專(zhuān)利名稱(chēng)：集成的無(wú)線電信和局域網(wǎng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于集成無(wú)線LAN和移動(dòng)電信的方法和設(shè)備，并且尤其涉及用于集成無(wú)線LAN和通信數(shù)據(jù)卡的方法和設(shè)備。本發(fā)明也涉及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括至少一個(gè)終端和連接到所述網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的裝置。
便攜計(jì)算機(jī)或小型移動(dòng)數(shù)據(jù)終端的用戶(hù)可通過(guò)幾個(gè)不同的系統(tǒng)連接到局域網(wǎng)(LAN)上。利用無(wú)線LAN線纜和天線，LAN可提供無(wú)線連接?？蛇x地，當(dāng)用戶(hù)在無(wú)線LAN范圍以外時(shí)，使用如一個(gè)通信數(shù)據(jù)卡和移動(dòng)電話，或者一個(gè)集成卡，把通過(guò)電話撥號(hào)(dial-up)服務(wù)的接入提供給用戶(hù)。這些系統(tǒng)給用戶(hù)一定的靈活性，但是每當(dāng)接入(或接口)的方式改變時(shí)，需要用戶(hù)重新登入。
因?yàn)檫@樣會(huì)增加重量和費(fèi)用，因此需要靈活而且需要最少硬件的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)系統(tǒng)。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其包括一個(gè)終端，通過(guò)至少兩個(gè)接口連接該終端到網(wǎng)絡(luò)的裝置，其特征在于提供了在一個(gè)和另一個(gè)接口之間交換網(wǎng)絡(luò)連接的裝置，以及進(jìn)一步特征在于，提供了一個(gè)適合于在鏈路層重發(fā)數(shù)據(jù)分組的網(wǎng)絡(luò)代理(proxy)和終端代理，以支持一個(gè)接口和另一個(gè)接口之間的無(wú)縫交換。
這樣本發(fā)明提供了連接到一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)單、高效和輕便的方法和設(shè)備。本發(fā)明使得用戶(hù)能夠在辦公樓內(nèi)以及遠(yuǎn)離辦公樓漫游時(shí)保持對(duì)網(wǎng)絡(luò)的連接。本發(fā)明在兩個(gè)連接之間無(wú)縫地交換，允許使用單個(gè)卡來(lái)完成兩項(xiàng)功能。使用單個(gè)卡還在電力需求和電池壽命方面具有額外優(yōu)勢(shì)。
在移動(dòng)終端或者在網(wǎng)絡(luò)中，本發(fā)明提供了在通信接口之間不影響更高層通信協(xié)議而進(jìn)行交換的機(jī)制。對(duì)上層協(xié)議層，本發(fā)明提供單個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，而不管特定的連接模式。
在支持無(wú)縫交換的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)中網(wǎng)絡(luò)代理和終端代理是功能塊。可以使這些代理適合于每個(gè)特定的網(wǎng)絡(luò)和終端組合。
參考附圖下面描述了本發(fā)明的實(shí)施例，其中


圖1顯示了網(wǎng)絡(luò)配置輪廓。
與網(wǎng)絡(luò)性能有關(guān)的信息存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)代理中。與終端10性能有關(guān)的信息存儲(chǔ)在終端代理中。利用傳統(tǒng)的無(wú)線LAN連接，利用組合數(shù)據(jù)和無(wú)線LAN卡11、天線12和14以及無(wú)線LAN接入點(diǎn)16，終端可連接到網(wǎng)絡(luò)上。一旦連接上，通過(guò)以太主干網(wǎng)1，終端可同網(wǎng)絡(luò)上的其它設(shè)備進(jìn)行通信。可選地，利用電話撥號(hào)服務(wù)，通過(guò)數(shù)據(jù)卡11和蜂窩移動(dòng)電話，終端可連接到網(wǎng)絡(luò)上。利用蜂窩移動(dòng)和公共交換電話服務(wù)15,17,18通過(guò)撥號(hào)服務(wù)器19，撥號(hào)服務(wù)允許終端登入到網(wǎng)絡(luò)上。
對(duì)終端的上層協(xié)議層，組合卡11作為單個(gè)LAN接口出現(xiàn)，而不管終端當(dāng)前是否通過(guò)無(wú)線LAN或蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)連接。這意味著沒(méi)有更高層協(xié)議需要修改其行為，或注意移動(dòng)終端的移動(dòng)。在下面的例子中，一個(gè)采用TCP/IP的以太網(wǎng)被作為實(shí)例。
交換機(jī)制負(fù)責(zé)使移動(dòng)終端的移動(dòng)對(duì)高層協(xié)議層來(lái)說(shuō)不可見(jiàn)。當(dāng)移動(dòng)終端通過(guò)無(wú)線LAN接口通信時(shí)，應(yīng)用程序象平常一樣傳輸分組(包括地址解析請(qǐng)求)。
