具有用户空间隧道的无线网状接入点制造技术

本文档描述具有用户空间隧道的无线网状接入点的方法、设备、系统以及装置。第一无线网状网络接入点(WMAP)确定来自第一设备的帧去往与第二WMAP相关联的第二设备。第一WMAP封装帧以产生包括互联网协议(IP)报头和有效载荷的封装帧，该互联网协议(IP)报头包括第二WMAP的IP目的地地址和第一WMAP的IP源地址，并且该有效载荷包括来自帧的报头和有效载荷数据。第一WMAP使用第一WMAP的站模式接口将封装帧发送到第二WMAP，其使第二WMAP将帧转发到第二设备。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有用户空间隧道的无线网状接入点相关申请本申请要求于2018年12月10日提交的美国专利技术专利申请16/215,382的优先权，该申请继而根据美国法典第35篇第119(e)条要求于2017年12月14日提交的美国临时专利申请62/598,761的优先权，其全部内容通过引用合并于此。
技术介绍
无线网状网络(诸如基于IEEE802.11s标准的那些)用作自组织和自恢复网状网络，这改善家庭和其他环境中的无线设备的覆盖范围。为了实现无线网状网络，诸如接入点的无线网状节点必须能够将帧转发到其他无线网状节点。在两个无线网状节点之间转发帧(也称为数据包)的数种现有方法使用如IEEE802.11s标准中定义的六地址帧编码，或使用如在IEEE802.11标准中指定的四地址模式，诸如在无线分布式系统(WDS)中使用的那些。然而，在芯片组、驱动程序、固件和无线堆栈上实现IEEE802.11s标准的要求可能很难满足。大多数移动电子设备和消费电子设备使用“加密狗”型无线芯片组，其中大多数无线功能在无线芯片组的嵌入式中央处理单元(CPU)的固件中实现。这些芯片类型中的大多数通常不支持IEEE802.11s标准。无线分布式系统(WDS)通常缺乏对如Wi-Fi保护接入(WPA)的许多功能的关键支持。IEEE802.11标准未定义如何构造WDS实现或WDS站如何交互以安排交换帧，这可能导致不同WDS产品当中的互操作性差。支持802.11或WDS所需的固件和驱动程序通常是供应商特定的，或者甚至是芯片组特定的。设备制造商改变无线芯片组供应商可能意味着，针对每个不同的无线芯片组供应商需要从头开始设计和实现大多数网状实现。为解决此问题而开发的另一种技术将帧分类为流，并记录每个流的原始源地址，并在网络堆栈的层二处为回复帧进行地址转换。但是，因为源地址已改变，所以这种技术尤其对于层二(layertwo)协议帧可能会出现问题。其他方法，诸如“更好的移动瞬时网络方法(BATMAN)”，包括通过添加另一层封装以记录源媒体接入控制(MAC)地址来定义新型的层二帧。
技术实现思路
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技术实现思路
以介绍具有用户空间隧道的无线网状接入点的简化概念。简化的概念在下面的详细描述中进一步描述。该
技术实现思路
不旨在标识所要求保护的主题的必要特征，也不旨在用于确定所要求保护的主题的范围。在一个方面，描述一种用于通过第一无线网状网络接入点(WMAP)转发帧的方法，其中第一WMAP确定来自第一设备的帧去往与第二WMAP相关联的第二设备。第一WMAP使用应用层控制逻辑封装该帧，以产生包括互联网协议(IP)报头和有效载荷的第一封装帧，该互联网协议(IP)报头包括第二WMAP的IP目的地地址和第一WMAP的IP源地址，并且有效载荷包括来自所述帧的报头和有效载荷数据。第一WMAP使用第一WMAP的站模式接口将第一封装帧发送到第二WMAP，该发送有效地导致第二WMAP将帧转发到第二设备。在另一方面，描述一种包括接入点(AP)模式接口和站(STA)模式接口的源无线网状接入点(WMAP)。源WMAP被配置成确定经由AP模式接口从源设备接收到的帧去往与目的地WMAP相关联的目的地设备。源WMAP被配置成使用应用层控制逻辑封装该帧，以产生包括互联网协议(IP)报头和有效载荷的封装帧，该互联网协议(IP)报头包括目的地WMAP的IP目的地地址和源WMAP的IP源地址，并且该有效载荷包括来自帧的报头和有效载荷数据。源WMAP被配置成使用站模式接口将封装帧发送到目的地WMAP，这有效地导致目的地WMAP将帧转发到目的地设备。在又一方面，描述一种目的地无线网状接入点(WMAP)，其包括接入点(AP)模式接口、应用层控制逻辑和虚拟隧道接口。接入点模式接口被配置成从源WMAP接收封装帧，从封装帧中去除层二报头(layertwoheader)和层三报头(layerthreeheader)以产生未封装帧，并将未封装帧提供给应用层控件逻辑。