CN103493397A - 将客户端与无线局域网中的接入点相关联的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种将客户端与无线局域网中的接入点相关联的方法。接入点广播通告接入点的存在的信标。所述信标包括具有可接受客户端的客户端标识符的列表的字段，所述接入点将根据所述列表接受关联请求。

Description

将客户端与无线局域网中的接入点相关联的方法

背景技术

无线局域网（WLAN）允许客户端装置彼此通信和/或无线地共享数据。典型的WLAN包括管理无线网络中的通信的接入点（AP）。接入点也可以允许连接到WLAN的装置连接到有线装置或连接到可连接到该接入点的有线网络。

在一种常见方法中，接入点向潜在客户端装置广播通告其存在的信标。在检测到来自接入点的信标时，客户端装置决定是否与该接入点相关联。如果客户端装置检测到若干信标，则其可以基于各种准则作出选择，最常见的准则之一是信标信号的强度。

附图说明

在下面的图中描述了一些示例，在所述图中：

图1示出了具有接入点的WLAN的一个示例；

图2示出了将客户端装置与接入点相关联的方法的一个示例；

图3示出了包括客户端装置标识符列表的信标的一个示例；

图4示出了MAC地址的一个示例；

图5示出了包括客户端装置标识符列表的信标的更详细的示例；

图6是示出了图1的AP执行的过程的示例的流程图；以及

图7是示出了图1的客户端装置执行的过程的示例的流程图。

具体实施方式

图1示出了包括接入点100和多个客户端装置200的无线局域网（WLAN）的示例。客户端装置是能够连接到WLAN且使用WLAN的协议的任何装置。例如，客户端装置可以是诸如移动电话、台式或膝上型计算机或打印机之类的用户装置、或者诸如无线传感器之类的非用户型装置。

接入点（AP）100可以便于连接到WLAN的客户端装置之间的通信。接入点可以连接到有线装置，或者连接到另一（有线或无线）网络，在这种情况下，接入点便于WLAN的客户端装置与有线装置或另一网络之间的通信。在一些情况下，接入点可以连接到或者可以包括路由器，所述路由器使WLAN的客户端装置能够连接到互联网。

接入点100包括处理器10和存储器20。存储器20存储接入点可与之相关联的预先指派的客户端装置的标识符列表30。预先指派的意思是：在客户端装置无线连接到接入点之前（例如，在建立WLAN之前），客户端装置标识符被存储在接入点的存储器中。客户端标识符可以是客户端装置的MAC地址。在一个示例中，客户端标识符是客户端装置的MAC地址减去该MAC地址的制造商标识部分（例如，排除MAC地址的与组织唯一标识符相对应的前3个字节）。

接入点100被预先配置成接受来自其标识符被存储在列表30中的客户端装置的关联请求。这具有下述优点：当处理来自客户端装置的关联请求时，接入点消耗极少的处理功率和时间。

存储器20存储可由处理器10执行的一组机器可读指令。所述机器可读指令包括用于产生信标的模块42和用于处理来自客户端装置的关联请求的模块44。模块42产生信标，该信标向潜在客户端通告接入点的存在并经由发射器50而被无线反射。所述信标可以是根据IEEE 802.11标准的信标。模块42将“客户端列表”字段添加到所述信标。所述信标的客户端列表字段包括被存储在列表30中的客户端标识符。

可能存在数百个客户端装置或节点，但是在图1的示例中仅详细示出了一个。图1中所示的客户端装置200具有处理器210、存储可由所述处理器执行的机器可读指令的存储器220、发射器和接收器250、以及例如可存储在该客户端装置的只读存储器中的MAC地址230。客户端装置200针对由接入点发送的信标进行扫描，并且在接收到信标时，所述客户端装置校验其MAC地址是否与所述信标的“客户端列表”字段中的客户端标识符匹配。如果其匹配，则客户端装置200向接入点发送关联请求。这具有下述优点：客户端装置不需要执行复杂的决定过程以决定与哪个接入点相关联。这可以节约时间和功率，在电池供电的装置上这可能是重要的。

