具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施例进行详细的示例性描述。
图1为根据本发明的一个具体实施方式的网络拓扑结构图。其中,移动终端11通过无线接入点12(包括12-1,12-2和12-3等)接入到网络中。无线接入点12通过数字用户线路(DSL)调制器或者直接与接入设备14(包括14-1和14-2等)相连。接入设备14通过边缘路由器15相连。在运营商(NSP)网络中,包括AAA服务器17,网络管理系统18,网络服务器10和地址分配服务器19等。
在现有技术中,DHCP服务器19从来自移动终端11的DHCP地址分配请求消息获得移动终端11的接入环路信息,并利用接入环路信息对移动终端11进行定位。在本发明中,不限于由DHCP服务器19获取接入环路信息从而对移动终端11定位,任何一个网络服务器10都可以获取移动终端11的接入环路信息从而对移动终端11进行定位,并且该网络服务器可以是位于运营商网络中,也可以位于因特网内容服务提供商(ICP)网络中,根据定位的实际应用而定。例如,网络广告商可利用网络服务器10对移动终端的定位功能进行有针对性的广告发送;运营商可利用网络服务器10对移动终端的定位功能进行有针对性的天气预报的发送等。
图2示出了根据本发明的一个具体实施方式的系统流程图。以下结合图1对图2中所示的接入设备协助网络服务器10获取对移动终端定位所需的信息的过程进行详细描述。
首先,在步骤S201中,接入设备14-2接收来自移动终端11的网络连接请求消息,该网络连接请求消息中包括所述移动终端的标识。如图1所示,移动终端11将网络连接请求消息先发送给无线接入点12-1,无线接入点12-1再将该网络连接请求消息发送给接入设备14-2,无线接入点12-1起一个简单转发的功能。
然后在步骤S202中,接入设备14-2根据接收到网络连接请求消息的端口位置,确定移动终端11的接入环路信息。
通常,大型的接入设备具有多个槽(Slot),每个槽具有多个端口(Port),小型的接入设备具有多个端口。接入设备14-2根据接收到的网络连接请求消息的端口的位置,就能确定移动终端的接入环路信息,也即该移动终端通过哪个接入设备的哪个端口接入,或者该移动终端通过哪个接入设备的哪个槽的哪个端口接入,也即接入环路信息包括接入设备14-2的标识和接入设备14-2将移动终端11接入网络的线路的线路标识。线路标识包括接入设备14-2的端口标识,在接入设备14-2具有多个槽的情形,还可进一步包括接入设备14-2的槽标识。
优选地,如果接入设备14-2的一个端口辖有多个无线接入点,或者一个无线接入点辖有多个Public WLAN,接入环路信息还可以进一步包括移动终端11所接入的Public WLAN的标识,也即无线网络的标识,例如SSID。Public WLAN的标识可由无线接入点12-1插入到来自移动终端11的网络连接请求消息中,或者也可由移动终端11自己插入到网络连接请求消息中。
在步骤S203中,接入设备14-2发送通知消息至网络服务器10,该通知消息中包括移动终端11的接入环路信息和该移动终端11的标识。移动终端11的标识包括任何可以唯一识别该移动终端的标识,例如数据链路层地址,网络层地址等。对于TCP/IP网络,数据链路层地址即为MAC地址,网络层地址即为IP地址。
最后,在步骤S204中,网络服务器10根据通知消息中包含的移动终端11的接入环路信息和标识信息来建立或更新接入环路信息映射表,该接入环路信息映射表用于对移动终端进行定位。该接入环路信息映射表的一个示例如下表所示。
表1接入环路信息映射表
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移动终端标识1 |
移动终端标识2 |
接入环路信息 |
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IP地址#1 |
MAC地址#1 |
接入设备#1,槽#1,端口#1 |
