無線網絡中的故障排除鏈路和協議的製作方法

2023-10-10 12:20:44 1

專利名稱：無線網絡中的故障排除鏈路和協議的製作方法
技術領域：
本發明涉及無線網絡，更具體地，涉及旨在輔助進行無線網絡中的故 障排除的方法、裝置和系統。
背景技術：
隨著來自範圍廣泛的背景和垂直行業的用戶將無線LAN (WLAN)技 術帶入他們的家庭、辦公室並越來越多地帶入公共空間，該技術的市場採 納已發生了突變。這一拐點不僅突顯了上一代系統的局限性，而且突顯了 WLAN技術目前在全世界人們的工作和生活中所扮演的角色的轉變。實際 上，WLAN正在迅速地從方便網絡轉變為關鍵業務網絡。用戶日益依賴於 WLAN來改善其通信和應用的時效性和生產率，並且在此過程中，對於他 們的網絡要求更高的能見度、更高的安全性、更好的管理和性能。
連接可靠性對於無線網絡的整體健康來說至關重要。當出現連通性問 題時，給定連通性丟失和/或最初未能建立網絡連通性的潛在原因的個數， 對該問題的故障排除可能很困難。事實上，對無線連接的故障排除經常需 要牽涉網絡管理員來診斷問題。除了連通性問題，其他潛在問題可能包括 認證問題。鑑於前述因素，沒有網絡管理員或其他支持人員的幫助，外行 經常無法解決無線連通性問題。因此，企業面臨提供故障排除支持的開 銷，以確保終端用戶停工期最小化。
考慮到前述因素，本領域存在對於解決前述問題並輔助進行無線網絡 中的故障排除的方法、裝置和系統的需要。本發明的實施例充分實現了這 一需要。


圖1A是根據本發明的一種實施方式的無線區域網(WLAN)系統中
8的組件的拓撲圖IB例示了根據本發明的一種實施方式在中央控制器中實現的診斷 管理器；
圖2出於教導目的例示了可用來實現WLAN管理伺服器的硬體系
統；
圖3出於教導目的例示了可用來實現無線接入點的硬體系統； 圖4出於教導目的例示了可用來實現無線客戶端的硬體系統； 圖5例示了根據本發明的一種實施方式實現無線客戶端和診斷管理器
之間的診斷鏈路的無線網絡；
圖6A例示了根據本發明的一種實施方式的診斷鏈路；
圖6B例示了根據本發明的另一種實施方式的診斷鏈路；
圖7是例示了根據本發明的一種實施方式的診斷懇求器和診斷管理器
之間的可能信息流的圖；圖8A和8B合起來是例示了根據本發明的一種實施方式由診斷懇求器
連同執行故障排除協議一起執行的處理流程的流程圖9是例示了根據本發明的一種實施方式由診斷管理器連同執行故障
排除協議一起執行的處理流程的流程圖。
具體實施方式
A.總覽
本發明提供旨在輔助對無線網絡中的無線連通性問題進行故障排除的 方法、裝置和系統。根據本發明，診斷管理器、無線客戶端的診斷懇求 器、或其他適當的網絡單元響應於一個或更多個事件來通過診斷鏈路在診 斷懇求器和診斷管理器之間啟動故障排除協議。如下面將詳細描述的那 樣，診斷鏈路可以是有線連接、物理RF信道、復用信道、現有WLAN信 道、對等信道等等。在一種實施方式中，診斷懇求器經由診斷鏈路建立到 診斷管理器的連結後，診斷懇求器生成並發送問題報告給診斷管理器。如 下面將詳細描述的那樣，該問題報告在診斷管理器和診斷懇求器之間啟動 故障排除協議。在一種實施方式中，故障排除協議可包括一個或更多個在診斷管理器、診斷懇求器和無線基礎結構的無線接入點之中共享的診斷測 試生成信息。在一種實施方式中，診斷測試無需牽涉無線客戶端的直接參 與；例如，網絡基礎結構可基於無線客戶端的正常操作來應用診斷測試和/
或收集統計資料。
B.示例性無線網絡系統架構 Bl.網絡拓撲
根據本發明的一種實施方式的包含無線區域網(WLAN)的網絡環境 在圖1A中示出。在本發明的具體實施例中，該系統包括在WLAN管理服 務器20上運行的診斷管理器10、認證伺服器20、區域網(LAN) 30、路 由器32和無線接入點50a、 50b、 50c和50d (統稱為無線接入點50)。 LAN 30通過交換機(或交換機陣列)以及/或者諸如網橋之類的其他網絡 設備實現。在其他實施方式中，WLAN中的其他節點可主控診斷管理器 10。
如圖1A所示，這些網絡單元可操作地連接到網絡52。網絡52在一種 實施方式中通常指代諸如LAN、 WAN等之類的計算機網絡，其包括一個 或更多個中間網絡設備(例如，路由器、交換機等)並允許WLAN管理 伺服器20和無線接入點50之間的消息傳輸。當然，網絡52可以包括各種 網段、傳輸技術和組件，如陸地WAN鏈路、衛星鏈路和蜂窩鏈路。LAN 30可以是通過具有多個埠的乙太網交換機(未示出)或交換機陣列來實 現的LAN或LAN網段，無線接入點50連接到所述多個埠。無線接入 點50通常經由乙太網鏈路連接到交換機埠；但是，可以採用其他鏈路 層連接協議或通信裝置。圖1A例示了一個本發明可在其中操作的可能網 絡環境；但是，可以有其他實施方式。例如，雖然WLAN管理伺服器20 作為不同的LAN或LAN網段被示出，但是它可能與無線接入點50同在 一處。
