CN102088388B - 自动分配/获取虚拟局域网配置信息的方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在无线局域网中自动分配虚拟局域网配置信息的方法，其包括：接收来自接入点设备的接入点交互协议(IAPP)注册请求消息；验证所述接入点设备的有效性；以及在所述接入点设备被验证为有效时，使用IAPP协议向所述接入点设备提供虚拟局域网配置信息。通过该方法，能够自动地向接入点设备分配虚拟局域网配置信息，而且，由于虚拟局域网配置信息的分配在接入点设备的初始化阶段执行，因此避免了现有技术中由于无线工作站的快速切换而导致的认证服务器不能分配虚拟局域网配置信息的问题。本发明还公开了相关的认证服务器以及在无线局域网中接入点设备获取虚拟局域网配置信息的方法和相关的接入点设备。

Description

自动分配/获取虚拟局域网配置信息的方法及设备

技术领域

本发明涉及无线局域网(WLAN)，具体地说，涉及在无线局域网中配置虚拟局域网(VLAN)的技术。

背景技术

随着无线局域网技术的广泛应用，无线局域网的规模日益增大，例如，目前很多城市建设了基于WiFi网络的“无线城市”，基于WiFi的无线局域网已经从小范围的“局域”网络发展为电信运营网络的一部分。因此，如何管理和配置大规模的无线局域网已成为一个重要的课题。

根据无线局域网的配置和使用，提出了虚拟局域网技术以区分用于不同目的的各种数据包。所谓“虚拟局域网”是指将无线局域网内的无线工作站逻辑地划分成一个个网段以实现虚拟工作组的技术。一个虚拟局域网构成一个逻辑子网，并允许处于不同物理位置的无线工作站加入该虚拟局域网中。

图1示出了在无线局域网中实现虚拟局域网的示意图。如图1所示，三个接入点设备AP1、AP2和AP3经由分布式***(以太网)连接到以太网交换机，并进而连接到认证服务器，例如RADIUS服务器，其中接入点设备AP3工作在多个服务集标识符(SSID)模式下，则在接入点设备AP3上可以实现虚拟局域网。接入点设备AP3仅使用单一的基本服务集标识符(BSSID)，但可以发送多个信标，每个信标具有一个服务集标识符，而该服务集标识符被分配一个对应的虚拟局域网。对于关联到不同服务集标识符的无线工作站，接入点设备AP3向其分配与服务集标识符对应的虚拟局域网。例如，无线工作站STA1关联到服务集标识符SSID1，无线工作站STA2和STA3关联到服务集标识符SSID2，则接入点设备AP3将与服务集标识符SSID1对应的虚拟局域网VLAN1分配给无线工作站STA1，并将与服务集标识符SSID2对应的虚拟局域网VLAN2分配给无线工作站STA2和STA3。这样，来自无线工作站STA1的数据包带有虚拟局域网VLAN1的标志，而来自无线工作站STA2和STA3的数据包带有虚拟局域网VLAN2的标志。

在现有技术中，提出了一种基于与认证服务器的交互而建立虚拟局域网的技术。在图1所示的例子中，无线工作站首先关联到一个接入点设备，当无线工作站被认证服务器成功地验证后，认证服务器将与该无线工作站对应的虚拟局域网标志嵌入在表示成功验证的认证响应消息中，并传输到接入点设备。该接入点设备从认证响应消息中提取虚拟局域网标志，并将其分配给无线工作站。关于该技术的详细情况，可以在美国专利US7,339,915“Virtual LAN Override in a Multiple BSSID Mode ofOperation”和技术文献“Dynamic VLAN Assignment with RADIUS Serverand Wireless LAN Controller Configuration Example”中找到。