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IP地址#2 |
MAC地址#2 |
接入设备#1,槽#3,端口#2 |
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IP地址#3 |
MAC地址#3 |
接入设备#3,槽#1,端口#4 |
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IP地址#4 |
MAC地址#4 |
接入设备#2,槽#3,端口#5 |
需要说明的是,表1中有两栏移动终端的标识,实际使用中,可以仅保留其中一栏移动终端的标识,也可以根据需要采用两栏移动终端的标识。
优选地,在图2所示的流程中,在步骤S201后,即接入设备14-2接收到来自移动终端11的网络连接请求消息后,接入设备14-2判断是否允许该移动终端11接入到网络中,如果允许该移动终端11接入到网络中,则再执行步骤S202。
优选地,接入设备14-2判断是否允许移动终端11接入网络的标准有很多,例如,如果某些无线接入点仅服务于高优先级的用户,则也可能拒绝低优先级的移动终端的接入,或者网络侧出现拥塞,也可能拒绝该新移动终端的接入,或者该接入设备或者无线接入点服务的终端数以达到最大限,也可能拒绝新移动终端的接入,或者该移动终端没有接入网络的权限。
在基于802.11协议的无线接入过程中,上述流程中的网络连接请求消息至少包括关联请求消息和重关联请求消息。这两种消息分别对应于移动终端11初始启动和从一个无线接入点的覆盖区域移动至另一个无线接入点的覆盖区域的情形。
在移动终端11初始启动时,网络服务器10获得移动终端11的接入环路信息的方式至少有如下两种方法。
一种是由接入设备14-2在接收到的来自移动终端11的地址分配请求消息中插入移动终端11的接入环路信息,地址分配服务器19接收到该地址分配请求消息后,从中提取移动终端11的接入环路信息并进行存储,然后将移动终端11的接入环路信息发送给网络服务器10。这种方法适用于那些通过网络来获取网络地址的移动终端11。
另一种是接入设备14-2在接收到移动终端11的关联请求消息后,根据接收到的关联请求消息的端口位置,确定该移动终端11的接入环路信息,然后发送通知消息给网络服务器10,该通知消息中包含移动终端11的接入环路信息和移动终端11的标识,此时,移动终端11尚未获得IP地址,移动终端11的标识为MAC地址。这种方法同时适用于拥有静态网络地址的移动终端11和通过网络来获取网络地址的移动终端11。
对于那些通过网络来获取网络地址的移动终端11,上述两种方式可以单独使用,也可以结合使用。
以基于TCP/IP协议的通信网络(以下简称“TCP/IP网络”)为例,图3a和图3b分别示出了上述两种方式的流程图。对于TCP/IP网络,网络地址也即IP地址;地址分配服务器19包括基于动态主机配置协议(DHCP)的地址分配服务器。地址分配请求消息包括DHCP地址分配协议中的DHCP发现(DHCP-DISCOVER)消息、DHCP请求(DHCP-REQUEST)消息。
以下结合图1先对图3a所示的流程进行详细说明。
首先,在步骤S301中,移动终端11与无线接入点12-1通过Beacon/probe信令执行扫描(Scanning)过程。
接着,在步骤S302中,移动终端11与接入设备14-2以及运营商网络中的资源管理器(为简便起见,图1和图3中未示出)之间执行网络和服务发现过程。
在步骤S303中,移动终端11经由无线接入点12-1与接入设备14-2进行执行认证过程(802.11认证中的Open SystemAuthentication)。
认证成功后,在步骤S304中,移动终端11与接入设备14-2执行关联过程。移动终端11发送关联请求消息给接入设备14-2,接入设备14-2接收到该关联请求消息后,发送关联响应消息给移动终端11。
