一種提供負載平衡與流量控管的動態無線網絡拓撲系統的制作方法

專利名稱：一種提供負載平衡與流量控管的動態無線網絡拓撲系統的制作方法
技術領域：
本發明有關于一種無線網絡拓樸系統，尤指一種可令不同無線擷取點間，根據IEEE 802.11規范的管理幀(Management frame)中所新增的一信息單 元提供的一鏈接數(Hop Count)字段及服務鏈接數(Service Hop Count)字段內的 信息，在有線網絡骨干的架構下，自動選擇與鏈接數及服務鏈接數較少的 AP，建立無線網絡連結，以動態地形成一高效率、低負栽且拓樸簡單的無線 網絡拓4卜系統，即一種提供負載平衡與流量控管的動態無線網絡拓樸系統。
背景技術：
由于，無線網絡的特性可彌補有線網絡的許多缺點，近年來，以正EE 802.11無線網絡協議為基礎的網絡拓樸系統，已成為目前無線網絡發展的主 要方向，雖然此一發展趨勢已相當明顯，即如何根據無線擷取點(AccessPoint, 以下簡稱AP)間的互連架構，以發展無線網絡拓樸系統。然而，因為在正EE 在制定該協議之初，未預期到IEEE 802.11會發展的如此快速，故以正EE 802.11無線網絡為^f出的網絡拓樸，至今仍然沒有正EE的標準協議，甚至 連相關的草案都還未成型。因此，目前許多網絡廠商均已開始發展自己的無 線網絡拓樸系統。由于，無線網絡與有線網絡的物理特性有極大的差異，無線網絡所提供 的服務不僅有別于有線網絡，其與有線網絡整合時也存在著一些潛在的問 題，目前各網絡廠商所自行發展出的已知無線網絡拓樸系統，大多不能滿足 使用者的真正需求，其與有線網絡的拓樸相較，不僅顯得較不具彈性，且無 論在網絡架i殳、拓樸的生成與維護及網管等各方面，都仍存在若干待解決的問題，這些問題也為在無線絲系統模式(Wireless Distribution System,以下簡稱WDS)下發展無線網絡拓樸系統所必須面對與克服的問題。另外，無線網絡系統的效能，與無線網絡拓樸有著密不可分的關系，主 因在于無線介質為共享的有限資源，必須依存在栽子感測多存取/碰撞避免 (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance,簡稱CSMA/CA)的架構 上，故如何有效地分享無線頻寬資源即顯得格外重要。此外，干擾與噪聲的 問題對無線連結(RunOutofVport)的傳輸效能，也會有影響，此由許多無線網 絡的相關文獻可知，每多增加一個無線連結，可能會導致傳輸效率降低一半， 甚者，無線網絡也可能因為拓樸長成，而不具最佳化，導致網絡長時間處于 忙碌狀態，^a整體效能卻乏善可陳。參閱圖l及圖2所示，乃兩個無線網絡拓樸，各該無線網絡拓樸都各有 一 AP連結上一有線網絡，其信號范圍均涵蓋到其余三臺未直接連結上該有 線網絡的AP，且各該AP的相對位置都一致，二者間唯一的差異，在于圖1 所示的拓樸中AP 1-4直接與AP 1-1建立無線連結，而圖2所示的拓樸中AP 2-4則未與AP2-1直接建立無線連結。因此，若圖l所示的拓樸中未直接連 結上該有線網絡的三臺無線擷取點APl-2、 APl-3及APl-4，同時有數據要 傳送到該有線網絡時，以APl-4為例，若APl-4欲傳送幀到AP1-1，則AP 1-4會先傳送一要求幀(Request To Send,以下簡稱RTS)予AP 1-1， AP 1-1在 收到此一RTS時，若可接收AP 1-4的幀，則AP 1-1將傳送一響應幀(ClearTo Send,以下簡稱CTS)，告知周遭的其它AP，根據此一程序，令APl-4在傳 送幀時，避免發生碰撞。換言之，APl-4在傳送幀的瞬間，圖l所示的拓樸 中其它的AP都會停止傳送幀。若類似的情況發生在圖2所示的拓樸中，當AP 2-4欲傳送幀到AP 2-1 時，由于其無線拓樸架構不同于圖l所示的拓樸，故AP2-4必須先將一RTS 傳送到AP2-3， AP2-3在收到AP2-4傳來的RTS時，若其可接收AP2-4的 幀，則傳送一響應幀CTS，告知周遭的其它AP，以避免發生碰撞，因此，若AP 2-2是位在AP2-3的信號范圍內，則在AP 2-4傳送幀予AP 2-3的瞬間， 不會有碰撞發生，但相較于圖l所示的拓樸，AP2-3必須再一次執行同樣的 傳送流程，才可將來自AP2-4傳來的幀，傳送到AP2-1。故，由前述可知， AP 1-4顯然較AP 2-4具有較佳的傳送效能。同樣地，在圖2所示的拓樸中，當AP2-4傳送幀到AP2-3的瞬間，若 AP 2-2不在AP 2-3的信號范圍內，且AP 2-2也有幀要傳送到AP 2-1時，AP 2-2 會傳送一 RTS到AP 2-1 ，此時，若AP 2-1可接收AP 2-2幀，也會傳送一 CTS， 告知AP2-2。然而，當AP2-2傳送幀到AP2-1時，AP2-1卻有可能受到AP2-3 的干擾，而影響其傳輸效能；同理，當AP24在回傳一確認幀ACK到AP2-2 時，也會對AP2-3造成干擾。因此，由圖l及圖2所示的二無線網絡拓樸可 知，在幀傳送的路徑中，較多的無線連結除了會降低傳輸效能外，也可能會 引發潛在的干擾。故在無線拓樸系統中，若能提供一較少AP的鏈接(Hop), 以連結上有線網絡，則會令整個系統具有較佳的傳輸效能。另外，參閱圖3所示，乃一已穩定的無線網絡拓樸，其中各AP的命名 系以"APa-b"的方式呈現，其中a代表該AP連結上有線網絡須經過的鏈接 數，b代表其為經過a個鏈接數以連結上有線網絡的第b臺AP，故AP 3-2 代表其為經過三個鏈接數以連結上有線網絡的第二臺AP。參閱圖4所示， 在圖3所示的無線網絡拓樸環境下，加入一臺新的AP X-Y，其信號范圍與 AP2-2、 AP3-3及AP3-4相互涵蓋，若該新加入的AP X-Y最后與AP 3-3或 AP 3-4建立聯機，且以此延伸拓樸，則依據前述命名規則，該新加入的AP X-Y 應命名為AP4-5。但是，由于AP2-1后端要服務的AP,較AP2-2后端要服 務的AP為多， 一筆幀若要經由(AP 4-5) — (AP 3-3) — (AP 2-1) — (AP l-l)的 路徑傳送到有線網絡，會因為竟爭頻寬的條件較不佳，而減低了傳送的效能， 故該新加入的AP X-Y若能直接與AP 3-4建立聯機，則在較佳的頻寬竟爭條 件下，其傳輸效能顯然會有較佳的表現。此外，若該新加入的AP X-Y能直接與AP2-2建立聯機，則基于前述原因，即以較少的無線鏈接數連結上有線 網絡，將會有更佳的效能表現。