無線接入點50可操作來與遠程無線客戶端設備60a、 60b、 60c和60d 進行無線通信。在一種實施方式中，無線接入點50實現在IEEE 802.11 WLAN規範中指定的無線網絡協議。無線接入點50可以是自治的或所謂 的"胖"無線接入點，或者是在牽涉協議信息的分級處理的環境中連同無線交換機或控制器一起操作的輕量級無線接入點。另外，無線基礎結構還
可包括由加州聖何塞(San Jose)的思科系統公司或其他無線網絡管理系 統提供的無線LAN解決方案引擎(WLSE)。在一種實施方式中，無線網 絡管理系統可以在WLAN管理伺服器20上實現。當然，配置和管理信息 可以通過各種方式獲得而不脫離本發明的範圍。 B2.中央控制器
雖然圖1A例示了診斷管理器10在WLAN管理伺服器20中實現的一 種實施方式，但是在其他實施方式中，診斷管理器IO可在其他節點中實 現。圖1B例示了根據本發明的一種實施方式在中央控制器70中實現的診 斷管理器10。在一種實施方式中，中央控制器70可以是由CA聖何塞的 思科系統公司(r)提供的無線網域伺服器(WDS)或作為無線交換機來 提供。若中央控制器70作為WDS來實現，則中央控制器70可操作來與 自治的或所謂的"胖"無線接入點通信。若中央控制器70作為無線交換 機來實現，則中央控制器70可操作來與輕量級無線接入點通信。當然， 無線網絡基礎結構中的其他控制點可以用來加強本文描述的預分配策略。
B3.WLAN管理伺服器
圖2出於教導目的例示了可用來實現圖1A的WLAN管理伺服器20 或圖1B的中央控制器70的硬體系統200。在一種實施方式中，硬體系統 200包含處理器202、緩存器204，以及一個或更多個軟體應用(包括圖 1A所示的診斷管理器10)和激活本文描述的功能的驅動。另外，硬體系 統200包括高性能輸入/輸出(I/O)總線206和標準I/O總線208。主橋 210將處理器202耦合到高性能I/O總線206，而I/O總線橋212將兩個總 線206和208互相耦合。系統存儲器214和網絡/通信接口 216耦合到總線 206。硬體系統200還可包括視頻存儲器(未示出)和耦合到視頻存儲器 的顯示設備。大容量存儲器218和I/O埠 220耦合到總線208。硬體系 統200可以可選地包括耦合到總線208的鍵盤和指針設備(未示出)。這 些單元全體打算代表一大類計算機硬體系統，包括但不限於基於由加州聖 克拉拉(Santa Clara)的英特爾公司製造的奔騰@處理器和任何其他適當處 理器的通用計算機系統。硬體系統200的單元執行其在本領域公知的傳統功能。具體而言，網 絡接口 216提供硬體系統200和諸如乙太網(例如，IEEE 802.3)等範圍 廣泛的網絡中的任一個之間的通信。大容量存儲器218提供數據和編程指 令的永久存儲以執行在系統控制器中實現的上述功能，而系統存儲器214
(例如DRAM)提供數據和編程指令在被處理器202執行時的臨時存儲。 I/O埠 220是提供可以耦合到硬體系統200的其他外設之間的通信的一 個或更多個串行和/或並行通信埠 。
硬體系統200可包括各種系統架構，並且硬體系統200的各種組件可 被重新排列。例如，緩存204可以在處理器202所在的晶片上。或者，緩 存204和處理器202可以一起被打包為"處理器模塊"，處理器202被稱 為"處理器核"。此外，本發明的某些實施方式可能既不要求也不包括上 述組件的全部。例如，被示為耦合到標準I/O總線208的外設可以耦合到 高性能I/O總線206。另外，在某些實施方式中，可能只存在單一總線， 硬體系統200的組件耦合到該單一總線。此外，硬體系統200可包括其他 組件，如其他處理器、存儲設備或存儲器。
如上所述，在一個實施例中，本文描述的WLAN管理伺服器20的操 作被實現為由硬體系統200運行的一系列軟體程序。這些軟體程序包括多 個或一系列將由硬體系統中的處理器(如處理器202)執行的指令。最 初，這一系列指令被存儲在諸如大容量存儲器218之類的存儲設備上。但 是，這一系列指令可被存儲在任何傳統存儲介質中，如磁帶、CD-ROM、 ROM等。此外，這一系列指令無需在本地存儲，可以經由網絡/通信接口 216從諸如網絡上的伺服器之類的遠程存儲設備接收。指令從諸如大容量 存儲器218之類的存儲設備被拷貝到存儲器214中，然後被處理器202訪 問和執行。
