CN1571385A

CN1571385A - 无线接入点负载均衡方法

Info

Publication number: CN1571385A
Application number: CN 200410017978
Authority: CN
Inventors: 吴湘宁; 吴波
Original assignee: UTStarcom Telecom Co Ltd
Current assignee: UTStarcom Telecom Co Ltd
Priority date: 2004-04-27
Filing date: 2004-04-27
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2024-04-27
Also published as: CN100423501C

Abstract

本发明涉及一种无线接入点(AP)的负载均衡方法，在无线终端接入到一个AP之前，比较同一局域网内相同服务区标识符(SSID)的AP的当前接入用户数或接入数据流量，无线终端接入到接入用户数或接入流量最少的AP。从而实现局域网AP的负载均衡，不会造成某个AP的拥堵。

Description

无线接入点负载均衡方法

技术领域

本发明涉及通讯领域，尤其涉及无线局域网接入点(Wireless AP)的负载均衡方法。

背景技术

随着计算机技术和网络技术的蓬勃发展，网络在各行各业的应用越来越广。有线网络以其传输速度高，产品的品牌及数量众多和技术发展速度快等优点，在市场上有着很高的知名度和市场份额。然而，随着无线网络在技术上的成熟，产品种类的不断增加和产品成本下降，未来几年，无线网络在全世界将有较大的发展。无线局域网应用越来越多，它将扩展有线局域网或在某些情况下取而代之。可以预期，在未来信息无所不在的时代，无线网将依靠其无法比拟的灵活性，可移动性和极强的可扩容性，使人们真正享受到简单、方便、快捷的无线连接。

现有无线局域网由于接入用户有限，因此，在具体组网时会出现同一地点有多个AP同时覆盖，以解决单个AP接入用户数较少或流量较少的问题。但是，在现有的802.11协议中用户接入AP主要通过信号强弱来选择接入，所以，在同一地点有多个AP同时覆盖时，会出现每个AP接入用户不均或流量不均的现象。有些AP用户数或数据流量过大，而有些AP用户数或数据流量过少。

美国专利公开第20030169716号在背景技术中揭示了三种达到通信负载均衡的方法：

1.通信负载监视

无线终端监视各自的收发基站的通信负载，当无线终端所连接的收发基站的通信负载增大时，就会漫游到其它通信负载较小的基站。

2.检查所连接的无线终端的数目

在建立连接之前，无线终端询问每个收发基站所连接的无线终端的个数，并且连接到无线终端数目最少的收发基站上。当无线终端所连接的信号强度减弱时，漫游到其它信号强度高的收发基站。主要是依据一个网络中每个AP的信号强度和用户数量来判断，终端在连接后会根据信号的变化而更新连接。

3.连接目的地注册方法

一个单独的收发基站被注册到无线终端作为一个连接目的地，从而使连接目的地固定在一个基站上，使其无法实现漫游，从而使无线终端的连接达到负载均衡。

第一和第二种方法由于要根据通信负载或信号强弱使无线终端经常在收发基站间漫游，增加了无线网络的负担，容易造成网络的拥堵。而第三种方法无法实现漫游，当无线终端所连接的收发基站的信号太弱时，就无法正常收发数据。

美国专利公开第20030169716号根据上述问题，揭示了一种网络连接的方法，使无线终端连接同时到多个收发基站，并通过其中至少一个实现数据通信。这样就增加了每个收发基站所连接的无线终端的数量。