图2是详细示出所述过程的流程图。在301，接入点（AP）100发送信标，该信标具有指示被预先指派给所述接入点的客户端装置的字段。信标400的示例在图3和4中示出且稍后更详细地解释。所述信标包括客户端标识符列表，所述AP将根据该列表接受关联请求。在302，客户端装置接收所述信标并校验所述信标中的客户端标识符列表，以确定客户端装置的MAC地址是否与所述列表中的客户端标识符匹配。如果客户端装置的MAC地址不匹配，则在303，客户端装置忽略所述信标（因为其未被预先指派给该AP）。如果客户端装置MAC地址与所述信标中的客户端列表中的客户端标识符匹配，则在304，客户端装置向所述AP发送认证请求。在305，所述AP接收所述认证请求并校验所述认证请求由其预先指派/可接受客户端装置列表上的客户端装置发送（例如，其可以通过将所述认证请求的源地址与存储器20中的列表30中的客户端标识符相比较来进行校验）。

如果AP确定了客户端装置的MAC地址与所批准的客户端装置的列表中的客户端标识符匹配，则在306，所述AP忽略所述认证请求或向所述客户端装置发送拒绝消息。如果所述AP确定了所述认证请求由不在列表30上的客户端装置发送，则所述AP忽略所述认证请求或可替换地可以向该客户端装置发送拒绝消息（306）。例如，如果并不意图用于WLAN的传统客户端装置检测到所述信标并发送认证请求（例如基于信号强度算法），则这可能发生。

如果AP确定了客户端装置的MAC地址与所批准的客户端装置的列表中的客户端标识符匹配，则在307，所述AP批准所述认证请求并向所述客户端装置发送成功认证响应。所述客户端装置现在已经被所述AP认证。

在308，所述客户端装置继续向所述AP发送关联请求。在309，所述AP接收所述关联请求并校验所述关联请求是否由在该AP的所批准的（例如，预先指派的）客户端装置的列表30上的客户端装置发送。如果所述关联请求不是所批准的客户端装置发送的，则在310，所述AP忽略所述关联请求或者向所述客户端装置发送拒绝消息。如果所述关联请求是所批准的客户端装置列表上的客户端装置发送的，则在311，所述AP接受所述关联请求并向所述客户端装置发送接受消息。所述客户端装置现在与所述AP相关联并可以访问所述WLAN上的资源。

尽管在上面的示例中，AP在认证阶段和关联阶段二者处都校验了客户端装置是否具有与所批准客户端列表30中的客户端标识符相匹配的MAC地址，但是将可能仅在阶段之一处进行校验。例如，步骤306和307或者步骤309和310可以被省略。在一个示例中，所述AP在不校验所述客户端列表的情况下响应于信标而认证客户端，但在响应于关联请求之前校验客户端列表30，并仅在客户端装置具有与列表30中的客户端标识符匹配的MAC地址时接受关联请求。注意，在该示例中，在客户端装置被允许与接入点相关联之前执行步骤305和/或309处接入点校验客户端装置的MAC地址。这与在客户端已经与接入点相关联之后以及在其被允许访问网络上的资源之前对MAC地址的任何校验分离（这在一些网络中可能是需要的）。

图2中所描述的方法具有下述优点：客户端装置不需要执行复杂的过程来确定向哪个接入点发送关联请求。例如，客户端装置不需要比较来自若干不同接入点的信号强度以做出决定，而是可以简单地校验信标是否具有与该客户端装置的MAC地址匹配的客户端标识符。此外，用户输入不是为了选择与哪个接入点相关联所必需的。

在本公开中描述的方法、设备和技术可以适用于任何类型的WLAN客户端和接入点。可能特别有利的一个场景是一个或多个客户端具有固定位置，因为然后可以基于射频勘测有用地将每个固定位置客户端预先指派给接入点，尽管本公开不限于该场景。尽管适用于任何类型的客户端装置，但是本公开可能对于不是用户装置的客户端装置和/或具有低处理能力或有限功率资源（例如，电池）的客户端装置来说特别有用，因为在一些实施例中，不需要用户输入与接入点相关联，并且关于客户端装置选择接入点以及与接入点相关联的处理和功率需要可以被保持为相对适度。

在一个示例中，客户端装置是传感器（在本公开中，“传感器”是指具有感测或测量参数（例如，温度、湿度、化学品的存在、光强度等）以及传递测量结果的主要功能、但不具有键盘或类似用户接口的装置）。在一个示例中，客户端装置是在石油钻塔上使用的传感器。所述石油钻塔具有多个接入点和客户端装置（例如，传感器）。