作業系統管理和控制硬體系統200的操作，包括數據對軟體應用(未 示出)的輸入和從軟體應用的接收。作業系統提供在系統和系統的硬體組 件上執行的軟體應用之間的接口。根據本發明的一個實施例，所述操作系 統是華盛頓雷德蒙(Wash Redmond)的微軟公司有售的Windows 95/98/NT/XP作業系統。但是，本發明可與其他傳統作業系統一起使用，如加州庫帕蒂諾(Cupertino)的蘋果電腦公司有售的Apple Macintosh操作 系統，UNIX作業系統，LINUX作業系統等。 B4.無線接入點
圖3出於教導目的例示了可用來實現圖IA或IB的無線接入點50的 硬體系統300。在一種實施方式中，無線接入點300包括處理器310、存 儲器312、用於與LAN通信的網絡接口 314 (例如，802.3接口)、用於 存儲VLAN信息的緩存316、永久存儲器318、用於與一個或多個無線客 戶端60進行無線通信的無線網絡接口 320 (例如，IEEE 802.11 WLAN接 口)，以及將這些組件互連的系統總線322。無線接入點50還可包括軟體 模塊(包括動態主機配置協議(DHCP)客戶端、思科@發現協議(CDP) 模塊、無線接入點模塊、簡單網絡管理協議(SNMP)功能等)。啟動 時，這些軟體模塊被加載到系統存儲器312中，然後被處理器310訪問和 執行。
B5.無線客戶端
圖4出於教導目的例示了可用來實現圖1A的無線客戶端60的硬體系 統400。在一個實施例中，硬體系統400包括如圖所示彼此耦合的處理器 402和緩存器400。另外，硬體系統400包括高性能輸入/輸出(I/O)總線 406和標準I/O總線408。主橋410將處理器202耦合到高性能I/O總線 406，而I/O總線橋412將兩個總線406和408相互耦合。無線網絡接口 424、系統存儲器414和視頻存儲器416耦合到總線406。反過來，顯示設 備418耦合到視頻存儲器416。大容量存儲器420、鍵盤和指針設備422 以及I/O埠 426耦合到總線408。這些單元全體打算代表一大類計算機
硬體系統，包括但不限於基於由加州聖克拉拉的英特爾公司製造的奔騰@ 處理器和任何其他適當處理器的通用計算機系統。
硬體系統400的單元執行其在本領域公知的傳統功能。具體而言，無 線網絡接口 424提供硬體系統400和諸如WLAN (例如，IEEE 802.il)等 範圍廣泛的無線網絡中的任一個之間的通信。大容量存儲器420提供數據 和編程指令的永久存儲以執行在系統控制器中實現的上述功能，而系統存 儲器414 (例如DRAM)用來提供數據和編程指令在被處理器402執行時的臨時存儲。I/O埠 426是提供可以耦合到硬體系統400的其他外設之 間的通信的一個或更多個串行和/或並行通信埠 。
硬體系統400可包括各種系統架構，並且硬體系統400的各種組件可 被重新排列。例如，緩存404可以在處理器402所在的晶片上。或者，緩 存404和處理器402可以一起被打包為"處理器模塊"，處理器402被稱 為"處理器核"。此外，本發明的某些實施方式可能既不要求也不包括上 述組件的全部。例如，被示為耦合到標準I/O總線408的外設可以耦合到 高性能I/O總線406。另外，在某些實施方式中，可能只存在單一總線， 硬體系統400的組件耦合到該單一總線。此外，硬體系統400可包括其他 組件，如其他處理器、存儲設備或存儲器。
在一個實施例中，無線客戶端診斷懇求器(supplicant)功能的操作被 實現為一系列由硬體系統400運行的軟體程序。這些可以在無線網絡接口 驅動中被具體化的軟體程序包括多個或一系列將由硬體系統中的處理器 (如處理器402)執行的指令。最初，這一系列指令被存儲在諸如大容量 存儲器420之類的存儲設備上。但是，這一系列指令可被存儲在任何傳統 存儲介質中，如磁帶、CD-ROM、 ROM等。此外，這一系列指令無需在 本地存儲，可以經由網絡/通信接口 424從諸如網絡上的伺服器之類的遠程 存儲設備接收。指令從諸如大容量存儲器420之類的存儲設備被拷貝到存 儲器414中，然後被處理器402訪問和執行。在替代實施例中，本發明在 具體的硬體或固件上實現。
雖然圖4出於教導目的例示了根據本發明的一種實施方式的無線客戶 端的硬體架構，但是本發明可在各種各樣的計算機系統架構上實現，如雙 模手機、無線VoIP電話、個人數字助理、膝上計算機等等。作業系統管 理和控制硬體系統400的操作，包括數據對軟體應用(未示出)的輸入和 從軟體應用的接收。作業系統提供用戶和系統上執行的軟體應用之間的接 口，如圖形化用戶界面(GUI)。根據本發明的一個實施例，所述操作系 統是華盛頓雷德蒙(Wash Redmond)的微軟公司有售的Windows 95/98/NT/XP作業系統。但是，本發明可與其他傳統作業系統一起使用， 如加州Cupertino的蘋果電腦公司有售的Apple Macintosh作業系統，UNIX作業系統，LINUX作業系統等。 C.無線網絡環境和診斷鏈路 Cl.診斷鏈路
