一种无线局域网络及其共享方法、无线局域网网关

摘要

本发明提供一种无线局域网络及其共享方法、无线局域网网关。其中所述方法包括：通过无线局域网网关设置公共热点和私有热点；公共无线局域网用户通过所述公共热点接入无线局域网络，并分配独立网络带宽；私有无线局域网用户通过所述私有热点接入无线局域网络，并分配预先确定的网络带宽；所述独立网络带宽与所述预先确定的网络带宽互不干扰。与现有技术相比，本发明可以使每个公共用户均具有独立网络带宽资源，且不占用私有用户带宽资源，从而支持更多公共用户同时接入网络。

说明书

技术领域

本发明涉及无线局域网技术领域，尤其涉及一种无线局域网络及其共享 方法、无线局域网网关。

背景技术

在移动通信网中，随着无线局域网络(Wireless Local Area Networks， WLAN)终端的爆炸式增长和2G、3G网络数据流量压力的不断增大，使 WLAN业务越来越被运营商重视，并提出了四网协同建设的思路。传统的 WLAN业务仅在大城市的热点区域部署，如宾馆、机场、高档写字楼等，对 家庭区域的覆盖严重不足，往往满足不了广大人民群众的上网需求。据统计， 我国家庭用户中，仅有21.8%的家庭有WLAN网络，其中绝大多数是用户自 建WLAN，运营商WLAN网络难觅其踪。

如果利用普通用户家中的WLAN网关和宽带，在为用户提供WLAN私 有热点服务的同时，提供另一个共享公共热点给周边用户使用，将极大的提 高公共WLAN网络的覆盖范围，使公共用户可以随处通过WLAN访问互联 网，减轻2G、3G网络数据流量压力，提高用户体验，同时还可以节省大量 普通AP热点的建设成本。

基于上述想法，有公司开始推广其全球共享计划。该公司希望汇集全世 界人的力量，借由分享出个人的无线小网来构成全球性的无线大网，使全世 界的人都能受惠于更便宜甚至免费的无线网络。其主要模式为发布普通 WLAN网关的固件或出售定制化的WLAN网关，该类型的WLAN网关可以 开启两个热点，一个热点加密并为用户私有，一个热点公开为周边公共用户 所用。两个热点共用网关用户的宽带资源，网关用户可以进入网关的配置页 面，对公共用户可以占用的最大带宽进行分配，最低需要共享出512Kbps的 带宽。

现有主流的WLAN共享模式存在于如下缺陷：

带宽限制和公共用户数量限制。由于公共用户和私有用户共用私有用户 的宽带资源，当共享时，势必会减少私有用户的使用带宽。同时同一台网关 上的公共用户数量增多时，由于私有用户分配的共享公共带宽上限固定，每 个公共用户分配到的带宽即会减少，严重影响每个公共用户的网络使用，从 而限制更多的公共用户同时接入。

网关用户配置复杂。共享热点的开启、公共用户共享带宽的配置均需要 用户登录网关的配置页面手动经行设置，对于不具备IT知识的普通用户几乎 无法完成。

网关成本高。网关承担所有识别公私用户的工作，且内部需要具备带宽 分配、公共用户认证、账号服务器通讯接口等功能，相当于一个的三层网络 设备并需要定制诸多功能模块，造成网关软件复杂，成本高。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点和不足，提供一种无线局域网络 及其共享方法、无线局域网网关。

