CN1282342C - 一种无线局域网网桥透明桥接的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种无线局域网网桥透明桥接的实现方法，包括中心及远程接入网桥对数据帧的处理流程，中心接入网桥接收到数据帧后，如果带有远程接入网桥标记，则恢复该数据帧的源MAC地址和长度，对于目的端口为远程接入网桥的单目数据帧，要进行目的MAC地址的替换并做上中心接入网桥标记，对其它数据帧则直接由透明桥接转发，相应的，远程接入网桥接收到数据帧后，如果其带有中心接入网桥标记，则恢复其目的MAC地址和长度，对发往无线端口的数据帧，进行源MAC地址的替换并做上远程接入网桥标记，再交透明桥接转发。本发明方法实现了远程接入网桥用户之间，以及远程接入网桥与中心接入网桥用户之间的正常通信，提高了组网的灵活性。

Description

一种无线局域网网桥透明桥接的实现方法

技术领域

本发明涉及一种无线局域网的通信方法，尤其涉及一种IEEE 802.11无线局域网组网时，利用中心接入网桥和远程接入网桥透明桥接进行无线通讯的实现方法。

背景技术

随着无线局域网应用的普及，在一些较难通过线缆架设网络的地区，通过无线局域网网桥的透明桥接解决了传统有线网络所不能克服的难题，而且这种应用越来越受到广大用户的欢迎。所谓透明桥接，是指不改变接收数据帧的内容，依据数据帧转发规则，将数据帧透明地发送到目的地。

在实际组网时，通常中心地区布设一个中心接入网桥(AB-Center)，中心接入网桥也可以作为无线接入点(AP)，接入多个无线终端(STA)。在边缘地区布设多个远程接入网桥(AB-Client)，每个远程接入网桥相当于STA，经无线关联接入到中心接入网桥，该网桥组网模式也称为基础(Infrastructure)架构模式。经远程接入网桥和中心接入网桥的无线透明桥接转发，与远程接入网桥或中心接入网桥相连的有线网络用户之间以及与接入到中心接入网桥的无线终端之间可以互相通信。

目前以IEEE 802.11MAC固件设计实现的无线局域网中心接入网桥和远程接入网桥产品中，中心接入网桥的IEEE 802.11MAC固件可以直接中继从无线媒介接收的来自关联无线终端或远程接入网桥的组播或广播数据帧，以及目的MAC地址是已关联无线终端的单目(Unicast)数据帧到目的设备，但其他类型的数据帧则不能采用这种直接中继的方式实现。

例如，远程接入网桥向中心接入网桥发送的所有类型数据帧的源MAC地址必须是远程接入网桥的无线MAC地址，远程接入网桥才能将数据帧经无线媒介发送到中心接入网桥；同时中心接入网桥向远程接入网桥发送的单目数据帧的目的MAC地址必须是远程接入网桥自身的无线MAC地址，远程接入网桥才能接收来自中心接入网桥的数据帧。因此，必须对数据帧的源MAC地址或目的MAC地址做转换，以及在转换后接收方必须恢复数据帧被转换的MAC地址，才能使远程接入网桥与中心接入网桥的用户之间，以及远程接入网桥的用户之间(需经过中心接入网桥)正常通信。而用MAC固件中继的方法就无法实现。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种无线局域网网桥透明桥接的实现方法，可以实现远程接入网桥用户之间，以及远程接入网桥和中心接入网桥用户之间的正常通信。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种无线局域网中心接入网桥透明桥接的实现方法，以及一种相互对应的远程接入网桥透明桥接的实现方法。

其中，中心接入网桥透明桥接的实现方法包括以下步骤：

(a)接收到数据帧；

(b)判断所述数据帧是否带有远程接入网桥标记，如果是，将数据帧的源MAC地址恢复为原始数据帧的源MAC地址并恢复为原始数据帧的长度，执行下一步，否则直接执行下一步；