如上所述，診斷懇求器、診斷管理器或其他適當網絡單元可響應於一 個或更多個事件來通過診斷鏈路500在診斷懇求器510和診斷管理器10之 間啟動故障排除協議。可能觸發故障排除協議的事件可採取多種形式。例 如，觸發可以是來自無線客戶端上的用戶應用的明確命令，或無線客戶端 未能與無線網絡建立連通性之後的自動觸發。這一失敗例如可在診斷懇求 器觀測到閾值次數的失敗事件或丟包等時被識別。在其他實施方式中，事 件可以是由網絡管理員使用管理平臺發出的明確命令。如下面將更詳細討 論的那樣，診斷鏈路500在一種實施方式中是具有低到零的流量的優選專 用信道，以幫助對無線連通性問題進行隔離和故障排除，並生成來自無線 客戶端和來自無線網絡基礎結構的調試信息供診斷管理器分析。在一種實 施方式中，診斷測試無需牽涉無線客戶端的直接參與；例如，網絡基礎結 構可基於無線客戶端的正常操作來應用診斷測試和/或收集統計資料。
圖5例示了根據本發明的一種實施方式支持診斷管理器10和無線客 戶端60上的診斷懇求器510之間的診斷鏈路500的無線網絡基礎結構。在 正常操作條件下，無線客戶端60可根據標準機制來訪問無線基礎結構 520。但是，如上所述的事件可能觸發診斷懇求器和診斷管理器10來建立 診斷鏈路500並啟動故障排除協議。
診斷鏈路500可通過若干形式實現。例如，診斷鏈路可實現為物理信 道或邏輯信道。在一種可能的物理信道實施方式中，網絡管理員可配置諸 如一個或多個專用無線接入點之類的專用資源的選擇集來在選定的信道或 信道集上操作。在一種實施方式中，專用無線接入點可在信標或其他無線 管理幀中公告"SOS"或故障排除SSID。在邏輯信道實施方式中，網絡管 理員可在無線網絡基礎結構中的所有無線接入點(或無線接入點的選定子 集)的各個當前操作信道上配置附加SSID。在一個這種實施方式中，診 斷信道在無線接入點上具有它自己的虛擬BSSID。此外，在物理或者邏輯 實施方式中，診斷信道的RF屬性可以配備較高功率和較低數據速率，以嘗試克服或減輕與WLAN有關的任何潛在的RF問題。應該理解，診斷信 道上的吞吐量一般無關緊要。診斷信道上的流量可被限速(rate limited) 以消除或減輕使用該信道的任何可能的DoS (拒絕服務)攻擊。在一種實 施方式中，為了去除認證問題，診斷鏈路或信道可提供開放認證。在一個 這種實施方式中，網絡基礎結構被配置為不提供故障排除之外的其他網絡 訪問。例如，在一種實施方式中，這可以通過不與其他網絡或網際網路訪問 建立DMZ VLAN來完成。診斷鏈路也可以通過其他形式建立。例如，診 斷鏈路可利用有線連接來實現(如直接連接到網絡基礎結構的專用乙太網 交換機埠的無線客戶端，即網際網路術語中的多宿主機)。使用有線連接 可用於無線連通性或幹擾成為問題的情況。再者，診斷鏈路可利用與對等 無線客戶端的自組織連接來實現。
根據本發明，無論是邏輯的還是物理的診斷鏈路都被配置為確保診斷 懇求器能夠建立到診斷管理器的連結，或者至少增加其建立的可能性。本 發明的實施例採取各種措施來確保連接。例如，診斷鏈路可被配置為通過 以很高的功率發送並只支持很低的數據速率來保證覆蓋率。利用該低速率 信道上的有限流量和幹擾，RF問題作為無線連通性問題的原因應被去除 或減少。為了去除任何認證問題，診斷信道在一種實施方式中可提供開放 認證。出於安全原因， 一旦診斷懇求器通過診斷鏈路連接到診斷管理器， 便可限制診斷懇求器僅為故障排除目的而與診斷管理器通信。
如上所述，本發明的實施方式利用802.1 la/b/g標準的多信道能力來為 故障排除目的提供診斷鏈路。諸如美國、西班牙、日本、加拿大等各種國 家的規定允許使用不同信道和信道配置。由於信道幹擾可能因部署而不 同，因此網絡管理員在一種實施方式中可能針對給定部署來選擇RF信 道。
圖6A和6B是如上所述支持物理和邏輯信道、現有WLAN信道和有 線連接的實施方式。圖6A例示了根據本發明的一種實施方式的診斷鏈路 500，其中診斷鏈路500將無線客戶端60經由無線接入點50和網絡52耦 合到診斷管理器10。圖6B例示了根據本發明的另一種實施方式的診斷鏈 路500，其中診斷鏈路500將無線客戶端60經由無線接入點50、中央控
