CN103067976A - 一种具有多接口的无线接入点的负载均衡方法和实现装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有多接口的无线接入点的负载均衡方法和装置，涉及无线网络技术领域。本发明提供的技术方案包括：周期性地获得网卡上已连接的MAC地址，统计MAC地址数目，更新MAC地址信息汇总表；生成MAC地址信息配置表；判断是否进行负载均衡操作，如果是，则进行负载均衡操作并更新MAC地址信息配置表，否则结束当前周期的操作，等待进入下一个周期统计；判断MAC地址信息配置表是否为空，是，则进入下一周期，否则根据MAC地址信息配置表进行网卡连接设置，进入下一个周期统计。通过上述设置，本发明达到了保证无线接入可靠性的目的，适用于高密度人群，节约了网络流量。

Description

一种具有多接口的无线接入点的负载均衡方法和实现装置

技术领域

 本发明涉及无线网络技术领域，具体地讲，涉及一种具有多网卡的无线接入点（AP）的负载均衡方法和实现装置。

背景技术

无线接入作为一种通信方式，是近几年逐渐代替有线接入的一种方式，无线接入由于适用于小范围、人流密集的应用环境，因此被广泛应用在各种公共场合等。

传统的无线接入方式通过增加无线接入点的数量可以增大信号的覆盖范围，然而在无线接入点较多时，需要增加布线，并增大了配置复杂度，能耗开销也更大，这样大大降低了无线接入的可靠性。因此在小范围、人流密集区域如何保证无线接入的可靠性是一个亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有多接口的无线接入点的负载均衡方法和装置，以保证无线接入的可靠性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种具有多接口的无线接入点的负载均衡方法，通过以下步骤实现：

 （1）周期性获得网卡上已连接的MAC地址信息，并在每个周期统计MAC地址数目和更新MAC地址信息汇总表，其中周期默认时间为1秒或根据管理员指定值进行设置；

（2）生成MAC地址信息配置表；

（3）判断是否进行负载均衡操作，是，则进行负载均衡操作，包括限制MAC地址信息、调整MAC地址信息、更新MAC地址信息汇总表，并更新MAC地址信息配置表，然后执行下一步，否则结束当前周期的操作，进入下一个周期统计；

（4）判断MAC地址信息配置表是否为空，是，则进入下一个周期统计，否则进入下一步；

（5）根据MAC地址信息配置表进行网卡连接设置，进入下一个周期统计。

为了实现准确的负载均衡操作，所述负载均衡操作包括限制MAC地址信息和/或调整MAC地址信息和/或更新MAC地址信息汇总表。

为具体说明MAC地址信息汇总表，所述步骤（1）中MAC地址信息汇总表的内容至少包括表1中的内容，其中表1的内容如下：

表1

类型	字段	长度	取值/说明
				1	Mac Address	8	MAC地址
2	Network Card	2	连接的网卡编号
				3	Timer	2	计数器

，且所述步骤（1）中更新MAC地址信息汇总表的操作包括：

清除操作：若当前周期没有获取到MAC地址信息汇总表中存在的MAC条目，计数器设为0；

添加操作：若当前周期获取的MAC地址信息不存在于MAC地址信息汇总表中，MAC地址信息汇总表增加该MAC地址信息的条目，计数器设为1；

增加操作：若当前周期获取的MAC地址信息存在于MAC地址信息汇总表中，计数器加1。

为具体说明MAC地址信息配置表，所述步骤（5）中的MAC地址信息配置表中的内容至少包括表2的内容，该表2的内容如下：

表2

类型	字段	长度	取值/说明
				1	Mac Address	8	MAC地址
2	Network Card	2	连接的网卡编号
				3	Restricted Network Card	2	限制的网卡编号

进一步的，所述步骤（3）中限制MAC地址实现方法如下：

限制网卡已连接的MAC地址，即统计所有网卡上连接的MAC地址总数并判断是否超过设定的阈值，是，将多余的MAC在所有网卡上进行限制，生成MAC地址限制表，否则进行下一步，其中阈值默认为10*N或根据管理员指定值进行设置，该N为网卡数目；

