CN103338210A - 一种基于capwap协议的ap仿真模拟系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于CAPWAP协议的AP仿真模拟系统，属于一种仿真模拟系统，包括AC以及与AC连接的模组，模组包括：AP创建模块，AP创建模块用于设置虚拟AP的数量以及起始虚拟AP的MAC地址；AP创建模块，AP创建模块用于根据AP创建模块设置的虚拟AP数量和起始虚拟MAC地址创建各虚拟AP；端口配置模块，端口配置模块用于为通过AP创建模块创建的每个虚拟AP分配端口；控制模块，控制模块控制每个虚拟AP完成接入AC的各步骤。本发明的有益效果是：通过本发明的一种基于CAPWAP协议的AP仿真模拟系统，实现了对大批量AP接入AC的仿真模拟测试。同时，由于是基于公有的标准化CAPWAP协议实现，因此适用于不同的AC生产厂商进行产品测试。

Description

一种基于CAPWAP协议的AP仿真模拟系统

技术领域

本发明涉及一种仿真模拟系统，尤其涉及一种基于CAPWAP协议的AP仿真模拟系统。

背景技术

wireless lan（无线局域网）一般通过AC（接入控制器）和AP（无线接入点）组成。其中，AP是用于无线网络的无线交换机也是无线网络的核心。作为移动计算机用户进入有线网络的接入点，AP主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部，通常可以覆盖几十米至上百米。AC是wireless lan的接入控制设备，负责把来自多个AP的数据进行汇聚并接入Internet，同时还需要完成AP设备的配置管理、无线用户的认证、管理及宽带访问、安全等控制功能。通过CAPWAP协议可以实现AP发现，加入AC，以及AC下发配置到AP等基本功能，从而实现AP接入AC。

目前，AC一般可以做到对1024个AP进行管理。而大容量的AC则可以达到支持8192个AP。但是现在还没有一种简单而实效的测试方法或测试系统能够用于对大批量的AP接入AC进行模拟测试，这给相关产品的研发，网络环境测试等带来了困难。

发明内容

针对以上所述的技术问题，本发明提供了一种基于CAPWAP协议的AP仿真模拟系统，以实现对大批量AP接入AC的仿真模拟测试。

具体技术方案如下所示：

一种基于CAPWAP协议的AP仿真模拟系统，其中，包括AC以及与所述AC连接的模组，所述模组包括：

AP设置模块，所述AP设置模块用于设置虚拟AP的数量以及起始虚拟AP的MAC地址；

AP创建模块，所述AP创建模块用于根据所述AP创建模块设置的虚拟AP数量和起始虚拟MAC地址创建各虚拟AP；

端口配置模块，所述端口配置模块用于为通过所述AP创建模块创建的每个虚拟AP分配端口；

控制模块，所述控制模块控制每个所述虚拟AP完成接入所述AC的各步骤。

优选的，所述模组还包括网络测试模块，所述网络测试模块用于测试所述模组与所述AC的连通状态。

优选的，所述模组运行于linux环境下。

一种基于CAPWAP协议的AP仿真模拟方法，其中，通过上述的AP仿真模拟系统实施所述仿真模拟方法，所述测试方法具体包括如下步骤：

步骤1.由所述AP创建模块设定虚拟AP的数量以及起始虚拟AP的MAC地址；

步骤2.由所述AP创建模块创建每个虚拟AP，并由所述端口配置模块依次为每个所述虚拟AP分配端口；

步骤3.所述控制模块基于CAPWAP协议使每个所述虚拟AP完成与所述AC的隧道连接，配置接收以及保活连接接入所述AC。

优选的，所述步骤1中还包括步骤11.所述网络测试模块测试所述模组与所述AC的连通状态。

优选的，所述步骤2中的所述端口包括控制面端口和数据面端口。

优选的，所述步骤2中具体包括：

步骤21.所述AP创建模块根据所述起始虚拟AP的MAC地址创建起始虚拟AP；

步骤22.所述端口配置模块为所述虚拟AP分配端口；

步骤23.所述AP创建模块比较当前虚拟AP的创建数量与通过所述AP创建模块设定的虚拟AP的数量，当当前虚拟AP的创建数量小于所述设定的虚拟AP的数量，进入步骤24，否则进入步骤3；