应用层控制逻辑被配置成将未封装帧发送到虚拟隧道接口，该虚拟隧道接口被配置成将未封装帧转发到AP模式接口。接入点模式接口被配置成将未封装帧转换为无线帧格式的无线帧，并将无线帧发送到目的地设备。附图说明参考以下附图描述具有用户空间隧道的无线网状接入点的各方面。在整个附图中使用相同的数字来引用相似的功能和组件：图1a图示其中可以实现具有用户空间隧道的无线网状接入点的各方面的示例无线网状网络系统。图1b图示其中可以实现具有用户空间隧道的无线网状接入点的各方面的又一示例无线网状网络系统。图2图示根据具有用户空间隧道的无线网状接入点的方面的帧生成。图3图示根据具有用户空间隧道的无线网状接入点的方面的示例混合无线网状网络系统。图4根据本文描述的技术的方面的如通常与充当用户空间网状联网的源节点的无线网状接入点有关的具有用户空间隧道的无线网状接入点的示例方法。图5是根据本文描述的技术的方面的如通常用与充当户空间网状联网的目的地节点的无线网状接入点有关的具有用户空间隧道的无线网状接入点的示例方法。图6图示可以实现具有用户空间隧道的无线网状接入点的各方面的示例设备图。具体实施方式本文档描述用于具有用户空间隧道的无线网状接入点的方法、设备、系统和装置。第一无线网状网络接入点(WMAP)确定来自第一设备的帧去往与第二WMAP相关联的第二设备。第一WMAP封装帧以产生包括互联网协议(IP)报头和有效载荷的封装帧，该互联网协议(IP)报头包括第二WMAP的IP目的地地址和第一WMAP的IP源地址，并且有效载荷包括来自帧的报头和有效载荷数据。第一WMAP使用第一WMAP的站模式接口将封装帧发送到第二WMAP，这导致第二WMAP将帧转发到第二设备。包括低成本的加密狗类型的大多数Wi-Fi芯片组都使用具有安全数字输入输出(SDIO)或通用串行总线(USB)接口的Wi-Fi芯片组，并在同一信道上支持并发接入点(AP)模式和站(STA)模式。但是，IEEE802.11标准将站模式接口指定为不允许将源自其他有线或无线设备的帧转发到接入点。无线设备只能将源自自身的帧发送到与其关联的接入点。根据IEEE802.11标准，应该使用三地址格式封装从无线设备发送到接入点的帧。这三个地址是接收者地址(RA)，其为目的地AP的媒体访问控制(MAC)地址，或基本服务集标识符(BSSID)；源地址(SA)，其为无线设备的MAC地址；以及目的地地址(DA)，其为目的地客户端设备的MAC地址。IEEE802.11标准不允许无线设备将帧从其他站转发到其接入点。遵循IEEE802.11标准，将使用无线设备自己的MAC地址作为SA而不是原始无线设备的MAC地址来封装该帧。这样，原始帧源地址(原始无线设备发送者的MAC地址)就会丢失。在各方面中，应用层无线网状联网解决方案采用应用层控制逻辑(诸如执行用户空间守护进程的一个或多个处理器)以及内核空间层二虚拟隧道接口(诸如分路器(TAP)虚拟网络接口)以形成促进无线网状接入点间(本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过第一无线网状网络接入点WMAP转发帧的方法，包括：/n通过所述第一WMAP确定来自第一设备的所述帧去往与第二WMAP相关联的第二设备；/n使用应用层控制逻辑封装所述帧以产生包括互联网协议IP报头和有效载荷的第一封装帧，所述互联网协议IP报头包括所述第二WMAP的IP目的地地址和所述第一WMAP的IP源地址，并且所述有效载荷包括来自所述帧的报头和有效载荷数据；以及/n使用所述第一WMAP的站模式接口将所述第一封装帧发送到所述第二WMAP，所述发送有效地使所述第二WMAP将所述帧转发到所述第二设备。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171214 US 62/598,761;20181210 US 16/215,3821.一种通过第一无线网状网络接入点WMAP转发帧的方法，包括：
通过所述第一WMAP确定来自第一设备的所述帧去往与第二WMAP相关联的第二设备；
使用应用层控制逻辑封装所述帧以产生包括互联网协议IP报头和有效载荷的第一封装帧，所述互联网协议IP报头包括所述第二WMAP的IP目的地地址和所述第一WMAP的IP源地址，并且所述有效载荷包括来自所述帧的报头和有效载荷数据；以及
使用所述第一WMAP的站模式接口将所述第一封装帧发送到所述第二WMAP，所述发送有效地使所述第二WMAP将所述帧转发到所述第二设备。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，封装所述帧以产生所述第一封装帧包括：
从虚拟隧道接口接收所述帧；以及
使用所述虚拟隧道接口的用户空间文件句柄以将所述帧封装为层三帧。