可以通过执行射频测勘来预先计划客户端装置和接入点的放置。可以基于射频勘测和/或其它考虑将每个客户端装置预先指派给接入点。然后，对每个接入点给予向其预先指派的预先指派客户端装置列表以及该接入点的存储器中存储的客户端标识符列表。该方法相对较高效，因为尽管接入点需要存储客户端装置标识符，但是各个客户端装置（可能存在大量的该客户端装置）不需要详细的预配置。每个客户端装置知道其自身的MAC地址，并因此能够通过针对包含匹配客户端标识符的信标进行扫描来找到其已被预先指派给的接入点，而无需预先知道SSID或接入点地址。

图3示出了信标的一个示例。该信标包括MAC报头、预先指派客户端的客户端标识符列表490以及校验字段495（例如，CRC或循环冗余校验字段），其中AP将根据所述客户端标识符列表490接受关联请求，所述校验字段495用于校验信标中的数据的完整性。MAC报头包括被设定为目的地地址412的广播地址（例如FF:FF:FF:FF:FF:FF）以及被设定为源地址414的AP的MAC地址。在联网时，传统地，广播地址是用于指示帧应当被广播到网络上的每个装置的地址。

在一个示例中，信标的客户端列表部分中的客户端标识符是客户端装置的完整MAC地址。在另一个示例中，客户端标识符是排除制造商标识部分的MAC地址。图4示出了典型的MAC地址，其中前三个字节501、502和503标识制造商（即，“制造商标识部分”，有时被称为组织唯一标识符或OUI）。图4中所示的MAC地址的最后三个字节与来自该制造商的其它装置相比唯一地标识该装置，并且有时被称为NIC ID（网络接口卡身份）。如果被预先指派给接入点的所有客户端装置来自同一制造商，则即使信标的客户端列表中的MAC地址排除了OUI，每个装置仍将在网络的上下文中被唯一地标识。

被存储在接入点的存储器20中的预先指派客户端的MAC地址列表30可以排除OUI。然而，为了额外的安全性，存储器中的列表中的MAC地址可以包括OUI，以便可以安全地拒绝来自碰巧具有相同NIC ID但来自不同制造商且未被预先指派给网络的客户端装置的任何请求。在一个示例中，存储器中的列表中的MAC地址包括OUI，而信标中的客户端列表中的MAC地址不包括OUI；这使得传输更紧凑。

图5示出了信标的另一个示例。该信标包括如上所述的MAC报头410、指示该信标被广播的时间间隔的间隔部分420。时间戳430指示该信标被广播的时间。SSID部分440指示SSID（即，WLAN ID）。具有与所支持的数据传输速率相关的信息的部分450、接入点的参数集460和关于AP的另外信息470。还可以存在流量指示图（TIM）480，其指示下述客户端装置的关联ID（AID）：该客户端装置处于功率节约模式且在接入点的缓冲器中具有等待它们的数据帧。AID并不唯一地与客户端装置相联系，而是在完成成功的关联请求时被动态指派。由此，AID仅可以标识已经加入WLAN的客户端，而不能在已做出和接受关联请求之前标识预先指派的客户端装置。图5中所示的信标还包括客户端列表部分490和循环冗余校验部分495，其中，客户端列表部分490具有接入点将接受来自其的关联请求的所有预先指派客户端装置的客户端标识符。

图6是示出了由接入点执行的过程的示例的流程图。在600，接入点产生要包括在信标的客户端列表部分中的预先指派客户端装置的标识符列表。所述列表可以与在存储器30中保持的列表20相同或基于该列表20。在610，接入点产生并发射包括客户端列表部分的信标。在620，接入点从客户端装置接收认证请求。在630，接入点校验所述客户端装置是否具有与在存储器30中保持的预先指派客户端列表20中的客户端标识符匹配的MAC地址。如果不具有，则在640，接入点要么忽略所述认证请求，要么发送回指示该请求被拒绝的消息。如果MAC地址确实匹配，则在650，接入点接受所述认证请求并发送接受消息。在660，接入点从被认证的客户端装置接收关联请求。在670，接入点校验所述客户端装置是否具有与在存储器30中保持的预先指派客户端列表20中的客户端标识符匹配的MAC地址。如果不具有，则在680，接入点要么忽略所述关联请求，要么发送回指示该请求被拒绝的消息。如果MAC地址确实匹配，则在690，接入点接受所述关联请求。接入点可以向客户端装置发射指示所述关联请求已被接受的消息。所述消息可以包括用于与所述客户端装置相关联的关联ID（AID）。尽管在上面的示例中，在认证阶段和关联阶段二者处接入点都校验所述客户端装置是否在预先指派客户端列表30上，但是在可替换实施例中，可以仅在这些阶段之一处进行校验。例如，在一个可替换示例中，消除步骤630和640，以便接入点在不校验预先指派客户端列表的情况下接受认证请求，并且然后在批准关联请求之前校验预先指派客户端列表。