相反地， 一路徑上每增加一段無線鏈接數， 其效能約降低一半。綜上所述，當一新的AP欲加入一無線網絡拓樸時，如何令其在發展無 線網絡拓樸時，能依可接收的信號，選擇拓樸系統較不復雜的網絡，或如何 精簡AP連結上有線網絡的鏈接數，以較少的鏈接數加入該網絡拓樸，減少 同一筆幀在無線環境下重復傳送的次數，以得到較佳的效能，有效降低對系 統引起的負荷及可能導致的干擾，進而令無線連結最佳化、有效降低頻寬浪 費及負載不均的問題，即成為各無線網絡業者極為重視，且尚待努力解決的 一重要課題。發明內容有鑒于前述傳統AP在加入一無線網絡拓樸后，所發生連結不佳、浪費 頻寬及負載不均的問題，發明人乃根據多年來從事網絡設備及系統開發的技 術經驗，及所累積的專業知識，針對AP特性，悉心研究各種解決方案，并 經不斷研究、實驗與改良后，終于開發設計出本發明的一種提供負栽平衡與 流量控管的動態無線網絡拓樸系統，期透過該種新的網絡拓樸系統，令不同 AP在WDS的運作模式下，能針對無線網絡介質特性，快速且自動地發展出 最佳化的無線網絡拓樸系統，令系統中的AP能以最佳的路徑連結上有線網 絡，即以最少無線連結數連結上有線網絡，形成網絡效能較佳的網絡拓樸， 以達成平衡負載與流量控管的目的，形成一高效率、低負載且拓樸簡單的動 態無線網絡拓樸系統。本發明的一目的，是將IEEE 802.11對AP所規范的管理幀(Management frame),應用于WDS模式，并在管理幀中新增一信息單元(Information Element, 以下簡稱IE)，該信息單元除包括在無線繞送機制運作過程中，可令一臺AP 判斷出其它臺AP的運作情況，并據以決定是否與其建立無線連結的必要字段外，還包括一鏈接數(HopCount)字段，該鏈接數字段是用以表示一臺處于 無線網絡拓樸的AP,欲連結上有線網絡，須經過的無線連結與有線連結的 總連結數目。如此， 一臺欲加入一穩定無線網絡拓樸的新AP，可在收到該 無線網絡拓樸中其它AP傳來的探測要求幀后，透過解析其中各該鏈接數字 段的值，選擇與鏈接數較少的AP，建立無線網絡連結，以形成較有效率且 較簡化的無線拓樸系統。本發明的另一目的，是該信息單元還包括一服務鏈接數(Service Hop Count)字段，該服務鏈接數字段用以表示未直接連結上有線網絡的AP，都必 須透過某一特定AP的服務，方可連結上有線網絡，所述未直接連結上有線 網絡的AP數量，即為該特定AP的服務鏈接數。如此， 一臺欲加入一穩定 無線網絡拓樸的新AP，可在收到該無線網絡拓樸中其它AP傳來的探測要求 幀后，透過解析其中各該服務鏈接數字段的值，選擇與服務鏈接數較少AP， 即負載較輕且拓樸較簡單的AP，建立具有平衡負載功能的無線網絡拓樸連 結。本發明的又一目的，是該信息單元還包括一建立無線連結 (RunOutofVport)字段，該建立無線連結字段系用以表示AP是否可再建立新 的無線連結，即是否具有產生更多實體上無線連結(physical wireless links)的 能力，故該字段包括兩種模式，其中模式一為不允許與其它AP建立新的無 線連結的模式，模式二為仍可與其它AP建立無線連結，在模式二時，該字 段必須提供AP最實時的網絡流量情況，以作為其它AP與其建立聯機時的 判斷依據。如此， 一臺欲加入一穩定無線網絡拓樸的新AP,可在收到該無 線網絡拓樸中其它AP傳來的探測要求幀后，透過解析其中各該鏈接數字段 及服務鏈接數字段的值，選擇與鏈接數及服務鏈接數較少的AP,建立無線 網絡拓樸連結，但是，若該新加入的AP發現至少二臺以上AP提供同等且 較佳的聯機時，該新加入的AP可依據所收到的IE中該建立無線連結字段內的值，判斷各該AP能否建立無線連結，若任一 AP可接受建立新的聯才幾時， 則其正中的該建立無線連結字段，將以模式二呈現，提供最實時的網絡流 量情況，以作為該新加入的AP與其建立聯機時的判斷依據，進而選擇與網絡流量較少的AP建立聯機，以確保能獲得相對較佳的頻寬保證，實現對無 線網絡拓樸流量控管的能力，并在網絡流量有差異時，令拓樸系統可依據流 量建立聯機，令無線網絡的拓樸架構得趨于平衡。本發明的又另一目的，是該新加入的AP在判斷出至少二臺以上AP提 供了幾乎相同的聯才幾條件時，若各該AP均無大流量的負載，該新的AP還 可依所接收到的無線信號的強弱，作為形成無線網絡拓樸聯機時的依據，而 選擇以一信號較佳的AP,建立聯機。本發明的又另一目的，是每一臺AP的無線連結數目可由使用者選4H殳 定，若使用者未設定，則AP會依據其系統的隱含(default)值決定，且每一臺 AP的最多無線連結數目可有不同的設定值，以根據各別AP的特性及需求， 限制無線連結的數目，并以此平均AP的連結數目，達到均衡負載、有效運 用頻寬，甚至滿足令某些特定AP不服務后端連結的要求。本發明的又另一目的，是該信息單元還包括一預設群組識別碼(Default Group ID，簡稱DGID)字段及一逃脫模式(Escape)字段，其中該預設群組識 別碼字段是用以表示AP預設希望加入的群組識別碼(Group ID),該逃脫模式 字段則是用以表示一 AP可否接受與另一具有不同預設群組識別碼(Default Group ID,簡稱DGID)的AP建立連結的依據，以方便網管人員的網絡管理， 故該字段包括三種模式，其中模式一為可接受逃脫模式，模式二為不可接受 逃脫模式，模式三為同一群組的AP都為不可接受逃脫模式，該模式并不需 要對同一群組的所有AP作逐一設定，僅需設定根源AP，透過其IE告知其 它AP，該模式的優先4又高于其它才莫式，因此，本發明可透過對該預設群組 識別碼字段及該逃脫模式字段，進行簡單的設定，即可令個別AP具有選擇服務對象的權利，即對于屬性不相同的AP，有選擇服務與否的權利，以確 保形成一私有的無線網絡系統。本發明的又另一目的，是該信息單元還包括一唯一選擇鏈接(Unique Selection Link)字段，該唯一選擇鏈接字段是用以表示某一特定AP其信號范 圍可及的所有AP中，存在且唯一具有鏈接數字段最小的AP。如此，當一臺 AP欲與某一特定AP建立無線連結時，可將其該唯一選擇鏈接字段致能 (enable),以便于協商時，告知該特定AP， 一旦該唯一選擇鏈接字段被致能， 該AP的探測要求幀將不再以廣播方式傳送，而必須填入要連結的該特定AP 的MAC地址，使得該AP可據以與該特定AP建立聯機。另外，若該特定 AP因人為移動，致其信號范圍與其它AP相互涵蓋時，該特定AP的該唯一 選擇鏈接字段將不再致能，且在該特定AP獲悉其它AP后端須服務的AP較 少時，將打斷與原先AP間的無線連結，進而與其它AP建立無線連結。據 上所述，本發明的AP除可提供負載平衡的服務外，還會兼顧AP動態位移 的特性，并考量后端AP的信號涵蓋特性，建立負載平衡的無線連結。本發明的又另一目的，是當一 AP未改變連結方式前信號范圍可涵蓋到 的具有最少鏈接數的AP間的服務鏈接數的差值，大于該AP改變連結方式 后信號范圍可涵蓋到的具有最少鏈接數的AP間的服務鏈接數的差值時，該 AP可改變鏈接，以令所形成的連結除具有較佳的效能表現外，也兼具網絡 拓樸平衡的效果；反之，則該AP無需改變鏈接方式。本發明有效降4樹系統引起的負荷及可能導致的干擾，進而令無線連結 最佳化、有效降低頻寬浪費及負載不均。