而限制多余的MAC地址，即选择对计数器值最小的对应的MAC地址进行限制，若至少有两个MAC地址的计数器值相等，则选择MAC地址最小的进行调整。

为实现MAC地址信息的调整，所述步骤（3）中调整MAC地址信息的具体实现方法如下：

对两张网卡已连接的MAC地址数目进行比较，若这两张网卡连接的MAC地址数目的差值达到阈值，则调整部分MAC地址到MAC地址更少的网卡，生成MAC地址调整表，否则不进行MAC地址调整，该两张网卡连接的MAC地址数目的差值的阈值默认为8或根据管理员指定值进行设置；

同时在调整MAC地址时，首先选择计数器值最小的对应的MAC地址进行调整，若计数器值相等，则选择MAC地址最小的进行调整；

其中调整的MAC地址数目默认值为C，或根据管理员指定值进行设置，默认值C的计算公式如下：

C=INT[1/2*两张网卡MAC数量差的绝对值]

INT为取整操作。为实现MAC地址信息配置表的更新，所述步骤（3）中更新MAC地址信息配置表即删除或添加MAC地址表项。

为实现MAC地址信息汇总表的更新，所述步骤（3）中更新MAC地址信息汇总表即删除需要限制或调整的MAC地址表项。

基于该多接口的无线接入点的负载均衡方法，本发明还提供了实现该方法的装置，包括：

输入单元，用于获取每张网卡当前连接的MAC地址信息，生成MAC地址信息汇总表；

用于进行负载均衡判断，并进行负载均衡操作的控制单元，该负载均衡操作包括网卡连接的MAC地址的限制、网卡连接的MAC地址的调整和MAC地址信息汇总表的更新；

检查单元，用于检查MAC地址信息汇总表和MAC地址信息配置表的正确性；

输出单元，用于设置网卡需要限制和调整的MAC地址。

为更进一步说明控制单元的作用，所述控制单元包括：

用于判断是否进行MAC地址限制和MAC地址调整的判断子单元；

MAC地址限制子单元，用于调整MAC地址，按照生成的MAC地址信息配置表限制该网卡的部分MAC地址，该部分MAC地址即指对应的连接数最大的MAC地址，若至少有两个MAC地址的连接数相等，则限制相对连接数较小的MAC地址；

MAC地址调整子单元，用于对至少两张网卡MAC地址连接数不均衡的情况进行调整，调整一个网卡的MAC地址到另外一个网卡，其中调整的MAC地址依据原则：选择连接数最大的MAC地址，若至少有两个MAC地址连接数相等且最大，则选择MAC地址进行调整来进行；

用于删除需要限制或调整的MAC地址信息汇总表的MAC地址表项，并限制或调整MAC地址信息配置表中MAC地址表项的更新子单元。

通过上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

（1）首先本发明提出了一种负载均衡方法来解决在小范围人流密集区域如何保证无线接入的可靠性，该负载均衡方法是利用一个无线接入点在同样的无线局域网中具有同一个SSID，使用不同频段资源，增加了用户连接数量。

（2）本发明中的负载均衡方法主要应用在对网卡连接的MAC地址限制、MAC地址调整以及MAC地址信息汇总表，并且相应的进行MAC地址信息配置表的更新操作，从而控制了每张网卡上的MAC地址，限制了每张网卡上的连接数，这样便很好地控制流量，保证连接质量使用户有更好的体验。