在上述技术中，接入点设备基于从认证服务器返回的认证响应中包含的虚拟局域网标志，向无线工作站分配虚拟局域网标志，这会导致以下的问题：

1.由于只有在无线工作站已被认证服务器成功地验证后，接入点设备才能根据所返回的认证响应消息分配虚拟局域网标志，因此，要求无线局域网中所有的接入点设备应当提前预留相应的虚拟局域网标签资源，然而各个接入点设备并不知道其它接入点设备预留的虚拟局域网标签资源，可能出现相同的虚拟局域网标签在不同的接入点设备处表示不同的含义，从而导致虚拟局域网标签的误用。

2.当无线工作站在两个接入点设备之间发生快速切换时，根据IEEE802.11i/IEEE802.11r中规定的健壮安全网络(RSN)，对于无线工作站的重关联支持快速重认证切换，即重认证可以使用接入点设备间传输的安全上下文，而无须通过认证服务器进行。这样，如果无线工作站关联到目的接入点设备的新的服务集标识符，则目的接入点设备不能收到来自认证服务器的嵌有虚拟局域网标志的认证响应消息，从而不能向无线工作站分配虚拟局域网标志。

3.该技术方案涉及特定设备提供商的接入点设备和相关协议，缺乏通用性和兼容性，不适用于包含许多异构接入点设备的大规模的无线局域网。

发明内容

本发明正是鉴于上述技术问题而提出的，其目的在于提供一种在无线局域网中自动分配虚拟局域网配置信息的方法和相关的认证服务器，以及一种在无线局域网中接入点设备获取虚拟局域网配置信息的方法和相关的接入点设备，其能够实现虚拟局域网的自动配置和动态管理，尤其适用于大规模的无线局域网，而且能够支持不同设备提供商的接入点设备，具有通用性和兼容性。

根据本发明的第一个方面，提供一种在无线局域网中自动分配虚拟局域网配置信息的方法，包括：接收来自接入点设备的接入点交互协议(IAPP)注册请求消息；验证所述接入点设备的有效性；以及在所述接入点设备被验证为有效时，使用IAPP协议向所述接入点设备提供虚拟局域网配置信息。

根据本发明的第二个方面，提供一种在无线局域网中接入点设备获取虚拟局域网配置信息的方法，包括：向认证服务器发送接入点交互协议(IAPP)注册请求消息；以及从所述认证服务器接收通过IAPP协议传输的虚拟局域网配置信息。

根据本发明的第三个方面，提供一种用于无线局域网的认证服务器，包括：接收装置，用于接收来自接入点设备的接入点交互协议(IAPP)注册请求消息；验证装置，用于验证所述接入点设备的有效性；以及信息提供装置，用于在所述接入点设备被验证为有效时，使用IAPP协议向所述接入点设备提供虚拟局域网配置信息。

根据本发明的第四个方面，提供一种用于无线局域网的接入点设备，包括：发送装置，用于向认证服务器发送接入点交互协议(IAPP)注册请求消息；以及接收装置，用于从所述认证服务器接收通过IAPP协议传输的虚拟局域网配置信息。

附图说明

图1是使用现有技术的在无线局域网中实现虚拟局域网的示意图；

图2是根据本发明的一个实施例的在无线局域网中自动分配虚拟局域网配置信息的方法的流程图；

图3是IAPP RADIUS供应商特定属性的格式的示意图；

图4是根据本发明的一个实施例的在无线局域网中接入点设备获取虚拟局域网配置信息的方法的流程图；

图5是使用图2和图4所示实施例的方法配置虚拟局域网的示意图；

图6是根据本发明的一个实施例的用于无线局域网的认证服务器的示意性方框图；

图7是根据本发明的一个实施例的用于无线局域网的接入点设备的示意性方框图。

具体实施方式

相信通过以下结合附图对本发明的具体实施例的详细描述，本发明的上述目的、特征和优点将会更加明显。

图2示出了根据本发明的一个实施例的在无线局域网中自动分配虚拟局域网配置信息的方法的流程图。下面结合附图，对本实施例进行详细说明。

在本实施例中，无线局域网可包括认证服务器和至少一个接入点设备，该认证服务器和接入点设备经由分布式***(以太网)连接。优选地，认证服务器是RADIUS服务器。在此，认证服务器存储并管理其所负责认证的所有无线局域网的虚拟局域网配置信息。当接入点设备首次进入该无线局域网或者新的接入点设备想要进入该无线局域网时，认证服务器可使用本实施例的方法在接入点设备的注册过程中自动地向接入点设备分配虚拟局域网配置信息。