接着,在步骤S305中,移动终端11与接入设备14-2以及NSP网络中的AAA服务器执行802.1x EAP认证和密钥交换过程。
最后,在步骤S306中,移动终端11从NSP网络的DHCP服务器19中获取各种配置参数,包括IP地址等。具体地,接入设备14-2根据接收到的来自移动终端11的DHCP地址分配请求消息的端口位置,确定该移动终端11的接入环路信息,并在接收到的来自移动终端11的DHCP地址分配请求消息中插入移动终端11的接入环路信息。
在步骤S308中,DHCP服务器19接收到来自移动终端11的DHCP地址分配请求消息后,从中提取该移动终端11的接入环路信息,并发送给网络服务器10。
然后,在步骤S309中,网络服务器10获取了移动终端11的接入环路信息后,建立或更新接入环路信息映射表,以根据该接入环路信息映射表对移动终端进行定位。
以上对图3a所示的流程进行了详细说明,下面对图3b所示的流程进行详细说明。
图3b中步骤S301至S305与图3a中的步骤相同,在此不再赘述。
在接入设备14-2与移动终端11之间成功地完成802.1xEAP认证和密钥交换后,在步骤S307中,接入设备14-2根据接收到的来自移动终端11的关联请求消息等消息的端口位置,确定该移动终端11的接入环路信息,并发送通知消息给网络服务器10,该通知消息中包含移动终端11的接入环路信息和移动终端11的标识,对于那些需要DHCP服务器来分配IP地址的移动终端11,此时尚未获得IP地址,标识为MAC地址。对于那些拥有静态IP地址的移动终端11,标识可以是IP地址,也可以是MAC地址。
同样,网络服务器10接收到通知消息后,在步骤S309中,根据该通知消息中的移动终端11的接入环路信息来建立或更新接入环路信息映射表,以根据该接入环路信息映射表对移动终端进行定位。
需要说明的是,其中,图3a和图3b中所示的步骤S301至S306、中均包含一次或多次的交互过程,步骤S301至S305均为现有技术,步骤S301至S305的详细过程可参考文献:CAPWAP Protocol Bindingfor IEEE 802.11第7页以及802.11-2007协议第44页,步骤S306中有关DHCP消息的交互过程,可参考DHCP协议(RFC2131等),本发明在此不再赘述。
再一个需要说明的是,图3b所示的流程图仅是一个示意图,并不必然构成对其中各个步骤的先后顺序的限制。实际使用中,可根据需要进行调整。其中,步骤S307、S309与步骤S304和S305之间并无必然的先后关系,步骤S307、S309与步骤S304和S305的执行不分先后,既可以同时执行,也可以先执行前两个步骤S303和S304,也可以先执行步骤S307和S309。
例如,图3b中步骤S304中包括两个子步骤S3041和S3042(为简便起见,图3a和图3b中未示出):S3041:移动终端11发送关联请求消息至接入设备14-2,S3042:接入设备14-2发送关联响应消息至移动终端11。
此时,步骤S307和步骤S3042的执行也不分先后,既可以同时执行步骤S307和步骤S3042;也可以先执行步骤S307,然后再执行步骤S3042;也可以先执行步骤S3042,然后再执行步骤S307。
在移动终端11从一个无线接入点的覆盖区域移动到另一个无线接入点的覆盖区域时,例如,从图1中的无线接入点12-1的覆盖范围移动到无线接入点12-3的覆盖范围时,移动终端11的接入环路信息发生了改变,网络服务器10中存储的移动终端11的接入环路信息需要更新。此时,移动终端11会根据802.11r协议启动快速切换过程,
接入设备14-2在接收到来自移动终端11的重关联请求消息后,根据接收到重关联请求消息的端口,确定移动终端11的接入环路信息,然后发送通知消息至网络服务器10,该通知消息中包括移动终端11的接入环路信息和移动终端11的标识。由于移动终端11在切换的过程中,IP地址不变,因此,移动终端11的标识可以是移动终端11的IP地址,也可以是移动终端11的MAC地址。
