CN101841815A - 基于无线路由器的集群受控方法及网络系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于无线路由器的集群受控方法及网络系统，通过用上层软件协同的方法，在现有胖AP的基础上实现集群化管理，多个设备协同构成集群化网络，统一管理，增大覆盖面。通过web方式进入接入服务器的管理配置界面即可对全网设备进行管控，在接入控制器上对申请加入集群网络的无线路由器进行批准后，即可对无线路由器进行位置分配和管理配置部署。本发明解决了多台AP无法统一管理，不适合大规模布网的问题，而且相较于瘦AP数千元的价格具有相当大的经济优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于无线路由器的集群受控方法及网络系统，属于WiFi无线通信领域。
背景技术
目前的WiFi产品解决方案架构大致分为三类：1.自治架构(AutonomousWLAN Architecture)，即传统的胖AP(无线路由器)组网方案，在AP上完整实现三层功能。无线路由器是单纯型AP与宽带路由器的一种结合体；它借助于路由器功能，可实现家庭无线网络中的Internet连接共享，实现ADSL和小区宽带的无线共享接入，另外无线路由器可以把通过它进行无线和有线连接的终端都分配到一个子网，这样子网内的各种设备交换数据就非常方便。但是使用胖AP组网，无法实现进行多台AP的统一管理，不适合大规模布网，一般单台使用。2.集中架构(Centralized WLAN Architecture)：通过AC和AP配合的方式实现可管理的无线解决方案，此种AP一般称之为“瘦AP”，按照AC和AP的功能拆分分为三类：Local MAC(MAC全部在终端处理)、Split MAC(MAC功能分配在AC和AP两边)和Remote MAC(MAC完全剥离到AC端，AP只是一个PHY层—射频天线)。Mac分离的瘦AP不能单独使用，必须和其控制端AC一起使用来组网。常见的有Aruba、Meru等公司的产品，一般终端AP价格在数千到上万的量级(尚未计算组网时需要的AC等产品)。3.分布架构(Distributed WLAN Architecture)：类似于Mesh的分布式布网架构。由于Mesh技术的一些特性(带宽损耗较大)，该技术实际应用非常少。这三类方案中较为主流的是自治架构和集中架构。其中自治架构使用胖AP，具有成本低廉的优势，但不具备多AP的统一管理功能，无法实现多AP的协同组网；集中架构可以通过AC实现多AP组网，具有可管理性好、无线覆盖面大的优势，但组网成本却急剧上升(十倍甚至更高)。
发明内容
本发明目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种基于无线路由器的集群受控方法及网络系统，本发明通过采用上层软件协同的方法，在现有胖AP的基础上实现集群化管理，多个设备协同构成集群化网络，统一管理，增大覆盖面。
实现本发明目的采用的技术方案是：一种基于无线路由器的集群受控方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)受控的无线路由器检查是否已配置了vpn/接入控制器地址信息，若已配置，则使用预设或自动IP地址，向接入控制器发起并建立vpn连接，否则并直接进行第三步。
(2)若未配置，则尝试使用预设或自动IP地址，通过广播获取接入控制器的IP地址。
(3)确定控制器IP地址后，受控的无线路由器使用TCP/IP协议和接入控制器建立一个TCP连接作为管理通道，并通过一套私有通信原语进行会话，实现鉴权和加入到接入控制器所管辖的无线路由器群组。
(4)完成鉴权验证的无线路由器启动无线工作进程并维持与接入控制器的连接，接收接入控制器的管理指令，实现接入控制器对无线路由器的控制和管理。受控无线路由器具有完整的路由转发功能(无MAC分离)。
所述步骤(3)中无线路由器启动并获取接入控制器IP地址后即向接入控制器发起tcp连接，上报自己的MAC地址(此时受控路由器并不启动自己的无线路由功能)，等待接入控制器指令。接入控制器检索已登记数据库判断是否为首次申请加入控制群组，若为首次加入，则启动审核过程，由人工或按规则进行审核，审核完成后下发要求无线路由器重启的指令。若为已登记的合法无线路由器，则回应确认信息，信息中包含一个随机明文和软件版本号，无线路由器比对软件版本号，判断并处理软件升级。如不需升级软件，则下载配置文件，以该配置文件启动无线，并维持管理连接以接收接入控制器的管理指令。
