用于增强网状联网的系统和方法技术方案

一种用于增强网状联网的方法，优选地包括执行网络分析、配置路由器链路参数和管理路由路径。一种用于路由路径评估的度量，优选地包括吞吐量度量和信道利用率度量。一种网段表通告网状协议，优选地包括确定网段并指定用于网段之间通信的转发设备。

Systems and Methods for Enhancing Mesh Networking

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增强网状联网的系统和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年11月7日提交的美国临时申请序列号62/418,520的权益，该临时申请通过引用整体并入。
本专利技术一般涉及计算机联网领域，且更具体地说，涉及用于增强网状联网的新的且有用的系统和方法。
技术介绍
通过使计算设备能够在极其遥远的距离内快速传输大量数据，现代互联网彻底改变了通信。应用和网络开发人员设置的创新速度惊人地快，但不幸的是，并非互联网体验的所有方面都保持同步。具体而言，即使人们越来越多地依赖家庭联网解决方案来为快速增长的电子设备集合提供互联网连接，支持这些解决方案的技术提供的用户体验通常远远不够。具体而言，许多用户发现单个无线接入点无法为整个家庭或小型企业提供无线覆盖。虽然存在扩展无线网络的技术，但是通常既难以配置又性能低下。因此，在计算机联网领域中需要创建用于增强网状联网的新的且有用的系统和方法。附图说明图1是本专利技术实施方案的系统的图示；图2是本专利技术实施方案的系统的图示；图3是本专利技术实施方案的系统的智能路由器的示意图；图4是本专利技术实施方案的示例系统的网络图表示；图5A是本专利技术实施方案的示例系统的网络图表示；图5B至图5C分别是在本专利技术实施方案的示例系统内发送的路径请求和路径应答的网络图表示；图5D是本专利技术实施方案的示例系统中的路由路径的网络图表示；图6是本专利技术实施方案的方法的图表示；图7A是使用STAMP的示例网络的网络图表示；以及图7B至图7D是图7A的网络图表示的视图，分别描绘了无线网段、以太网网段和潜在的转发设备。具体实施方式本专利技术的以下对本专利技术实施方案的描述不旨在将本专利技术限制于这些专利技术实施方案，而是使本领域的任何技术人员能够制造和使用本专利技术。1.用于增强网状联网的系统用于增强网状联网的系统100包括多个网状网络支持路由器110，如图1所示。系统100可以附加地或可选地包括路由器管理平台120和/或管理应用130。系统100用于使用网状联网实现对区域(例如用户的家)的无缝无线覆盖，同时降低配置此类网络的复杂性。通常，为了配置互联网连接的无线网状网络，用户必须配置第一路由器以用作到互联网的网关(例如通过将路由器连接到线缆调制解调器)。此外，一些联网设备(通常是前述第一路由器)还必须被配置为用作网络地址转换(NAT)服务器、动态主机配置协议(DHCP)服务器和无线接入点。然后，为了扩展如图2所示的无线覆盖，必须添加附加设备(例如无线路由器、接入点、中继器)。即使在两个或三个无线接入点的简单情况下，配置选项几乎是无穷无尽的。例如，接入点可以存在于单个桥接的网络上，或者可以被分到不同的网络中(例如可以分配给不同的VLAN；即，虚拟局域网)。接入点可以通过以太网线缆相互连接，或者仅用作无线中继器。接入点可以以任何多种方式共享可用的Wi-Fi信道空间。即使对于有经验的用户，可用的网络配置阵列也可能非常庞大。系统100优选地自动地和动态地执行此配置中的大部分，从而优化网络以满足用户的需要，而不需要大量的计算机联网知识或麻烦。网状网络支持路由器110优选地是多频带(例如双频带、三频带等)路由器，其大体上类似于美国专利申请号15/008,251中描述的那些，该专利申请通过该引用整体并入。附加地或可选地，路由器110可以是任何合适的联网设备(例如智能接入点)。路由器110优选地包括Wi-Fi无线电和处理器。路由器110可以附加地或可选地包括蓝牙无线电、以太网接口和/或任何其他合适的硬件或软件。在一个示例实现方式中，如图3所示，智能路由器包括两个Wi-Fi无线电(一个5GHz无线电和一个2.4GHz无线电)、能够进行蓝牙智能通信的蓝牙无线电、自动传感千兆以太网接口、ARM处理器、DDRRAM、EMMC存储(用于路由器固件)、以及USB接口(例如用于添加网络可访问存储)。