16制器70和診斷代理72耦合到診斷管理器10。在一種實施方式中，診斷代 理72和診斷管理器10建立通信隧道74 (封裝在診斷懇求器510和診斷管 理器之間傳送的分組)。
圖6C例示了根據本發明的另一種實施方式的診斷鏈路500，其中診斷 鏈路500將無線客戶端60a (不健康無線客戶端)經由對等無線客戶端60b (例如，健康無線客戶端)和無線接入點50耦合到診斷管理器10。圖6C 例示了無線客戶端60a的診斷懇求器510a發現無線客戶端60b的診斷懇求 器510b的對等配置。 一旦診斷懇求器510a和510b通信，診斷懇求器 510b便可在診斷懇求器510a和診斷管理器10之間中繼消息。
C2.診斷鏈路的識別
當無線客戶端60具有訪問無線網絡基礎結構的問題時，診斷懇求器 510可通過多種方式來定位診斷鏈路500。在一種實施方式中，診斷管理 器持續公告診斷鏈路的可用性。在一種實施方式中，診斷管理器應無線客 戶端請求來公告診斷鏈路的可用性。在一種實施方式中，無線客戶端可預 先配備診斷鏈路的連接信息(例如，"SOS" SSID)。在另一種實施方式 中，診斷鏈路的連接信息和/或診斷鏈路的一個或更多個參數在信標或其他 無線網絡管理幀中被公告。在有線連接實施方式中，信標幀可包括專用於 診斷鏈路的物理乙太網交換機埠的位置。或者，無線網絡基礎結構可經 由探測響應來提供諸如SSID、 BSSID、時間戳或IP位址之類的一個或更 多個參數。 D.故障排除協議
下文描述根據本發明的一種實施方式的故障排除協議。如下面將詳細 描述的那樣，故障排除協議在一種實施方式中牽涉由診斷管理器、診斷懇 求器和/或無線網絡基礎結構的各種單元(例如，無線接入點、認證伺服器 等)生成的信息。
圖7是例示了根據本發明的一種實施方式的診斷懇求器510和診斷管 理器IO之間的可能信息流的圖。圖8A和8B合起來是例示了根據本發明 的一種實施方式由診斷懇求器連同執行故障排除協議一起執行的處理流程 的流程圖。合起來參考圖7、 8A和8B，診斷懇求器510首先經由診斷鏈路500建立與診斷管理器10的連結(802)(圖8A)。在一種實施方式 中，診斷懇求器可在與實現診斷鏈路的一個或更多個接入點相關或在所述 接入點上預先分配資源的背景處理中操作。在這種實施例中，診斷懇求器 簡單地檢查診斷鏈路是否在啟動診斷協議會話之前被使能。在另一種實施 方式中，診斷鏈路在要求時建立。診斷鏈路(例如，經由WLAN診斷鏈 路上的有線連接或開放關聯)建立之後，診斷懇求器510生成並發送問題 報告給診斷管理器10 (804)，診斷管理器10在一種實施方式中發送確 認。在一種實施方式中，問題報告可以是指示無線客戶端經歷的問題類型 的初始診斷報告。問題例如可能牽涉RF問題、連通性問題、認證問題、 關聯問題等。在一種實施方式中，診斷懇求器510可在詳細日誌中持續採 集並存儲RF測量結果以及其他連接狀態信息。這些日誌中信息的某些或 全部可包含在問題報告中。另外，問題報告可包括與診斷懇求器檢測到的 問題相對應的問題類型指示符。此外，診斷懇求器510可訪問無線客戶端 上的MIB (如果有的話)，以收集將被包含到問題報告中的任何有關統計 資料。診斷懇求器510隨後等待來自診斷管理器IO的響應消息或命令。 如圖8所示，診斷懇求器510在一種實施方式中確定它是否收到射頻
(RF)測量請求(806)。若沒有，則診斷懇求器510確定是否已存在超 時(808)。若診斷懇求器510接收RF測量請求，則診斷懇求器510執行 RF測量(810)並將包含RF測量結果的RF響應發送到診斷管理器
(812) 。 RF測量結果包括信號屬性信息，如接收信號強度、信噪比、幹 擾和噪聲。例如，在一種實施方式中，RF測量可能包括鏈路測試，其可 能包括掃描一個或更多個RF信道上無線幀的覆蓋範圍、確定無線幀的接 收信號強度，以及與檢測到的接收信號強度值和RF信道標識符相關聯地 存儲接收無線幀的源MAC地址。信號屬性信息可包括信噪比(SNR)和 幹擾。其他RF測量操作可牽涉一個或更多個無線幀的傳送，以允許一個 或更多個基礎結構接入點可以檢測無線幀並將它們報告給診斷管理器。 再者，其他RF測量操作可包括將探測請求幀發送到一個或更多個無線接 入點以及相應的探測響應的接收，包括一個或更多個接收信號屬性的檢 測。牽涉無線幀的發送和/或接收以及信號數據的收集的各種RF測量操作可被用來採集與信道噪聲、信道負載、路徑損失信息、抖動、分組丟失等
有關的信息。如圖8所示，在無線客戶端執行一個或更多個RF測量操作 之後，它生成並發送包含在一個或更多個RF測量期間收集或檢測的信息 的RF測量報告。