圖1為一傳統無線網絡拓樸架構中，AP 1-4直接與AP 1-1建立無線連結 的示意圖；圖2為一傳統無線網絡拓樸架構中，AP 2-4未與AP 2-1直接建立無線連結的示意圖；圖3為一傳統已穩定的無線網絡拓樸架構示意圖；圖4為在圖3所示無線網絡拓樸環境下，加入一臺新的AP X-Y后的無線網絡拓樸架構示意圖；圖5為本發明將一新的AP3加入一無線網絡拓樸的協商過程示意圖； 圖6為本發明第一個實施例中復數臺AP的無線網絡拓樸架構示意圖； 圖7為本發明第二個實施例中復數臺AP的無線網絡拓樸的架構示意圖； 圖8為本發明第三個實施例中復數臺AP的無線網絡拓樸架構示意圖； 圖9為本發明第四個實施例中復數臺AP的無線網絡拓樸架構示意圖； 圖IO為本發明第五個實施例中復數臺AP的無線網絡拓樸架構示意圖； 圖11為在圖10所示第五個實施例中加入一個新的AP弁8的無線網絡拓樸架構示意圖；圖12為本發明第六個實施例中復數臺AP的無線網絡拓樸架構示意圖； 圖13為本發明第七個實施例中復數臺AP的無線網絡拓樸架構示意圖； 圖14為本發明第八個實施例中復數臺AP的無線網絡拓樸架構示意圖； 圖15為在圖14所示第八個實施例中，若AP4-4因人為的移動，使其信號范圍可與AP3-4相互涵蓋時，所形成的新的無線網絡拓樸架構示意圖； 圖16為在圖14所示第八個實施例中，加入一新的AP X-Y后的無線網絡拓樸架構示意圖；圖17為在圖14所示第八個實施例中，加入一新的AP X-Y后所形成的新的無線網絡拓樸架構示意圖。
具體實施方式
為便于責審查委員能對本發明的目的、理念及技術原理，有一更清楚的 認識與了解，舉實施例配合附困，詳細說明如下在正EE 802.11協議中，定義了三大類的幀(frame)，分別是管理幀(Management Frame)、數據幀(Data Frame)及控制幀(Control Frame),其中管理 幀主要是用來做為無線擷取點(Access Point,以下簡稱AP)與無線工作站 (Station,以下簡稱STA)間的溝通幀，由管理幀，AP與STA間可交換彼此的 信息，以決定是否建立實體鏈接(Link)。故本發明根據管理幀的功能，將其 特性運用到不同AP間，以便令任二臺AP間的無線連結，有一最初步的依 據。由于，管理幀主絲據所包含的信息單元(MormationElement,以下簡稱 正)，達到溝通的作用，故AP必須根據本身的設定與狀態，來維護正，并將 正適當地由管理幀傳送出去。因此，在本發明中，即由新增一正，令該正 可提供AP本身在無線分散系統(Wireless Distribution System,以下簡稱WDS) 模式下的狀態，任何一臺AP都可根據所接收到的IE，判斷出WDS中其它 AP的運作情況，并據以決定是否與其建立實體鏈接，且針對已建立的實體 鏈接做實時的狀態維護。在本發明的無線繞送機制中，當笫一臺AP開機后，該第一臺AP將定 期以廣播(broadcast)方式，發送探測要求(Probe Request)幀，并在該幀中新增 一正，該新增的正也可透過其它種管理幀而傳送出去，正不僅用以宣告自 己為支持本發明的無線繞送機制的AP，且可實時(real time)地將自己目前的 狀態傳送出去，由于該探測要求幀也為廣播幀，故凡是支持本發明的無線繞 送機制的AP都能收到該探測要求幀，且能分析IE所提供的信息，并將實時 信息儲存在一橋接表(Bridge Table,以下簡稱BT)中。此時，若第二臺AP收 到該探測要求幀時，將回傳一探測響應(Probe Response)幀，以響應該第一臺 AP傳來的探測要求。當協商完成(Negotiation Finish)時，該第一臺及第二臺 AP間便可決定是否建立起彼此間的無線連結(Wireless Link),由于，該二臺 AP間定期以廣播方式，發送探測要求幀，故該二臺AP即能據此判斷某一特 定的無線連結是否存在，進而透過快速擴展樹的協議(Rapid Spanning Tree Protocol,以下簡稱RSTP)或其它既有的拓樸長成協議，建立新的拓樸結構。在本發明的其它實施例中，該第二臺AP在收到該探測要求幀時，也可以其 它方式回傳一響應幀，以響應該第一臺AP傳來的4笨測要求。本發明為令各該AP能依據所收到的正，決定是否建立無線連結，首先， 必需針對新增加的正中所包含的字段(Field)內容，逐一定義，并詳細說明如 下a) 信息單元識別(ElementID)字段(Field):為正EE規定的一必要字段，為正 的第一個字段，其長度為一個字節，用以存放IE的識別碼(ID)，其內容必 須有別于已經被使用過的識別碼。b) 長度(Length)字段為IEEE規定的一必要字段，為正的第二個字段，其 長度為一個字節，用以存放正的總長度，即用以記錄正自第三個字節起 到最后一個字段終止的位數總和。c) 預設群組識別碼(DefaultGroupID，簡稱DGID)字段為一可新增的字段， 字段長度可為固定，用以表示AP預設希望加入的群組識別碼(Group ID)， 即具有最高優先權加入的群組，然而，在實際運作中，預設群組不必然為 最后加入的群組，而是提供一優先級的參考，故此字段并非必要字段。換 言之，具有相同預設群組識別碼的不同AP間，可擁有較高的優先權，以 建立彼此的無線連結，實現群組的基本概念。但在某些特定模式下，具有 不同預設群組識別碼的不同AP間，也可建立無線連結。在本發明的無線 繞送機制中，所有AP均擁有自己的預設群組識別碼，且各該預設群組識 別碼可由使用者設定，此一特性，意味著每一 AP均具有最高優先(highest priority)加入某一特定AP群組(group)的機會。