3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中，封装所述帧以产生所述第一封装帧包括：
产生所述第一封装帧以包括下述作为有效载荷：
报头，该报头包括与所述第一设备和所述第二设备中的每一个相关联的媒体访问控制MAC地址，以及
IP报头，该IP报头包括所述第二设备的目的地IP地址、所述第一设备的源IP地址以及所述帧的有效载荷数据。


4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，发送所述第一封装帧包括：
通过使用所述站模式接口将层二报头添加到所述第一封装帧来进一步封装所述第一封装帧以产生第二封装帧，所述第二封装帧包括报头，该报头包括：接收器地址RA，所述接收器地址RA包括所述第二WMAP的目的地AP模式接口的媒体访问控制MAC地址；源地址SA，所述源地址SA包括所述第一WMAP的源站模式接口的MAC地址；以及目的地地址DA，所述目的地地址DA包括所述第二WMAP的目的地AP模式接口的MAC地址。


5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，包括：
通过所述第一WMAP使用接入点AP模式接口从所述第一设备接收所述帧。


6.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其中，将所述第一封装帧发送到所述第二WMAP使用除了所述IEEE802.11s标准之外的IEEE802.11标准。


7.一种源无线网状接入点WMAP，包括：
接入点AP模式接口；
站STA模式接口；以及
所述源WMAP被配置成：
确定经由所述AP模式接口从源设备接收到的帧去往与目的地WMAP相关联的目的地设备；
使用应用层控制逻辑封装所述帧，以产生包括互联网协议IP报头和有效载荷的封装帧，所述互联网协议IP报头包括所述目的地WMAP的IP目的地地址和所述源WMAP的IP源地址，并且所述有效载荷包括来自所述帧的报头和有效载荷数据；以及
使用所述站模式接口将所述封装帧发送到所述目的地WMAP，其有效地使所述目的地WMAP将所述帧转发到所述目的地设备。


8.根据权利要求7所述的源WMAP，包括：
层二虚拟网络接口；以及
桥接器，所述桥接器被耦合到所述AP模式接口和所述层二虚拟网络接口，所述桥接器被配置成：
从所述AP模式接口接收所述帧；
确定所述帧去往与所述目的地WMAP相关联的所述目的地设备；以及
基于所述确定，将所述帧转发到所述层二虚拟网络接口。


9.根据权利要求8所述的源WMAP，其中，所述应用层控制逻辑被配置成：
从所述层二虚拟网络接口接收所述帧；以及
使用虚拟隧道接口的用户空间文件句柄以将所述帧封装为层三帧。


10.根据权利要求7至9中的任一项所述的源WMAP，其中，所述应用层控制逻辑被配置成：
产生具有因特网协议IP报头的封装帧；以及
产生所述封装帧以包括下述作为有效载荷：...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫侃，
申请(专利权)人：谷歌有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国;US