CN101102283A - 一种在无线接入点上优化未知单播转发的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种无线网络中组播树转发方法，包括：当所述无线接入点接收其下某个无线终端发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文时，判断是否有所述无线终端到所述另一个无线终端的路由，如果没有，则将所述报文发送到根无线接入点，供所述根无线接入点沿组播树发送到所述另一个无线接入点。本发明还提供了一种无线接入点和根无线接入点。本发明的实施例中，提供了一种简单有效、切实可行的HWMP组播转发树，通过组播转发树转发未知路由、未知组播和广播数据，减少了无线网络中广播流量，节省了无线网络资源。

Description

一种在无线接入点上优化未知单播转发的方法及设备

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，尤其涉及一种在无线接入点上优化未知单播转发的方法及设备。

背景技术

WLAN(Wireless Local Access Netwok，，无线局域网)提供了一种局域网的无线连接服务。由于能够提供高速的无线数据接入，WLAN是目前IT行业比较热门的技术之一，也是流行的无线接入方式。WLAN通常采用集中式的AC(Access Controller，无线控制器)-AP(Access Point，无线接入点)架构。AC提供WLAN网络的集中管理，AP则通过和AC建立链接加入WLAN网络并提供无线接入服务。

集中WLAN架构在CAPWAP(Control and Provisioning of Wireless AccessPoints，无线接入点控制和规定)协议中有明确定义，该协议描述了WLAN功能在AP设备和AC设备上的划分，并定义了AP和AC之间的通信协议。目前AC-AP间的通信协议为：AP上电后寻找AC，如果AC同AP二层互联，则可以通过广播报文来发现AC，如果AC同AP通过三层互联，则需要借助其他协议如DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议)、DNS(Domain Name Server，域名服务器)来获取AC的信息，然后同AC建立CAPWAP隧道。

HWMP(Hybrid Wireless MESH Protocol，混合无线MESH协议)是WLAN协议簇中解决无线MESH网络中的路由协议，在802.11s中定义。该协议来自于AODV(Ad hoc On-demand Distance Vector Routing，自组网按需距离向量)协议，是数据驱动的距离矢量协议。其特点是按需维护路由信息，具体的实现过程包括：当源端有数据需要发送给目的端，并且源端没有到目的端的路由时，源端通过发送路由请求消息来获取目的端的路由；目的端收到源端发来的路由请求后，回应路由应答消息。该方法最大程度的减少了维护的路由信息数量，路由协议的开销较小，但由于在没有路由时，需要执行路由学习查找过程，增大了数据的传输时延。为了解决在数据到达目的端才进行路由请求而导致的高时延问题，HWMP协议在AODV的基础上，提出了事先学习的PROACTIVE模式。在这种模式下，根节点ROOT周期性广播ROOTANNOUNCE消息以收集索引路由节点的路由，其他路由节点在缺省情况下将报文发送给ROOT，由ROOT进行转发。

然而，HWMP协议试图解决的情景是网络中所有节点都支持HWMP，但是对于普通的无线接入服务，无线用户是不参与HWMP协议的，因此，除非采用其他的协议进行通知，否则无线接入用户的路由不会事先被MESH ROOT学习到。这样，当两个STA之间进行通信时，到达MESH ROOT的报文必须在MESH网络中进行广播。由于广播会导致网络中多次出现重复报文，极大的浪费了无线网络资源，另外，对于未知组播和广播都是在网络中进行广播的。

发明内容

本发明提供了一种在无线接入点上优化未知单播转发的方法及设备，以解决现有技术中广播流量大、无线网络资源消耗过大的缺陷。

本发明提供了一种在无线接入点上优化未知单播转发的方法，用于无线终端通过无线接入点在无线网状网中进行通信的过程，其中所述无线网状网至少包括多个组成一个组播树的无线接入点，所述多个无线接入点中包括一个根无线接入点，所述方法包括以下步骤：

当所述无线接入点接收其下某个无线终端发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文时，

判断是否有所述无线终端到所述另一个无线终端的路由，如果没有，则将所述报文发送到根无线接入点，供所述根无线接入点发送到所述另一个无线接入点。

所述根无线接入点在发送之前判断是否有到所述另一个无线终端的路由，如果没有则沿组播树进行转发。

所述无线接入点接收其下某个无线终端发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文之前还包括组播树的建立步骤，具体包括：