d) 運作群組識別碼(CurrentGroupID，簡稱CGID)字段為一新增的字段，字 段長度可為固定，用以表示AP在本發明的無線繞送機制運作時實際加入 的群組識別碼，以提供其它AP認知某一特定群組是否實際存在且運行， 故該字段為一必要的字段。在本發明的無線繞送機制中，所有AP最終均將加入某一特定群組，該特定群組的識別碼即為CGID。e) 角色(Role of AP)字段為一可新增的字段，字段長度固定，用以表示AP 在本發明的機制運作時的目前角色，該字段與信息方式字段(Hello字段) 間需擇一作為必要字段。在本發明的無線繞送機制中，所有AP均擁有自己的預定角色(defaultRole)，且各該預定角色可由使用者設定，此一特性， 意味著每一 AP均具有最高優先(highest priority)在某一特定群組(group)中扮 演(play)該角色的機會，各該預定角色包括下列幾種(1) 根源(Root)AP:指AP目前處于連結上有線網絡的狀態，可用以為后端 未連結上有線網絡的AP提供服務，以建立無線連結。(2) 備援(Backup Root,簡稱Backup)AP:指AP目前處于連結上有線網絡 的狀態，但無法用以為后端未連結上有線網絡的AP提供建立無線連 結的服務。(3) 純粹(Pure)AP:指AP目前處于沒有連結上有線網絡的狀態，需透過其 它根源AP提供服務，以連結上有線網絡。(4) 逃脫(Escape Pure,簡稱Escape) AP:指AP目前處于透過連結上具有 不同預設群組識別碼字段的AP,以連結上有線網絡。(5) 初始(InitialPure,簡稱Initial) AP:指AP目前處于角色還未穩定時的瞬 時，此時，AP尚未建立無線連結或已經將建立過的無線連結打斷。f) 信息方式(Hello)字段為一可新增的字段，字段長度可為固定，用以表 示AP在傳送IE時，以何種角色傳送，該字段與角色字段需擇一作為必要 字段。g) 建立無線連結(RimOutofVport)字段為一可新增的字段，字段長度固即可， 用以表示AP是否可再建立新的無線連結，即是否具有產生更多實體上無 線連結姊ysicalw^lesslinks)的能力。由于，是否可再建立新的無線連結， 是依據建立聯機數目的多寡而定，目的為提供負載的平衡，故該字段并非必要字l殳，而為一可附加的字^史。此外，當一 AP尚可以建立聯機時，該 字段可依據實時的網絡流量，區分出該AP目前的負載程度，以作為其它 AP聯機時的依據。建立無線連結的模式包括下列幾種 (1)模式一不允許該AP與其它AP建立新的無線連結。 (2)模式二該AP仍可建立無線連結。為有效運用此一字段，提供實際 的流量情況，故于模式二時，此一字段必須提供該AP最實時的網絡 流量情況，以作為其它AP建立聯機時的判斷依據。h) 序號(Sequence)字段為一新增的字段，字段長度固定，其內容是用以表 示目前最新的一個已知的IE的序號，以顯示特定群組的存在。換言之， 根源AP每發送一個帶有正的管理幀，就會對該字段累加一個數值，而其 它同一群組的AP即根據在環境中所接收到該字段的最大值作為傳送的 內容，也為一必要的字段。i) 根源無線擷取點MAC(MACofRootAP)字段為一新增的字段，字段長度固 定，用以表示該AP群組中根源AP的MAC值，由于，MAC具有不重復 性及固定性，故依其特性，該字段也為一必要的字段。j)頻道(Channel)字段為一可新增的字段，字段長度固定即可，用以表示群 組的工作頻道，由于，在其它管理幀中也有相類似的頻道信息，故該字段 并非必要的字段。k)名稱(APManagementName)字段為一可新增的字段，字段依據設定的名 稱長度而定，以方便網管人員的網絡管理，此字段并非必要的字段。1)逃脫模式(Escape)字段為一可新增的字段，字段長度固定即可，用以表 示一 AP可否接受與另一具有不同預設群組識別碼的AP建立連結的依據， 以方便網管人員的網絡管理，此字段為可附加的字段，其所包含的模式如 下(1)模式一AP可接受逃脫模式；(2)模式二 AP不可接受逃脫模式； (3)模式三同一群組的AP都為不可接受逃脫模式，該模式并不需要對 同一群組的所有AP作逐一設定，而是經由根源AP，透過本發明的正 告知其它AP，該模式的優先權高于其它模式。 m)鏈接數(Hop Count)字段為一可新增的固定長度字段，用以表示一臺處 于無線網絡拓樸的AP欲連結上有線網絡，其所須經過的無線連結與有線 連結的總連結數目，其中必有一個有線網絡連結，其它都為無線網絡的 連結，其所包含的模式如下(1) 模式一當該AP未建立聯機而處于瞬時時，該字段記栽最佳化鏈接 數(Optimal Hop Count)，是指一特定AP于其可接收信號的范圍內， 所接收到幀中鏈接數的最小值；由此，其它AP得以知道該AP可建立 聯機的最佳鏈接數；(2) 模式二當該AP已經建立聯機而處于穩態時，該字段記載目前的鏈 接數，即該AP連結上有線網絡所經過的總鏈接數，其中包含了一個 有線的鏈接，其它都為無線的鏈接。n)服務鏈接數(ServiceHopCount)字段為一可新增的固定長度字段，用以表 示未直接連結上有線網絡的AP,都必須透過某一特定AP的服務，方可 連結上有線網絡，所述未直接連結上有線網絡的AP數量，為該特定AP 的服務鏈接數，其所包含的模式如下(1) 模式一當該AP未建立聯機而處于瞬時時，該字段記載具有最佳化 鏈接數的所有AP中服務鏈接數最佳的值；由此，其它AP得以知道該 AP可建立聯機的最佳服務鏈接數；(2) 模式二當該AP已經建立聯機而處于穩態時，該字段記載該AP目前 的服務鏈接數，o)唯一選擇鏈接(UnipeSelectionLink)字段用以表示某一特定AP其信號范圍可及的所有AP中，存在且唯一具有鏈接數字段最小的AP。 在此需注意者，乃前述定義的各該字段中，只有信息單元識別碼字段及 長度字段有順序性，其它字段間只要是固定的先后順序即可，至于各該字段 的長度，除信息單元識別碼字段及長度字段需依規定固定長度外，其它字段 可視實際需要設定其長度。此外，本發明所定義的正是由各該字段所組成， 但本發明在實施時，也可依需要或方便性，令每一個正呈現一個或數個字 段的信息。l明所定義的i亥預i殳群纟且i口、另'j石馬'字段可知，本發明在無線繞送機制中導入了群組的概念，其目的是在令不同AP間可透過管理幀中所挾帶的正，來判別AP的屬性，再依屬性的協調性與 否，作為建立實體連結的另一個依據。