发明内容

本发明的目的在于提供解决多个AP同时覆盖的条件下的负载均衡接入方法。

为实现上述目的，本发明无线接入点(AP)负载均衡方法中，无线接入点在一个局域网中且具有同样的SSID，其具体判断流程是：

1)定期获取AP的代表负载的参数；

2)通过上联口广播当前AP的代表负载的参数；

3)接收负载均衡报文，得到相同SSID的AP目前代表负载的参数；

4)建立相同SSID AP代表负载的参数表；

5)收到新用户无线终端接入请求后比较代表负载的参数；

6)如果是代表负载的参数最少的AP，则允许新用户接入；否则，拒绝新用户接入。

其中所述的代表负载的参数可以为接入用户数量或者是AP的数据流量。用户可以根据相应的需要来选择。

本发明运用简单协议实现同一局域网下相同SSID的AP间用户数目或数据流量的交互，获得新用户接入AP时是否被允许的条件。达到在该区域内设备资源的有效利用，以及用户接入质量的保证。AP之间通过HUB的上联口交换数据，不占用无线频宽。

附图说明

图1为本发明无线接入点(AP)负载均衡方法的流程图；

图2为本发明无线接入点(AP)负载均衡方法硬件设备的网络拓扑图；

图3为本发明无线接入点(AP)负载均衡方法AP间报文的交互流程图；

图4为本发明无线接入点(AP)负载均衡方法的负载均衡广播报文格式的示意图。

具体实施方式

本发明通过同一局域网下相同服务区标识符(SSID)的无线接入点(AP)之间接入用户数或数据流量的交互，使得AP在判断对新用户接入请求有了相应的依据，AP可以根据管理员对具体应用的要求，收集自身的当前接入用户数或数据流量。并且通过相应的广播报文在局域网内广播，收到广播信息的其他AP，通过解析协议内容，得到发报AP当前的接入用户数或数据流量，汇总以后，每个AP都可以维护一张关于目前同一局域网下相同SSID的AP的当前接入用户数据表或数据流量表。在新的无线用户对这些AP中某一个AP发出接入请求时，该AP将根据它所维护的数据表来判断是否允许此新用户对它的接入请求。

请参阅图1，其具体判断流程是：

1)定期获取AP接入用户数或AP的当前数据流量；

2)通过上联口广播当前AP接入用户数或AP的当前数据流量；

3)接收负载均衡报文，得到相同SSID的AP目前用户数或AP的当前数据流量；

4)建立相同SSID AP的接入用户数目表或AP的当前数据流量表；

5)收到新用户接入请求后比较接入用户数或数据流量；

6)如果是接入用户最少的AP或前流量最少的AP，则允许新用户接入；否则，拒绝新用户接入；

本发明只是根据数据流量或接入用户数，只要无线终端能够接收到AP的信号，并在无线终端接入门限之内即可(IEEE802.11协议规定)。

以上的判断可分为两种方式，一种是基于接入用户数的，另一种是基于数据流量的。两种方式在实现时思想相同，只是采用的判断依据不同。

本发明所提到的同一局域网下相同SSID的AP具体解释请参阅图2，硬件设备的网络拓扑：

1)要求AP2通过网络集线器(HUB)3，汇聚在同一个局域网中；

2)要求AP2具有相同的SSID；

3)要求AP2据用共同的覆盖区域，无线终端可以通过相应的AP接入无线局域网。

服务区标识符SSID(Service Set Identifier)提供了一个标志无线局域网边界的方法，所有SSID相同的无线设备处于一个无线网络内。因此不知道SSID是无法访问特定的无线局域网的。无线工作站必须出示正确的SSID，与无线访问点AP的SSID相同，才能访问AP；如果出示的SSID与AP的SSID不同，那么AP将拒绝它通过本服务区上网。

本发明负载均衡方法AP间报文的交互流程，请参阅图3：

1)根据设定，定时广播AP接入用户数或数据流量信息报文；

2)AP收到局域网内其他AP广播出的接入用户数或数据流量信息报文；

3)判断是否是相同SSID的AP发出的报文；如果不是，是直接丢弃报文，如果是，则进入下一步；

4)收到的AP MAC地址是否在信息表中，没有则加入新条目；

5)如果收到的AP MAC地址已在信息表中，判断报文发出的时间是否早于信息表中报文的时间，若是，则丢弃报文；若不是则将报文中所携带的接入用户数或数据流量更新到信息表中。