(c)判断所述数据帧的类型，如果是单目数据帧，执行下一步，如果是组播或广播数据帧，执行步骤(f)；

(d)确定所述数据帧的目的端口，并判断其类型，如果是远程接入网桥，执行下一步，否则执行步骤(f)；

(e)在所述数据帧上保存其目的MAC地址并做上中心接入网桥标记，然后将其目的MAC地址替换成要发往的远程接入网桥的MAC地址，并增加所述数据帧的长度；

(f)按透明桥接转发规则，将所述数据帧转发到目的端口。

上述方法还可具有以下特点：在所述步骤(b)之前，先判断所述数据帧的媒介，如果来自无线媒介，执行步骤(b)，如果来自有线媒介，执行步骤(c)。

上述方法还可具有以下特点：所述中心接入网桥上创建无线终端列表、远程接入网桥列表和MAC地址表，在所述步骤(c)之前先将所述数据帧的源MAC地址与其接收端口绑定并学习到所述MAC地址表，在所述步骤(d)中，对于单目数据帧，根据其目的MAC地址从所述MAC地址表确定该数据帧应发往的目的端口，如果没有找到，就以除了接收源端口以外的所有其他端口为目的端口。

上述方法还可具有以下特点：所述步骤(d)之前，先判断所述数据帧的源MAC地址和目的MAC地址是否位于同一端口，如果是，过滤掉该数据帧后结束，否则执行步骤(d)。

上述方法还可具有以下特点：所述中心接入网桥标记是通过计算数据帧固定位置和长度的数据32位校验和获得。

相应的，本发明远程接入网桥透明桥接的实现方法包括以下步骤：

(a)接收到数据帧；

(b)检查所述数据帧，如果带有中心接入网桥标记，执行下一步，否则，执行步骤(d)；

(c)将所述数据帧的目的MAC地址恢复为原始数据帧的目的MAC地址并恢复为原始数据帧的长度；

(d)确定所述数据帧的目的端口，如果是发往无线端口，执行下一步，如果发往有线端口，执行步骤(f)；

(e)在所述数据帧上保存其源MAC地址并做上远程接入网桥标记，然后将其源MAC地址替换成本远程接入网桥的MAC地址，并增加所述数据帧的长度；

(f)按透明桥接转发规则，将数据帧转发到目的端口。

上述方法还可具有以下特点：在所述步骤(b)中，如果所述数据帧不带有中心接入网桥，先执行以下步骤：判断所述数据帧是否带有远程接入网桥标记，如果是，将所述数据帧的源MAC地址恢复为原始数据帧的源MAC地址并恢复为原始数据帧的长度，再执行步骤(d)，否则，直接执行步骤(d)。

上述方法还可具有以下特点：在所述步骤(b)之前，先判断所述数据帧的媒介，如果来自无线媒介，执行步骤(b)，如果来自有线媒介，执行步骤(d)。

上述方法还可具有以下特点：所述远程接入网桥上创建MAC地址表，在所述步骤(d)之前先将所述数据帧的源MAC地址与其接收端口绑定并学习到所述MAC地址表，在所述步骤(d)中，对于单目数据帧，根据其目的MAC地址从所述MAC地址表确定该数据帧应发往的目的端口，如果没有找到，就以除了接收源端口以外的所有其他端口为目的端口。

上述方法还可具有以下特点：所述步骤(d)之前，先判断数据帧的类型，如果组播或广播数据帧，执行步骤(d)，如果是单目数据帧，继续判断其源MAC地址和目的MAC地址是否位于相同的端口，如果相同，过滤掉该数据帧后结束，如果不同，再执行步骤(d)。

上述方法还可具有以下特点：所述远程接入网桥标记是通过计算数据帧固定位置和长度的数据32位校验和获得。

由上可知，本发明方法在以基础(Infrastructure)架构模式设计实现的无线局域网网桥产品中，通过远程接入网桥和中心接入网桥对转发数据帧的源MAC地址和目的MAC地址的转换或恢复，并经远程接入网桥或中心接入网桥的透明桥接转发，实现了远程接入网桥用户之间，以及远程接入网桥与中心接入网桥用户之间可以相互通信的目的，并可进一步实现所有情况下用户间的通信，取得了数据帧快速中继的效果，使得组网应用更加广泛，提高了组网的灵活性。

附图说明

图1是本发明实施例无线局域网中心接入网桥与远程接入网桥组网的示意图；

图2是本发明实施例无线局域网中心接入网桥对数据帧处理的流程图；

图3是本发明实施例无线局域网远程接入网桥对数据帧处理的流程图。

具体实施方式

以图1的组网为例，无线终端STA和远程接入网桥AB-Client1、AB-Client2接入中心接入网桥AB-Center，计算机终端PC1、PC2和PC3分别连接到AB-Center，AB-Client1和AB-Client2。这是一个简化的示例，实际应用中AB-Client1、AB-Client2和AB-Center各自可以连接多个有线用户，AB-Center也可以接入更多的无线终端和远程接入网桥。

