CN101778425A - 无线局域网中的宽带接入服务器负载动态均衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线局域网中的宽带接入服务器负载动态均衡方法，该无线局域网由无线控制器(Access Controller，AC)和无线接入点(Access Point，AP)共同构成，并包括由多个宽带接入服务器(Broadband Access Server，BAS)组成的虚拟路由器，所述宽带接入服务器负载动态均衡方法包括步骤：当用户访问所述无线局域网时，由所述AP通知所述AC所述用户的访问，并由所述AC根据所述多个BAS的性能数据决定由其中的某一个BAS进行来自所述用户的数据的转发。

Description

无线局域网中的宽带接入服务器负载动态均衡方法

技术领域

本发明涉及无线局域网中的负载均衡方法，特别涉及基于瘦AP架构的无线局域网中的宽带接入服务器负载动态均衡方法。

背景技术

无线局域网(Wireless LAN，WLAN)的产品架构已经从单一自治的无线接入点(Access Point，AP)演进到由无线控制器(Access Controller，AC)和AP共同构成的集中控制体系。通常将单一自治的AP称为胖AP，而将由AC和AP共同构成的控制体系中的AP称为瘦AP。这种演进的目的是将访问控制，包括鉴别和保密通信、以及移动管理、射频管理等从单一AP上进行分离，由AC加以集中控制。

在基于瘦AP架构的WLAN中的数据转发有集中转发及本地转发两种机制。

在集中转发中，AP和AC会构建一个数据隧道，所有用户业务数据由数据隧道传送到AC处理。图1为用于说明基于瘦AP架构的无线局域网中的数据集中转发机制的图。如图1所示，无线站点(Station，STA)终端发送带802.11帧的无线数据，AP收到802.11帧的数据不做处理，直接通过AP和AC构建的数据隧道发送给AC。AC收到AP转发的数据后，解封装STA的802.11数据帧，并重新封装成802.3数据帧后转发到网络中。从网络中向STA发送数据，则按相反的过程进行。集中转发的优点是管理方便，比如进行流量控制，限速，计费等；安全性高，易于加密管理。

本地转发，AC只和AP间建立控制通道，但不会建立数据隧道，用户数据由AP负责本地转发掉。图2为用于说明基于瘦AP架构的无线局域网中的数据本地转发机制的图。如图2所示，STA发送带802.11帧的无线数据，AP收到802.11帧的数据后中，解封装该802.11数据帧，并重新封装成802.3数据帧后转发到网络中。从网络中向STA发送数据，则按相反的过程进行。本地转发的优点数据流不经过AC，减轻了AC的负荷。

VRRP(Virtual Router Redundancy Protocol)是一种LAN接入设备容错协议，VRRP将局域网的一组路由器，包括一个活动(master)路由器和若干个备份(backup)路由器，组织成一个虚拟路由器，称之为一个备份组。图3为用于说明虚拟路由器的工作方式的图。如图3所示，VRRP将局域网的一组路由器，例如宽带接入服务器(Broadband Access Server，BAS)1和BAS2组织成一个虚拟的路由器。这个虚拟的路由器拥有自己的互联网协议(InternetProtocol，IP)地址，例如192.168.1.3，称为路由器的虚拟IP地址。同时，物理路由器BAS1，BAS2也有自己的IP地址，例如BAS1的IP地址为192.168.1.1，BAS2的IP地址为192.168.1.2。局域网内的各STA仅仅知道这个虚拟路由器的IP地址192.168.1.3，而并不知道备份组内具体路由器的IP地址。BAS1和BAS2根据算法选择其中一个作为master路由器，另一个作为backup路由器。master路由器工作而backup路由器不工作。当master路由器出现故障时，backup路由器变成master路由器。这样保证了网络的高可靠性。

但在上面的机制中，backup路由器不工作，会造成很大的网络资源浪费。针对这个问题，目前采用如下的策略来实现负载均衡。图4为用于说明宽带接入服务器负载均衡机制中路由器配置例的表格。如图4所示，路由器BAS1作为备份组1的Master路由器，同时又作为备份组2的Backup备份路由器。而路由器BAS2正相反，作为备份组2的Master，并作为备份组1的Backup备份路由器。一部分STA使用备份组1的虚拟IP作网关，另一部分STA使用备份组2的虚拟IP作为网关。图5为用于说明宽带接入服务器负载均衡机制中无线站点配置例的表格。这样，既达到分担数据流，又实现相互备份的目的。

上述的VRRRP虽然通过相互备份，实现了一定的数据流分担，而达到了负载均衡的效果，但仍无法达到动态的负载均衡的效果，即当BAS1上的流量变小，BAS2的流量不变时，BAS1不能分担BAS2的流量，而且当BAS2上的流量变小，BAS1的流量不变时，BAS2不能分担BAS1的流量。