在第二示例实现方式中，智能路由器包括三个Wi-Fi无线电(两个5GHz无线电和一个2.4GHz无线电)、能够进行蓝牙智能通信的蓝牙无线电、802.15.4无线电(例如被配置为使用一个或多个802.15.4协议进行通信，如Thread、ZigBee等)、自动传感千兆以太网接口、ARM处理器、DDRRAM、以及EMMC存储(用于路由器固件)。在第三示例实现方式中，智能路由器包括两个Wi-Fi无线电(一个5GHz无线电和一个2.4GHz无线电)、能够进行蓝牙智能通信的蓝牙无线电、802.15.4无线电(例如被配置为使用一个或多个802.15.4协议进行通信，如Thread、ZigBee等)、ARM处理器、DDRRAM、以及EMMC存储(用于路由器固件)。可选地，智能路由器可以是任何合适的路由器、无线接入点和/或其他联网设备。然而，智能路由器可以包括任何合适的无线电(例如短程无线电，如NFC、RF等)、处理系统、传感器组或其他组件的任何合适的组合。一个或多个Wi-Fi无线电优选地用于提供对路由器110的无线访问。Wi-Fi无线电优选地用于允许电子设备(例如智能电话、膝上型计算机、游戏控制台)通过LAN与路由器110并且与彼此无线通信，以及允许路由器110在网状网络上与彼此通信。每个Wi-Fi无线电优选地包括至少一个天线；附加地或可选地，Wi-Fi无线电可以包括连接到外部天线的接口。天线可以是各种天线类型；例如，贴片天线(包括矩形和平面倒F)、反射器天线、导线天线(包括偶极天线)、蝴蝶结天线、孔径天线、环形电感器天线、陶瓷芯片天线、天线阵列以及分形天线。Wi-Fi无线电优选地支持通过所有IEEE802.11a/b/g/n/ac标准(以及稍后讨论的修改的802.11s标准)的通信，但是可以附加地或可选地支持根据任何标准(或者完全不根据任何标准)的通信。路由器110可以包括在任何合适的频率范围上操作的任何数量的Wi-Fi无线电。在一个实现方式中，路由器包括两个或更多个Wi-Fi无线电：一个或多个可在2.4GHz频带上操作，和另一个或多个可在一个或多个5GHz频带上操作(例如5.2GHz频带、5.8GHz频带、需要使用DFS的5GHz频带等)。路由器110可以附加地包括可切换的无线电，使得路由器110能够从两种不同通信模式(2.4GHz+5GHz或5GHz+5GHz)中进行选择以使连接质量最大化。Wi-Fi无线电优选地使用单输入/单输出(SISO)通信技术来操作，但是可以附加地或可选地使用多输入和/或多输出通信技术(例如SIMO、MISO、MIMO)来操作。如果Wi-Fi无线电使用MIMO技术操作，则Wi-Fi无线电可以使用任何类型的MIMO技术(例如预编码、空间复用、空分多址和/或分集编码)。此外，Wi-Fi无线电可以独立地(例如无线电利用耦合到该无线电的多个天线进行MIMO通信)或者协作地(例如两个单独的无线电一起进行MIMO通信)进行MIMO通信。蓝牙无线电用于允许设备通过替代Wi-Fi的连接机制与路由器110通信。蓝牙无线电优选地用于允许路由器110首次由智能电话(或其他启用蓝牙的计算设备)配置。蓝牙无线电可以附加地或可选地用于任何其他目的；例如，用于在不同时间配置路由器110，用于路由器110之间的通信，或用于与家庭中的智能设备(例如智能锁、灯泡)通信。蓝牙无线电优选地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于网络设备通信的方法，所述方法包括：·在包括无线网状网段和以太网网段的网络中，将第一接入点(AP)指定为用于所述无线网段与所述以太网网段之间通信的转发设备，其中：·所述无线网状网段包括通过无线链路连接的多个无线设备，所述多个无线设备包括：所述第一AP、第二AP、以及第一无线设备；以及·所述以太网网段包括通过以太网连接的多个以太网设备，所述多个以太网设备包括：所述第一AP、所述第二AP、以及第一以太网设备；以及·将通信从所述第一无线设备传输到所述第一以太网设备，包括：·在所述第一无线设备处，将所述通信无线地传输到所述第二AP；·基于将所述第一AP指定为所述转发设备，在所述第二AP处，响应于接收到所述通信，将所述通信无线地传输到所述第一AP；以及·基于将所述第一AP指定为所述转发设备，在所述第一AP处，响应于接收到所述通信，通过以太网将所述通信传输到所述第一以太网设备。