專利名稱：用于wlan網(wǎng)絡(luò)中ac設(shè)備的報(bào)文快速三層轉(zhuǎn)發(fā)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于WLAN移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及WLAN網(wǎng)絡(luò)(無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò))中AC設(shè)備(無(wú)線控制器)的一種按上下文相關(guān)性進(jìn)行分類的快速三層轉(zhuǎn)發(fā)方法。
背景技術(shù)：
隨著WLAN與3G網(wǎng)絡(luò)的逐步融合，WLAN無(wú)線局域網(wǎng)增長(zhǎng)勢(shì)頭迅猛，這就要求作為接入控制端的AC設(shè)備必須擁有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)處理與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)能力，其中包括CAPWAP(無(wú)線接入點(diǎn)控制協(xié)議)隧道封裝并轉(zhuǎn)發(fā)。目前WLAN網(wǎng)絡(luò)AC設(shè)備的常見(jiàn)做法是網(wǎng)絡(luò)報(bào)文傳到AC設(shè)備之后，首先經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)處理模塊對(duì)報(bào)文進(jìn)行解析處理，對(duì)于用戶報(bào)文則查找上下文進(jìn)行CAPffAP封裝，然后取報(bào)文的目的ip，查找路由，修改報(bào)文進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。這種方法簡(jiǎn)單易行，但是影響了報(bào)文處理與轉(zhuǎn)發(fā)速度，導(dǎo)致設(shè)備整體性能下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)WLAN網(wǎng)絡(luò)中AC設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文處理和三層轉(zhuǎn)發(fā)的性能問(wèn)題，根據(jù)ip按上下文相關(guān)性對(duì)報(bào)文進(jìn)行分類，對(duì)于不同的報(bào)文選擇合適的高性能三層轉(zhuǎn)發(fā)方法，充分運(yùn)用軟硬件資源，在保證復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)處理邏輯的同時(shí)達(dá)到三層轉(zhuǎn)發(fā)的最優(yōu)化。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種用于WLAN網(wǎng)絡(luò)中AC設(shè)備的報(bào)文快速三層轉(zhuǎn)發(fā)方法，AP和用戶上線時(shí)，創(chuàng)建及更新帶有三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的上下文，同步上下文無(wú)關(guān)的三層轉(zhuǎn)發(fā)信息到交換芯片；網(wǎng)絡(luò)報(bào)文到達(dá)AC設(shè)備時(shí)，分類對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)；
所述分類對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)的實(shí)現(xiàn)方式為，根據(jù)目的ip來(lái)判斷是否上下文相關(guān)，對(duì)于上下文相關(guān)的報(bào)文，查找?guī)в腥龑愚D(zhuǎn)發(fā)信息的上下文，完成CAPWAP隧道封裝并同時(shí)實(shí)現(xiàn)三層快轉(zhuǎn)；對(duì)于上下文無(wú)關(guān)的報(bào)文，發(fā)給交換芯片用硬件引擎查找進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。而且，所述帶有三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的上下文，是指上下文的內(nèi)容除了包含網(wǎng)絡(luò)處理所必須的上下文內(nèi)容之外，還包含了與用戶和AP的ip相關(guān)聯(lián)的三層轉(zhuǎn)發(fā)信息。而且，當(dāng)鄰接關(guān)系更新時(shí)，更新三層轉(zhuǎn)發(fā)信息。本發(fā)明所述的方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)
I.發(fā)揮軟件的靈活性，對(duì)于上下文相關(guān)的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文采用網(wǎng)絡(luò)處理模塊來(lái)完成硬件難以完成的CAPWAP隧道封裝，同時(shí)又解決了由此帶來(lái)的軟件三層轉(zhuǎn)發(fā)的性能問(wèn)題。2.發(fā)揮了硬件的高性能，對(duì)于上下文無(wú)關(guān)的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文采用交換芯片硬件查表轉(zhuǎn)發(fā)的方法，充分發(fā)揮硬件性能。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例的模塊結(jié)構(gòu)圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的創(chuàng)建及更新帶有三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的上下文工作流程圖。圖3為本發(fā)明實(shí)施例的同步上下文無(wú)關(guān)的三層轉(zhuǎn)發(fā)信息到交換芯片的工作流程圖。