交換機(jī)制與無(wú)線LAN接口和蜂窩數(shù)據(jù)接口通信，以確定當(dāng)前兩個(gè)接口的信號(hào)強(qiáng)度。交換決定可以根據(jù)幾個(gè)因素確定。一種可能是當(dāng)無(wú)線LAN信號(hào)強(qiáng)度低于給定的閾值，交換功能使蜂窩數(shù)據(jù)接口起作用并使無(wú)線LAN接口無(wú)效。交換決定也可以根據(jù)所測(cè)量的差錯(cuò)率、帶寬、或者費(fèi)用做出。
當(dāng)交換機(jī)制確定執(zhí)行交換時(shí)，兩種情形是可能的(1)從無(wú)線LAN接口交換到蜂窩數(shù)據(jù)接口或者(2)從蜂窩數(shù)據(jù)交換到無(wú)線LAN接口。以下描述了兩種情況中交換功能完成的功能1)從無(wú)線LAN移動(dòng)到蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)最初交換功能使蜂窩數(shù)據(jù)接口起作用，用蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)，并建立與撥號(hào)服務(wù)器所配置的地址的撥號(hào)連接。在撥號(hào)過(guò)程中撥號(hào)服務(wù)器將通知IP地址的移動(dòng)終端，它應(yīng)用于該接口。接著交換功能必須發(fā)送移動(dòng)IP消息到網(wǎng)絡(luò)電話，通知當(dāng)前移動(dòng)終端是激活的IP地址。網(wǎng)絡(luò)代理將通過(guò)其IP子網(wǎng)發(fā)送一個(gè)單方面的(gratuitous)ARP消息指明發(fā)往移動(dòng)終端內(nèi)部地址(home address)的通信量應(yīng)發(fā)送到內(nèi)部代理(home agent)。這樣網(wǎng)絡(luò)代理將收到發(fā)往移動(dòng)終端的數(shù)據(jù)，然后封裝在含有撥號(hào)接口IP地址的IP頭中并通過(guò)撥號(hào)服務(wù)器發(fā)送到移動(dòng)終端。當(dāng)集成卡收到IP分組時(shí)，它必須去掉外層頭并把分組傳送給上層的協(xié)議層。這意味著上層協(xié)議層將一直發(fā)送并接收帶無(wú)線LAN IP地址的通信量。當(dāng)無(wú)線LAN接口被重新激活時(shí)，卡必須把含有無(wú)線LAN IP地址和MAC地址的單方面ARP消息發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)。
在這點(diǎn)上，應(yīng)使卡上的無(wú)線LAN接口無(wú)效。從移動(dòng)終端協(xié)議棧的上層到達(dá)的通信量現(xiàn)在通過(guò)蜂窩數(shù)據(jù)接口轉(zhuǎn)發(fā)。更高層協(xié)議仍然假定移動(dòng)終端連接到LAN上，因此將為駐留在與無(wú)線LAN相同的子網(wǎng)上的終端產(chǎn)生ARP請(qǐng)求。通過(guò)蜂窩數(shù)據(jù)接口的撥號(hào)連接，不再請(qǐng)求MAC地址，因?yàn)閷?duì)于撥號(hào)服務(wù)器這是點(diǎn)到點(diǎn)連接。然而更高協(xié)議層期望一個(gè)響應(yīng)?？梢砸勒障旅娴目蛇x方法來(lái)提供帶響應(yīng)的更高層，以使它們繼續(xù)把數(shù)據(jù)通信量轉(zhuǎn)發(fā)到卡上用于傳輸。
★交換功能捕捉ARP請(qǐng)求并產(chǎn)生帶偽MAC地址的ARP響應(yīng)，該地址被轉(zhuǎn)發(fā)到更高層協(xié)議上。這使得上層協(xié)議層及時(shí)地發(fā)送排隊(duì)的通信量。ARP請(qǐng)求于是被放棄。
★一種可選的方法是仍然把偽ARP響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)到更高層，但讓ARP請(qǐng)求排隊(duì)，這樣當(dāng)交換功能再次激活無(wú)線LAN接口時(shí)，所有排隊(duì)的ARP請(qǐng)求可以被發(fā)送。然后響應(yīng)會(huì)被轉(zhuǎn)發(fā)到上層協(xié)議以覆蓋含有偽MAC地址的ARP緩存。
★一種可選的方法是把偽ARP響應(yīng)發(fā)送到更高層協(xié)議，但也把ARP請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)到撥號(hào)服務(wù)器。那么撥號(hào)服務(wù)器應(yīng)通過(guò)本地子網(wǎng)轉(zhuǎn)發(fā)以得到響應(yīng)。當(dāng)撥號(hào)服務(wù)器收到響應(yīng)，應(yīng)把響應(yīng)轉(zhuǎn)發(fā)到移動(dòng)終端。在這種情況下，集成卡應(yīng)把ARP響應(yīng)發(fā)送到更高協(xié)議層，以更新ARP信息。這種方法具有這樣的優(yōu)點(diǎn)，即當(dāng)移動(dòng)終端回到無(wú)線LAN時(shí)，它就已包含正確的ARP信息。