（3）同时由于本发明提出的负载均衡方法较典型的多个接入点的设备比较，明显简化了对多个无线接入点设备的配置操作，通过主动控制实现了负载均衡。

附图说明

图1为本发明—实施例提供该负载均衡方法的流程示意图。

图2为本发明—实施例提供的实施该负载均衡方法的装置的原理框图。

图3为本发明实施例提供的负载均衡装置中的控制单元的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

为了保证无线接入的可靠性，本发明实施例提供一种具有多接口的无线接入点的负载均衡方法和实现装置。

（1）如图1所示，本发明提供的负载均衡方法具体如下：

步骤101：周期性地获得网卡上已连接的MAC地址，并统计MAC地址的数量，更新MAC地址信息汇总表，其中本实施例中的周期预先默认为1秒。

步骤102：在一个周期内生成MAC地址信息配置表，且以下步骤均为一个周期内的操作。

步骤103：判断是否进行MAC地址限制操作，首先统计所有的网卡上连接的MAC地址总数是否超过设定的阈值，如果是，则将多余的MAC地址在所有的网卡上进行限制，并更新MAC地址信息汇总表和MAC地址信息配置表，进入下一步；若统计出的所有网卡上连接的MAC地址总数没有超过设定的阈值，则直接进入下一步。

步骤104：判断是否进行MAC地址调整操作，对两张网卡连接的MAC地址数目进行比较，若这两张网卡连接的MAC地址数目的差值达到了阈值，则调整一部分MAC地址到MAC地址少的网卡，更新MAC地址信息汇总表和MAC地址信息配置表；若这两张网卡连接的MAC地址数目的差值没有达到阈值，则不进行MAC地址调整，并直接进入下一步。

步骤105：判断MAC地址信息配置表是否为空，若为空则进入下一周期查询，若不为空则进入下一步。

步骤106：根据MAC地址信息配置表进行网卡连接设置，并进入下一个周期统计。

而为了实现上述方法，本实施例还提供了实现该方法的装置，其中该装置由软硬件结合而成，如图2所示，主要包括以下几个单元：

（a）输入单元，该输入单元用于获取各网卡当前已连接的MAC地址信息，并生成MAC地址信息汇总表。

（b）控制单元，用于进行负载均衡判断，并进行负载均衡操作，该负载均衡操作包括限制MAC地址信息、调整MAC地址信息、更新MAC地址信息汇总表，并同时更新MAC地址信息配置表。

（c）检查单元，用于检查MAC地址限制表和MAC地址调整表的正确性。

（d）输出单元，用于设置网卡需要限制和调整的MAC地址。

如图3所示，为了更好地说明控制单元的作用，该控制单元包括：

判断子单元，用于判断是否进行MAC地址的限制和MAC地址的调整；

MAC地址限制子单元，用于对MAC地址超限的网卡进行调整，需要限制的MAC地址的选择依照MAC地址对应的连接数最大的进行限制，若至少两个以上的网卡连接数相等，则选择MAC地址最小的进行限制。

MAC地址调整子单元，用于对多张网卡MAC地址连接数不均衡的情况进行调整，调整这些MAC地址连接到其它网卡，MAC地址的选择依照MAC地址对应的连接数大的进行调整，如果连接数相等，则选择MAC地址小的进行调整。

更新子单元，MAC地址信息汇总表删除需要限制或调整的MAC地址表项，MAC地址信息配置表添加需要限制或调整的MAC地址表项。

为了方便本技术领域人员的理解，本实施例中的网卡共有两张，包括网卡A和网卡B，每张网卡提供20个MAC地址连接。

首先进入第一周期：

（1）获得网卡上已连接的MAC地址，统计MAC地址数目，生成MAC地址信息汇总表如表1所示：

表1

（2）判断是否进行MAC地址限制操作，统计出表1中网卡A和网卡B的MAC地址连接总数为4，而由于设定的阈值为20，因此连接总数并未超过设定的阈值，则不进行MAC地址限制，直接执行下一步；

（3）判断是否进行MAC地址调整操作，对网卡A和网卡B连接的MAC地址数目进行比较，这两张网卡连接的MAC地址数目的差值为0，未达到阈值，则不进行MAC地址调整；

该周期内MAC地址信息配置表为空，进入下一个周期统计。

再进入第二周期：

（4）获得网卡上已连接的MAC地址，统计MAC地址数目，如表2中的第二行所示，由于网卡A没有获取到MAC地址信息。而网卡B获取到8个新的MAC地址，更新MAC地址信息汇总表如下：