圖4為本發(fā)明實(shí)施例的分類對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式 以下結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明技術(shù)方案。實(shí)施例的技術(shù)方案為，AP和用戶上線時(shí)，創(chuàng)建及更新帶有三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的上下文，同步上下文無(wú)關(guān)的三層轉(zhuǎn)發(fā)信息到交換芯片；網(wǎng)絡(luò)報(bào)文到達(dá)AC設(shè)備時(shí)，分類對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)。所述分類對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)的實(shí)現(xiàn)方式為，根據(jù)目的ip來(lái)判斷是否上下文相關(guān)，對(duì)于上下文相關(guān)的報(bào)文，查找?guī)в腥龑愚D(zhuǎn)發(fā)信息的上下文，完成CAPWAP隧道封裝并同時(shí)實(shí)現(xiàn)三層快轉(zhuǎn)；對(duì)于上下文無(wú)關(guān)的報(bào)文，發(fā)給交換芯片用硬件引擎查找進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。具體實(shí)施時(shí)，可以采用計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行流程，也可采用軟件模塊化技術(shù)在AC系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)。
實(shí)施例的實(shí)現(xiàn)環(huán)境在于
(a)交換芯片能進(jìn)行硬件快速三層轉(zhuǎn)發(fā)，但是無(wú)法進(jìn)行復(fù)雜的報(bào)文處理和隧道封裝；網(wǎng)絡(luò)處理器能進(jìn)行復(fù)雜的報(bào)文處理和隧道封裝，但是三層轉(zhuǎn)發(fā)性能有待提高。(b)上下文與三層轉(zhuǎn)發(fā)信息都以ip為特征，并最終產(chǎn)生了對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此三層轉(zhuǎn)發(fā)信息可存在上下文中。圖I描述了典型的模塊結(jié)構(gòu)圖。AC設(shè)備中一般設(shè)有交換芯片，由于網(wǎng)絡(luò)處理的需要，網(wǎng)絡(luò)報(bào)文往往需先進(jìn)行一些復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)處理，而不是直接由交換芯片轉(zhuǎn)發(fā)。有的報(bào)文需封裝隧道之后，再進(jìn)行三層轉(zhuǎn)發(fā)，這部分工作由網(wǎng)絡(luò)處理模塊完成。封裝隧道是需要查找上下文的，而上下文的建立，更新與查找是由上下文管理模塊完成的。實(shí)施例設(shè)置網(wǎng)絡(luò)處理模塊，上下文管理模塊，三層管理模塊這三個(gè)模塊屬于軟件層面的模塊。為了將三層轉(zhuǎn)發(fā)信息存在上下文中，三層管理模塊的功能就是是管理三層轉(zhuǎn)發(fā)信息，以及同步到上下文或是交換芯片中。交換芯片的作用是對(duì)部分上下文無(wú)關(guān)的報(bào)文進(jìn)行硬件層面的三層轉(zhuǎn)發(fā)，一般采用三層轉(zhuǎn)發(fā)表+ 二層轉(zhuǎn)發(fā)表的形式，二層轉(zhuǎn)發(fā)表即MAC地址以及VLAN與轉(zhuǎn)發(fā)端口對(duì)應(yīng)關(guān)系，三層轉(zhuǎn)發(fā)表即目的ip或ip地址段與下一跳的MAC地址以及出接口的對(duì)應(yīng)關(guān)系。具體來(lái)說(shuō)
AP和用戶上線時(shí)，主要由AC設(shè)備的上下文管理模塊負(fù)責(zé)創(chuàng)建及更新帶有三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的上下文；
AC設(shè)備獲取路由信息時(shí)，三層管理模塊同步上下文無(wú)關(guān)的三層轉(zhuǎn)發(fā)信息到交換芯片； 網(wǎng)絡(luò)報(bào)文到達(dá)AC設(shè)備時(shí)，主要由網(wǎng)絡(luò)處理模塊分類對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)。實(shí)施例創(chuàng)建及更新帶有三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的上下文，重點(diǎn)在于上下文中含有三層轉(zhuǎn)發(fā)信息，上下文內(nèi)容除了包含網(wǎng)絡(luò)處理所必須的上下文內(nèi)容之外，還包含了與用戶、AP的ip相關(guān)聯(lián)的三層轉(zhuǎn)發(fā)信息，即路由規(guī)則和鄰接規(guī)則；并且，對(duì)于鄰接規(guī)則中的下一跳MAC地址等信息，會(huì)在鄰接關(guān)系更新時(shí)及時(shí)通知上下文管理模塊。