由于，群組中的AP具有屬性的可協 調特質，因此，此一判斷傳^據可抑制無線網絡拓樸的恣意擴張，進而大幅縮 減了無線網絡拓樸的復雜度，也避免了因無線網絡拓樸恣意成長所降低的傳 輸效能。另外，由于不同地域的AP必然會有不同的介質屬性與傳輸品質特 性，故令屬性差異極大的AP無法直接建立實體連結，將可確保無線網絡的 頻寬被有效地運用。參閱圖5所示乃一新的AP3在加入一無線網絡拓樸的協商過程，該AP3 的信號范圍與該無線網絡拓樸的其它AP1、 AP2相互涵蓋，此時，由于AP3 可收到API與AP2傳來的探測要求(Probe Request)幀，故AP3可根據其中的 鏈接數字段(Hop Coimt FieW)及服務鏈接數字段(Service Hop Count Field),獲得 API與AP2目前的鏈接數與服務鏈接數，并依所述信息，判斷API與AP2 的負載情況與聯機條件，進而選擇一較佳的AP進行建立聯機，且由回傳一 探測響應(Probe Response)幀，與欲建立聯機的AP建立可靠的雙向連結。以 圖5為例，AP3選捧與API建立聯機，而API在接收到AP3傳來的探測要 求時，可根據其中的精息判斷AP3是否得以建立聯機，若符合建立聯機的規則，API即回復一探測響應幀予AP3，如此，API與AP3間即得以建立聯機。 據此，不同AP間在建立聯機前，即能依據既有的負栽情況，選擇較佳的路 徑建立聯機，大幅地簡化了無線網絡拓樸的復雜度，且提供了較佳的無線拓 樸與負栽平衡。在本發明的第一個實施例中，參閱圖6所示， 一臺新的APX-Y欲加入 一具有四臺AP的穩定無線網絡拓樸，且該新的AP X-Y的信號范圍恰只可 與AP2-1及AP2-2相互涵蓋，故該新的AP X-Y可收到AP2-1與AP2-2傳來 的探測要求幀，并可解析其鏈接數字段與服務鏈接數字段的值，由圖6所示 可知，AP2-1與AP2-2的鏈接數都為二，而AP2-1的服務鏈接數值為一，AP2-2 的服務鏈接數值為零,所述信息將隨著AP2-1與AP2-2所發出的探測要求幀， 而傳送出去。該新的AP X-Y在接收到并解析出所述字段值后，可立即判斷 出最佳化的鏈接數及服M接數分別為二及零，并據以選擇與負栽較輕且拓 樸較簡單的AP2-2,建立具有平衡負載的無線網絡拓樸連結。在本發明的第二個實施例中，參閱圖7所示， 一臺新的APX-Y欲力口入 一具有四臺AP的穩定無線網絡拓樸，且該新的AP X-Y的信號范圍恰僅與 AP2-1及AP3-1相互涵蓋，故該新的AP X-Y可收到AP2-1及AP3-1傳來的探 測要求幀，并可解析其鏈接數字段與服務鏈接數字段的值，由圖7所示可知， AP2-1的鏈接數為二， AP3-1的鏈接數為三，而AP2-1的服務鏈接數值為一， AP3-1的服務鏈接數值為零，這些信息將隨著AP2-1與AP3-1所發出的探測 要求幀，而傳送出去。該新的AP X-Y在接收到并解析所述字段值后，可立 即判斷出鏈接數為二的AP2-1,顯然能提供較佳的鏈接數值，故據以選擇與 提供較少無線鏈接數的AP2-1連結，連上有線網絡，且根據網絡的狀況，排 除與AP3-1間不理想的無線連結，以提供較有效率且簡化的無線拓樸系統。在本發明的第三個實施例中，參閱圖8所示， 一臺新的APX-Y欲力口入 一具有四臺AP的穩定無線網絡拓樸，且該新的AP X-Y的信號范圍恰僅與AP2-1、 AP2-2及AP3-1相互涵蓋，故該新的AP X-Y可收到AP2-1、 AP2-2及 AP3-1傳來的探測要求幀，并可解析其鏈接數字段與服務鏈接數字段的值， 由圖8所示可知，AP2-1的鏈接數為二， AP3-1的鏈接數為三，AP2-2的鏈 接數為二，而AP2-1的服務鏈接數值為一，AP3-1的服務鏈接數值為零，AP2-2 的服務鏈接數值也為零，所述信息將隨著AP2-1、 AP2-2及AP3-1所發出的 探測要求幀，傳送出去。故依本發明的方法，新加入的AP X-Y將選擇與提 供較少無線鏈接數及服員接數的AP2-2連結，以連上有線網絡，且根據網 絡的狀況，排除與AP2-1及AP3-1間不理想的無線連結，以提供較有效率且 簡化的無線拓樸系統。在本發明的第四個實施例中，參閱圖9所示為兩組已經形成穩定狀態且 都已連結上有線網絡的無線網絡拓樸，其中AP G-A-l-l、 AP G-A-2-l、 AP G-A-2-2與AP G-A-3-l形成一組無線拓樸，其群組名稱為A;而AP G-B-l-l、 AP G-B-2-l、 AP G-B-2-2與AP G-B-3-l形成另 一組無線拓樸，其群組名稱為 B，此時， 一臺新的APX-Y欲加入各該無線網絡拓樸，該新的APX-Y的信 號范圍恰與APG-A-2-l 、 APG-A-2-2、 AP G-A-3-l與AP G-B-2-2互相涵蓋， 且并沒有被設定成必然要加入群組A或群組B，根據本發明前述實施例中所 表現的運作機制，由于AP G-A-2-2與AP G-B-2-2的無線鏈接數均為二， 二 者的服務鏈接數均為零，較其余無線擷取點的無線鏈接數及服務鏈接數為 少，可提供同等且較佳的聯機，故新加入的AP X-Y可選擇AP G-A-2-2或AP G-B-2-2連結上有線網絡，并依據所收到的正中的建立無線連結 (RunOutofVport)字段，判斷各該AP能否建立無線連結，若一AP可接受建立 新的聯機時，則其正中所建立的無線連結字段，將以前述模式二呈現，須 提供該AP最實時的網絡流量情況，以作為新加入的AP X-Y建立聯機時的 判斷依據，由于，新的APX-Y由所接收到的探測要求幀，可得知APG-A-1-1 與AP G-A-2-2間有大量的網絡流量，并據以判斷出AP G-B-2-2能提供相對較佳的頻寬保證，因此，新的APX-Y最后只會與APG-B-2-2建立無線連結。 參閱圖9所示的第四個實施例，若該二群組A、 B間均無大流量的負載， 則對新的AP X-Y而言，AP G-A-l-l與AP G-A-2-2提供了幾乎相同的聯機條 件，但是，由于新的AP X-Y接收到AP G-A-l-l或AP G-A-2-2傳來的信號或 可不盡相同，故新的AP X-Y可依所接收到的信號差異，而選擇以一較佳的 AP，建立聯機。據上所述可知，本發明除具備無線網絡拓樸流量控管的能力， 以在網絡流量有差異時，令拓樸系統可依據流量建立聯機，使無線網絡的拓 樸架構趨于平衡外，也可以無線信號的強弱，作為無線網絡拓樸聯機的依據。 