表2

（5）判断是否进行MAC地址调整，对网卡A和网卡B进行的MAC地址连接数目进行比较，由于网卡A与网卡B的MAC地址连接数差值为9，超过设定的阈值8，因此进行MAC地址调整。

（6）对网卡B的MAC地址进行调整，按照生成的MAC地址信息汇总表限制网卡B的4个MAC地址，并调整该4个MAC地址连接到网卡A，其中MAC地址信息表汇总如表3所示：

表3

（7）检查MAC地址信息汇总表的正确性，连接的MAC地址总数未超过阈值20，MAC地址信息配置表中调整的MAC地址，仅需一张网卡限制；

（8）根据MAC地址信息配置表进行网卡连接设置，并进入下一个周期统计。

再进入第三周期：

（9）获得网卡上已连接的MAC地址，统计MAC地址数目，MAC地址为00:00:00:00:00:02，重新连接到A网卡，将其对应的计数器值置为1，同时A网卡连接了12个新的MAC地址，B网卡连接了2个新的MAC地址，更新MAC地址信息汇总表如表4所示：

表4

（10）判断是否进行MAC地址限制操作，由于网卡A的MAC地址连接数为18，网卡B的MAC地址连接数为8，两张网卡连接的MAC地址总数为26，超过设定的阈值20，则进行MAC地址限制，对MAC地址信息汇总表中MAC地址对应的计数器值最小的进行删除，如果计数器值相等，则选择MAC地址最小的进行删除，其中MAC地址信息汇总表如表5所示：

表5

MAC地址信息配置表如表6所示：

表6

判断是否进行MAC地址调整，对网卡A和网卡B进行MAC地址连接数进行比较，由于网卡A与B的MAC地址连接数的差值为4，未超过设定的阈值8，则不进行MAC地址调整，无需更新MAC地址信息汇总表和MAC地址信息配置表。

（11）检查MAC地址信息汇总表的正确性，连接的MAC地址总数未超过阈值20，MAC地址信息配置表中限制的MAC地址，需在两张网卡同时限制。

（12）根据配置表进行网卡连接设置，进入下一个周期统计。

按照上述实施例，便可很好的实现本发明。

Claims (10)

1.一种具有多接口的无线接入点的负载均衡方法，其特征在于，通过以下步骤实现：

 （1）周期性获得网卡上已连接的MAC地址信息，并在每个周期统计MAC地址数目和更新MAC地址信息汇总表，其中周期默认时间为1秒或根据管理员指定值进行设置；

（2）生成MAC地址信息配置表；

（3）判断是否进行负载均衡操作，是，则进行负载均衡操作，并更新MAC地址信息配置表，然后执行下一步，否则结束当前周期的操作，进入下一个周期统计；

（4）判断MAC地址信息配置表是否为空，是，则进入下一个周期统计，否则进入下一步；

（5）根据MAC地址信息配置表进行网卡连接设置，进入下一个周期统计。

2.根据权利要求1所述的一种具有多接口的无线接入点的负载均衡方法，其特征在于，所述步骤（1）中MAC地址信息汇总表的内容至少包括表1中的内容，其中表1的内容如下：

表1

类型 字段 长度 取值/说明 1 Mac Address 8 MAC地址 2 Network Card 2 连接的网卡编号 3 Timer 2 计数器

，且所述步骤（1）中更新MAC地址信息汇总表的操作包括：

清除操作：若当前周期没有获取到MAC地址信息汇总表中存在的MAC条目，计数器设为0；

添加操作：若当前周期获取的MAC地址信息不存在于MAC地址信息汇总表中，MAC地址信息汇总表增加该MAC地址信息的条目，计数器设为1；

增加操作：若当前周期获取的MAC地址信息存在于MAC地址信息汇总表中，计数器加1。

3.根据权利要求1所述的一种具有多接口的无线接入点的负载均衡方法，其特征在于，所述负载均衡操作包括限制MAC地址信息和/或调整MAC地址信息和/或更新MAC地址信息汇总表。