在610中所描述的过程可以在周期性地发射信标的情况下不定期地继续，而每当接收到认证和关联请求时，在620至680中所描述的过程可以发生。所述接入点可以继续发送具有已被预先指派给该接入点的客户端装置的完整列表的信标。可替换地，在客户端装置已成功地与接入点相关联（例如，在690）之后，来自接入点的未来信标可以从客户端列表中省略已经被关联的客户端。在695处示出了一个示例，其中，在客户端已经与接入点相关联之后，该接入点从要被包括在信标的客户端列表中的客户端的列表中除去所述客户端。所述接入点将仍在存储器中存储关联的客户端的客户端标识符（例如，MAC地址），但可以在该客户端已成功关联之后避免在信标中广播该客户端标识符。这样做的优点是信标的尺寸被减小。如果成功关联的客户端随后从网络断开，则接入点可以将该客户端标识符添加回到信标中的客户端列表以便该客户端可以再次连接。图6中所描述的方法可以作为机器可读指令存储在存储器上并被接入点的处理器执行。例如，过程600至610和695可以由图1中所示的信标产生模块42执行，而过程620至690可以由图1中所示的关联请求处理模块44执行。

图7是示出了由客户端装置执行的过程的示例的流程图。在700，客户端装置针对由接入点广播的信标进行扫描。在710，客户端装置接收接入点已广播的信标。在720，客户端装置校验所接收到的信标以确定信标是否具有含有与该客户端装置的MAC地址匹配的客户端标识符的客户端列表。如果否，则在730，该客户端装置忽略所述信标。如果存在匹配，则在740，该客户端装置无线地将认证请求发射到发送了所述信标的接入点。在750，客户端装置从接入点接收所述认证请求已被接受的确认。然后在760，所述客户端装置继续无线地向所述接入点发射关联请求。在770，所述客户端装置从接入点接收所述关联请求已被接受的确认。确认消息可以包括用于客户端装置与接入点的关联的关联ID（AID）。在780，一旦完成了与接入点的关联，所述客户端装置就停止针对另外信标的扫描以节约功率和处理资源（例如，举例来说，所述客户端装置可以继续接收来自关联接入点的信标，但停止针对来自不同信道上的其它接入点的信标的扫描）。图7中所描述的方法可以作为机器可读指令存储在存储器上并被客户端装置的处理器执行。例如，参考图1中所示的客户端装置的存储器220中存储的机器可读指令的模块，过程700和710可以由信标扫描模块242执行，而过程720和730可以由客户端标识符校验模块244执行，并且过程740-780可以由关联请求模块246执行。

本文中描述的方法可以被加载以在处理器上执行，所述处理器例如是如图1中所示的接入点的处理器10或客户端装置的处理器210。如本公开中使用的术语“处理器”包括但不限于微处理器、微控制器、处理器模块或子***（包括一个或多个微处理器或微控制器）、控制器、ASIC、模拟或数字电路、编程的逻辑器件等。如这里所使用的那样，“处理器”可以指代单个部件或多个部件。本文中描述的各种方法和过程可以作为机器可读指令存储在存储器中并可在处理器上执行。所述存储器可以是任何形式的存储器，包括但不限于半导体存储装置，诸如动态或静态随机存取存储器（DRAM或SRAM）、可擦除且可编程只读存储器（EPROM）、电可擦除且可编程只读存储器（EEPROM）和闪存以及磁盘。所述存储器可以是单个储存介质或者分布在多个储存介质上。本公开中描述的“处理器”和“存储在存储器上的机器可读指令”的组合包括组合方法（诸如被硬连线以执行上述方法的逻辑电路、ASIC或集成电路）以及利用分离的存储器和处理器的实现。

Claims (20)