本发明无线局域网网桥透明桥接的实现方法，包括中心接入网桥透明桥接的实现方法和相应的远程接入网桥透明桥接的实现方法。

中心接入网桥AB-Center上需要创建无线终端列表、远程接入网桥列表和MAC地址表，将接入的无线终端STA加入无线终端列表，将接入远程接入网桥AB-Client1、2映射为虚拟无线端口，加入到远程接入网桥列表同时与该远程接入网桥绑定，将接收到数据帧的源MAC地址学习到MAC地址表，并建立MAC地址和对应端口的绑定关系。

如图2所示，在接收到数据帧后，中心接入网桥的透明桥接的处理流程包括以下步骤：

步骤100，接收来自无线媒介或有线媒介(即分布***)的数据帧；

步骤110，判断数据帧的接收媒介是否是无线媒介，如果是，执行下一步，否则是来自有线媒介，执行步骤140；

步骤120，检查数据帧是否带有远程接入网桥标记，如果是，则数据帧来自远程接入网桥，执行下一步，否则来自无线终端，执行步骤140；

步骤130，将数据帧的源MAC地址恢复为保存在数据帧尾部的原始数据帧的源MAC地址，并恢复为原始数据帧的长度；

步骤140，将数据帧的源MAC地址(如转换过则为恢复后的地址)与其接收端口(即数据帧进入网桥的接收源端口)绑定，学习到MAC地址表；

步骤150，判断数据帧是否组播或广播数据帧，如果是，执行步骤220；否则是单目数据帧，执行下一步；

步骤160，判断数据帧的源MAC地址和目的MAC地址是否位于同一端口，如果是，执行步骤230，否则执行下一步；

步骤170，根据数据帧的目的MAC地址在MAC地址表查找数据帧应发往的目的端口，没有找到就向除了接收源端口以外的所有其他端口发送(即采取洪泛发送方式)；

步骤180，判断数据帧的目的端口类型，如果是远程接入网桥，执行下一步，如果是无线终端，执行步骤200，如果是有线端口，执行步骤210；

步骤190，将数据帧的目的MAC地址和中心接入网桥标记保存在数据帧尾部，然后将其目的MAC地址替换成相应远程接入网桥的MAC地址，并将数据帧长度增加MAC地址长度和中心接入网桥标记长度；

步骤200，按透明桥接转发规则，将数据帧转发到无线媒介，结束；

步骤210，按透明桥接转发规则，将数据帧转发到有线媒介，结束；

步骤220，按透明桥接转发规则，直接将数据帧转发到目标媒介，结束；

步骤230，过滤掉该单目数据帧，结束。

根据以上流程，结合图1的组网，中心接入网桥AB-Center接收到无线终端STA或者分布***用户PC1的数据帧时，直接递交透明桥接转发，而在接收到PC2、PC3通过远程接入网桥AB-Client1、2发来的数据帧时，则需要恢复原始数据帧的源MAC地址和长度。而在转发时，目的MAC地址是远程接入网桥用户PC2、PC3的单目数据帧，需要将目的MAC地址的转换为远程接入网桥AB-Client1、2的MAC地址后再发送，而目的MAC地址是无线终端STA或者中心接入网桥分布***用户PC1的数据帧，或者发往PC2、PC3的广播和组播数据帧时，都可以直接采用透明桥接技术转发。

对于有MAC固件的网桥产品，STA、PC2、PC3之间发送的经中心接入网桥的组播或广播数据帧，以及PC2、PC3经中心接入网桥发送到STA的单目数据帧，也可以由中心接入网桥的IEEE 802.11MAC固件直接中继。

