请求获得一个外地子网中目标无线接入点所对应的接入控制设备的可寻
址信息，对切换请求在本地子网内和外地子网的接入控制设备之间进行路由转发。
本发明技术方案具有如下优势 在保持对现有技术标准的兼容基础上，对现有的802. llr技术标准应用范围进行 了有效地扩展；实现方案简单灵活，通过简单的I P封装路由或VLAN传送等方法，使得不同 子网之间的切换消息互通可达，在现有网络和现有技术的基础上很容易实现。


通过下面提出的结合附图的详细描述，本发明的特征、性质和优点将变得更加明 显，附图中相同的元件具有相同的标识，其中 图1为一种典型的支持WLAN切换的接入网络系统结构图例； 图2为本发明所提供的支持不同子网间WLAN漫游切换的接入网络系统结构实施
例； 图3为本发明所提供的接入控制设备中支持不同子网间WLAN漫游切换的方法流 程例； 图4为本发明所提供的支持不同子网间WLAN漫游切换的接入控制设备结构实施 例；
图5为本发明所提供的支持不同子网间WLAN漫游切换的远程服务器结构实施例。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明的优选实施方式进行详细的说明。 图2为本发明所提供的支持不同子网间WLAN漫游切换的接入网络系统结构实施 例，该接入网络系统至少包括移动站点STA 20 ;对应第一子网内的接入控制设备11及其 所连接的无线接入点WTP21a、 WTP 21b，第二子网内的接入控制设备12及其所连接的WTP 22a、WTP 22b，其中 移动站点20当前的无线接入点为WTP 21a，当它需要在第一子网和第二子网间进 行漫游切换，根据802. llr相关规范，在其发生切换之前，通过扫描其他的无线信道发现候 选切换无线接入点以选定目标无线接入点的过程，这里它选定的是第二子网内的WTP 22a 作为目标无线接入点。在本实施例建议的0ver-DS切换方式下，它通过漫游切换前的第一 子网中当前WTP 21a向WTP 22a发送切换请求，典型的切换请求包括基于802. llr标准的 快速切换认证帧、或快速切换帧等帧定义范畴下的由当前无线接入点向目标无线接入点发 送的消息帧快速切换认证请求帧、802. 11认证确认帧、FTRequest(快速切换请求帧)、FT Confirm(快速切换确认帧)等，详细可参考802. llr相关规范。 接入控制设备11接收到来自其本地子网内的WTP 21a的切换请求，基于该帧中的 目标无线接入点WTP 22a的MAC地址可以先行判定是否本地子网内的目标无线接入点，否 则它需要获得该目标WTP22a所对应的一个外地子网中的接入控制设备的可寻址信息。接 入控制设备11可对第二子网中的接入控制设备12的可寻址信息及其第二子网范围内的无 线接入点WTP 22a、WTP 22b信息先行进行添加、修改等本地注册或远程注册等方式进行管 理配置、从而使其支持快速的本地查询获得目标WTP 22a所对应的接入控制设备12的可寻 址信息；或接入控制设备11可向一个远程服务器进行实时查询获得。所述可寻址信息可 以是接入控制设备12的IP地址、或所连接的VLAN(虚拟局域网)。如此，接入控制设备11 才能将切换请求路由转发给第二子网内的接入控制设备12并由它将切换请求发送给无线 接入点WTP 22a，使得移动站点20可以在切换前即在目标无线接入点WTP22a上保存资源。 后面我们将结合图3、图4所提供的实施例对本发明所提供的接入控制设备做进一步描述。
图例中接入网络系统可以进一步包括一个远程服务器13，它对第一子网、第二子 网内的接入控制设备11、12及其所控制的无线接入点WTP 21a、WTP 21b、WTP 22a、WTP 22b 等信息进行维护管理，在实现上，它可以接收来自接入网络系统中接入控制设备11、12的 注册请求建立起接入控制设备可寻址信息及其子网内无线接入点信息的映射关系。如前面 介绍，远程服务器13进一步接收来自接入网络系统中一个接入控制设备11的实时查询请 求，返回一个被查询无线接入点WTP 22a所对应的子网内接入控制设备12的IP地址、或所 连接的VLAN。 图3为本发明所提供的接入控制设备中支持不同子网间WLAN漫游切换的方法流 程，结合图2中的接入控制设备11为例进行说明，它包括如下步骤 步骤S31，接入控制设备11接收来自其本地子网内的移动站点20的切换请求，其 目标无线接入点是WTP 22a ; 典型的切换请求如基于802. 11r标准定义的、用于快速切换的切换请求帧，包括快速切换认证帧、快速切换帧等类型。以快速切换认证帧类为例，该类下由移动站点20发 往目标WTP 22a的帧包括快速切换认证请求帧、802. 