如图2所示，在步骤S201，接收来自接入点设备的接入点交互协议(IAPP)注册请求消息。当接入点设备想要进入无线局域网时，首先需要向认证服务器进行注册。通过注册过程，接入点设备将注册其在该无线局域网中的成员资格，并获得用于建立与该无线局域网中其它接入点设备之间的安全广播连接的安全参数。在本实施例中，接入点设备与认证服务器之间使用IAPP协议进行通信，IAPP协议在IEEE802.11f规范中有详细的规定。IEEE802.11f规定了接入点设备与其它接入点设备进行通信的功能和协议，其中一个重要的功能是形成和维护一个无线局域网(扩展服务集)。由于IAPP协议是标准的协议，因此，本实施例的方法适用于任何设备提供商的接入点设备。

在本实施例中，IAPP注册请求消息是IAPP RegistrationAccess-Request消息，其包含IAPP注册的服务类型。

当接收到IAPP注册请求消息后，在步骤S205，验证接入点设备的有效性，即验证该接入点设备是否是该无线局域网的有效成员。该验证过程遵循IEEE802.11f规范中规定的过程，这对于本领域的普通技术人员来说是已知的，此处省略其说明。

然后，在步骤S210，当接入点设备被验证为有效时，认证服务器使用IAPP协议向该接入点设备提供虚拟局域网配置信息。在本实施例中，认证服务器存储并维持其所负责认证的所有无线局域网的虚拟局域网配置信息，其包括：服务集标识符与虚拟局域网标志的映射。虚拟局域网配置信息记载了在上述所有无线局域网中使用的通用虚拟局域网标签。

在本实施例中，认证服务器将虚拟局域网配置信息连同IAPP注册接受消息一起传输给接入点设备。具体地，当接入点设备被验证为有效时，在IAPP注册接受消息中嵌入虚拟局域网配置信息。在本实施例中，对IAPPRADIUS供应商特定属性(Vendor-Specific Attribute，简称VSA)进行扩展以实现将虚拟局域网配置信息嵌入在IAPP注册接受消息中。图3示出了IAPP RADIUS VSA的格式，其中“供应商类型”字段和“属性数据”字段进行了扩展。表1示出了扩展后的字段的内容，其中与“供应商类型”字段的值“1”至“14”对应的“属性数据”字段代表已有的属性，而从“供应商类型”字段的值“15”开始，所对应的“属性数据”字段分别记载了服务集标识符(SSID)与虚拟局域网标志(VLANID)的映射，即虚拟局域网配置信息。

表1

供应商类型	属性数据
		1	IAPP-Liveliness-Nonce
2	New-BSSID-Security-Block
		3	Old-BSSID-Security-Block
4	Supported-ESP-Authentication-Algorithms
		5	Supported-ESP-Transforms
6	ESS-New-ESP-Transform-Key
		7	ESS-New-ESP-Authentication-Key
9	ESS-Old-ESP-Transform-Key
		10	ESS-Old-ESP-Authentication-Key
11	ESS-ESP-Transform-ID
		12	ESS-ESP-Authenticaiton0ID
13	ESS-ESP-SPI
		14	New-BSSID-Security-Block-IV
15	SSID1：VLANID1
		16	SSID2：VLANID2
17	SSID3：VLANID3
		18	SSID4：VLANID4
19	SSID5：VLANID5
		20	…

在嵌入虚拟局域网配置信息时，首先生成包括虚拟局域网配置信息的IAPPRADISU供应商特定属性，然后，将该IAPP RADIUS供应商特定属性包含在IAPP注册接受消息中。然后，将嵌入了虚拟局域网配置信息的IAPP注册接受消息发送给接入点设备。