1.一种具有发射器、处理器和存储器的接入点，所述存储器存储预先指派客户端的标识符的列表和机器可读指令，所述接入点将根据所述列表接受关联请求，所述机器可读指令能够由所述处理器执行以发射通告所述接入点的存在的信标，所述信标包括客户端列表部分，所述客户端列表部分包括所述预先指派客户端的标识符。

2.权利要求1的接入点，其中存储在所述存储器中和所述信标的客户端列表部分中的预先指派客户端的标识符是所述预先指派客户端的MAC地址。

3.权利要求2的接入点，其中所述信标的所述客户端列表部分中的MAC地址不包括所述MAC地址的制造商标识部分。

4.权利要求1的接入点，其中所述信标是根据IEEE 802.11标准的信标。

5.权利要求1的接入点，其中所述机器可读指令包括下述指令：其产生包括MAC报头、客户端列表部分和校验部分的信标，所述MAC报头具有广播域作为目的地地址，所述客户端列表部分包括所述接入点将与之相关联的客户端的标识符的列表。

6.权利要求1的接入点，其中所述机器可读指令还包括下述指令：其检查从客户端接收的关联请求，并且如果接入点确定所述关联请求是从在预先指派客户端的所述列表上识别的客户端发送的，则接受所述关联请求。

7.权利要求6的接入点，其中所述机器可读指令还包括下述指令：其用于在客户端已经成功地与所述接入点相关联之后，从随后的信标广播的客户端列表部分中除去所述客户端的客户端标识符。

8.权利要求7的接入点，其中所述机器可读指令包括下述指令：其在与客户端标识符相关联的客户端从WLAN断开的情况下将所述客户端标识符添加回到信标广播的客户端列表。

9.权利要求1的接入点，其中可执行的机器可读指令包括下述指令：其检查从客户端接收的认证请求，并且如果所述接入点确定所述认证请求是从在预先指派客户端的所述列表上识别的客户端发送的，则接受所述认证请求。

10.一种具有MAC地址、接收器、处理器和存储器的客户端装置，所述存储器存储能够由所述处理器执行以进行下述操作的机器可读指令：针对通告接入点的存在的信标进行扫描；校验由所述接收器接收的任何信标以确定所述信标是否包含与所述客户端装置的MAC地址匹配的客户端标识符，并且如果信标确实包含与所述客户端装置的MAC地址匹配的客户端标识符，则向发送了所述信标的接入点发送关联请求。

11.权利要求10的客户端装置，其中所述机器可读指令包括下述指令：其检查由所述客户端装置接收的信标的客户端列表部分，并且校验是否与所述客户端装置的MAC地址匹配的客户端标识符处于所述客户端列表部分中。

12.权利要求10的客户端装置，其中所述客户端装置是传感器。

13.权利要求10的客户端装置，其中如果所述信标中的客户端标识符包括所述客户端装置的MAC地址的非制造商专用部分，则该客户端标识符被认为与所述客户端装置的MAC地址匹配。

14.权利要求10的客户端装置，其中所述客户端装置被配置成忽略不包含与所述客户端装置的MAC地址匹配的客户端标识符的信标。

15.权利要求10的客户端装置，其中所述机器可读指令包括下述指令：一旦所述客户端装置已成功地与第一接入点相关联，所述指令就停止针对来自其它接入点的信标的扫描。

16.一种将客户端节点与无线局域网中的接入点相关联的方法，所述方法包括：

a）接入点广播通告该接入点的存在的信标，该信标包括具有可接受客户端节点的客户端标识符的列表的字段，该接入点将根据所述列表接受关联请求。

17.权利要求16的方法，还包括：接入点从客户端节点接收关联请求，检查关联请求以校验所述客户端节点是否被包括在所述接入点的可接受客户端节点的列表上，以及在所述接入点确定所述客户端节点被包括在所述列表上的情况下接受所述关联请求。

18.权利要求16的方法，还包括：客户端节点接收所述信标并且校验所述客户端节点的MAC地址是否与所述信标中的所述列表中的客户端标识符之一匹配。

19.权利要求16的方法，还包括：所述客户端节点确定其MAC地址与所述信标中的客户端标识符之一匹配，以及所述客户端节点向所述接入点发送关联请求。

20.权利要求16的方法，其中所述信标中的客户端标识符是MAC地址。

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