一种共享无线局域网络的方法，所述方法包括：

通过无线局域网网关设置公共热点和私有热点；

公共无线局域网用户通过所述公共热点接入无线局域网络，并分配独立 网络带宽；

私有无线局域网用户通过所述私有热点接入无线局域网络，并分配预先 确定的网络带宽；

所述独立网络带宽与所述预先确定的网络带宽互不干扰。

所述通过无线局域网网关设置公共热点和私有热点，包括：

在所述无线局域网网关上设置两个服务集标识，一个作为公共热点标识， 一个作为私有热点标识。

所述公共热点标识与名称为预先设定。

所述私有无线局域网用户通过路由模式或者桥接模式接入所述无线局域 网网关；所述公共无线局域网用户通过桥接模式接入所述无线局域网网关。

所述方法还包括：

统计所述公共无线局域网用户接入所述无线局域网网关的时长，并根据 所述时长大小给予所述无线局域网网关拥有者的所述私有无线局域网用户奖 励。

一种共享无线局域网络，所述网络包括无线局域网网关、宽带接入服务 器和共享业务平台，其中：

所述无线局域网网关，用于设置公共热点和私有热点，接收所述公共无 线局域网用户和私有无线局域网用户的接入；

所述宽带接入服务器，用于对所述公共无线局域网用户和私有无线局域 网用户进行账号验证，并分别分配带宽；

所述共享业务平台，用于对所述公共无线局域网用户和私有无线局域网 用户进行授权、计费和统计。

所述宽带接入服务器，还用于在所述公共无线局域网用户标识中加入网 关用户标识，标识所述公共无线局域网用户接入无线局域网络的所述无线局 域网网关。

所述共享业务平台，还用于提供所述公共无线局域网用户的登陆页面。

一种无线局域网网关，所述无线局域网网关包括公共热点设置单元和私 有热点设置单元，其中，

所述公共热点设置单元，用于设置所述公共无线局域网用户接入无线局 域网络的公共热点；

所述私有热点设置单元，用于设置所述私有无线局域网用户接入无线局 域网络的私有热点。

所述无线局域网网关还包括网关用户标识单元，用于在所述公共无线局 域网用户标识中加入网关用户标识，标识所述公共无线局域网用户接入无线 局域网络的所述无线局域网网关。

本发明采用WLAN网关上设置公共热点和私有热点两个互不干扰的热 点的方式，实现私有WLAN用户和公共WLAN用户同时通过WLAN网关接 入WLAN，与现有技术相比，可以使每个公共用户均具有独立网络带宽资源， 且不占用私有用户带宽资源，从而支持更多公共用户同时接入，提高私有 WLAN用户和公共WLAN用户的网络使用带宽体验；网关可以作为一个二 层网络设备，无需部署带宽分配、公共用户认证、通讯接口等功能模块，无 需定制专用网关，可兼容多数市面上的在售无线路由器/网关设备，功能简单 成本低；无需进行手工配置，网关开机即可开启共享热点功能。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的共享WLAN的方法原理流程图；

图2为本发明实施例2提供的WLAN网络结构示意图；

图3为本发明实施例3提供的公共WLAN用户的登录、退出过程示意图；

图4为本发明实施例4提供的WLAN网关结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细描述。但本发明的实施 方式不限于此。

本发明方法实施例原理在于实现了一种可运营的共享WLAN网络。运营 商在商户内部、用户家中提供宽带接入服务，通过部署家庭网关、Femto网 关、无线路由器等具有Wi-Fi功能的网络接入设备（简称为“WLAN网关”）， 在为WLAN网关用户提供私有WLAN接入服务的同时，为WLAN网关周边 的公共用户提供稳定带宽的WLAN网络接入服务，并对公共用户进行认证、 计费和结算。私有WLAN用户使用运营商提供的宽带接入服务接入互联网； 公共WLAN用户访问互联网并不占用WLAN网关用户的带宽资源，而是由 运营商独立分配。系统可以统计网关用户的分享时长，并根据贡献大小给予 网关用户奖励。

本发明所述的私有WLAN用户，通常是网关的拥有者，与宽带运营商签 署协议获得一定的宽带资源，通过WLAN网关发射的私有热点信号（通常用 户会对私有热点加密）使用该宽带资源访问互联网。私有WLAN用户的网络 使用过程与现有技术基本一致。公共WLAN用户，通常不是网关的拥有者， 可以是家庭网关拥有者的邻居或商铺网关拥有者的顾客等等，通过WLAN 网关发射的公共热点信号（不加密）接入互联网，运营商对其分配网关用户 协议带宽之外的额外带宽，并可以对此进行认证和计费。

如图1所示，为本发明实施例1提供的共享WLAN的方法原理流程图， 具体如下：

步骤10，通过WLAN网关设置公共热点和私有热点。

这里的WLAN网关通常是是私有WLAN用户和公共WLAN用户共用的 无线接入设备，一般为私有WLAN用户所有。WLAN网关完成以下功能：

提供私有热点和公共热点。对公共热点用户和私有热点用户通过不同 VLAN标记加以区分。在公共WLAN用户接入宽带接入服务器（Broadband  Remote Access Server，BRAS）时，向BRAS传递网关用户（即宽带用户） 标识，让上层设备识别公共WLAN用户所接入的网关属于哪个私有用户。

一种典型的方法为：网关上开启两个服务集标识（Service Set Identifier， SSID）。网关对私有用户采取正常模式接入BRAS，可以是路由也可以是桥 接模式。网关对公共用户采取桥接模式接入BRAS。公共用户接入BRAS后， 在BRAS通过DHCP协议分配公共用户网络地址时，网关在交互DHCP报文 的DHCP Option82或类似消息中插入网关用户标识，由BRAS识别获取。