在本实施例中，IAPP注册接受消息是IAPP RegistrationAccess-Accept消息。

当接入点设备被验证为无效时，认证服务器返回IAPP注册拒绝消息。

通过以上描述可以看出，本实施例的在无线局域网中自动分配虚拟局域网配置信息的方法通过将虚拟局域网配置信息与接入点设备的注册绑定，能够自动地向接入点设备分配虚拟局域网配置信息，尤其适用于大规模的无线局域网，而且，由于虚拟局域网配置信息的分配在接入点设备的初始化阶段执行，因此避免了现有技术中由于无线工作站的快速切换而导致的认证服务器不能分配虚拟局域网配置信息的问题。另外，本实施例的方法采用IAPP协议，能够适用于不同设备提供商的接入点设备。

在同一个发明构思下，图4示出了根据本发明的一个实施例的在无线局域网中接入点设备获取虚拟局域网配置信息的方法的流程图。下面结合附图，对本实施例进行详细描述，其中对于与前面实施例相同的部分，适当省略其说明。

如图4所示，在步骤S401，接入点设备向认证服务器发送IAPP注册请求消息。当接入点设备想要进入无线局域网时，其向该无线局域网的认证服务器进行注册，由认证服务器验证该接入点设备的有效性。具体地，接入点设备中负责IAPP的模块向认证服务器发送IAPP注册请求消息，以向认证服务器注册该接入点设备在无线局域网中的成员资格，并获取安全参数。在本实施例中，IAPP注册请求消息是IAPP RegistrationAccess-Request消息，其包含IAPP注册的服务类型。

当接入点设备被验证为有效时，在步骤S405，该接入点设备从认证服务器接收通过IAPP协议传输的虚拟局域网配置信息。在本实施例中，虚拟局域网配置信息作为IAPP RADIUS供应商特定属性(VSA)的一部分被嵌入在IAPP注册接受消息中。如前所述，在IAPP RADIUS VSA中包含虚拟局域网配置信息，即服务集标识符与虚拟局域网标志的映射，然后，当接入点设备被验证为有效时，认证服务器将IAPP RADIUS VSA包含在IAPP注册接受消息中，并发送到接入点设备。在本实施例中，IAPP注册接受消息是IAPP Registration Access-Accept消息。

进一步地，当接入点设备接收到IAPP注册接受消息后，在步骤S410，从该IAPP注册接受消息中提取虚拟局域网配置信息。然后，当无线工作站成功关联服务集标识符后，在步骤S415，接入点设备根据该无线工作站所关联的服务集标识符，向其分配对应的虚拟局域网标志。

本领域的普通技术人员能够理解，步骤S410和S415涉及接入点设备在获得虚拟局域网配置信息后的进一步操作，无需必须包含在本实施例的方法中。

通过以上描述可以看出，本实施例的在无线局域网中接入点设备获取虚拟局域网配置信息的方法能够使接入点设备在初始化阶段通过注册过程自动获取无线局域网中的虚拟局域网配置信息，从而实现虚拟局域网的自动配置和动态管理。

图5示出了使用图2和图4所示实施例的方法在无线局域网中配置虚拟局域网的示意图。如图5所示，无线局域网包括：作为认证服务器的RADIUS服务器、以太网交换机以及两个接入点设备AP1和AP2，其中，接入点设备经由分布式***连接到以太网交换机，进而连接到RADIUS服务器。当接入点设备AP3想要加入该无线局域网时，接入点设备AP3的IAPP模块向RADIUS服务器发送IAPP Registration Access-Request消息，以向RADIUS服务器注册接入点设备AP3。然后，RADIUS服务器对接入点设备AP3进行验证。当RADIUS服务器验证接入点设备AP3有效时，向接入点设备AP3返回IAPP Registration Access-Accept消息，在该消息中嵌有虚拟局域网配置信息，即服务集标识符与虚拟局域网标志的映射。这样，当接入点设备AP3注册成功后，就获得了该无线局域网的虚拟局域网配置信息。