11认证确认帧；以快速切换帧类为 例，该类下由移动站点20发往目标WTP 22a的帧包括FT Request (快速切换请求帧)、FT Confirm (快速切换确认帧)，详细可参考802. llr相关规范。 步骤S32、根据所述切换请求获得一个外地子网中目标无线接入点所对应的接入 控制设备的可寻址信息； 不失一般性，如步骤S321所示，接入控制设备ll根据所接收的切换请求帧中的 目标无线接入点的MAC地址，可首先进行判断其是否属于本地子网可寻址的目标无线接入 点，如果"是"，则直接转发给本地子网内的目标无线接入点。 这里，根据本发明实施例，如步骤S 322所示，目标无线接入点WTP 22a非本地子 网可寻址，它需要获得该目标无线接入点WTP 22a所对应的一个外地子网中的接入控制设 备12的可寻址信息。外地子网中的接入控制设备12的可寻址信息及其无线接入点信息可 由接入控制设备11自身先行进行添加、修改等本地注册或远程注册等方式进行管理配置、 从而使其支持快速的本地查询获得接入控制设备12的可寻址信息；或接入控制设备11可 向一个远程服务器进行实时查询获得。 例如远程管理配置下，接入网络系统具有一个管理维护定义范围内(例如一个网 络接入提供商NAP范围内，或一个定义的移动域内)所有接入控制设备及其所连接的无线 接入点的远程服务器13，接入控制设备11定期地或不定期向远程服务器13发送请求或接 受来自远程服务器13的控制指令，将远程服务器13所有外地子网的接入控制设备可寻址 信息及其子网内无线接入点信息的映射关系发送给自己以支持其快速的本地查询。
例如远程管理配置下，接入控制设备ll可接收来自同一个定义范围内的一个可 信任的外地子网的接入控制设备12的注册请求，该注册请求包含其所在子网内无线接入 点WTP 22a、WTP 22b信息，从而接入控制设备11可以建立在一个定义范围内的任何接入控 制设备可寻址信息及其子网内无线接入点信息的映射关系，以支持其快速的本地查询。
或者远程实时查询方式下，接入控制设备11构造一个包含被查询目标无线接入 点WTP 22a MAC地址在内的数据报文发送给一个远程服务器、或一个定义范围内的所有接 入控制设备，获得目标无线接入点WTP 22a在外地子网中接入控制设备的可寻址信息的响 应。 步骤S33、将所述切换请求路由转发至外地子网的接入控制设备。 如果查询所获得的外地子网中接入控制设备的可寻址信息是IP地址，接入控制
设备对来自当前无线接入点的切换请求进行IP封装处理并路由转发。 如果查询所获得的外地子网中接入控制设备的可寻址信息是可以是专用VLAN，对 等接入控制设备可通过交换机配置专用VLAN联通，接入控制设备仅需要将来自当前无线 接入点的切换请求转发至指定的VLAN。 图4为本发明所提供的支持不同子网间WLAN漫游切换的接入控制设备结构实施 例，它包括第一控制装置41，查询装置42，第二控制装置43，其中 第一控制装置41接收来自其本地子网内的移动站点的切换请求，所述切换请求 包括快速切换认证帧、或快速切换帧等，例如由本地子网内当前无线接入点向外地子网内 的目标无线接入点发送的快速切换认证请求帧、802. 11认证确认帧、FT Request (快速切换请求帧)、FT Confirm(快速切换确认帧)等；可以预见的是，由本地子网内目标无线接入 点向外地子网内的源无线接入点发送的快速切换认证请求响应帧、802. 11认证ACK帧、FT Response (快速切换响应帧)、FT ACK(快速切换响应帧)等。 第一控制装置41根据所述切换请求帧中的目标无线接入点的MAC地址，可首先进 行判断其是否属于本地子网可寻址的目标无线接入点，如果"是"，则直接转发给本地子网 内的目标无线接入点。如果目标无线接入点非本地子网可寻址，它可将目标无线接入点的 MAC地址提交给查询装置42。 查询装置42根据所述目标无线接入点的MAC地址查询获得一个外地子网中目标 无线接入点所对应的接入控制设备的可寻址信息 外地子网中的接入控制设备的可寻址信息及其无线接入点信息可由接入控制设 备11自身先行进行添加、修改等本地注册或远程注册方式管理配置、从而支持快速的本地 查询获得接入控制设备的可寻址信息；或可通过向一个远程服务器进行实时查询获得。