如果在移动终端11初始启动时,接入设备14-2发送的通知消息中包含的移动终端11的标识为移动终端11的MAC地址,则在移动终端11快速切换时,接入设备14-1发送的通知消息中包含的移动终端11的标识可以为移动终端11的MAC地址,也可以同时包含MAC地址和IP地址。如果在移动终端11初始启动时,接入设备14-2发送的通知消息中包含的移动终端11的标识为移动终端11的IP地址,则在移动终端11快速切换时,接入设备14-1发送的通知消息中包含的移动终端11的标识也为移动终端11的IP地址,或者移动终端11的IP地址和MAC地址。如果在移动终端11初始启动时,接入设备14-2发送的通知消息中包含的移动终端11的标识为移动终端11的MAC地址和IP地址,则接入设备14-1发送的通知消息中包含的移动终端11的标识可为移动终端11的IP地址或MAC地址或IP地址和MAC地址。
根据802.11r协议中规定的基于基本方式的快速切换流程图,图4示出了移动终端11进行快速切换时的流程图。
首先,在步骤S401中,移动终端11与无线接入点12-1之间进行成功(安全)的会话和数据通信。
在步骤S402中,移动终端11判断必须与无线接入点12-1断开连接,与无线接入点12-3建立会话。例如由于移动终端11从无线接入点12-1的覆盖区域移动至无线接入点12-3的覆盖区域导致移动终端11由无线接入点12-1接入网络切换到由无线接入点12-3接入网络,移动终端11通过扫描以及网络和服务发现等步骤判断与无线接入点12-3建立会话。
在步骤S403中,移动终端11发送重认证请求消息至无线接入点12-3,由于接入控制功能由接入设备14-1来实现,无线接入点12-3将来自移动终端11的重认证请求消息转发至接入设备14-1。接入设备14-1接收到重认证请求消息后发送重认证响应消息给移动终端11。
在步骤S404中,移动终端11发送重关联请求消息至无线接入点12-3。同样,由于接入控制功能由接入设备14-1来实现,无线接入点12-3将来自移动终端11的重认证请求消息转发至接入设备14-1。接入设备14-1接收到重关联请求消息后发送重关联响应消息给移动终端11。
在步骤S405中,接入设备14-1根据接收到的来自移动终端11的重关联请求消息,确定该移动终端11的接入环路信息,并发送通知消息给网络服务器10,该通知消息中包含移动终端11的接入环路信息和移动终端11的标识,此时,移动终端11已获得IP地址,移动终端11的标识可以是MAC地址,也可以是IP地址。
网络服务器10接收到通知消息后,在步骤S406中,根据该通知消息中的移动终端11的接入环路信息来建立或更新接入环路信息映射表,以根据该接入环路信息映射表对移动终端进行定位。
最后,在步骤S407中,移动终端11与无线接入点12-3之间的802.1x端口被打开,移动终端11与无线接入点12-3直接进行成功(安全)的会话和数据传输。
需要说明的是,其中,图4中所示的步骤S401至S404和步骤S407中均包含一次或多次的交互过程,步骤S401至S404和步骤S407均为现有技术,详细可参考IEEE802.11r、IEEE802.11-2007协议以及文献CAPWAP Protocol Binding for IEEE 802.11第7页等,本发明在此不再赘述。
再一个需要说明的是,图4所示的流程图仅是一个示意图,并不必然构成对其中各个步骤的先后顺序的限制。实际使用中,可根据需要进行调整。其中,步骤S405、S406与步骤S407,它们的执行不分先后,既可以同时执行,也可以先执行前两个步骤S405和S406,也可以先执行步骤S407。
其中,步骤S404中包括两个子步骤S4041和S4042(为简便起见,图4中未示出):S4041:移动终端11发送关联请求消息至接入设备14-1,S4042:接入设备14-1发送关联响应消息至移动终端11。
此时,步骤S405和步骤S4042的执行也不分先后,既可以同时执行步骤S405和步骤S4042;也可以先执行步骤S405,然后再执行步骤S4042;也可以先执行步骤S4042,然后再执行步骤S405。