接收所述根无线接入点发送的广播报文；

判断是否首次收到所述报文，如果是，则将其通过所述无线接入点的所有接口进行转发，以确保其最终能到达所有无线接入点；

当所述报文到达网络中所有无线接入点后，删除多余路径。

当无线接入点从组播树收到另一个无线接入点下某个无线终端发出的，并以所述无线接入点下某个无线终端为目的无线终端的报文时，向所述另一个无线接入点发送路由请求报文，供所述另一个无线接入点维护所述两个无线终端之间的路由。

所述无线终端为MESH终端，所述无线接入点为MESH接入点，所述无线网状网为MESH网络。

本发明还提供了一种在根无线接入点上优化未知单播转发的方法，用于无线终端通过无线接入点在无线网状网中进行通信的过程，其中所述无线网状网至少包括多个组成一个组播树的无线接入点，所述多个无线接入点中包括一个根无线接入点，所述方法包括以下步骤：

接收某无线终端通过其所属无线接入点发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文时；

判断是否有到所述另一个无线终端的路由，如果没有，则沿组播树发送所述报文，确定所述另一个无线终端所属无线接入点，使所述无线接入点和所述另一个无线接入点之间建立所述无线终端与所述另一个无线终端的路由。

所述接收某无线终端通过其所属无线接入点发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文之前还包括组播树的建立步骤，具体包括：

向无线网络中其他无线接入点广播请求报文；

接收所述其他无线接入点返回的请求响应报文；

建立到所述其他无线接入点的组播树。

所述建立与所述其他无线接入点的路由之后还包括维护所述路由，具体包括：

周期性地在无线网络中广播报文，更新所述组播树。

本发明还提供了一种无线接入点，用于无线网状网中，其中所述无线网状网至少包括多个组成一个组播树的无线接入点，所述多个无线接入点中包括一个根无线接入点，所述无线接入点包括：

报文接收单元，用于接收所述无线接入点下某个无线终端发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文；

路由判断单元，判断是否有所述无线终端到所述另一个无线终端的路由，如果没有，则将所述报文发送到根无线接入点；

报文转发单元，将所述报文发送到根无线接入点，供所述根无线接入点沿组播树发送到所述另一个无线接入点。

路由获取单元，用于收到另一个无线接入点发送的路由请求后，和所述另一个无线接入点之间建立所述无线终端与所述另一个无线终端的路由。

组播树加入单元，用于接收所述根无线接入点发送的广播报文，当首次收到所述报文时，将其通过所述无线接入点的所有接口进行转发，当所述报文到达网络中所有无线接入点后，删除多余路径。

本发明还提供了一种根无线接入点，用于无线网状网中，其中所述无线网状网至少包括多个组成一个组播树的无线接入点，所述多个无线接入点中包括一个根无线接入点，所述根无线接入点包括：

报文接收单元，用于接收某无线终端通过其所属无线接入点发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文；

路由判断单元，用于判断是否有到所述另一个无线终端的路由，如果没有，则沿组播树发送所述报文，确定所述另一个无线终端所属无线接入点，使所述无线接入点和所述另一个无线接入点之间建立所述无线终端与所述另一个无线终端的路由。

组播树建立单元，用于向无线网络中其他无线接入点广播请求报文，并在接收所述其他无线接入点返回的请求响应报文后，建立与所述其他无线接入点的组播树。

组播树更新单元，用于定时向无线网络中其他无线接入点广播报文，更新所述组播树。

本发明提供了一种在无线接入点上执行的计算机程序，包括若干指令用以执行前述在无线接入点上优化未知单播转发的方法。

本发明提供了一种存储介质，存储所述的计算机程序。

本发明提供了一种计算机设备，包括用以执行前述在无线接入点上优化未知单播转发的方法的软件及与软件配合的硬件。

本发明提供了一种在根无线接入点上执行的计算机程序，包括若干指令用以执行前述的在无线接入点上优化未知单播转发的方法。

本发明提供了一种存储介质，存储所述的计算机程序。

本发明提供了一种计算机设备，包括用以执行前述在根无线接入点上优化未知单播转发的方法的软件及与软件配合的硬件。

本发明提供了一种无线网状网，包括所述的无线接入点以及所述的根无线接入点。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：

本发明的实施例中，提供了一种简单有效、切实可行的HWMP组播转发树，通过组播转发树转发未知路由、未知组播和广播数据，减少了无线网络中广播流量，节省了无线网络资源；同时MESH ROOT不需要维护STA的路由信息，减少了路由信息维护。