路由規(guī)則即目的ip或ip地址段(這里具體是指AP和用戶的ip)與下一跳的ip地址以及出接口的對(duì)應(yīng)關(guān)系，鄰接規(guī)則是即下一跳的ip與下一跳的MAC的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖2描述了創(chuàng)建及更新帶有三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的上下文工作流程圖。步驟1，相關(guān)模塊開(kāi)始初始化。包括上下文管理模塊、三層管理模塊和網(wǎng)絡(luò)處理模塊分別進(jìn)行初始化。步驟2，AP (無(wú)線路由器)上線，AP將報(bào)文發(fā)送給AC;用戶上線，用戶的報(bào)文通過(guò)AP封裝后，發(fā)送給AC。如圖中標(biāo)號(hào)20所示。步驟3，AC從AP獲取AP和用戶的上線報(bào)文，建立起AP與用戶的上下文，并通知三層管理模塊進(jìn)行工作。如圖中標(biāo)號(hào)21所示。步驟4，三層管理模塊根據(jù)步驟3中用戶和AP的ip，查找路由信息并通過(guò)ARP消息查找鄰接關(guān)系，獲取下一跳MAC地址，將三層轉(zhuǎn)發(fā)信息通知給上下文管理模塊。如圖中標(biāo)號(hào)22所示。路由信息，包括動(dòng)態(tài)路由，靜態(tài)路由等。ARP即地址解析協(xié)議,通過(guò)ip地址獲取物理地址的一個(gè)TCP/IP協(xié)議。下一跳MAC地址即查找所得鄰接信息。此步驟完成后可開(kāi)始執(zhí)行同步上下文無(wú)關(guān)的三層轉(zhuǎn)發(fā)信息到交換芯片。步驟5，上下文管理模塊收到三層轉(zhuǎn)發(fā)信息更新的消息后，更新對(duì)應(yīng)的用戶和AP上下文的三層轉(zhuǎn)發(fā)信息。如圖中標(biāo)號(hào)23所示。更新上下文時(shí)，將三層轉(zhuǎn)發(fā)信息存在上下文中即可。 步驟6，由于路由鄰接關(guān)系是有可能發(fā)生變化的，因此在上下文建立之后，三層管理模塊還需要監(jiān)測(cè)鄰接關(guān)系。如圖中標(biāo)號(hào)24所示。步驟7，三層管理模塊將步驟6中的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，如果鄰接關(guān)系發(fā)生了變化，則需要通知上下文管理模塊進(jìn)行三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的更新，可返回繼續(xù)執(zhí)行步驟5。如圖中標(biāo)號(hào)25所示。實(shí)施例將同步上下文無(wú)關(guān)的三層轉(zhuǎn)發(fā)信息到交換芯片，是指當(dāng)根據(jù)路由規(guī)則的目的ip判斷出三層轉(zhuǎn)發(fā)信息(路由規(guī)則和鄰接規(guī)則)為上下文無(wú)關(guān)后，將三層轉(zhuǎn)發(fā)信息傳到硬件三層轉(zhuǎn)發(fā)表中。圖3描述了同步上下文無(wú)關(guān)的三層轉(zhuǎn)發(fā)信息到交換芯片的工作流程圖。步驟1，模塊開(kāi)始初始化。此處指三層管理模塊。步驟2，三層管理模塊獲取路由信息，包括動(dòng)態(tài)路由，靜態(tài)路由等。如圖中標(biāo)號(hào)30所示。步驟3，三層管理模塊根據(jù)路由信息查找鄰接關(guān)系，如果鄰接可達(dá)，則進(jìn)入步驟4進(jìn)行上下文無(wú)關(guān)的判斷。如圖中標(biāo)號(hào)31所示。如果鄰接不可達(dá)則不下發(fā)信息。具體查找也可通過(guò)ARP消息獲取下一跳MAC地址實(shí)現(xiàn)。步驟4，三層管理模塊判斷是否上下文無(wú)關(guān)，是根據(jù)路由信息中的目的ip來(lái)查找上下文，如果查找不到上下文，則證明是上下文無(wú)關(guān)的。如圖中標(biāo)號(hào)32所示。步驟5，在步驟4中，若判斷結(jié)果為是，則三層管理模塊將三層轉(zhuǎn)發(fā)信息同步更新到交換芯片。如圖中標(biāo)號(hào)33所示。若判斷結(jié)果為否，則是上下文相關(guān)的情況，見(jiàn)附圖2的流程處理。三層轉(zhuǎn)發(fā)信息包括步驟2的路由信息以及步驟3的鄰接信息，即路由規(guī)則和鄰接規(guī)則。步驟6，由于路由鄰接關(guān)系是有可能發(fā)生變化的，因此三層管理模塊還需要監(jiān)測(cè)鄰接關(guān)系。如圖中標(biāo)號(hào)34所示。步驟7，三層管理模塊將步驟6中的監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，如果鄰接關(guān)系發(fā)生了變化，則需要對(duì)交換芯片進(jìn)行三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的更新，可返回繼續(xù)執(zhí)行步驟5。如圖中標(biāo)號(hào)35所