診斷懇求器510隨後確定它是否從診斷管理器接收嘗試被診斷的 WLAN上的關聯/認證的關聯/認證請求(814)(圖8B)。無線客戶端隨 後使用正常機制嘗試與WLAN的關聯和認證(816)。因此，在一種實施 方式中，無線客戶端嘗試與WLAN進行關聯以及與WLAN的RADIUS或 其他認證伺服器進行認證。在一種實施方式中，診斷懇求器隨後可以生成 並發送關聯/認證細節響應(818)，以經由診斷信道反饋它了解到的任何 細節，如無線客戶端試圖與之關聯的無線接入點的MAC地址及其結果。 如下面將進一步詳細描述的那樣，在一種實施方式中，關聯和認證測試的 執行可能以無線客戶端在RF測量測試期間是否見到任何基礎結構無線接 入點為條件。
診斷懇求器510隨後確定它是否收到客戶端細節請求(820)。若 是，則診斷懇求器510生成並發送客戶端細節響應給診斷管理器 (822)。客戶端細節描述客戶端的身份及其能力和配置。例如，在一種 實施方式中，客戶端細節可能包括無線客戶端標識，無線客戶端MAC、 無線客戶端IP位址信息，產品和供應商信息、網絡接口卡(NIC)類型、 作業系統細節、驅動版本細節、WEP密鑰等。客戶端細節可能有助於診斷 管理器確定無線連通性問題是否歸因於配置問題。診斷懇求器510確定它 是否從診斷管理器10收到完成報告(824)。若是，則診斷懇求器510向 診斷管理器IO發送確認響應(826)。
圖9是例示了根據本發明的一種實施方式由診斷管理器10連同執行 上面在圖8中描述的故障排除協議一起執行的處理流程的流程圖。如圖9 所示，診斷管理器10確定它是否從診斷懇求器510收到問題報告。若 是，則診斷管理器IO生成並發送RF測量請求(904)。如上所述，RF測 量包括信號屬性信息(例如，信號強度、SNR等)。RF測量請求可向包 含無線接入點的無線網絡基礎結構觸發命令。在一種實施方式中，這種命令例如可能包括鏈路測試、關聯測試和認證測試、動態主機配置協議
(DHCP)測試、域名系統(DNS)測試、認證、授權和計費(AAA)測 試等。在一種實施方式中，這種實施方式中，這種命令例如可能包括確定 這些伺服器是否雙方都可以到達(即，ICMP回聲請求)以及是否能夠正 確地提供對診斷快客戶端的測試消息的有效響應的動態主機配置協議
(DHCP)測試、域名系統(DNS)測試、認證、授權和計費(AAA)測 試。在一種實施方式中，命令可包括對RF測量的請求，RF測量例如可包 括可操作參數、無線客戶端上的網絡設置、信道負載、信道噪聲、位置信 息、路徑損失信息、信號強度、分組丟失、抖動、共信道幹擾、與無線接 入點的關聯、乒(ping) (ICMO回聲請求)和其他連接結果等。診斷管 理器IO隨後確定它是否從診斷懇求器收到RF測量響應(906)或從與RF 測量請求有關的無線基礎結構收到其他結果。
診斷管理器10隨後生成並發送關聯/認證請求(908)。在關聯/認證 請求中，在一種實施方式中，該請求指導無線客戶端嘗試與無線網絡基礎 結構進行關聯並與RADIUS或其他認證伺服器進行認證。診斷管理器10 隨後確定它是否收到來自WLAN基礎結構的一個或更多個節點的關聯/認 證響應以確定那裡生成了什麼事件(例如，成功關聯，但未成功認證 等)，以及來自診斷懇求器的關聯/認證響應(910)以確定無線客戶端了 解到的任何細節(例如，無線客戶端試圖與之關聯的無線接入點的MAC 地址及其結果)。在一種實施方式中，診斷管理器IO令無線客戶端執行 一個或更多個網絡測試並將網絡測試的結果反饋給診斷管理器10。在一種 實施方式中，網絡測試可包括動態主機配置協議(DHCP)測試、域名系 統(DNS)測試、認證、授權和計費(AAA)測試中的一個或更多個。診 斷管理器可以使用來自無線客戶端的信息以及從無線接入點和認證伺服器 收集的信息來幫助診斷問題。在一種實施方式中，關聯/認證測試可能以無 線客戶端在RF測量測試期間是否見到任何基礎結構無線接入點為條件， 並且若是，則診斷管理器可以選擇無線客戶端見到的無線接入點之一，並 引導無線客戶端與無線接入點相關聯。
診斷管理器10隨後生成並發送客戶端細節請求(908)。如上所述，客戶端細節描述客戶端的身份及其能力和配置(例如，無線客戶端標識，