发明内容

本发明提供了一种无线局域网中的宽带接入服务器负载动态均衡方法，能够实现宽带接入服务器之间的负载动态均衡。

为了实现上述目的，根据本发明的一种无线局域网中的宽带接入服务器负载动态均衡方法，该无线局域网由无线控制器和无线接入点共同构成，并包括由多个宽带接入服务器组成的虚拟路由器，所述宽带接入服务器负载动态均衡方法包括步骤：当用户访问所述无线局域网时，由所述无线接入点通知所述无线控制器所述用户的访问，并由所述无线控制器根据所述多个宽带接入服务器的性能数据决定由其中的某一个宽带接入服务器进行来自所述用户的数据的转发。

而且，在上述的宽带接入服务器负载动态均衡方法，其特征在于当所述用户向所述无线接入点发送无线数据发送请求时，所述无线接入点将所述无线数据封装到数据隧道中，发送给所述无线控制器；所述无线控制器收到所述封装后的无线数据后，对其进行解封装，并将其桥接为有线数据，加上所述某一个宽带接入服务器的虚拟局域网标签，转发给所述某一个宽带接入服务器。

而且，在上述的宽带接入服务器负载动态均衡方法，其特征在于当所述用户向所述无线接入点发送无线数据发送请求时，所述无线接入点将从所述用户发送来的无线数据桥接为有线数据，加上所述宽带接入服务器的虚拟局域网标签，转发给所述某一个宽带接入服务器。

根据本发明的无线局域网中的宽带接入服务器负载动态均衡方法，无论在数据的集中转发或本地转发方式中，均由AC即时地根据多个BAS的性能数据来确定用于对AP的发送数据进行认证和转发的BAS，而非将固定的BAS与固定的AP进行绑定，所以能够达到动态地均衡负载的效果。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1为用于说明基于瘦AP架构的无线局域网中的数据集中转发机制的图；

图2为用于说明基于瘦AP架构的无线局域网中的数据本地转发机制的图；

图3为用于说明虚拟路由器的工作方式的图；

图4为用于说明宽带接入服务器负载均衡机制中路由器配置例的表格；

图5为用于说明宽带接入服务器负载均衡机制中无线站点配置例的表格；

图6为用于说明根据本发明的实施方式的基于瘦AP架构的无线局域网的数据集中转发中的动态负载均衡机制的时序图；

图7为用于说明根据本发明的实施方式的基于瘦AP架构的无线局域网的数据本地转发中的动态负载均衡机制的时序图。

具体实施方式

以下，参照附图来详细说明本发明的实施方式。

(实施方式)

图6为用于说明根据本发明的实施方式的基于瘦AP架构的无线局域网的数据集中转发中的动态负载均衡机制的时序图。在图6所示的动态负载均衡机制中，对于AC获取BAS的性能数据的所使用的协议及获取方式不进行限定，例如可以是AC主动向BAS查询，也可以是BAS定期向AC报告。并且，也不限定性能数据的格式。

在第(1)步骤，AP启动后，与AC建立控制tunnel和数据tunnel。这里不对AP如何发现AC做任何限定。

在第(2)步骤，无线用户STA 1上线，而关联AP。

接着在第(3)步骤，AP将STA1已上线的事实通知给AC。

此时AC根据BAS的性能压力，决定STA1由某一个BAS进行认证和转发(这里假设是BAS1)，AC在本地记录如下内容，即STA1发送的数据由BAS1进行认证和转发。该判断和记录也可以延迟到第(6)步执行。

在第(4)步骤，STA1向AP发送无线数据。

接着在第(5)步骤，AP将STA1的无线数据封装到数据隧道中，发送给AC。

接着在第(6)步骤，AC收到AP转发的数据后，解隧道封装，并检查STA1是否绑定了BAS(即检查第(3)步的记录)，如果发现STA1尚未绑定BAS，则AC根据BAS的性能压力，决定STA1由某一个BAS进行认证和转发(这里假设是BAS1)，AC在本地记录如下内容，即STA1的发送数据由BAS1进行认证和转发。AC确定STA1所绑定的BAS后，将STA1的数据桥接为有线数据(即将802.11封装数据桥接为802.3封装数据)，加上BAS1所对应的VLAN标签，转发给BAS1。

在第(7)步骤，无线用户STA2上线，关联AP。

接着在第(8)步骤，AP将STA2已上线的事实通知给AC。

此时AC根据BAS的性能压力，决定STA2由某一个BAS进行认证和转发(决定结果可以是BAS1也可以是BAS2，这里假设是BAS2)，AC在本地记录如下内容，即STA2的发送数据由BAS2进行认证和转发。该判断和记录也可以延迟到第(11)步执行。