本发明还提供一种基于无线路由器的集群受控无线网络系统，该集群受控无线网络系统至少包括无线路由器和接入控制器。
所述的无线路由器软件包括启动模块、核心工作进程模块和管理守护进程模块，启动模块实现接入点的鉴权登记，获进入网络的许可后启动管理守护进程模块，并从接入服务器获取自己的初始配置传递给核心工作进程模块，核心工作进程模块根据配置信息启动无线路由器；管理守护进程模块和接入控制器维护一个管理连接，并与核心工作进程模块交互执行管理端的指令。
所述的无线路由器硬件上与一般的无线路由器相似，但外部接口上有所不同，仅包括一个支持PoE供电的RJ45上行口和一个本地LAN口，以及支持12v直流供电的电源接口。
所述的接入控制器包括用户配置模块、管理控制模块和核心服务模块，核心服务模块接收用户配置模块的指令实现相应的网络功能，管理控制模块与无线路由器中的管理守护进程模块维持管理连接，实现对无线路由器的管控。用户配置模块是一个用户友好的界面，提供对接入控制器各项功能的配置界面，以及对无线路由器进行鉴权许可、管理配置的功能界面。
接入控制器的管理控制模块和无线路由器的管理守护进程模块之间采用TCP连接进行通信，使用私有的通信原语进行会话。
本发明所用接入控制器可以使用专用设备或PC服务器来承担，运行服务端软件，提供终端无线路由器的管理功能。
使用本发明基于无线路由器的集群受控无线网络系统时，只需通过web方式进入接入服务器的管理配置界面即可对全网设备进行管控。接入控制器的初始管理界面上会显示尚未批准的无线路由器和已经入网的无线路由器。在接入控制器上对申请加入集群网络的无线路由器进行批准后，即可对无线路由器进行位置分配和管理配置部署。
本发明具有以下优点：
(1)经济性：本发明所用的WiFi产品和组网方案具有集中架构WiFi网络的可管理性优点，其产品成本在批量生产的条件下与普通胖AP基本无差别，普通工艺的产品成本大约100元人民币，相较于瘦AP数千元的价格具有相当大的价格优势。使用本发明组网，以支持200点的无线网络，使用10个AP计算，使用组网单位现有PC服务器作为AC，则组网成本约为2000元。而相对应的功能是自治型胖AP无法实现的，而集中型瘦AP实现的成本则要超过5万元，甚至更高。本发明使用PC服务器作为AC端，可以有效的利用组网单位现有设备，更加环保。
(2)技术性：本发明具备的安全性、可管理性、易配置性均超过现有的自治和集中型方案，仅在漫游性方面弱于集中型方案，而实际上使用该功能的环境相对是非常少的。
(3)实用性：多数无线网络应用环境下不需要高度的漫游性，但非常需要可管理性，例如咖啡厅、车站、机场等流动上网需求较大的地方。本发明以极低的成本获得相对高成本方案的大部分功能特性，是一种具有高度经济型、实用性的技术解决方案。
附图说明
图1为本发明集群受控网络系统结构框图。
图2为图1中无线路由器的结构示意图。
图3为图1中接入控制器的结构示意图。
图4为本发明集群受控方法的流程图。
具体实施方式
本发明基于无线路由器的集群受控无线网络系统的结构如图1所示，该集群受控无线网络系统至少包括无线路由器和接入控制器。所述的无线路由器包括启动模块、核心工作进程模块和管理守护进程模块，如图2所示。无线路由器包括一个支持PoE供电的RJ45上行口。启动模块实现接入点的登记鉴权，获取初始配置并传递给核心工作进程模块，核心工作进程模块根据配置信息启动无线路由器，核心工作进程模块与管理守护进程模块交互控制连接。所述的接入控制器包括用户配置模块以及和无线路由器连接的管理控制模块和核心服务模块，如图3所示。核心服务模块接收用户配置模块的指令实现相应的配置功能，管理控制模块与无线路由器中的管理守护进程模块连接通信，实现配置的集中管控。
本实施例中接入控制器为PC服务器承担，用于运行服务端软件，提供终端无线路由器的管理功能。
无线路由器的核心工作进程模块具有以下的功能：802.1x(EAP(ExtensibleAuthentication Protocol)-局域网上扩展认证协议封装)、接入限制、客户WPA模式、DHCP服务器、DNS forwarder、QoS带宽设置、QoS L7分类器、路由、远程服务器保存系统日志、接收/发射天线选择、静态DHCP配置、发送功率调整、VLAN、网络唤醒(WOL)、无线MAC地址过滤、WMM、WPA/TKIP with AES、WPA2。