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.07 US 62/418,5201.一种用于网络设备通信的方法，所述方法包括：·在包括无线网状网段和以太网网段的网络中，将第一接入点(AP)指定为用于所述无线网段与所述以太网网段之间通信的转发设备，其中：·所述无线网状网段包括通过无线链路连接的多个无线设备，所述多个无线设备包括：所述第一AP、第二AP、以及第一无线设备；以及·所述以太网网段包括通过以太网连接的多个以太网设备，所述多个以太网设备包括：所述第一AP、所述第二AP、以及第一以太网设备；以及·将通信从所述第一无线设备传输到所述第一以太网设备，包括：·在所述第一无线设备处，将所述通信无线地传输到所述第二AP；·基于将所述第一AP指定为所述转发设备，在所述第二AP处，响应于接收到所述通信，将所述通信无线地传输到所述第一AP；以及·基于将所述第一AP指定为所述转发设备，在所述第一AP处，响应于接收到所述通信，通过以太网将所述通信传输到所述第一以太网设备。2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：·将第二通信从所述无线网状网段的第二无线设备传输到所述第一以太网设备，包括基于将所述第一AP指定为所述转发设备：·在所述第二无线设备处，将所述第二通信无线地传输到所述第一AP；以及·在所述第一AP处，响应于接收到所述第二通信，通过以太网将所述第二通信传输到所述第一以太网设备。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述无线网状网段与所述以太网网段之间的所有通信都是通过所述转发设备发送的。4.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括，在将所述第一通信传输到所述第一以太网设备之后：·将所述第二AP指定为用于所述无线网段与所述以太网网段之间通信的所述转发设备；以及·在将所述第二AP指定为所述转发设备之后，将第二通信从所述第一无线设备传输到所述第一以太网设备，包括：·在所述第一无线设备处，将所述第二通信无线地传输到所述第二AP；以及·基于将所述第二AP指定为所述转发设备，在所述第二AP处，响应于接收到所述通信，通过以太网将所述通信传输到所述第一以太网设备。5.根据权利要求4所述的方法，其进一步包括，在将所述第二AP指定为所述转发设备之后，将第三通信从所述无线网状网段的第二无线设备传输到所述第一以太网设备，包括：·在所述第二无线设备处，将所述第三通信无线地传输到所述第一AP；·基于将所述第二AP指定为所述转发设备，在所述第一AP处，响应于接收到所述第三通信，将所述通信无线地传输到所述第二AP；以及·基于将所述第二AP指定为所述转发设备，在所述第二AP处，响应于接收到所述第三通信，通过以太网将所述第三通信传输到所述第一以太网设备。6.根据权利要求1所述的方法，其中：·所述无线网状网段本质上由所述多个无线设备和连接所述多个无线设备的所述无线链路组成；以及·所述以太网网段本质上由所述多个所述以太网设备和连接所述多个以太网设备的所述以太网链路组成。7.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括确定潜在的转发设备组，其中：·所述潜在的转发设备组中的每个潜在的转发设备包括在所述多个无线设备中并包括在所述多个以太网设备中；以及·将所述第一AP指定为所述转发设备包括从所述潜在的转发设备组中选择所述转发设备。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述转发设备是基于所述潜在的转发设备组中的每个潜在的转发设备的相应度量来选择的。9.根据权利要求8所述的方法，其中每个潜在的转发设备的所述相应度量是所述潜在的转发设备的每个无线链路的比特率的总和。10.