移動(dòng)終端的通信量將通過(guò)蜂窩數(shù)據(jù)接口發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)的其它部分。發(fā)往移動(dòng)終端的通信量將由撥號(hào)服務(wù)器接收并被轉(zhuǎn)發(fā)到移動(dòng)終端。
2)從蜂窩數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)到無(wú)線LAN當(dāng)交換功能決定移動(dòng)到無(wú)線LAN接口時(shí)，該接口必須再次激活。當(dāng)無(wú)線LAN接口被激活時(shí)，移動(dòng)終端必須發(fā)出一個(gè)單方面的ARP消息，指明其當(dāng)前的IP地址和MAC地址。它還必須發(fā)送一個(gè)消息到內(nèi)部代理，表示它已經(jīng)通過(guò)無(wú)線LAN接口連接起來(lái)，并且指明其當(dāng)前的IP地址和MAC地址是什么。網(wǎng)絡(luò)代理接下來(lái)廣播一個(gè)單方面的ARP，聲明當(dāng)前移動(dòng)終端的IP地址和MAC地址。交換功能應(yīng)當(dāng)接下來(lái)觸發(fā)從上述選項(xiàng)中選擇出的、必要的當(dāng)?shù)谹RP恢復(fù)功能。此時(shí)，蜂窩數(shù)據(jù)接口應(yīng)當(dāng)變?yōu)闊o(wú)效。來(lái)自移動(dòng)終端的通信量將通過(guò)無(wú)線接入點(diǎn)流向其余子網(wǎng)。從其它主機(jī)到達(dá)的通信量將通過(guò)無(wú)線LAN接入點(diǎn)傳遞到移動(dòng)終端。
無(wú)線LAN接入點(diǎn)和撥號(hào)服務(wù)可以集成到一個(gè)設(shè)備中，它也可以實(shí)施網(wǎng)絡(luò)代理。在此情形下，流出和流入其它主機(jī)的通信量將一直經(jīng)相同設(shè)備路由，不管集成卡的無(wú)線LAN或蜂窩數(shù)據(jù)接口是否被激活。這意味著當(dāng)激活的接口改變時(shí)，不必再通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳遞單方面的ARP。在此情形下，當(dāng)交換功能決定改變活動(dòng)接口時(shí)，它發(fā)送一個(gè)消息到集成的無(wú)線轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，來(lái)指明一個(gè)新的激活接口。這個(gè)集成的轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備接下來(lái)負(fù)責(zé)通過(guò)新的接口轉(zhuǎn)發(fā)通信量。這有利于網(wǎng)絡(luò)的其它部分不知道集成卡的哪一個(gè)接口目前是激活的。它也意味著通信量通過(guò)一個(gè)最佳路徑到移動(dòng)終端，而不必通過(guò)多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備轉(zhuǎn)發(fā)。這也降低了交換功能的復(fù)雜性，因?yàn)橐苿?dòng)IP不必在卡內(nèi)實(shí)施。
隨后的代理使用具有可接收信號(hào)強(qiáng)度的最佳網(wǎng)絡(luò)。如果一個(gè)更佳的網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)，代理會(huì)轉(zhuǎn)換到此上。如果目前正在使用的網(wǎng)絡(luò)變得不可接受并且又沒(méi)有更佳的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，代理轉(zhuǎn)換到存在的次佳網(wǎng)絡(luò)上。
終端代理當(dāng)連接到無(wú)線LAN上時(shí)當(dāng)無(wú)線LAN信號(hào)強(qiáng)度大于一個(gè)可接受的量級(jí)時(shí)連續(xù)采集無(wú)線LAN信號(hào)強(qiáng)度并應(yīng)用一種平滑函數(shù)，以消除瞬態(tài)信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng)連續(xù)采集撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度并應(yīng)用一種平滑函數(shù)，以消除瞬態(tài)信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)從終端更高層接收到的任何數(shù)據(jù)到無(wú)線LAN接口轉(zhuǎn)發(fā)從無(wú)線LAN接口接收到的任何數(shù)據(jù)到終端的更高層當(dāng)無(wú)線LAN信號(hào)強(qiáng)度低于一個(gè)可接受的量級(jí)時(shí)發(fā)送切換信號(hào)到網(wǎng)絡(luò)代理，以指示終端正從LAN移動(dòng)到撥號(hào)連接建立到網(wǎng)絡(luò)代理的撥號(hào)連接當(dāng)撥號(hào)連接建立后，當(dāng)連接到撥號(hào)接口時(shí)，使無(wú)線LAN接口無(wú)效當(dāng)無(wú)線LAN信號(hào)強(qiáng)度低于一個(gè)可接受的量級(jí)時(shí)，而且撥號(hào)信號(hào)強(qiáng)度高于可接受的網(wǎng)絡(luò)