步骤20，公共WLAN用户通过公共热点接入WLAN网络，并分配独立 网络带宽。

公共WLAN用户搜寻到公共热点的SSID，并通过该SSID接入WLAN 网络。

这里，公共热点标识与名称为预先设定。WLAN网关通常在出厂时即配 置好WLAN共享热点VLAN标记和共享热点名称，开机即可使用，无需用 户手工配置。

步骤30，私有WLAN用户通过私有热点接入WLAN网络，并分配预先 确定的网络带宽。

私有WLAN用户通常是网关的拥有者，自然可以根据正常的设定来使用 网关，并通过设置网关的私有热点进行WLAN的接入。接入的方式与正常的 WLAN接入方式一样，并无区别。

这里，需要公共WLAN用户和私有WLAN用户进行账号验证，并分配 带宽。对于私有WLAN或私有有线用户，BRAS通过向网络安全系统 （Authentication、Authorization、Accounting，AAA)设备发送请求对其进行 账号认证，认证通过后，分配的总带宽即为用户开通宽带时用户与运营商所 签署协议中的带宽资源；对于公共用户，BRAS通过向AAA设备发送请求 对其进行账号认证，认证通过后，每个公共用户均可以分配独立的带宽资源， 与网关用户的私有宽带带宽无关，同时BRAS会向AAA设备报告给公共 WLAN用户提供接入服务的私有WLAN网关用户信息。

一种典型的方法为：私有WLAN用户或私有有线用户通过PPPoE方式 发送账号与密码，由BRAS向AAA设备验证，验证通过后分配固定带宽供 用户使用。公共WLAN用户接入时,BRAS通过DHCP协议对其分配IP地址， 网关设备通过DHCP Option82消息或类似消息插入网关用户标识，由BRAS 获取。BRAS设备通过向公共WLAN用户推送Portal页面提供登录界面。用 户提交用户名密码后，由BRAS向AAA设备验证，验证通过后分配独立带 宽供用户使用。BRAS在公共WLAN用户的计费报文中插入网关用户标识， 将其传递给AAA设备。存放私有WLAN或私有有线用户信息的AAA设备 和存放公共WLAN用户信息的AAA设备可以是同一设备，也可以是不同的 设备。

至此，可以完成WLAN网络的共享，WLAN网关的拥有者，也就是私 有WLAN用户可以正常的通过网关上网，而公共WLAN用户同样可以通过 网关接入网络，互不影响。私有WLAN用户仍然可以获得跟运营商签订的带 宽来接入网络，公共WLAN用户接入网络的带宽是独立设定的，与私有 WLAN用户的带宽互不干扰。并且，进一步的，网关允许的话，可以同时接 入多个公共WLAN用户。

如图2所示，为本发明实施例2提供的WLAN网络结构示意图，其中， 包括WLAN网关、宽带接入服务器和共享业务平台，具体如下：

WLAN网关，用于设置公共热点和私有热点，接收公共WLAN用户和 私有WLAN用户的接入。

WLAN网关通常是是私有WLAN用户和公共WLAN用户共用的无线接 入设备，一般为私有WLAN用户所有。WLAN网关完成以下功能：提供私 有热点和公共热点。对公共热点用户和私有热点用户通过不同VLAN标记加 以区分。在公共WLAN用户接入宽带接入服务器BRAS时，向BRAS传递 网关用户（即宽带用户）标识，让上层设备识别公共WLAN用户所接入的网 关属于哪个私有用户。

宽带接入服务器，简称BRAS，用于对公共WLAN用户和私有WLAN 用户进行账号验证，并分别分配带宽。

BRAS是网络侧设备，一般为宽带运营商所有。BRAS主要完成以下功 能：

对公共WLAN用户和私有WLAN用户进行账号验证，并分配带宽。对 于私有WLAN或私有有线用户，BRAS通过向网络安全系统（Authentication、 Authorization、Accounting，AAA)设备发送请求对其进行账号认证，认证通 过后，分配的总带宽即为用户开通宽带时用户与运营商所签署协议中的带宽 资源；对于公共用户，BRAS通过向AAA设备发送请求对其进行账号认证， 认证通过后，每个公共用户均可以分配独立的带宽资源，与网关用户的私有 宽带带宽无关，同时BRAS会向AAA设备报告给公共WLAN用户提供接入 服务的私有WLAN网关用户信息。BRAS在公共WLAN用户的计费报文中 插入网关用户标识，将其传递给AAA设备。存放私有WLAN或私有有线用 户信息的AAA设备和存放公共WLAN用户信息的AAA设备可以是同一设 备，也可以是不同的设备。