在同一个发明构思下，图6示出了根据本发明的一个实施例的用于无线局域网的认证服务器600的示意性方框图。下面结合附图，对本实施例进行详细描述，其中对于与前面实施例相同的部分，适当省略其说明。

如图6所示，本实施例的认证服务器600包括：接收装置601，其接收来自接入点设备的IAPP注册请求消息；验证装置602，其验证接入点设备的有效性；以及信息提供装置603，其在接入点设备被验证为有效时，使用IAPP协议向该接入点设备提供虚拟局域网配置信息。

在本实施例的认证服务器600中，当接收装置601接收到来自接入点设备的IAPP注册请求消息后，验证装置602对该接入点设备进行验证，即验证该接入点设备是否是无线局域网的有效成员。当验证装置602验证该接入点设备有效时，信息提供装置603通过IAPP协议向该接入点设备提供该无线局域网的虚拟局域网配置信息。在本实施例中，虚拟局域网配置信息与IAPP注册接受消息一起提供给接入点设备，其中虚拟局域网配置信息包括服务集标识符与虚拟局域网标志的映射。

在信息提供装置603中，首先，嵌入模块6031在IAPP注册接受消息中嵌入虚拟局域网配置信息。具体地，嵌入模块6031中的生成单元生成包括虚拟局域网配置信息的IAPP RADIUS供应商特定属性，再由包含单元在IAPP注册接受消息中包含该IAPP RADIUS供应商特定属性。然后，发送模块6032将该IAPP注册接受消息发送给接入点设备。

应当指出，本实施例的认证服务器600在操作上能够实现如图2所示的在无线局域网中自动分配虚拟局域网配置信息的方法。

在同一个发明构思下，图7示出了根据本发明的一个实施例的用于无线局域网的接入点设备700的示意性方框图。下面结合附图，对本实施例进行详细描述，其中对于与前面实施例相同的部分，适当省略其说明。

如图7所示，本实施例的接入点设备700包括：发送装置701，其向认证服务器发送IAPP注册请求消息；以及接收装置702，其在接入点设备700被验证为有效时，从认证服务器接收通过IAPP协议传输的虚拟局域网配置信息。

在本实施例的接入点设备700中，接收装置702所接收的虚拟局域网配置信息被嵌入在认证服务器返回的IAPP注册接受消息中，作为IAPPRADIUS供应商特定属性的一部分。

进一步地，本实施例的接入点设备700还包括提取装置703，其从所接收的IAPP注册接受消息中提取虚拟局域网配置信息。此外，本实施例的接入点设备700还包括分配装置704，当无线工作点成功关联到服务集标识符后，分配装置704可以根据无线工作站所关联的服务集标识符，向该无线工作站分配对应的虚拟局域网标志。

应当指出，本实施例的接入点设备700在操作上能够实现如图4所示的在无线局域网中接入点设备获取虚拟局域网配置信息的方法。

应当指出，上述实施例的认证服务器、接入点设备以及它们各自的组成部分可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合实现。

以上虽然通过一些示例性的实施例详细描述了本发明的在无线局域网中自动分配虚拟局域网配置信息的方法和相关的认证服务器以及在无线局域网中接入点设备获取虚拟局域网配置信息的方法和相关的接入点设备，但是以上这些实施例并不是穷举的，本领域技术人员可以在本发明的精神和范围内实现各种变化和修改。因此，本发明并不限于这些实施例，本发明的范围仅由所附的权利要求限定。

Claims (18)