例如远程管理配置下，结合图2例，接入控制设备11被配置指向一个远程服务器 13(接入网络系统中一个管理维护定义范围内所有接入控制设备及其所连接的无线接入点 的服务器)，查询装置42定期地或不定期向远程服务器13发送请求或接受来自远程服务 器13的控制指令，将远程服务器所有外地子网的接入控制设备12可寻址信息及其子网内 无线接入点WTP 22a、WTP 22b信息的映射关系发送给自己，建立一个本地的映射表421，以 支持其快速的本地查询。 例如远程管理配置下，结合图2例，查询装置42可接收来自一个定义范围内的一 个可信任的外地子网的接入控制设备12的注册请求，该注册请求包含其所在子网内无线 接入点WTP 22a、 WTP 22b信息，从而接入控制设备11可以建立在一个定义范围内的任何 接入控制设备可寻址信息及其子网内无线接入点信息的映射关系，建立一个本地的映射表 421，以支持其快速的本地查询。 或者远程实时查询方式下，结合图2例，接入控制设备11中的查询装置42可构造 一个包含被查询目标无线接入点WTP 22a MAC地址在内的数据报文发送给远程服务器13 或一个定义范围内的所有接入控制设备，从而获得目标无线接入点WTP 22a在外地子网中 接入控制设备12的可寻址信息的响应。 第二控制装置43将所述切换请求路由转发至外地子网的接入控制设备12。
如果查找装置所获得的可寻址信息为外地子网中接入控制设备的IP地址，第二 控制装置43对来自当前无线接入点的切换请求进行IP封装处理； 如果查找装置所获得的可寻址信息为外地子网中接入控制设备对应的VLAN，第二 控制装置对来自当前无线接入点的切换请求转发至指定的VLAN。 这里，结合图2例，接入控制设备12中的第一控制装置41可基于CAPWAP (无线接 入点的控制和配置)、LWAPP(轻型接入点协议)等协议实现对其子网内的无线接入点WTP 22a、 WTP 22b进行配置和监控，包括获得其MAC地址信息等。因此，第一控制装置41可将 接入控制设备自身的可寻址信息(IP地址或所连接的VLAN)及其子网范围内的无线接入点 WTP 22a、WTP 22b的MAC地址通过查询装置42 —起上报给远程服务器13、或一个定义范围 内的一个可信任的外地子网的接入控制设备11进行注册。 图5为本发明所提供的支持不同子网间WLAN漫游切换的远程服务器结构实施例，
8它包括一个存储装置51、查询装置52，其中 存储装置51用于建立一个定义范围内接入控制设备可寻址信息及其子网内无线 接入点信息的映射关系，接入控制设备的可寻址信息可以是其IP地址或所在的VLAN信息 等，无线接入点信息可以是其MAC地址信息等。 查询装置52接收来自一个接入控制设备的实时查询请求，返回一个被查询无线 接入点所对应的外地子网内接入控制设备的可寻址信息。 查询装置52还可以接收来自一个接入控制设备的查询请求，返回一个定义范围 内其他外地子网接入控制设备可寻址信息及其子网内无线接入点信息。该特定查询方式 下，远程服务器将当前定义范围内所维持的最新映射关系一起通知给请求查询的接入控制 设备以支持其快速的本地查询。 优选地，为便于定义范围内所有子网中的接入控制设备及其无线接入点信息得到 及时更新，远程服务器还可以包括一个注册装置53，它接收来自接入控制设备的注册请求， 所述注册请求包含其子网范围内所有无线接入点信息，或所要更新的无线接入点信息。
尽管上述说明为本发明提供了一些实施例，并非用来限定本发明的保护范围，本 技术领域的专业人员可以在不脱离本发明的范围和精神的前提下，对实施例进行各种修 改，这种修改均属于本发明的范围内。
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权利要求
一种接入控制设备(AC)中支持不同子网间WLAN漫游切换的方法，其特征在于包括步骤a1)、接收来自其本地子网内的移动站点的切换请求；步骤b)、根据所述切换请求获得一个外地子网中目标无线接入点所对应的接入控制设备的可寻址信息；步骤c)、将所述切换请求路由转发至外地子网的接入控制设备。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于步骤a)所述切换请求为基于802. llr的快速 切换认证帧、或快速切换帧。
3. 如权利要求l所述的方法，其特征在于步骤b)所述可寻址信息可以是IP地址，步骤 c)接入控制设备对所述切换请求进行IP封装处理后路由转发。
4. 如权利要求l所述的方法，其特征在于步骤b)可寻址信息可以是虚拟局域网 (VLAN)信息，步骤c)接入控制设备将所述切换请求转发至指定的VLAN。
5. 如权利要求1至4所述的方法，其特征在于进一步包括步骤aO)，接收控制指令对外 地子网中接入控制设备的可寻址信息及其无线接入点信息进行本地配置，步骤b)基于所 述本地配置，查询获得外地子网中接入控制设备的可寻址信息。
6. 如权利要求l至4所述的方法，其特征在于步骤b)中，接入控制设备构造一个包含 目标无线接入点信息的数据报文进行异地查询，获得其外地子网中接入控制设备的可寻址 信息。