附图说明

图1是本发明实施例中一种在无线接入点上优化未知单播转发的方法的流程图；

图2是本发明实施例中无线网络组播树结构图；

图3是本发明实施例中一种无线接入点结构图；

图4是本发明实施例中一种根无线接入点结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：

本发明实施例一种在无线接入点上优化未知单播转发的方法，用于无线终端通过无线接入点在无线网络中的通信过程，其中无线网络至少包括多个组成一个组播树的无线接入点，多个无线接入点中包括一个根无线接入点，其中，无线终端包括但不限于MESH终端STA、无线接入点包括但不限于MAP、无线网络包括但不限于MESH网络。该方法包括以下步骤：

步骤s101，在无线网络中建立组播树，将根无线接入点到所有接收者的最短路结合起来构成组播转发树，使用共享树时，对应某个MESH网络，网络中只有一棵树，所有的广播或未知组播源和接收者都使用这棵树来收发报文，组播源先向树根单播发送数据报文，之后报文又沿组播树向下转发到达所有的接收者。无线网络中的所有无线接入点都参与建立组播树，可以选取其中一个无线接入点作为根无线接入点MESH Root建立组播树。其中选取根无线接入点的方法很多，通常情况下，为了提高***的处理能力、传输速率等，根无线接入点需要较其他无线接入点具有更强的数据处理能力，并可以存储更多信息。获取根无线接入点后，就需要建立组播树，实现方式可以包括很多种，例如洪泛法，根无线接入点向MESH网络中所有无线接入点发送广播消息，无线接入点收到某个数据包后，首先判断是否是首次收到该数据包，如果是首次收到，那么将其通过本无线接入点的所有接口进行转发，以确保其最终能到达所有无线接入点；如果不是首次收到，则抛弃该数据包。洪泛法的实现关键是首次收到的检测，需要维护一个最近通过的数据包列表，但无需维护路由表。当数据包到达网络中所有无线接入点后，根据路径损耗、负载分担对路径进行优化，删除多余路径，保证组播树中所有节点的树状连接。建立的组播树如图1所示，包括：根无线接入点MESH Root、无线接入点1到6，无线终端1和无线终端2，其中无线接入点1和2是根无线接入点MESH Root的子节点，无线接入点3和4是无线接入点1的子节点，无线接入点5和6是无线接入点2的子节点，无线终端1通过无线接入点4接入无线网络，无线终端2通过无线接入点5接入无线网络。

下面以一个在MESH网络中建立组播树的例子进行说明：在PREACTIVE(主动)模式下，组播树建立过程具体包括：

MESH ROOT向无线网络中的其他无线接入点周期性广播主动路由请求消息PREACTIVE ROUTE REQUEST  (即PREACTIVE RREQ)或路由通知消息ROUTE ANNOUNCEMENT(既RANN)。

MESH网络中的其他MP接收到来自MESH ROOT的路由请求消息后，向MESH ROOT回应路由响应消息ROUTE REPLY(即RREP)；同时将接收路由响应消息的端口进行记录，加入到组播树中。当然，有些MP之间或MP与MESH ROOT之间有不止一对端口连接，则需要根据路径损耗、负载分担对路径进行优化，删除多余路径，保证组播树中所有节点的树状连接。

步骤s102，设无线终端1要向无线终端2发送数据报文，则无线终端1为源无线终端，无线终端2为目的无线终端。其中，报文包括单播报文、组播报文和广播报文。无线接入点4接收无线终端1发往无线终端2的报文，在本无线接入点的路由表中查找是否有无线终端1到无线终端2的路由，如果有，则直接沿该路由转发报文，该报文封装后的目的MP地址是无线接入点5的地址；如果没有，则通过无线接入点1将报文发送到根无线接入点。在无线接入点1有转发路由的情况下，所述对报文使用普通的MESH六地址报文封装，目的MP地址(MESH报文中的地址3)是根无线接入点的地址，单播发送到根无线接入点。其中，MESH六地址报文封装中地址包括：RA(接收地址)、TA(发送地址)、DA(目的MP地址)、SA(源MP地址)、目的STA地址和源STA地址。当无线终端1向无线接入点4发送报文时，采用的是三地址封装形式，即目的STA地址为STA2的地址、源STA地址为STA1的地址，RA为无线接入点4的地址；该报文到达无线接入点4后，如果已知路由，即知道必须通过无线接入点5到达无线终端2，将原先三地址报文重新封装为MESH六地址报文，其中，RA为无线接入点2的地址、TA为无线接入点1的地址、DA为无线接入点5的地址、SA为无线接入点4的地址、目的STA地址为STA2的地址、源STA地址为STA1的地址。在无线接入点1没有转发路由的情况下，由于目的MP地址未知，需要将报文的目的MP地址设置为特殊多播地址。