根据权利要求1所述的方法，其中：·所述第一以太网设备通过以太网无线地连接到与所述网状网段分开的第二网状网段，所述第二网状网段包括通过无线链路连接的第二多个网状设备；以及·所述方法进一步包括：·将所述第一以太网设备指定为用于所述以太网网段与所述第二网状网段之间通信的第二网状网段转发设备；·在所述第一以太网设备处，从所述第一AP接收所述通信；以及·在所述第一以太网设备处，响应于从所述第一AP接收到所述通信，将所述通信无线地传输到所述第二网状网段的第二无线设备。11.一种用于网络设备通信的方法，所述方法包括：·在包括无线网状网段和以太网网段的网络中，将第一接入点(AP)指定为用于所述无线网段与所述以太网网段之间通信的转发设备，其中：·所述无线网状网段包括通过无线链路连接的多个无线设备，所述多个无线设备包括：所述第一AP、第二AP、以及第一无线设备；以及·所述以太网网段包括通过以太网连接的多个以太网设备，所述多个以太网设备包括：所述第一AP、所述第二AP、以及第一以太网设备；以及·将通信从所述第一以太网设备传输到所述第一无线设备，包括：·通过以太网从所述第一以太网设备传输所述通信；·在所述第一AP处，通过以太网接收所述通信；·在所述第二AP处，通过以太网接收所述通信；·基于将所述第一AP指定为所述转发设备，在所述第一AP处，响应于通过以太网接收到所述通信，将所述通信无线地传输到所述第一无线设备；以及·基于将所述第一AP指定为所述转发设备，在所述第二AP处，响应于通过以太网接收到所述通信，确定不传输所述通信。12.根据权利要求11所述的方法，其中通过以太网从所述第一以太网设备传输所述通信包括：·在所述第一以太网设备处，通过以太网将单播帧传输到所述以太网网段的交换机，其中所述帧包括所述通信和目的地，其中所述目的地包括所述第一无线设备的标识符；以及·在所述交换机处，泛洪所述单播帧，其中所述帧通过以太网传输到所述第一AP和所述第二AP。13.根据权利要求11所述的方法，其中：·通过以太网从所述第一以太网设备传输所述通信包括，在所述第一以太网设备处通过以太网传输广播帧，其中所述广播帧包括所述通信；·所述第一无线设备通过以太网连接到与所述以太网网段分开的第二以太网网段，所述第二以太网网段包括通过以太网连接的第二多个以太网设备；以及·所述方法进一步包括：·将所述第一无线设备指定为用于所述无线网段与所述第二以太网网段之间通信的第二以太网网段转发设备；·在所述第一无线设备处，从所述第一AP接收所述通信；以及·在所述第一无线设备处，响应于从所述第一AP接收到所述通信，通过以太网将第二广播帧传输到所述第二以太网网段，其中所述第二广播帧包括所述通信。14.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括将第二通信从所述第一无线设备传输到所述第一以太网设备，包括：·在所述第一无线设备处，将所述第二通信无线地传输到所述第二AP；·基于将所述第一AP指定为所述转发设备，在所述第二AP处，响应于接收到所述第二通信，将所述第二通信无线地传输到所述第一AP；以及·基于将所述第一AP指定为所述转发设备，在所述第一AP处，响应于接收到所述第二通信，通过以太网将所述第二通信传输到所述第一以太网设备。15.根据权利要求11所述的方法，其中所述无线网状网段与所述以太网网段之间的所有通信都是通过所述转发设备发送的。16.根据权利要求11所述的方法，其中：·所述无线网状网段本质上由所述多个无线设备和连接所述多个无线设备的所述无线链路组成；以及·所述以太网网段本质上由所述多个所述以太网设备和连接所述多个以太网设备的所述以太网链路组成。17.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括确定潜在的转发设备组，其中：·所述潜在的转发设备组中的每个潜在的转发设备包括在所述多个无线设备中并包括在所述多个以太网设备中；以及·将所述第一AP指定为所述转发设备包括从所述潜在的转发设备组中选择所述转发设备。18.根据权利要求17所述的方法，其中所述转发设备是基于所述潜在的转发设备组中的每个潜在的转发设备的相应网络中心性度量来选择的。19.根据权利要求11所述的方法，其进一步包括，在将所述第一通信传输到所述第一无线设备之后：·将所述第二AP指定为用于所述无线网段与所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·斯特朗，M·罗多佩，R·汤姆普森，
申请(专利权)人：A九COM公司，
类型：发明
国别省市：美国,US