7. —种接入控制设备中支持不同子网间WLAN漫游切换的控制装置，其特征在于包括 第一控制装置接收来自其本地子网内移动站点的切换请求并确定其目标无线接入点是否本地子网可寻址；查询装置根据第一控制装置指令查询获得一个外地子网中目标无线接入点所对应的 接入控制设备的可寻址信息；第二控制装置根据获得的可寻址信息将所述切换请求路由转发至外地子网的接入控 制设备。
8. 如权利要求7所述的控制装置，其特征在于所述切换请求为基于802. llr的快速切 换认证帧、或快速切换帧。
9. 如权利要求7所述的控制装置，其特征在于所述查找装置所获得的可寻址信息为IP 地址，第二控制装置对所述切换请求进行IP封装处理后路由转发。
10. 如权利要求7所述的控制装置，其特征在于所述查找装置所获得的可寻址信息为 信息可以是虚拟局域网(VLAN)信息，第二控制装置将所述切换请求转发至指定的VLAN。
11. 如权利要求7所述的控制装置，其特征在于所述第一控制装置对其本地子网内无 线接入点信息向一个远程服务器或外地子网内的接入控制设备进行注册。
12. 如权利要求7至11所述的控制装置，其特征在于所述查询装置进一步接收来自远 程服务器或外地子网内的接入控制设备的控制指令，对外地子网中接入控制设备的可寻址 信息及其无线接入点信息进行本地配置。
13. 如权利要求7至11所述的控制装置，其特征在于所述查找装置构造一个包含目标 无线接入点信息的数据报文进行异地查询，获得外地子网中接入控制设备的可寻址信息。
14. 一种用于不同子网间WLAN漫游切换的服务器，其特征在于包括存储装置用于存储若干子网中接入控制设备的可寻址信息及其无线接入点信息的映 射关系；查询装置接收来自接入控制设备的查询请求，返回一个被查询无线接入点所对应的 子网内接入控制设备的可寻址信息。
15. 如权利要求14所述的服务器，其特征在于所述服务器进一步包括注册装置接收来自接入控制设备的注册请求，所述注册请求包含其子网范围内无线 接入点信息。
16. 如权利要求14所述的服务器，其特征在于所述可寻址信息为接入控制设备的IP地址或其所在的虚拟局域网(VLAN)信息。
17. 如权利要求14所述的服务器，其特征在于所述无线接入点信息为该无线接入点的 MAC地址。
18. 如权利要求14至17所述的服务器，其特征在于所述查询装置可以是接收来自接 入控制设备的查询请求，返回一个其他子网接入控制设备可寻址信息及其子网内无线接入 点信息。
19. 一种支持不同子网间WLAN漫游切换的通信网络系统，所述通信网络系统包括移动站点、对应若干子网内的接入控制设备及其所连接的无线接入点，其特征在于 移动站点通过切换前本地子网发送切换请求；接入控制设备根据所述切换请求获得一个外地子网中目标无线接入点所对应的接入 控制设备的可寻址信息，对切换请求在本地子网内和外地子网的接入控制设备之间进行路 由转发。
20. 如权利要求19所述的通信网络系统，其特征在于移动站点的切换请求为基于 802. llr的快速切换认证帧、或快速切换帧。
21. 如权利要求19所述的通信网络系统，其特征在于所述接入控制设备的可寻址信息 可以是IP地址或所在的VLAN，其对应的子网内无线接入点信息为其MAC地址。
22. 如权利要求19至21所述的通信网络系统，其特征在于进一步包括远程服务器，用 于对所述若干子网内的接入控制设备的可寻址信息、无线接入点信息进行维护管理。
23. 如权利要求22所述的通信网络系统，其特征在于所述远程服务器接收来自所述接 入控制设备对其子网内无线接入点信息的注册请求。
24. 如权利要求22所述的通信网络系统，其特征在于所述远程服务器基于其中一个子 网的接入控制设备查询请求，对外地子网中的目标无线接入点所对应的接入控制设备的可 寻址信息进行响应。
全文摘要
本发明提供了一种支持不同子网间WLAN漫游切换的方法、装置及系统，通信网络系统包括移动站点、对应若干子网的接入控制设备及其所连接的无线接入点，其中，移动站点通过漫游切换前本地子网发送切换请求；接入控制设备可根据所述切换请求获得一个外地子网中目标无线接入点所对应的接入控制设备的可寻址信息；之后，对切换请求在本地子网内和外地子网的接入控制设备之间进行路由转发；同时还提供了一种可用对前述对应若干子网的接入控制设备及其所连接的无线接入点信息进行注册、管理、查询的服务器。
文档编号H04L12/56GK101772109SQ20081020818
公开日2010年7月7日 申请日期2008年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者姚春燕, 宾梵翔, 温海波, 郑军, 马松伟 申请人:上海贝尔阿尔卡特股份有限公司