由于多个AP接到同一个LAN中，当每次收到更新报文后，需要确认收到的报是不是最新被其他AP发出的，如果是更新数据表，否则丢弃报文。

负载均衡广播报文格式请参阅图4，报文解释如下：

1)字节0-字节5：目的MAC地址；

2)字节6-字节11：源MAC地址；

3)字节12-字节13：协议类型，这里用“BB BB”。

4)字节14-字节15：接入用户数；

5)字节16-字节23：接入流量；

6)字节24-字节27：报文的时间标记；

7)字节28-字节47：AP的SSID。

在相关前案技术中，主要是依据一个网络中每个AP的信号强度和用户数量来判断，终端在连接后会根据信号的变化而更新连接。本发明使无线终端接入到负载最小的AP上，实现了局域网内的AP的负载均衡，判断负载最小的依据是接入用户数或数据流量，本发明的方法在无线终端连接上AP后，如果AP信号不低于连接门限(这是802.11协议和网卡驱动本身的功能，不涉及本发明)，不会重连接其他AP，减少了漫游的次数。当无线终端所连接的AP的信号低于连接门限时，无线终端重新执行本发明的过程，连接到负载最小的AP上。AP之间通过HUB的上联口交换数据，不占用无线频宽。

Claims

1.一种无线接入点(AP)的负载均衡方法，其中无线接入点在一个局域网中且具有同样的服务区标志符(SSID)，其包括如下步骤∶

1)定期获取AP的代表负载的参数；

2)通过上联口广播当前AP的代表负载的参数；

3)AP接收负载均衡报文，得到相同SSID的AP的代表负载的参数；

4)建立相同SSID AP的代表负载的参数表；

5)收到新用户无线终端接入请求后比较代表负载的参数；

2.如权利要求1所述的无线接入点(AP)负载均衡方法，其特征在于：代表负载的参数表的制作过程包括如下步骤：

1)定时广播AP代表负载的参数的信息报文；

2)AP收到局域网中代表负载的参数的信息报文；

3)判断是否是相同的SSID，如果不相同，则直接丢弃报文，如果相同则进入下一步；

4)判断报文发出的时间是否早于信息表中已有报文的时间，若是，则丢弃报文；若不是，则将报文中所携带的代表负载的参数更新到信息表中。

3.如权利要求2所述的无线接入点(AP)负载均衡方法，其特征在于，在第3)步之后有如下步骤：判断报文的APMAC(媒体访问控制)地址是否在信息表中，如果没有则加入新条目，如果有，则直接进入下一步。

4.如权利要求1所述的无线接入点(AP)负载均衡方法，其特征在于AP的信号强度要大于无线终端的接入门限。

5.如权利要求4所述的无线接入点(AP)负载均衡方法，其特征在于无线终端接入到一个AP之后，当该AP的信号强度低于接入门限之后，无线终端重新进行如权利要求1的过程接入AP。

6.如权利要求1至5任意之一所述的无线接入点(AP)负载均衡方法，其特征在于代表负载的参数为AP接入用户的数量。

7.如权利要求6所述的无线接入点(AP)负载均衡方法，其特征在于所述接入用户数量报文至少包括如下信息：目的MAC地址、源MAC地址、协议类型、报文的时间标记、接入用户数量和AP的SSID。

8.如权利要求1至5任意之一所述的无线接入点(AP)负载均衡方法，其特征在于代表负载的参数为AP的数据流量。

9.如权利要求8所述的无线接入点(AP)负载均衡方法，其特征在于所述接入数据流量报文至少包括如下信息：目的MAC地址、源MAC地址、协议类型、报文的时间标记、接入数据流量和AP的SSID。

10.如权利要求1至5任意之一所述的无线接入点(AP)负载均衡方法，其特征在于所述接入数据流量报文至少包括如下信息：目的MAC地址、源MAC地址、协议类型、数据流量、接入用户数量、报文的时间标记和AP的SSID，用户可以选择代表负载的参数为用户数量或数据流量。