远程接入网桥AB-Client1、2需要创建MAC地址表。将接收到数据帧的源MAC地址学习到MAC地址表，并建立MAC地址和对应端口的绑定关系。

如图3所示，在接收到数据帧后，远程接入网桥的透明桥接的处理流程包括以下步骤：

步骤300，接收来自无线媒介或分布***的数据帧；

步骤310，判断数据帧的接收媒介是否是无线媒介，如果是，执行下一步，否则是来自有线媒介，执行步骤350；

步骤320，检查数据帧的标记，如果带有远程接入网桥标记，执行下一步，如果带有中心接入网桥标记，执行步骤340，如果没有上述标记，执行步骤350；

步骤330，将数据帧的源MAC地址恢复为原始数据帧的源MAC地址并恢复为原始数据帧的长度，执行步骤350；

步骤340，将数据帧的目的MAC地址恢复为原始数据帧的目的MAC地址并恢复为原始数据帧的长度；

步骤350，将数据帧的源MAC地址(如转换过则为恢复后的地址)与其接收端口绑定，学习到MAC地址表；

步骤360，判断是否单目数据帧，如果是，执行下一步，否则执行步骤390；

步骤370，判断单目数据帧的源MAC地址和目的MAC地址是否位于相同的端口，如果是，执行步骤430，否则执行下一步；

步骤380，根据单目数据帧的目的MAC地址在MAC地址表查找数据帧应发往的目的端口，没有找到就向除了接收源端口以外的所有其他端口发送；

步骤390，判断数据帧的目的端口是否无线端口，如果是，执行下一步，否则执行步骤420；

步骤400，将数据帧的源MAC地址及远程接入网桥标记保存在数据帧尾部，然后将其源MAC地址替换成本地远程接入网桥的MAC地址，并将数据帧长度增加MAC地址长度和远程接入网桥标记长度；

步骤410，按透明桥接转发规则，将数据帧转发到无线媒体，结束；

步骤420，按透明桥接转发规则，将数据帧转发到有线媒体，结束；

步骤430，过滤掉该单目数据帧，结束。

根据以上流程，结合图1的组网，PC2通过远程接入网桥AB-Client1经无线媒介发送所有类型数据帧到PC1、PC3、STA时，均进行源MAC地址的替换和做上远程接入网桥标记。远程接入网桥AB-Client1接收到带有远程接入网桥标记的数据帧，如由中心接入网桥上MAC固件直接中继的PC3发到PC2的组播或广播数据帧，需恢复数据帧的源MAC地址和原始数据帧长度，再转发给用户PC2。远程接入网桥AB-Client1接收到带有中心接入网桥标记的数据帧，如STA、PC1或PC3发到PC2的单目数据帧，需恢复数据帧的目的MAC地址和原始数据帧的长度。对于从无线媒介接收到的没有上述两种标记的数据帧，及来自分布***的数据帧则不必进行地址的恢复操作。

将本实施例远程接入网桥和中心接入网桥的透明桥接方法结合起来，以PC2发往PC3的单目数据帧为例，在远程接入网桥AB-Client1会进行源MAC地址的替换并做上远程接入网桥标记，中心接入网桥AB-Center在接收时会恢复其源MAC地址，在透明桥接转发时则进行目的MAC地址替换并做上中心接入网桥标记，而在远程接入网桥AB-Client2上再恢复其目的地址，从而实现了PC2和PC3之间的正常通信，同时对接收方用户来说，数据帧的内容没有改变，实现了透明桥接。

又如，PC1发往PC2的单目数据帧，在中心接入网桥AB-Center上会进行目的MAC地址的替换并做上中心接入网桥标记，而通过透明桥接转发到远程接入网桥AB-Client1后，再恢复其原始数据帧的目的MAC地址，从而实现了PC1和PC2之间的正常通信和透明桥接。

其它，如STA与PC1、PC2、PC3之间，都可以根据本发明的流程实现正常通信和透明桥接，在此就不再一一赘述。

上述流程中的远程接入网桥和中心接入网桥标记可以通过计算数据帧固定位置和长度的数据32位校验和获得。例如计算数据帧目的MAC地址和源MAC地址这12字节的32位校验和，远程接入网桥标记取高16位，中心接入网桥标记取低16位。

综上所述，通过本发明无线局域网网桥透明桥接的实现方法，通过远程接入网桥和中心接入网桥对发送数据帧的源MAC地址和目的MAC地址的转换或恢复，并经远程接入网桥或中心接入网桥的透明桥接转发，实现了远程接入网桥用户之间，以及远程接入网桥与中心接入网桥用户之间可以相互通信的目的。事实上，实施例的方法解决了包括有MAC固件在内的以基础架构方式设计实现的网桥产品存在的所有情况下用户间通信的问题，并取得了数据帧快速中继的效果，使得组网应用更加广泛，提高了组网的灵活性。

需说明的是，本发明方法不限于实施例中的对MAC地址的管理方法。

Claims (11)