在第(9)步骤，STA2向AP发送无线数据。

接着在第(10)步骤，AP将STA2的无线数据封装到数据隧道中，发送给AC。

接着在第(11)步骤，AC收到AP转发的数据后，解隧道封装，并检查STA2是否绑定了BAS(即检查第(8)步的记录)，如果发现STA2尚未绑定BAS，则AC根据BAS的性能压力，决定STA2由哪个BAS进行认证和转发(决定结果可以是BAS1也可以是BAS2，这里假设是BAS2)，AC在本地记录如下内容，即STA2的发送数据由BAS2进行认证和转发。AC确定了STA2所绑定的BAS后，将STA2的数据桥接为有线数据(即将802.11封装数据桥接为802.3封装数据)，加上BAS2所对应的VLAN标签，并转发给BAS2。

下面，参照图7对于基于瘦AP架构的本地转发中的动态负载均衡机制进行说明。

图7为根据本发明的实施方式的基于瘦AP架构的无线局域网的数据本地转发中的动态负载均衡机制的时序图。同样地，在图7所示的动态负载均衡机制中，对于AC获取BAS的性能数据的所使用的协议及获取方式不进行限定，例如可以是AC主动向BAS查询，也可以是BAS定期向AC报告。并且，也不限定性能数据的格式。

在第(1)步骤中，AP启动后，与AC建立控制tunnel和数据tunnel。这里不对AP如何发现AC做任何限定。

在第(2)步骤，无线用户STA 1上线，关联AP。

接着在第(3)步骤，AP将STA1已上线的事实通知给AC。

在第(4)步骤，AC根据BAS的性能数据，确定STA1的发送数据由某一个BAS进行认证和转发(这里假设为BAS1)，AC将由BAS1对STA1的发送数据进行认证和转发的事实以及BAS1所对应的VLAN1通知给AP。

在第(5)步骤，STA1向AP发送无线数据。

接着在第(6)步骤，AP收到STA1的无线数据后，将其桥接为有线数据(即将802.11封装数据桥接为802.3封装数据)，加上BAS1所对应的VLAN标签后转发出去。

在第(7)步骤，无线用户STA2上线，关联AP。

在第(8)步骤，AP将STA2已上线的事实通知给AC。

接着在第(9)步骤，AC根据BAS的性能数据，确定STA2由某一个BAS进行认证和转发(决定结果可以是BAS1也可以是BAS2，这里假设是BAS2)，AC将由BAS2对STA2的发送数据进行认证和转发的事实以及BAS2所对应的VLAN2通知给AP。

在第(10)步骤，STA 2向AP发送无线数据。

接着在第(11)步骤，AP收到STA2的无线数据后，将其桥接为有线数据(即将802.11封装数据桥接为802.3封装数据)，加上BAS2所对应的VLAN标签后转发出去。

如上所述，根据本发明的基于瘦AP架构的负载动态均衡机制，无论在数据的集中转发或本地转发方式中，均由AC即时地根据BAS1及BAS2的性能数据来确定用于对AP的发送数据进行认证和转发的BAS，而非将固定的BAS与固定的AP进行绑定，所以能够达到动态地均衡负载的效果，即当BAS1上的流量变小，BAS2的流量不变时，BAS1不能分担BAS2的流量，而且当BAS2上的流量变小，BAS1的流量不变时，BAS2不能分担BAS1的流量。

产业上的可利用性

本发明的宽带接入服务器负载动态均衡方法，适用于基于瘦AP架构的无线局域网中的数据集中转发机制或数据本地转发机制。

Claims (3)

1.一种无线局域网中的宽带接入服务器负载动态均衡方法，该无线局域网由无线控制器和无线接入点共同构成，并包括由多个宽带接入服务器组成的虚拟路由器，所述宽带接入服务器负载动态均衡方法包括步骤：

当用户访问所述无线局域网时，由所述无线接入点通知所述无线控制器所述用户的访问，并由所述无线控制器根据所述多个宽带接入服务器的性能数据决定由其中的某一个宽带接入服务器进行来自所述用户的数据的转发。

2.如权利要求1所述的宽带接入服务器负载动态均衡方法，其特征在于当所述用户向所述无线接入点发送无线数据发送请求时，所述无线接入点将所述无线数据封装到数据隧道中，发送给所述无线控制器；

所述无线控制器收到所述封装后的无线数据后，对其进行解封装，并将其桥接为有线数据，加上所述某一个宽带接入服务器的虚拟局域网标签，转发给所述某一个宽带接入服务器。

3.如权利要求1所述的宽带接入服务器负载动态均衡方法，其特征在于当所述用户向所述无线接入点发送无线数据发送请求时，所述无线接入点将从所述用户发送来的无线数据桥接为有线数据，加上所述宽带接入服务器的虚拟局域网标签，转发给所述某一个宽带接入服务器。

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