在本發明的第五個實施例中，參閱圖IO所示為單一群組環境下拓樸最 終的長成面貌，在該實施例中，使用者可對每一臺AP選擇性的設定最多無 線連結數目，若使用者沒有設定，則AP會依據其系統的隱含(default)值決定， 且每一臺AP的最多無線連結數目可有不同的設定值。假設在圖10中純粹 AP弁7的最多無線連結數目設定值為 一，即純粹AP弁7不為其后端的AP提供 聯機服務，若在圖IO所示的拓樸環境中，加入一個新的AP#8，參閱圖11 所示，且其信號范圍與AP弁2及AI^7相互涵蓋，則原本AP弁8會因收到AP弁2 及AP弁7的探測要求幀，而選擇以服務鏈接數較少的AP#7，建立聯機，然而， 若AP#7所發送的探測要求幀中建立無線連結字段(RunOutofVport)顯示，AP弁7 的無線連結數目已滿(或目前不可再建立新的無線連結)，則AP#8最終仍無法 與AP弁7建立無線連結，而僅能如圖ll所示，與APtt2建立無線連結。由此 可知，本發明可根據各別AP的特性及需求，透過設定無線連結數目，以限 制或平均AP的連結數目，達到均衡負栽、有效運用頻寬，甚至滿足某特定 AP不服務后端連結的要求。在本發明的第六個實施例中，參閱圖12所示，其中左邊的根源APttl、 純粹AP粉、純粹AM3、純粹AP斜及純粹AP弁5為一組已形成穩定拓樸的單 一群組(Group ID等于A)，只有純粹AW被設成不允許其它群組(Group)的AP,以逃脫模式建立連結，其余則可接受逃脫模式的連結。在圖12中，純 粹AP#6為一欲以逃脫模式加入群組A的AP，其信號范圍恰與AP#3與AP斜 相互涵蓋，但當AP樹欲與AP弁4協商，以建立連結時，由于AP弁4已被設定 成不允許其它群組的AP以逃脫模式建立連結，故當AP弁4接收到AP弁6傳來 的探測要求幀，解析出AP新所發送的DGID值不等于"A" 時，即判定AP弁6 為欲以逃脫模式加入群組A的AP，故AP#4不會與AP#6建立聯機，另外， AP#6也會收到AP#4傳來的探測要求幀，并解析出其逃脫模式字段(Escape Field),故AP新也不會與AP弁4建立聯機。在該實施例中，由于AP弁3沒有前 述的限制，因此，AP#3與AP#6間可成功地建立聯機，令AP新最后可以逃 脫模式加入群組A中，并透過群組A連結上有線網絡。由此可知，本發明 可令個別AP選擇服務對象，即對屬性不相同的AP，有選擇服務與否的權利。 在本發明的第七個實施例中，參閱圖13所示，其中左邊的根源AP弁1、 純粹AP弁2、純粹AW3、純粹AP糾、純粹AP弁5及純粹AP弁6為一組已形成 穩定拓樸的單一群組(Group ID等于A)，只有AP#1被設定成不允許其它群 組的AP以逃脫模式建立連結，其余則無此設定。然而，為了令群組A的網 絡成為一個私有的無線網絡拓樸，并兼具設定上的便利性，本發明特別將其 機制設計成，只要群組A中根源AP被設定成不允許其它群組的AP以逃脫 模式建立連結時，其它純粹AP可由根源AP所發送的探測要求幀中信息單 元的逃脫模式字段(Escape Field)的狀態得知，群組A中全部的AP都不應與 逃脫模式的AP建立連結，并將此一信息夾帶在逃脫模式字段(Escape Field) 中，透過探測要求幀而轉傳出去。如此，AP#1、 AP弁2、 AP#3、 AP糾、AP#5 及AP #6均得知群組A為不接受欲以逃脫模式建立連結的AP。因此，既使 AP弁7的信號范圍僅涵蓋到群組A中的AP#3及AP#4，仍無法與AP弁3及AP弁4 成功建立連結。由于AP弁3或AP糾能成為純粹AP的穩定狀態，表示其一定 已直接或間接收到根源AP被設定成不允許其它群組的AP以逃脫模式建立連結的信息，故AP弁3或AP斜不會與，7建立逃脫4莫式的連結。因此，群 組A最后終可穩定地形成一私有無線網絡拓樸，而不會與其它欲采逃脫模式 的AP建立連結。據上所述，本發明可透過簡易的設定，令單一群組的所有 AP不服務其它屬性不同的AP,以確保形成一私有的無線網絡系統。在本發明的第八個實施例中，參閱圖14所示，為一穩定的無線網絡拓 樸系統，其中AP3-3的信號范圍與AP2-1及AP2-2都相互涵蓋，故在AP3-3 加入拓樸時，可依當時的拓樸結構，選擇與AP2-l或AP2-2建立聯機，但是， AP3-3最終選擇與AP2-1建立無線連結，隨后，并與AP4-1、 AP4-2、 AP4-3 及AP4-4等四臺AP建立無線連結，鄰近的AP3-4后面則僅連結了 AP4-5、 AP4-6兩臺AP4-3，此時，若AP4-1、 AP4-2、 AP4-3及AP4-4等四臺AP的信 號范圍僅涵蓋到AP3-3,即只能選擇與AP3-3連結，但是，若AP3-3與AP3-4 的信號范圍又互相涵蓋，則AP3-3會因可辨析出AP3-4后端服務的AP較少， 而拒絕與其后端的部份AP建立聯機。為解決此一問題，本發明特別于協商 幀中新增一字段，即唯一選擇鏈接(Unique Selection Link)字段，用以表示某一 特定AP的信號范圍可涵蓋到的所有AP中，具有鏈接數字段最小的AP乃為 唯一。舉例而言，AP4-4的信號范圍可與AP4-2、 AP4-3及AP3-3等三臺AP 相互涵蓋，但AP4-4可建立連結且鏈接數最少的AP，只有AP3-3—臺，故 當AP4-4欲與AP3-3建立無線連結時，必需將其唯一選擇鏈接字段致能 (enable),以便于協商時，告知AP3-3， 一旦唯一選擇鏈接字段被致能，該AP4-4 的探測要求幀將不再以廣播方式傳送，而必須填入欲連結的特定AP的MAC 地址，因此，AP3-3也可據此與AP4-4建立聯機。另外，若AP4-4因人為的 移動，使其信號范圍又可與AP3-4相互涵蓋到，此時，AP4-4的唯一選擇鏈 接字段將不再致能，且在AP4-4知悉AP3-4后端要服務的AP較少時，將打 斷與AP3-3間的無線連結，進而與AP3-4建立無線連結，形成如圖15所示 的一新的網絡拓樸系統。據上所述，本發明的AP除可考量后端AP的信號涵蓋特性外，也可兼顧AP動態位移的特性，提供負載平衡的服務。在第八個實施例中，參閱圖14所示，若有一新的AP X-Y欲加入此一 無線網絡系統，如圖16所示，且在該新的APX-Y的信號范圍內，只有AP2-1 的鏈接數字段值最小，則該新的AP X-Y只會選擇與AP2-1建立連結，參閱 圖17所示，并于建立連結的過程中致能唯一選擇鏈接字段。如此，當該新 的AP X-Y連結上AP2-1的瞬間，AP2-1后端必須服務八臺AP,而AP2-2后 端則僅服務四臺AP，故在此一瞬間所形成的無線網絡拓樸，即可能不具有 最佳的拓樸平衡。