需要说明的是,网络服务器10与DHCP服务器19也可以是同一个物理设备,也即,在图3a、图3b和图4所示的流程中,网络服务器10即是DHCP服务器。在图4中,如果网络服务器10为DHCP服务器19,则接入设备14-1发送给DHCP服务器19的通知消息的格式可以是DHCP INFORM消息的格式,当DHCP服务器19收到该DHCP INFORM消息后,从中提取出移动终端11的接入环路信息,并发送DHCP ACK消息给接入设备14-1,接入设备14-1接收到该DHCP ACK消息后,直接丢弃,不再继续转发给移动终端11。
以上对本发明的系统方法流程进行了详细描述,下面结合图5和图6对本发明的装置的工作过程进行详细描述。
图5示出了根据本发明的一个具体实施方式的在接入网的接入设备中用于协助网络服务器获取对移动终端进行定位所需的信息的协助装置500的结构框图。其中,该协助装置500包括第一接收装置501、确定装置502和第一发送装置503,判断装置504和插入装置505。本领域技术人员根据本说明书的教导,应能理解其中仅第一接收装置501、第一确定装置502和确定装置503是实施本发明所必要的装置,其它装置为可选装置。
以下结合图1,对位于接入设备14-1或14-2中的协助装置500协助网络服务器10获取对移动终端11进行定位所需信息的过程进行详细说明。
首先,第一接收装置501接收来自移动终端11的网络连接请求消息,该网络连接请求消息中包括移动终端11的标识。移动终端11的标识包括任何可以唯一识别该移动终端的标识,例如数据链路层地址,网络层地址等。对于TCP/IP网络,数据链路层地址即为MAC地址,网络层地址即为IP地址。
然后,确定装置502根据接入设备14-1或14-2接收到的网络连接请求消息的端口位置,确定移动终端11的接入环路信息。
通常,大型的接入设备具有多个槽(Slot),每个槽具有多个端口(Port),小型的接入设备具有多个端口。以接入设备14-2为例,接入设备14-2根据接收到的网络连接请求消息的端口的位置,就能确定移动终端的接入环路信息,也即该移动终端通过哪个接入设备的哪个端口接入,或者该移动终端通过哪个接入设备的哪个槽的哪个端口接入,也即接入环路信息包括接入设备14-2的标识和接入设备14-2将移动终端11接入网络的线路的线路标识。线路标识包括接入设备14-2的端口标识,在接入设备14-2具有多个槽的情形,还可进一步包括接入设备14-2的槽标识。
优选地,如果接入设备14-2的一个端口辖有多个无线接入点,或者一个无线接入点辖有多个Public WLAN,接入环路信息还可以进一步包括移动终端11所接入的Public WLAN的标识,也即无线网络的标识,例如SSID。Public WLAN的标识可由无线接入点12-1插入到来自移动终端11的网络连接请求消息中,或者也可由移动终端11自己插入到网络连接请求消息中。
最后,第一发送装置503发送通知消息至网络服务器10,该通知消息中包括移动终端11的接入环路信息和该移动终端11的标识。
以接收设备14-2为例,优选地,在第一接收装置501接收到即接入设备14-2接收到来自移动终端11的网络连接请求消息后,判断装置504判断是否允许该移动终端11接入到网络中,如果允许该移动终端11接入到网络中,则再由确定装置502和第一发送装置503分别执行确定和执行过程。或者判断装置504的判断步骤的执行也可在确定装置502的执行确定步骤之后第一发送装置503执行发送步骤之前实现。
优选地,判断装置504判断是否允许移动终端11接入网络的标准有很多,例如,如果某些无线接入点仅服务于高优先级的用户,则也可能拒绝低优先级的移动终端的接入,或者网络侧出现拥塞,也可能拒绝该新移动终端的接入,或者该接入设备或者无线接入点服务的终端数以达到最大限,也可能拒绝新移动终端的接入,或者该移动终端没有接入网络的权限。
在基于802.11协议的无线接入过程中,上述网络连接请求消息至少包括关联请求消息和重关联请求消息。这两种消息分别对应于移动终端11初始启动和从一个无线接入点的覆盖区域移动至另一个无线接入点的覆盖区域的情形。