1.一种在无线局域网中认证服务器自动分配虚拟局域网配置信息的方法，包括：

接收来自接入点设备的接入点交互协议(IAPP)注册请求消息；

验证所述接入点设备的有效性；以及

在所述接入点设备被验证为有效时，使用IAPP协议向所述接入点设备提供虚拟局域网配置信息。

2.根据权利要求1所述的在无线局域网中认证服务器自动分配虚拟局域网配置信息的方法，其中，所述使用IAPP协议向所述接入点设备提供虚拟局域网配置信息的步骤包括：

在IAPP注册接受消息中嵌入所述虚拟局域网配置信息；以及

向所述接入点设备发送所述IAPP注册接受消息。

3.根据权利要求2所述的在无线局域网中认证服务器自动分配虚拟局域网配置信息的方法，其中，所述在IAPP注册接受消息中嵌入所述虚拟局域网配置信息的步骤包括：

生成IAPP RADIUS供应商特定属性，其包括所述虚拟局域网配置信息；以及

在所述IAPP注册接受消息中包含所述IAPP RADIUS供应商特定属性。

4.根据权利要求1至3任意一项所述的在无线局域网中认证服务器自动分配虚拟局域网配置信息的方法，其中，所述虚拟局域网配置信息包括：服务集标识符与虚拟局域网标志的映射。

5.一种在无线局域网中接入点设备获取虚拟局域网配置信息的方法，包括：

向认证服务器发送接入点交互协议(IAPP)注册请求消息；以及

在所述接入点设备被验证为有效时，从所述认证服务器接收通过IAPP协议传输的虚拟局域网配置信息。

6.根据权利要求5所述的在无线局域网中接入点设备获取虚拟局域网配置信息的方法，其中，所述虚拟局域网配置信息作为IAPP RADIUS供应商特定属性的一部分被嵌入在IAPP注册接受消息中。

7.根据权利要求6所述的在无线局域网中接入点设备获取虚拟局域网配置信息的方法，还包括：

从所述IAPP注册接受消息中提取所述虚拟局域网配置信息。

8.根据权利要求7所述的在无线局域网中接入点设备获取虚拟局域网配置信息的方法，其中，所述虚拟局域网配置信息包括：服务集标识符与虚拟局域网标志的映射。

9.根据权利要求8所述的在无线局域网中接入点设备获取虚拟局域网配置信息的方法，还包括：

根据无线工作站所关联的服务集标识符，向所述无线工作站分配对应的虚拟局域网标志。

10.一种用于无线局域网的认证服务器，包括：

接收装置，用于接收来自接入点设备的接入点交互协议(IAPP)注册请求消息；

验证装置，用于验证所述接入点设备的有效性；以及

信息提供装置，用于在所述接入点设备被验证为有效时，使用IAPP协议向所述接入点设备提供虚拟局域网配置信息。

11.根据权利要求10所述的认证服务器，其中，所述信息提供装置包括：

嵌入模块，用于在IAPP注册接受消息中嵌入所述虚拟局域网配置信息；以及

发送模块，用于向所述接入点设备发送所述IAPP注册接受消息。

12.根据权利要求11所述的认证服务器，其中，所述嵌入模块包括：

生成单元，用于生成IAPP RADIUS供应商特定属性，其包括所述虚拟局域网配置信息；以及

包含单元，用于在所述IAPP注册接受消息中包含所述IAPP RADIUS供应商特定属性。

13.根据权利要求10至12任意一项所述的认证服务器，其中，所述虚拟局域网配置信息包括：服务集标识符与虚拟局域网标志的映射。

14.一种用于无线局域网的接入点设备，包括：

发送装置，用于向认证服务器发送接入点交互协议(IAPP)注册请求消息；以及

接收装置，用于在所述接入点设备被验证为有效时，从所述认证服务器接收通过IAPP协议传输的虚拟局域网配置信息。

15.根据权利要求14所述的接入点设备，其中，所述虚拟局域网配置信息作为IAPP RADIUS供应商特定属性的一部分被嵌入在IAPP注册接受消息中。

16.根据权利要求15所述的接入点设备，还包括：提取装置，用于从所述IAPP注册接受消息中提取所述虚拟局域网配置信息。

17.根据权利要求16所述的接入点设备，其中，所述虚拟局域网配置信息包括：服务集标识符与虚拟局域网标志的映射。

18.根据权利要求17所述的接入点设备，还包括：分配装置，用于根据无线工作站所关联的服务集标识符，向所述无线工作站分配对应的虚拟局域网标志。

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