步骤s103，根无线接入点接收来自无线接入点4的报文；根据该报文中无线终端2的地址在查找路由表，判断是否有到无线终端2的路由，如果有，则沿该路由转发报文，并将该路由通过组播树中的无线接入点1通知无线接入点4，使其可以维护该路由。如果没有，将报文的目的MP地址设置为特殊组播地址，则沿组播树发送该报文，即将该报文通过无线接入点2分别发送到无线点5和6，通过无线接入点1发送到无线接入点3(由于无线接入点1知道源无线终端来自无线接入点4，因此，不会将报文发送到无线接入点4)。其中，无线接入点3和6通过查找，没有发现无线终端2，则不进行处理，无线接入点5发现无线终端2的地址是本机下面的一个无线终端，则将该报文发送给无线终端2。此时，在无线接入点5使用普通MESH六地址解封装过程，将MESH六地址解封装为三地址报文进行发送，不同的是，因为目的MP地址(DA)是个多播地址，原来判断DA是否是本机地址的地方换成判断DA是否是特殊的多播地址就可以了，其他相同：如果是多播地址，且目的STA地址为STA2的地址，则无线接入点5根据内层的MAC地址转发给无线终端2。

步骤s104，无线接入点5沿着接收报文的路径向无线接入点4发送路由请求报文，即通过无线接入点2将路由请求报文发送到根无线接入点，根无线接入点再将该报文通过无线接入点1发送给无线接入点4，使无线接入点4和无线接入点5之间建立无线终端1与无线终端2的路由。另外，该路由建立过程中，报文经过路径上的无线接入点都可以在本节点中加入无线终端1和无线终端2的路由。

步骤s105，由于无线网络中的无线接入点不仅是静态存在的，有可能新增无线接入点或删除无线接入点，或存在有些无线接入点出现故障无法正常工作的情况，因此，根无线接入点需要经常更新组播树。具体实现方法为：根无线节电周期性的在无线网络中广播报文，重复建立组播树的过程，以达到更新组播树的目的。

本发明实施例还提供了一种无线接入点，如图3所示，包括：报文接收单元110，用于接收无线接入点下某个无线终端发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文；路由判断单元120，判断是否有无线终端到另一个无线终端的路由，如果没有，则将报文发送到报文转发单元130；报文转发单元130，将报文发送到根无线接入点，供根无线接入点沿组播树发送到另一个无线接入点；路由获取单元140，用于收到另一个无线接入点发送的路由请求后，和另一个无线接入点之间建立无线终端与另一个无线终端的路由；组播树加入单元150，用于接收根无线接入点发送的广播报文，当首次收到报文时，将其通过无线接入点的所有接口进行转发，当报文到达网络中所有无线接入点后，删除多余路径。

本发明还提供了一种根无线接入点，如图4所示，包括：报文接收单元210，接收某无线终端通过其所属无线接入点发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文；路由判断单元220，判断是否有到另一个无线终端的路由，如果没有，则沿组播树发送报文，确定另一个无线终端所属无线接入点，使无线接入点和另一个无线接入点之间建立无线终端与另一个无线终端的路由；组播树建立单元230，用于向无线网络中其他无线接入点广播请求报文，并在接收其他无线接入点返回的请求响应报文后，建立与其他无线接入点的组播树；组播树更新单元240，用于定时向无线网络中其他无线接入点广播报文，更新组播树。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例的方法。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1、一种在无线接入点上优化未知单播转发的方法，用于无线终端通过无线接入点在无线网状网中进行通信的过程，其中所述无线网状网至少包括多个组成一个组播树的无线接入点，所述多个无线接入点中包括一个根无线接入点，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

当所述无线接入点接收其下某个无线终端发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文时，

判断是否有所述无线终端到所述另一个无线终端的路由，如果没有，则将所述报文发送到根无线接入点，供所述根无线接入点发送到所述另一个无线接入点。

2、如1所述在无线接入点上优化未知单播转发的方法，其特征在于，所述根无线接入点在发送之前判断是否有到所述另一个无线终端的路由，如果没有则沿组播树进行转发。

3、如权利要求1所述在无线接入点上优化未知单播转发的方法，其特征在于，所述无线接入点接收其下某个无线终端发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文之前还包括组播树的建立步骤，具体包括：