/Jn ο分類對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)是指，根據(jù)目的ip來(lái)判斷是否上下文相關(guān)，對(duì)于上下文相關(guān)的報(bào)文，查找?guī)в腥龑愚D(zhuǎn)發(fā)信息的上下文，完成CAPWAP隧道封裝并同時(shí)實(shí)現(xiàn)三層快轉(zhuǎn)；對(duì)于上下文無(wú)關(guān)的報(bào)文，發(fā)給交換芯片用硬件引擎查找。圖4為分類對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)的工作流程圖。步驟1，模塊開(kāi)始初始化。包括上下文管理模塊、三層管理模塊和網(wǎng)絡(luò)處理模塊分別進(jìn)行初始化。步驟2，網(wǎng)絡(luò)處理模塊接收網(wǎng)絡(luò)報(bào)文并進(jìn)行處理，CAPffAP封裝和三層轉(zhuǎn)發(fā)是通過(guò)報(bào)文的ip建立聯(lián)系，所以這里先根據(jù)目的ip來(lái)判斷是否上下文相關(guān)。如圖中標(biāo)號(hào)40所示。步驟3，網(wǎng)絡(luò)處理模塊根據(jù)目的ip來(lái)判斷是否上下文相關(guān)，來(lái)決定采用哪種轉(zhuǎn)發(fā)方式。如圖中標(biāo)號(hào)41所示。若判斷結(jié)果為是，這說(shuō)明后續(xù)的處理需要用到上下文的信息進(jìn)行CAPWAP隧道封裝并同時(shí)實(shí)現(xiàn)三層快轉(zhuǎn)，那么，網(wǎng)絡(luò)處理模塊在封裝CAPWAP隧道時(shí)，從上下文管理模塊查找上下文，根據(jù)上下文中的三層轉(zhuǎn)發(fā)信息直接將目的MAC修改為下一跳MAC等。如圖中標(biāo) 號(hào)42所示。若判斷結(jié)果為否，這說(shuō)明后續(xù)的處理不需要用到上下文的信息進(jìn)行CAPWAP隧道封裝，此時(shí)若用軟件查路由性能不佳，因此網(wǎng)絡(luò)處理模塊將報(bào)文發(fā)送到交換芯片進(jìn)行硬件轉(zhuǎn)發(fā)。如圖中標(biāo)號(hào)43所示。本文中所描述的具體實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明精神作舉例說(shuō)明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)所描述的具體實(shí)施例做各種各樣的修改或補(bǔ)充或采用類似的方式替代，但并不會(huì)偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書(shū)所定義的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于WLAN網(wǎng)絡(luò)中AC設(shè)備的報(bào)文快速三層轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于AP和用戶上線時(shí)，創(chuàng)建及更新帶有三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的上下文，同步上下文無(wú)關(guān)的三層轉(zhuǎn)發(fā)信息到交換芯片；網(wǎng)絡(luò)報(bào)文到達(dá)AC設(shè)備時(shí)，分類對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)； 所述分類對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)的實(shí)現(xiàn)方式為，根據(jù)目的ip來(lái)判斷是否上下文相關(guān)，對(duì)于上下文相關(guān)的報(bào)文，查找?guī)в腥龑愚D(zhuǎn)發(fā)信息的上下文，完成CAPWAP隧道封裝并同時(shí)實(shí)現(xiàn)三層快轉(zhuǎn)；對(duì)于上下文無(wú)關(guān)的報(bào)文，發(fā)給交換芯片用硬件引擎查找進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述用于WLAN網(wǎng)絡(luò)中AC設(shè)備的報(bào)文快速三層轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于所述帶有三層轉(zhuǎn)發(fā)信息的上下文，是指上下文的內(nèi)容除了包含網(wǎng)絡(luò)處理所必須的上下文內(nèi)容之外，還包含了與用戶和AP的ip相關(guān)聯(lián)的三層轉(zhuǎn)發(fā)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述用于WLAN網(wǎng)絡(luò)中AC設(shè)備的報(bào)文快速三層轉(zhuǎn)發(fā)方法，其特征在于當(dāng)鄰接關(guān)系更新時(shí)，更新三層轉(zhuǎn)發(fā)信息。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于WLAN網(wǎng)絡(luò)中AC設(shè)備的報(bào)文快速三層轉(zhuǎn)發(fā)方法，基于能進(jìn)行復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)處理的網(wǎng)絡(luò)處理模塊和具有高性能轉(zhuǎn)發(fā)能力的交換芯片，采用對(duì)報(bào)文進(jìn)行分類處理以及將三層轉(zhuǎn)發(fā)信息存儲(chǔ)在上下文中的方法。運(yùn)用此方法可以在進(jìn)行比較復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)處理以及隧道封裝的同時(shí)，還保證報(bào)文的高性能三層轉(zhuǎn)發(fā)，最終提高系統(tǒng)性能。本發(fā)明應(yīng)用于WLAN網(wǎng)絡(luò)中AC設(shè)備對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行封裝轉(zhuǎn)發(fā)的場(chǎng)景中。
文檔編號(hào)H04L12/773GK102946358SQ20121048114
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月23日
發(fā)明者張 成 申請(qǐng)人:武漢虹信通信技術(shù)有限責(zé)任公司