1.一种无线局域网中心接入网桥透明桥接的实现方法，包括以下步骤：

(a)接收到数据帧；

(b)判断所述数据帧是否带有远程接入网桥标记，如果是，将数据帧的源MAC地址恢复为原始数据帧的源MAC地址，并恢复为原始数据帧的长度，执行下一步，否则直接执行下一步；中心接入网桥上创建无线终端列表、远程接入网桥列表和MAC地址表，将数据帧的源MAC地址与其接收端口绑定并学习到所述MAC地址表；

(c)判断所述数据帧的类型，如果是单目数据帧，执行下一步，如果是组播或广播数据帧，执行步骤(f)；

(d)确定所述数据帧的目的端口，并判断其类型，如果是远程接入网桥，执行下一步，否则执行步骤(f)；

(e)在所述数据帧上保存其目的MAC地址并做上中心接入网桥标记，然后将其目的MAC地址替换成要发往的远程接入网桥的MAC地址，并增加所述数据帧的长度；

(f)按透明桥接转发规则，将所述数据帧转发到目的端口。

2.如权利要求1所述的中心接入网桥透明桥接的实现方法，其特征在于，在所述步骤(b)之前，先判断所述数据帧的媒介，如果来自无线媒介，执行步骤(b)，如果来自有线媒介，执行步骤(c)。

3.如权利要求1所述的中心接入网桥透明桥接的实现方法，其特征在于，在所述步骤(d)中，对于单目数据帧，根据其目的MAC地址从所述MAC地址表确定该数据帧应发往的目的端口，如果没有找到，就以除了接收源端口以外的所有其他端口为目的端口。

4.如权利要求1所述的中心接入网桥透明桥接的实现方法，其特征在于，所述步骤(d)之前，先判断所述数据帧的源MAC地址和目的MAC地址是否位于同一端口，如果是，过滤掉该数据帧后结束，否则执行步骤(d)。

5.如权利要求1所述的中心接入网桥透明桥接的实现方法，其特征在于，所述中心接入网桥标记是通过计算数据帧固定位置和长度的数据32位校验和获得。

6.一种无线局域网远程接入网桥透明桥接的实现方法，包括以下步骤：远程接入网桥上创建MAC地址表，将数据帧的源MAC地址与其接收端口绑定并学习到所述MAC地址表；

(g)接收到数据帧；

(h)检查所述数据帧，如果带有中心接入网桥标记，执行下一步，否则，执行步骤(d)；

(i)将所述数据帧的目的MAC地址恢复为原始数据帧的目的MAC地址，并恢复为原始数据帧的长度；

(j)确定所述数据帧的目的端口，如果是发往无线端口，执行下一步，如果发往有线端口，执行步骤(f)；

(k)在所述数据帧上保存其源MAC地址并做上远程接入网桥标记，然后将其源MAC地址替换成本远程接入网桥的MAC地址，并增加所述数据帧的长度；

(f)按透明桥接转发规则，将数据帧转发到目的端口。

7.如权利要求6所述的远程接入网桥透明桥接的实现方法，其特征在于，在所述步骤(b)中，如果所述数据帧不带有中心接入网桥，先执行以下步骤：

判断所述数据帧是否带有远程接入网桥标记，如果是，将所述数据帧的源MAC地址恢复为原始数据帧的源MAC地址，并恢复为原始数据帧的长度，再执行步骤(d)，否则，直接执行步骤(d)。

8.如权利要求6或7所述的远程接入网桥透明桥接的实现方法，其特征在于，在所述步骤(b)之前，先判断所述数据帧的媒介，如果来自无线媒介，执行步骤(b)，如果来自有线媒介，执行步骤(d)。

9.如权利要求6或7所述的远程接入网桥透明桥接的实现方法，其特征在于，在所述步骤(d)中，对于单目数据帧，根据其目的MAC地址从所述MAC地址表确定该数据帧应发往的目的端口，如果没有找到，就以除了接收源端口以外的所有其他端口为目的端口。

10.如权利要求6或7所述的远程接入网桥透明桥接的实现方法，其特征在于，所述步骤(d)之前，先判断数据帧的类型，如果是单目数据帧，再判断其源MAC地址和目的MAC地址是否位于相同的端口，如果相同，过滤掉该数据帧后结束，如果不同，再执行步骤(d)。

11.如权利要求6或7所述的远程接入网桥透明桥接的实现方法，其特征在于，所述远程接入网桥标记是通过计算数据帧固定位置和长度的数据32位校验和获得。

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