無線客戶端MAC、無線客戶端IP位址信息等)。診斷管理器10隨後確定 它是否從診斷懇求器510收到客戶端細節響應(914)。若是，則診斷管 理器10生成並發送完成報告給診斷懇求器510 (916)。在一種實施方式 中，完成報告可提供來自故障排除協議的結果，或者可顯示消息或列表， 所述消息或列表包含對網絡管理員的該問題是否要求人為幹預的建議。例 如，在一種實施方式中， 一個建議可能是調節WLAN的一個或更多個可 操作參數。在一種實施方式中，另一個建議可能是用戶在無線適配器外部 配置諸如網絡設置或作業系統設置之類的項目。另一個建議可能是用戶經 由電話號碼或網站聯絡幫助臺(help desk)。在一種實施方式中，診斷管 理器可自動啟動補救措施，包括自動供應或自動重新配置無線網絡基礎結 構的多個方面。在一種實施方式中，診斷管理器可以針對新的和現有的無 線客戶端來公告WLAN設置並/或供應配置參數。在一種實施方式中，診 斷懇求器可被配置為自動配置無線網絡接口的一個或更多個可操作參數。
根據本文公開的方法、裝置和系統，本發明提供多種益處。例如，本 發明針對自動初始配置和自動對WLAN連通性問題進行診斷和故障排除 提供更可靠的RF連接，使得無線客戶端和無線網絡基礎結構的各種單元 能夠自動地採集網絡信息和詳細日誌，提供用於自動補救措施的裝置來成 功建立無線客戶端和WLAN之間的功能連接，為無線客戶端提供裝置來 顯示用於網絡管理員的網絡故障排除結果，並提供針對新的和現有的無線 客戶端來提供參數的機制。
已參考具體實施例解釋了本發明。例如，雖然本發明的實施例已被描 述為連同802.11網絡一起操作，但是本發明可以連同WLAN環境一起使 用。其他實施例對本領域普通技術人員顯而易見。因此除了所附權利要求 指示的之外，不打算限制本發明。
2權利要求
1. 一種無線客戶端，包括一個或多個處理器；存儲器；網絡接口；物理地存儲在所述存儲器中的診斷懇求器應用，其包含指令，所述指令可操作用於致使所述一個或多個處理器和所述無線客戶端執行如下操作通過診斷鏈路建立到診斷管理器的連接；以及與所述診斷管理器交換診斷信息。
2. 如權利要求1所述的無線客戶端，其中所述診斷懇求器應用還包括 可操作用於致使所述一個或多個處理器和所述無線客戶端執行如下操作的 指令響應於來自所述診斷管理器的RF測量數據請求，採集射頻(RF)測 量數據；以及將所述RF測量數據發送到所述診斷管理器。
3. 如權利要求1所述的無線客戶端，其中所述診斷懇求器應用還包括 可操作用於致使所述一個或多個處理器和所述無線客戶端執行如下操作的 指令-在執行診斷協議期間收集網絡數據。
4. 如權利要求1所述的無線客戶端，其中所述診斷懇求器應用還包括 可操作用於致使所述一個或多個處理器和所述無線客戶端執行如下操作的 指令執行一個或多個診斷測試。
5. 如權利要求1所述的無線客戶端，其中所述診斷懇求器應用還包括 可操作用於致使所述一個或多個處理器和所述無線客戶端執行如下操作的 指令生成問題報告；以及將所述問題報告發送到所述診斷管理器。
6. 如權利要求1所述的無線客戶端，其中所述診斷懇求器應用還包括 可操作用於致使所述一個或多個處理器和所述無線客戶端執行如下操作的 指令響應於來自所述診斷管理器的客戶端細節請求，發送客戶端細節數據。
7. 如權利要求1所述的無線客戶端，其中所述診斷鏈路被實現為有線 連接、物理信道、復用信道、現有無線區域網(WLAN)信道和對等信道 中的至少一種。
8. 如權利要求1所述的無線客戶端，其中所述診斷鏈路被實現為跨越 至少以下節點對等無線客戶端；以及操作地與第二無線客戶端通信的無線接入點。
9. 一種無線客戶端中的方法，包括在所述無線客戶端處通過診斷鏈路建立到診斷管理器的連接；以及 與所述診斷管理器交換診斷信息。
10. 如權利要求9所述的方法，還包括響應於來自所述診斷管理器的射頻(RF) RF測量數據請求，採集RF 測量數據；以及將所述RF測量數據發送到所述診斷管理器。
11. 如權利要求9所述的方法，還包括在執行診斷協議期間收集網絡 數據。
12. 如權利要求9所述的方法，還包括執行一個或多個診斷測試。
13. 如權利要求9所述的方法，還包括 生成問題報告；以及 將所述問題報告發送到所述診斷管理器。
14. 如權利要求9所述的方法，還包括響應於來自所述診斷管理器的 客戶端細節請求，發送客戶端細節數據。
15. 如權利要求9所述的方法，其中所述診斷鏈路被實現為有線連接、物理信道、復用信道、現有無線區域網(WLAN)信道和對等信道中 的至少一種。
16. 如權利要求9所述的方法，其中所述診斷鏈路被實現為跨越至少以下節點對等無線客戶端；以及 操作地與第二無線客戶端通信的無線接入點。
17. —種無線客戶端，包括用於建立與無線網絡的無線連接的裝置； 用於通過診斷鏈路建立到診斷管理器的連接的裝置；以及 用於與所述診斷管理器交換與所述無線連接有關的診斷信息的裝置。