由于探測要求幀具有周期性傳送的特性，且AP3-3信號范 圍又與AP2-1及AP2-2相互涵蓋到，故AP3-3可實時接收到AP2-1及AP2-2 最實時的鏈接情況，從而依下列步驟，判斷出其本身與AP2-l或AP2-2連結 時是否會有較佳的效能表現，并兼具網絡拓樸平衡的功效(1) 當該新的AP X-Y連結上AP2-1的瞬間，AP3-3可收到AP2-1與AP2-2 的探測要求幀，并由服務鏈接數字段得知，AP2-1需服務八臺AP，而AP2-2 后端則只需服務四臺AP,從而必須依下列步驟，決定是否打斷與AP2-1的 聯機，改與AP2-2建立聯機；(2) 將一 AP未改變連結方式前信號范圍可涵蓋到的具有最少鏈接數的 AP間的服務鏈接數的差值(簡稱為條件一)，與該AP若改變連結方式后信號 范圍可涵蓋到的具有最少鏈接數的AP間的服務鏈接數的差值(簡稱為條件二) 做比較，若條件一大于條件二，則該AP必須改變鏈接，反之，則無需改變 鏈接方式。以圖17所示的AP3-3為例，條件一等于四，條件二等于六，故 AP3-3無需打斷與AP2-1的鏈接，也無需與AP2-2建立新的鏈接。在某情況 下，若AP3-3必須打斷與AP2-1的聯機，且實時地與AP2-2建立聯機，則尚 需考慮AP3-3后端AP的聯機狀態，倘AP3-3后端連結的AP4-1、 AP4-2、 AP4-3 及AP4-4未被人為的移動，則該四臺AP仍必須透過AP3-3的服務連結上有 線網絡，故無需打斷該四臺AP與AP3-3間的聯機。因此，AP3-3只需等待一極短的打斷聯機與建立聯機的時間，就可以再為后端的AP提供服務，達 到動態地提供網絡拓樸架構平衡的功效。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，但是，本發明所主張的權利范圍， 并不局限于此，按凡熟悉該項技藝人士，依據本發明所揭露的技術內容，可 輕易思及的等效變化，均應屬不逃脫本發明的保護范疇。
權利要求
1. 一種提供負載平衡與流量控管的動態無線網絡拓撲系統，其特征在于，所述系統在一無線分散系統模式下，當一無線擷取點在發送出管理幀時，在各所述管理幀中分別新增一信息單元，使得其它無線擷取點在分別接收到各所述信息單元后，可根據各所述信息單元內各字段所提供的信息，在有線網絡骨干的架構下，自動地建立無線網絡的拓撲，所述信息單元包括一信息單元識別字段，用以存放所述信息單元的識別碼；一長度字段，用以存放所述信息單元的總長度；一運作群組識別碼字段，用以表示所述無線擷取點在所述系統運作時實際加入的群組的識別碼，以提供其它無線擷取點認知某一特定的群組是否實際存在且運行；一角色字段，用以表示所述無線擷取點在所述機制運作時的角色；一序號字段，用以表示目前最新一個已知的信息單元的序號，以顯示某一特定群組的存在；一根源無線擷取點字段，用以表示群組中根源無線擷取點的MAC值；及一鏈接數字段，用以表示所述無線擷取點連結上有線網絡所須經過的無線連結與有線連結的總連結數目，其中必有一個有線網絡連結，其它都為無線網絡的連結。
2、 如權利要求1所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所述信 息單元還包括一服M接數字段，用以表示未直接連結上有線網絡的無線擷 取點，必須透過所述無線擷取點的服務，方可連結上有線網絡，所述未直接 連結上有線網絡的無線棚取點數量，即為所述無線擷取點的服務鏈接數。
3、 如權利要求2所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所述信 息單元還包括一建立無線連結字段，所述建立無線連結字段用以表示所述無線擷取點是否具有產生更多實體上無線連結的能力。
4、 如權利要求3所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所述信 息單元還包括一唯一選擇鏈接字段，用以表示所述無線擷取點的信號范圍可 及的所有無線擷取點中，存在且唯一具有鏈接數字段最小的無線擷取點。
5、 如權利要求4所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所述鏈 接數字段的值包括一最佳化鏈接數，是在所述無線擷取點未建立聯機而處于瞬時時，在其 可接收信號的范圍內，所接收到幀中鏈接數的最小值，用以記載其最佳的鏈 接數；或一目前的鏈接數，是在所述無線擷取點已經建立聯機而處于穩態時，用 以記載其目前的鏈接數。
6、 如權利要求4所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所述服 務鏈接數字段的值包括一最佳化服務鏈接數，是在所述無線擷取點未建立聯機而處于瞬時時， 用以記載其具有最佳化鏈接數的所有無線擷取點中最佳的服務鏈接數；或一目前的服務鏈接數，是在所述無線擷取點已經建立聯機而處于穩態 時，用以記載其目前的服務鏈接數。
7、 如權利要求4所述的動態無線網絡拓樸系統，所述建立無線連結字 段的值包括一不允許所述無線擷取點與其它無線擷取點建立新的無線連結的模式；或一所述無線擷取點可與其它無線擷取點建立無線連結的模式，在所述模 式下，此一字段必須提供所述無線擷取點最實時的網絡流量情況，以作為其 它無線擷取點與其建立聯機時的判斷依據。
8、 如權利要求4所迷的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所述序 號字段的值是供接收到所述管理幀的其它無線擷取點，根據協商，以根據所收到的所述信息單元中所述序號字段的值是否較為資深，協商出唯一的根源 無線擷取點。
9、 如權利要求4所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所述角 色字段可為一信息方式字段，所述信息方式字段用以表示所述無線擷取點在 傳送所述信息單元時，以何種角色傳送。
10、 如權利要求4所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所述字 段的值由發送出所述管理幀的所述無線擷取點，根據本身的設定與狀態，來 進行維護。
11、 如權利要求4所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所述字 段的值可令接收到所述管理幀的其它無線擷取點，根據判斷出所述無線擷取 點的運作情況，以決定是否與其建立實體鏈接。