(NB如果它們是僅有的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)高于0的信號(hào)強(qiáng)度是可以接受的)連續(xù)收集無(wú)線LAN信號(hào)強(qiáng)度并應(yīng)用一種平滑函數(shù)，以消除瞬態(tài)信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng)連續(xù)收集撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度并應(yīng)用一種平滑函數(shù)，以消除瞬態(tài)信號(hào)強(qiáng)度波動(dòng)轉(zhuǎn)發(fā)從終端更高層接收到的任何數(shù)據(jù)到撥號(hào)接口，其包括地址解析請(qǐng)求轉(zhuǎn)發(fā)從撥號(hào)接口接收到的任何數(shù)據(jù)到終端的更高層，其包括地址解析響應(yīng)當(dāng)無(wú)線LAN信號(hào)強(qiáng)度高于可接受的量級(jí)時(shí)發(fā)送交換信號(hào)到網(wǎng)絡(luò)代理，以指示終端正從撥號(hào)連接移動(dòng)到無(wú)線LAN連接激活無(wú)線LAN接口取消到網(wǎng)絡(luò)代理的撥號(hào)連接當(dāng)無(wú)線LAN和撥號(hào)信號(hào)強(qiáng)度都低于可接受的量級(jí)時(shí)通知更高層此時(shí)無(wú)網(wǎng)絡(luò)可用通知網(wǎng)絡(luò)代理此時(shí)無(wú)網(wǎng)絡(luò)可用取消撥號(hào)連接網(wǎng)絡(luò)代理(對(duì)無(wú)線LAN網(wǎng)橋，撥號(hào)服務(wù)器和移動(dòng)性支持)如果代理從終端X接收數(shù)據(jù)如果終端通過(guò)無(wú)線LAN是可接收到的經(jīng)無(wú)線LAN接口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到終端否則如果終端X通過(guò)撥號(hào)接口是可訪問(wèn)的經(jīng)撥號(hào)接口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到終端否則如果經(jīng)任何網(wǎng)絡(luò)都不能訪問(wèn)終端通知數(shù)據(jù)分組發(fā)送方終端不可訪問(wèn)如果代理從終端X接收數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)到目的地如果代理從終端X接收切換請(qǐng)求如果終端正在移動(dòng)到一個(gè)撥號(hào)連接增加終端到當(dāng)前撥號(hào)終端的列表中當(dāng)撥號(hào)連接被激活并且終端以前連接到無(wú)線LAN接口上時(shí)從當(dāng)前無(wú)線LAN終端的列表中去掉此終端如果終端正移向無(wú)線LAN連接增加終端到當(dāng)前無(wú)線LAN終端的列表中從當(dāng)前撥號(hào)終端的列中去掉此終端
權(quán)利要求
1．一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括一個(gè)終端；以及通過(guò)至少兩個(gè)接口連接該終端到網(wǎng)絡(luò)的裝置，其特征在于提供了在一個(gè)接口和另一個(gè)接口之間交換網(wǎng)絡(luò)連接的裝置，以及進(jìn)一步特征在于提供了適于在鏈路層重發(fā)數(shù)據(jù)分組的網(wǎng)絡(luò)代理和終端代理，以支持從一個(gè)接口到另一個(gè)接口的無(wú)縫交換。
2．如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于終端有一個(gè)鏈路層地址，其被該終端所用，而不論是什么連接接口。
3．如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于網(wǎng)絡(luò)代理對(duì)連接到該網(wǎng)絡(luò)的其它設(shè)備隱藏其交換。
4．如權(quán)利要求1所述的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其特征在于終端代理對(duì)終端的更高層隱藏其交換。
全文摘要
本發(fā)明包括一種網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及用于集成無(wú)線LAN和移動(dòng)電信系統(tǒng)的方法和設(shè)備,提供了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)代理和終端代理,以允許終端連接到網(wǎng)絡(luò)并使用數(shù)個(gè)連接接口中的任何一個(gè)。代理允許接口之間的交換,并對(duì)通訊協(xié)議的較高層隱藏其交換。交換在鏈路層管理。
文檔編號(hào)H04L29/06GK1234666SQ9910178
公開(kāi)日1999年11月10日 申請(qǐng)日期1999年2月10日 優(yōu)先權(quán)日1998年2月13日
發(fā)明者非利普·約漢·布朗, 約漢·S·巴斯威爾, 勞萊尼·米什耶·德·威爾·斯塔西 申請(qǐng)人:朗迅科技公司