18. —種無線接入點，包括 一個或多個處理器； 存儲器； 無線網絡接口；物理地存儲在所述存儲器中的無線接入點應用，其包含指令，所述指 令可操作用於致使所述一個或多個處理器和所述無線接入點執行以下操 作響應於事件，在診斷管理器和無線客戶端的診斷懇求器之間支撐診斷 鏈路；公告所述診斷鏈路的一個或多個訪問參數；以及 在所述診斷懇求器和所述診斷管理器之間轉發消息。
19. 如權利要求18所述的無線接入點，其中所述一個或多個訪問參數 被包含在由所述無線接入點發送的無線管理幀中。
20. 如權利要求18所述的無線接入點，其中所述一個或多個訪問參數 包含服務集標識符(SSID)、基本服務集標識符(BSSID)和IP位址中的一個或多個。
21. 如權利要求18所述的無線接入點，其中所述診斷鏈路被實現為專 用RF信道，所述RF信道配備了增加的發送功率和降低的數據速率中的一 種或多種。
22. —種無線接入點中的方法，包括響應於事件，在診斷管理器和無線客戶端的診斷懇求器之間支撐診斷 鏈路；在無線管理幀中公告所述診斷鏈路的一個或多個訪問參數；以及 在所述診斷懇求器和所述診斷管理器之間轉發消息。
23. 如權利要求22所述的方法，其中所述一個或多個訪問參數包含服 務集標識符(SSID)、基本服務集標識符(BSSID)和IP位址中的一個或 多個。
24. 如權利要求22所述的方法，其中所述診斷鏈路被實現為專用RF 信道，所述RF信道配備了增加的發送功率和降低的數據速率中的一種或 多種。
25. —種無線接入點，包括用於響應於事件來在診斷管理器和無線客戶端的診斷懇求器之間支撐 診斷鏈路的裝置；用於在無線管理幀中公告所述診斷鏈路的一個或多個訪問參數的裝 置；以及用於在所述診斷懇求器和所述診斷管理器之間轉發消息的裝置。
26. —種診斷裝置，包括 一個或多個處理器； 存儲器；網絡接口；物理地存儲在所述存儲器中的診斷管理應用，其包含指令，所述指令 可操作用於致使所述一個或多個處理器和中央控制器執行以下操作通過診斷鏈路與相應無線客戶端的一個或多個診斷懇求器交換診斷數據；執行一個或多個診斷測試；以及基於所述診斷測試將診斷信息發送到所述無線客戶端。
27. 如權利要求26的診斷裝置，其中為了執行一個或多個診斷測試， 所述診斷裝置應用還包括可操作用於致使所述一個或多個處理器和所述中央控制器執行以下操作的指令向所述診斷懇求器和向無線網絡中的一個或多個元件發送射頻(RF) 測量數據請求；以及從所述診斷懇求器和所述無線網絡中的一個或多個元件接收RF測量 數據。
28. 如權利要求26的診斷裝置，其中所述診斷鏈路被實現為有線連 接、物理信道、復用信道、現有無線區域網(WLAN)信道和對等信道中 的至少一種。
29. 如權利要求26的診斷裝置，其中所述診斷裝置向所述一個或更多 個診斷懇求器生成並發送完成報告，其中所述完成報告提供建議和來自故 障排除協議的結果中的至少一個。
30. —種診斷裝置中的方法，包括-通過診斷鏈路與相應無線客戶端的一個或多個診斷懇求器交換診斷數據；執行一個或多個診斷測試；以及基於所述診斷測試將診斷信息發送到所述無線客戶端。
31. 如權利要求30的方法，還包括發送診斷客戶端的請求來執行一個 或多個診斷測試。
32. 如權利要求30的方法，其中所述執行還包括 向所述診斷懇求器和向無線網絡中的一個或多個元件發送射頻(RF)測量數據請求；以及從所述診斷懇求器和所述無線網絡中的一個或多個元件接收RF測量 數據。
33. 如權利要求30的方法，其中所述診斷鏈路被實現為有線連接、物 理信道、復用信道、現有無線區域網(WLAN)信道和對等信道中的至少 一種。
34. 如權利要求30的方法，其中所述診斷裝置向所述一個或多個診斷 懇求器生成並發送完成報告，其中所述完成報告提供建議和來自故障排除 協議的結果中的至少一個。
35.—種診斷裝置，包括-用於通過診斷鏈路與相應無線客戶端的一個或多個診斷懇求器交換診斷數據的裝置；用於執行一個或多個診斷測試的裝置；以及用於基於所述診斷測試將診斷信息發送到所述無線客戶端的裝置。
全文摘要
旨在輔助對無線網絡中的無線連通性問題進行故障排除的方法、裝置和系統。根據本發明的一個實施例，診斷管理器或者無線客戶端中的診斷懇求器響應於一個或更多事件來通過診斷鏈路在診斷管理器和診斷懇求器之間啟動故障解決協議。在一個實施例中，在診斷懇求器經由診斷鏈路建立到診斷管理器的連結之後，診斷懇求器生成並發送問題報告給診斷管理器。該問題報告在診斷管理器和診斷懇求器之間啟動故障排除協議。
文檔編號H04W88/02GK101427596SQ200780001667
公開日2009年5月6日 申請日期2007年2月15日 優先權日2006年2月17日
發明者戴維·S·史蒂芬森, 簡凡·沙基肯特·帕提爾, 羅伯特·B·小奧』哈若, 蒂莫西·S·歐爾森 申請人:思科技術公司