4.根据权利要求1所述的一种具有多接口的无线接入点的负载均衡方法，其特征在于，所述步骤（5）中的MAC地址信息配置表中的内容至少包括表2的内容，该表2的内容如下：

表2

类型 字段 长度 取值/说明 1 Mac Address 8 MAC地址 2 Network Card 2 连接的网卡编号 3 Restricted Network Card 2 限制的网卡编号

。

5.根据权利要求4所述的一种具有多接口的无线接入点的负载均衡方法，其特征在于，所述步骤（3）中限制MAC地址实现方法如下：

限制网卡已连接的MAC地址，即统计所有网卡上连接的MAC地址总数并判断是否超过设定的阈值，是，将多余的MAC在所有网卡上进行限制，生成MAC地址限制表，否则进行下一步，其中阈值默认为10*N或根据管理员指定值进行设置，该N为网卡数目；

而限制多余的MAC地址，即选择对计数器值最小的对应的MAC地址进行限制，若至少有两个MAC地址的计数器值相等，则选择MAC地址最小的进行调整。

6.根据权利要求5所述的一种具有多接口的无线接入点的负载均衡方法，其特征在于，调整MAC地址信息的具体实现方法如下：

对两张网卡已连接的MAC地址数目进行比较，若这两张网卡连接的MAC地址数目的差值达到阈值，则调整部分MAC地址到MAC地址更少的网卡，生成MAC地址调整表，否则不进行MAC地址调整，该两张网卡连接的MAC地址数目的差值的阈值默认为8或根据管理员指定值进行设置；

同时在调整MAC地址时，首先选择计数器值最小的对应的MAC地址进行调整，若计数器值相等，则选择MAC地址最小的进行调整；

其中调整的MAC地址数目默认值为C，或根据管理员指定值进行设置，默认值C的计算公式如下：

C=INT[1/2*两张网卡MAC数量差的绝对值]

INT为取整操作。

7.根据权利要求6所述的一种具有多接口的无线接入点的负载均衡方法，其特征在于，更新MAC地址信息配置表即删除或添加MAC地址表项。

8.根据权利要求7所述的一种具有多接口的无线接入点的负载均衡方法，其特征在于，更新MAC地址信息汇总表即删除需要限制或调整的MAC地址表项。

9.一种实现如权利要求1至8所述的具有多接口的无线接入点的负载均衡方法的装置，其特征在于，包括：

输入单元，用于获取每张网卡当前连接的MAC地址信息，生成MAC地址信息汇总表；

用于进行负载均衡判断，并进行负载均衡操作的控制单元，该负载均衡操作包括网卡连接的MAC地址的限制、网卡连接的MAC地址的调整和MAC地址信息汇总表的更新；

检查单元，用于检查MAC地址信息汇总表和MAC地址信息配置表的正确性；

输出单元，用于设置网卡需要限制和调整的MAC地址。

10.根据权利要求9所述的实现一种实现具有多接口的无线接入点的负载均衡方法的装置，其特征在于，所述控制单元包括：

用于判断是否进行MAC地址限制和MAC地址调整的判断子单元；

MAC地址限制子单元，用于调整MAC地址，按照生成的MAC地址信息配置表限制该网卡的部分MAC地址，该部分MAC地址即指对应的连接数最大的MAC地址，若至少有两个MAC地址的连接数相等，则限制相对连接数较小的MAC地址；

MAC地址调整子单元，用于对至少两张网卡MAC地址连接数不均衡的情况进行调整，调整一个网卡的MAC地址到另外一个网卡，其中调整的MAC地址依据原则：选择连接数最大的MAC地址，若至少有两个MAC地址连接数相等且最大，则选择MAC地址进行调整来进行；

用于删除需要限制或调整的MAC地址信息汇总表的MAC地址表项，并限制或调整MAC地址信息配置表中MAC地址表项的更新子单元。

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