接收所述根无线接入点发送的广播报文；

判断是否首次收到所述报文，如果是，则将其通过所述无线接入点的所有接口进行转发，以确保其最终能到达所有无线接入点；

当所述报文到达网络中所有无线接入点后，删除多余路径。

4、如权利要求1所述在无线接入点上优化未知单播转发的方法，其特征在于，

当无线接入点从组播树收到另一个无线接入点下某个无线终端发出的，并以所述无线接入点下某个无线终端为目的无线终端的报文时，向所述另一个无线接入点发送路由请求报文，供所述另一个无线接入点维护所述两个无线终端之间的路由。

5、如权利要求1至4中任一项所述在无线接入点上优化未知单播转发的方法，其特征在于，所述无线终端为MESH终端，所述无线接入点为MESH接入点，所述无线网状网为MESH网络。

6、一种在根无线接入点上优化未知单播转发的方法，用于无线终端通过无线接入点在无线网状网中进行通信的过程，其中所述无线网状网至少包括多个组成一个组播树的无线接入点，所述多个无线接入点中包括一个根无线接入点，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

接收某无线终端通过其所属无线接入点发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文时；

判断是否有到所述另一个无线终端的路由，如果没有，则沿组播树发送所述报文，确定所述另一个无线终端所属无线接入点，使所述无线接入点和所述另一个无线接入点之间建立所述无线终端与所述另一个无线终端的路由。

7、如权利要求6所述无线网络中组播树转发方法，其特征在于，所述接收某无线终端通过其所属无线接入点发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文之前还包括组播树的建立步骤，具体包括：

向无线网络中其他无线接入点广播请求报文；

接收所述其他无线接入点返回的请求响应报文；

建立到所述其他无线接入点的组播树。

8、如权利要求7所述无线网络中组播树转发方法，其特征在于，所述建立与所述其他无线接入点的路由之后还包括维护所述路由，具体包括：

周期性地在无线网络中广播报文，更新所述组播树。

9、一种无线接入点，用于无线网状网中，其中所述无线网状网至少包括多个组成一个组播树的无线接入点，所述多个无线接入点中包括一个根无线接入点，其特征在于，所述无线接入点包括：

报文接收单元，用于接收所述无线接入点下某个无线终端发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文；

路由判断单元，判断是否有所述无线终端到所述另一个无线终端的路由，如果没有，则将所述报文发送到根无线接入点；

报文转发单元，将所述报文发送到根无线接入点，供所述根无线接入点沿组播树发送到所述另一个无线接入点。

10、如权利要求9所述无线接入点，其特征在于，还包括：

路由获取单元，用于收到另一个无线接入点发送的路由请求后，和所述另一个无线接入点之间建立所述无线终端与所述另一个无线终端的路由。

11、如权利要求9所述无线接入点，其特征在于，还包括：

组播树加入单元，用于接收所述根无线接入点发送的广播报文，当首次收到所述报文时，将其通过所述无线接入点的所有接口进行转发，当所述报文到达网络中所有无线接入点后，删除多余路径。

12、一种根无线接入点，用于无线网状网中，其中所述无线网状网至少包括多个组成一个组播树的无线接入点，所述多个无线接入点中包括一个根无线接入点，其特征在于，所述根无线接入点包括：

报文接收单元，用于接收某无线终端通过其所属无线接入点发往另一个无线接入点下的另一个无线终端的报文；

路由判断单元，用于判断是否有到所述另一个无线终端的路由，如果没有，则沿组播树发送所述报文，确定所述另一个无线终端所属无线接入点，使所述无线接入点和所述另一个无线接入点之间建立所述无线终端与所述另一个无线终端的路由。

13、如权利要求12所述根无线接入点，其特征在于，还包括：

组播树建立单元，用于向无线网络中其他无线接入点广播请求报文，并在接收所述其他无线接入点返回的请求响应报文后，建立与所述其他无线接入点的组播树。

14、如权利要求12所述根无线接入点，其特征在于，还包括：

组播树更新单元，用于定时向无线网络中其他无线接入点广播报文，更新所述组播树。

15、一种无线网状网，其特征在于，包括多个如权利要求9-11所述的无线接入点以及如权利要求12-14所述的根无线接入点，其中各个无线接入点之间通过无线链路相连。

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