在移动终端11初始启动时,协助装置500协助网络服务器10获得移动终端11的接入环路信息的方式至少包括如下两种方式。
第一种如下:首先由第一接收装置501接收来自移动终端11的地址分配请求消息;插入装置505在接收到的来自移动终端11的地址分配请求消息中插入移动终端11的接入环路信息,然后由第一发送装置503将该插入接入环路信息的地址分配请求消息发送给地址分配服务器19。地址分配服务器19接收到该地址分配请求消息后,从中提取移动终端11的接入环路信息并进行存储,然后将移动终端11的接入环路信息发送给网络服务器10。
优选地,对于TCP/IP网络,地址分配服务器19包括DHCP地址分配服务器。地址分配请求消息包括DHCP地址分配协议中的DHCP发现(DHCP-DISCOVER)消息、DHCP请求(DHCP-REQUEST)消息。
第二种如下:在第一接收装置501在接收到移动终端11的关联请求消息或者重关联请求消息后,根据接收到的关联请求消息或者重关联请求消息的端口位置,确定装置502确定该移动终端11的接入环路信息,然后第一发送装置503发送通知消息给网络服务器10,该通知消息中包含移动终端11的接入环路信息和移动终端11的标识,此时,移动终端11尚未获得IP地址,移动终端11的标识为MAC地址。
上述两种方式可以单独使用,也可以结合使用。
图6示出了根据本发明的一个具体实施方式的在通信网络的网络服务器中用于获取对移动终端进行定位所需的信息的获取装置600的结构框图。其中,该获取装置600包括第二接收装置601、建立或更新装置602和提取装置603。本领域技术人员根据本说明书的教导,应能理解其中仅第二接收装置601和建立或更新装置602是实施本发明所必要的装置,提取装置603为可选装置。
以下结合图1,网络服务器10中的获取装置600获取对移动终端11进行定位所需信息的过程进行详细说明。
首先,第二接收装置601接收来自接入设备14-1或14-2的通知消息,该通知消息中包括移动终端11的接入环路信息和该移动终端11的标识信息。然后,建立或更新装置602根据移动终端11的接入环路信息和标识信息来建立或更新接入环路信息映射表,该接入环路信息映射表用于对移动终端进行定位。
移动终端11的标识包括任何可以唯一识别该移动终端的标识,例如数据链路层地址,网络层地址等。对于TCP/IP网络,数据链路层地址即为MAC地址,网络层地址即为IP地址。
接入环路信息包括接入设备14-1或14-2的标识与接入设备14-1或14-2中将移动终端11接入网络的线路的线路标识,或者接入环路信息包括接入设备14-1或14-2的标识与接入设备14-1或14-2中将移动终端接入网络的线路的线路标识以及移动终端11请求接入的无线网络的标识。接入环路信息映射表的一个示例如表1所示。
优选地,如果网络服务器10即为地址分配服务器19,第二接收装置601还接收来自移动终端11的地址分配请求消息,该地址分配请求消息中包含移动终端11的标识信息和接入环路信息。然后,提取装置603从地址分配请求消息中提取移动终端11的标识信息和接入环路信息。建立或更新装置602根据提取装置603提取的移动终端11的接入环路信息和标识信息来建立或更新接入环路信息映射表。
优选地,对于TCP/IP网络,地址分配服务器19包括DHCP地址分配服务器。地址分配请求消息包括DHCP地址分配协议中的DHCP发现(DHCP-DISCOVER)消息、DHCP请求(DHCP-REQUEST)消息,接入设备14发送给网络服务器10的通知消息包括DHCPINFORM消息。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是,本发明并不局限于上述特定实施方式,本领域技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。本发明的技术方案用软件或硬件皆可实现。