所用的用户配置模块具有以下的功能：无线路由器接入管理——用于无线路由器的注册登记，增加和减少，名址管理；无线路由器配置管理——允许用户图形化的方式选择无线路由器进行配置整体管理，获取配置信息；接入控制器功能配置管理——可对核心服务模块的功能进行配置，提供对接入控制器功能的管理接口。
所用的接入控制器核心服务模块具有以下功能：多种协议(HTTP、FTP、POP3、SMTP)的应用程序级代理、支持反病毒和垃圾邮件过滤、Web通信过滤和VPN、防火墙功能、路由器功能、DHCP服务器/DHCP Client、VPN、管理和报告分析。
所用的管理控制模块具有以下的功能：与所有AP维持心跳检测；将用户配置模块收集的配置需求下发AP的管理守护进程模块执行，并获取结果；将用户配置模块收集的状态信息回传并记录。
使用基于无线路由器的集群受控无线网络系统实现集群控制无线网络的流程如图4所示，具体步骤如下：
(1)无线路由器配置静态IP，如果没有IP地址，需要通过DHCP分配。
(2)无线路由器根据配置信息判断是否使用vpn连接接入控制器，若没有vpn配置预设信息则通过子网广播寻找接入服务器地址。
(3)使用步骤(2)中的地址向接入控制器连接：无线路由器向接入控制器发起管理连接，上报自己的序列号，请求批准，并接收接入控制器的响应，如果接入控制器响应是未注册的设备，则断连接重启。
(4)获取批准的无线路由器进行版本核定和软件升级，如需升级则自动进行软件升级，完成后自动重启。不需要重启则继续下一步骤。
(5)从接入控制器获取自己的配置文件，启动管理守护进程模块，响应接入控制器的指令。同时以此配置文件启动核心工作进程模块，按照配置文件打开无线路由功能。进入工作状态。
(6)管理守护进程模块负责响应接入控制器的指令，实现接入控制器对无线路由的集群管理，包括配置变更，设备重启，信息上报等。
Claims (7)
1.一种基于无线路由器的集群受控方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)受控的无线路由器检查是否已配置了vpn/接入控制器地址信息，若已配置，则使用预设或自动IP地址，向接入控制器发起并建立vpn连接，否则直接进行第三步；
(2)若未配置，则尝试使用预设或自动IP地址，通过广播获取接入控制器的IP地址；
(3)确定控制器IP地址后，受控的无线路由器使用TCP/IP协议和接入控制器建立一个TCP连接作为管理通道，并通过一套私有通信原语进行会话，实现鉴权和加入到接入控制器所管辖的无线路由器群组；
(4)完成鉴权验证的无线路由器启动无线工作进程并维持与接入控制器的连接，接收接入控制器的管理指令，实现接入控制器对无线路由器的控制和管理。
2.根据权利要求1所述基于无线路由器的集群受控方法，其特征在于：步骤1中受控的无线路由器根据配置信息决定是否使用vpn和接入控制器进行安全连接。
3.根据权利要求1所述基于无线路由器的集群受控方法，其特征在于：步骤2中受控的无线路由器通过子网广播来查询接入控制器的IP地址。
4.根据权利要求1所述基于无线路由器的集群受控方法，其特征在于：步骤3中使用TCP连接和接入控制器维持管理连接，并上报自己的MAC地址作为鉴权依据，使用私有的通信原语进行会话。
5.根据权利要求1所述基于无线路由器的集群受控方法，其特征在于：受控无线路由器具有完整的路由转发功能且无MAC分离。
6.一种基于无线路由器的集群受控无线网络系统，至少包括无线路由器和接入控制器，其特征在于：所述的无线路由器包括启动模块、核心工作进程模块和管理守护进程模块，启动模块实现接入点的登记鉴权，获取初始配置并传递给核心工作进程模块，核心工作进程模块根据配置信息启动无线路由器，管理守护进程模块与接入控制器保持连接并根据指令对核心工作进程模块进行控制；所述的接入控制器包括用户配置模块、管理控制模块和核心服务模块，核心服务模块接收用户配置模块的指令实现相应的配置功能，管理控制模块与无线路由器中的管理守护进程模块连接通信，实现配置的集中管控。
7.根据权利要求6所述基于无线路由器的集群受控无线网络系统，其特征在于：所述的无线路由器仅包括一个支持PoE供电的RJ45上行口，一个LAN口和一个12v电源接口。
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