12、 如權利要求1至11的任一項所述的動態無線網絡拓樸系統，其特 征在于，所述信息單元還包括一預"&群組識別碼字段，所述預設群組識別碼 字段用以表示所述無線擷取點預設希望加入的群組識別碼，以令具有相同預 設群組識別碼的不同無線擷取點間，擁有較高的優先權，建立彼此的無線連 結。
13、 如權利要求12所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所述 信息單元還包括一逃脫模式字段，所述逃脫模式字段用以表示所述無線擷取 點可否接受與具有不同預設群組識別碼的另一無線擷取點建立連結的依據。
14、 如權利要求13所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所述逃脫模式字段的值用以表示一可接受逃脫的模式、一不可接受逃脫的模式或 一同一群組的無線擷取點都不可接受逃脫的模式。
15、 一種提供負栽平衡與流量控管的動態無線網絡拓樸系統，其特征在 于，所述系統將正EE 802.11對無線擷取點所規范的管理幀，應用于無線分 散系統模式，并在管理幀中新增一信息單元，所述信息單元包括一鏈接數字段，用以表示無線擷取點在連結上有線網絡時，必須經過的無線連結與有線 連結的總連結數目， 一臺欲加入一穩定無線網絡拓樸的無線擷取點，可在接 收到所述無線網絡拓樸中其它無線擷取點傳來的管理幀后，透過解析與比較 其中各所述鏈接數字段的值，選擇與鏈接數較少的無線擷取點，建立無線網 絡連結。
16、 如權利要求15所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所述 信息單元還包括一服務鏈接數字段，用以表示未直接連結上有線網絡的無線 擷取點，必須透過一特定無線擷取點的服務，方可連結上有線網絡，所述未 直接連結上有線網絡的無線擷取點數量，即為所述特定無線擷取點的服務鏈 接數，欲加入所述穩定無線網絡拓樸的所述無線擷取點，在收到所述無線網 絡拓樸中其它無線擷取點傳來的管理幀后，透過解析比較其中各所述服務鏈接數字段的值，選擇與服務鏈接數較少的無線擷取點，建立無線網絡連結。
17、 如權利要求16所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所迷 信息單元還包括一建立無線連結字段，用以表示無線擷取點是否可再建立新 的無線連結，所述字段包括兩種模式，其中模式一為不允許與其它無線擷取 點建立新的無線連結，模式二為可與其它無線擷取點建立無線連結，在模式 二時，所述字段必須提供無線擷取點最實時的網絡流量情況，欲加入所述穩 定無線網絡拓樸的所述無線擷取點，可在接收到所述無線網絡拓樸中其它無 線擷取點傳來的管理幀后，透過解析與比較其中各所述建立無線連結字段的 值，選擇與網絡流量較少的無線擷取點，建立無線網絡連結。
18、 如權利要求17所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所述 無線擷取點在接收到所述無線網絡拓樸中其它無線擷取點傳來的管理幀后， 透過解析與比較其中各所述鏈接數字段、服務鏈接數字段及建立無線連結字 段的值，在判斷出至少二臺以上無線擷取點提供了幾乎相同的聯機條件，且 均無大流量的負載時，所述無線擷取點可依所接收到的無線信號的強弱，選 擇以一信號較佳的無線擷取點，建立無線網絡連結。
19、 如權利要求15至18的任一項所述的動態無線網絡拓樸系統，其特 征在于，所述信息單元還包括一預設群組識別碼字段，用以表示無線擷取點預設希望加入的群組識別 碼；及一逃脫模式字段，用以表示一無線擷取點可否接受與另一具有不同預設 群組識別碼的無線擷取點建立連結，包括可接受逃脫模式、不可接受逃脫模 式或同一群組的無線擷取點都為不可接受逃脫模式，其中所述同 一群組的無 線擷取點都為不可接受逃脫模式可透過對根源無線擷取點進行設定，再透過 傳送所述管理幀，告知其它無線擷取點，其優先權高于其它模式。
20、 如權利要求19所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，所述 信息單元還包括一唯一選擇鏈接字段，用以表示一特定無線擷取點其信號范 圍可及的所有無線擷取點中，存在且唯一具有鏈接數字段最小的無線擷取 點，當所述無線擷取點欲與某一特定無線擷取點建立無線連結時，可將所述 唯一選擇鏈接字段致能，以便于協商時，告知所述特定無線擷取點， 一旦所 述唯一選捐，鏈接字段被致能，所述無線擷取點的管理幀將不再以廣播方式傳 送，而必須填入所述特定無線擷取點的MAC地址，使得所述無線擷取點可 據以與所述特定無線擷取點建立聯機。
21、 如權利要求20所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，若所 述特定無線擷取點因人為移動，致其信號范圍與其它無線擷取點相互涵蓋 時，所述特定無線擷取點的所述唯一選擇鏈接字段將不再致能，且在所述特 定無線擷取點獲悉其它無線擷取點后端須服務的無線擷取點較少時，將打斷 與原先無線擷取點間的無線連結，進而與其它無線擷取點建立無線連結。
22、 如權利要求19所述的動態無線網絡拓樸系統，其特征在于，當所 述無線擷取點未改變連結方式前信號范圍可涵蓋到的具有最少鏈接數的無 線擷取點間的服務鏈接數的差值，大于所述無線擷取點改變連結方式后信號 范圍可涵蓋到的具有最少鏈接數的無線擷取點間的服務鏈m的差值時，所 述無線擷取點可改變鏈接；反之，則所述無線擷取點無需改變鏈接方式。
全文摘要
本發明是一種提供負載平衡與流量控管的動態無線網絡拓撲系統，該系統是將IEEE 802.11對無線擷取點所規范的管理幀，應用于無線分散系統模式，并在管理幀中新增一信息單元，使得不同無線擷取點間，可根據該信息單元所提供的一鏈接數字段及一服務鏈接數字段內的信息，選擇與鏈接數及服務鏈接數較少的AP，建立無線網絡連結，并根據該信息單元所提供的一建立無線連結字段內的實時網絡流量信息，作為判斷是否建立聯機的依據，以達成平衡負載與流量控管的目的，形成一高效率、低負載且拓撲簡單的動態無線網絡拓撲系統。本發明有效降低對系統引起的負荷及可能導致的干擾，進而令無線連結最佳化、有效降低頻寬浪費及負載不均。
文檔編號H04L29/06GK101272309SQ20071008839
公開日2008年9月24日 申請日期2007年3月19日 優先權日2007年3月19日
發明者郭明旺 申請人:明泰科技股份有限公司