这里的AAA)设备就是网络安全系统，一般完成如下功能：

认证(Authentication)：验证用户的身份与可使用的网络服务；

授权(Authorization)：依据认证结果开放网络服务给用户；

计帐(Accounting)：记录用户对各种网络服务的用量，并提供给计费系统。

共享业务平台，用于对公共WLAN用户和私有WLAN用户进行授权、 计费和统计。

WLAN共享业务平台，是网络侧设备，一般为宽带运营商所有。共享平 台主要完成以下功能：

AAA功能。提供对公共WLAN用户的识别、认证、授权、计费等功能， 并生成相应话单，传递给计费系统计费。

分享时长统计功能。通过BRAS上报的公共WLAN用户接入时的网关 用户信息，统计每个网关用户每月的分享时长，即每月通过该网关接入的公 共WLAN用户的总接入时长。

其他可选的功能还有：

Portal功能。提供公共WLAN用户的Web登录页面。

网关用户自服务功能。供网关用户查看自己的分享时长，并可以根据分 享时长的不同兑换奖励，以鼓励网关用户的长期分享行为。

进一步的，该网络还包括计费系统，是网络侧设备，一般为宽带运营商 所有。计费系统主要完成私有WLAN用户和公共WLAN用户的计费。其中 公共用户的话单由WLAN共享业务平台的AAA模块提供。此外，网关用户 的分享时长统计与激励功能也可以在计费系统中完成，相应的依据和话单由 WLAN共享业务平台的AAA模块提供。

计费系统也可以作为WLAN共享业务平台的一个功能模块存在。

如图3所示，为本发明实施例3提供的公共WLAN用户的登录、退出过 程示意图。

用户登录详细说明如下：

1、公共WLAN用户通过搜索WLAN网关发射的公共WLAN SSID热点 名称接入WLAN网关。

2、WLAN网关为公共WLAN用户设置独立于私有WLAN用户的VLAN 通道并接入BRAS服务器。

3、公共WLAN用户通过DHCP协议请求BRAS分配IP地址。

4、WLAN网关在步骤3中的DHCP请求报文里的DHCP Option82消息 或其他类似消息里插入WLAN网关用户（即宽带用户）标识。

5、BRAS记录公共用户所接入的WLAN网关用户标识，并响应DHCP 请求，给公共WLAN用户分配IP地址。

6、公共WLAN用户尝试访问网络，提交HTTP请求。

7、BRAS截获HTTP请求，并重定向至Portal服务器，向WLAN共享 业务平台发送登录请求。

8、WLAN共享业务平台向公共WLAN用户推送Portal登录页面。

9、用户填入登录信息并提交给WLAN共享业务平台。

10、BRAS和WLAN共享业务平台进行Radius登录协议交互。

11、认证通过后，WLAN共享业务平台提示用户登录成功，并通过BRAS 给公共WLAN用户分配独立的网络带宽资源。

12、BRAS向WLAN共享业务平台提交开始计费请求，并在开始计费报 文中插入之前记录的接入点WLAN网关的用户标识。

13、WLAN共享业务平台记录WLAN网关用户标识，并确认开始计费。

用户退出详细说明如下：

1、公共WLAN用户通过Web页面提交退出请求。

2、WLAN共享业务平台响应用户请求，并通知BRAS断开用户连接， 并回收所分配的带宽资源。

3、WLAN共享业务平台提示用户退出成功。

4、BRAS向WLAN共享业务平台提交结束计费请求，并在结束计费报 文中插入之前记录的接入点WLAN网关的用户标识。

5、WLAN共享业务平台记录WLAN网关用户标识，并确认结束计费， 生成公共WLAN用户使用话单。

如图4所示，为本发明实施例4提供的WLAN网关结构示意图，包括公 共热点设置单元41和私有热点设置单元42，其中，

公共热点设置单元41，用于设置公共WLAN用户接入WLAN的公共热 点；

私有热点设置单元42，用于设置私有WLAN用户接入WLAN的私有热 点。

进一步的，WLAN网关还包括网关用户标识单元43，用于在公共WLAN 用户标识中加入网关用户标识，标识公共WLAN用户接入WLAN的WLAN 网关。

综上，本发明采用WLAN网关上设置公共热点和私有热点两个互不干扰 的热点的方式，实现私有WLAN用户和公共WLAN用户同时通过WLAN 网关接入WLAN，与现有技术相比，可以使每个公共用户均具有独立网络带 宽资源，且不占用私有用户带宽资源，从而支持更多公共用户同时接入，提 高私有WLAN用户和公共WLAN用户的网络使用带宽体验；网关可以作为 一个二层网络设备，无需部署带宽分配、公共用户认证、通讯接口等功能模 块，无需定制专用网关，可兼容多数市面上的在售无线路由器/网关设备，功 能简单成本低；无需进行手工配置，网关开机即可开启共享热点功能。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述 实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、 修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护 范围之内。