步骤24.所述AP创建模块对当前虚拟AP的MAC地址进行累加，从而根据新得出的MAC地址，创建新的虚拟AP，并返回步骤22。

优选的，所述步骤3中还包括：

步骤31.各虚拟AP基于CAPWAP协议分别向所述AC发送发现请求报文；

步骤32.所述控制模块分别读取各虚拟AP，当所述虚拟AP发现所述AC成功，则进入步骤33，否则进入步骤35；

步骤33.各虚拟AP基于CAPWAP协议分别向所述AC发送加入请求报文；

步骤34.所述控制模块分别读取各虚拟AP，当所述虚拟AP加入所述AC成功，则所述虚拟AP与所述AC的隧道连接完成；否则进入步骤35；

步骤35.所述控制模块控制所述虚拟AP退出与所述AC的当前连接状态，并等待静默时间后，返回步骤31。

优选的，所述步骤3中还包括：

步骤36.当各所述虚拟AP接收到来自所述AC的下发配置，所述虚拟AP基于所述CAPWAP协议进行打桩处理，向所述AC发送状态改变报文；

步骤37.所述控制模块分别读取各虚拟AP，当所述虚拟AP向所述AC发送状态改变报文成功，则所述虚拟AP与所述AC的配置接收完成，否则进入步骤35。

优选的，所述步骤3中还包括：

步骤38.各所述虚拟AP基于CAPWAP协议定时向所述AC发送keepalive保活包；

步骤39.所述控制模块分别读取各虚拟AP，当所述虚拟AP成功接收到所述AC的反馈，则所述虚拟AP与所述AC的保活连接完成，否则返回步骤35。

本发明的有益效果是：

通过本发明的一种基于CAPWAP协议的AP仿真模拟系统，实现了对大批量AP接入AC的仿真模拟测试。同时，由于是基于公有的标准化CAPWAP协议实现，因此适用于不同的AC生产厂商进行产品测试。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种基于CAPWAP协议的AP仿真模拟系统的实施例的系统结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。

本发明的实施例公开了一种基于CAPWAP协议的AP仿真模拟系统，包括AC以及与AC连接的模组。如图1所示，上述的模组包括，AP设置模块，AP创建模块，端口配置模块和控制模块。

模组包括：控制模块，控制模块控制每个虚拟AP完成接入AC的各步骤。模组还包括网络测试模块，网络测试模块用于测试模组与AC的连通状态。模组运行于linux环境下。

上述的AP设置模块用于设置虚拟AP的数量以及起始虚拟AP的MAC地址。在一种具体实施方式中，可以是通过将虚拟AP的MAC地址在起始虚拟AP的MAC地址上以逐个累加的方式设置，这样当完成一个虚拟AP与AC之间的隧道连接之后，就可以在这个虚拟AP的MAC地址的基础上累加，进行下一个虚拟AP的MAC地址设置。通过AP创建模块仅输入虚拟AP的数量以及起始虚拟AP的MAC地址，就可以完成所有虚拟AP的MAC地址设置，简化了对大批量AP的设置。在本发明的另一种实施方式中，AP创建模块也支持对虚拟AP手动输入多个特定的MAC地址。通过上述的AP设置模块，操作人员可以灵活地在安装有上述模组的不同运行端上设置虚拟AP的起始MAC设置以及相应的虚拟AP的数量设置，以使得测试可以在多个不同的运行端上进行。此外，上述的AP创建模块还支持设置AC地址。在现实环境下，通常AP与AC建立连接，首先先要使AP获得AC的地址。例如，通过广播的方式，DNS解析的方式等等。由于本发明是一种对大批量AP的模拟仿真系统，因此这里通过静态设置虚拟AP所连接的AC的IP地址，可以简化操作和系统开销。进一步的，AP创建模块还支持对虚拟AP的版本号输入。通过设置版本号，可以模拟出AC批量升级AP版本的功能，进一步提高本发明AP仿真模拟系统的测试功能。

上述的AP创建模块用于根据AP设置模块所设置的虚拟AP数量信息和起始虚拟MAC地址信息，依次创建各虚拟AP。

上述的端口配置模块用于为通过AP创建模块创建的每个虚拟AP分配端口。在CAPWAP协议中，通过传输层承载两种不同类型的负载，即CAPWAP数据消息和CAPWAP控制消息。其中，CAPWAP数据消息封装需要转发的无线帧。而CAPWAP控制消息则是在AC与AP间进行交换的管理消息。CAPWAP协议的控制消息和数据消息通过使用两个不同的UDP端口对不同的服务进行区分。因此本发明的一种具体实施方式中，端口配置模块用于为通过所述AP创建模块创建的每个虚拟AP分配端口。更进一步的，上述分配的端口包括控制面端口和数据面端口，端口配置模块通过创建控制面和数据面的UDP socket实现。进一步的，当AP仿真模拟系统运行于linux环境下时，由于linux系统所支持的UDP端口数为65535，因此以能够支持8192台AP的大容量AC为例，如果只用一台运行端模拟全部的虚拟AP，那么需要占用的总UDP端口数就是8192个控制面端口数加上8192个数据面端口数，为16384个UDP端口。通过端口配置模块为每个虚拟AP分配不同的控制面板端口和数据面端口，AP仿真模拟系统可以借此，以UDP端口号来区分每个虚拟AP。

在本发明的一种具体实施方式中，上述的模组还包括网络测试模块，网络测试模块用于测试所述运行端与AC的连通状态。在通过AP模拟仿真系统进行虚拟AP的连接之前，会对运行端与AC之间的连通状态进行测试。如果存在网络不通的情况，则直接退出系统，不会进行后续测试。

在本发明的一种具体实施方式中，模组运行于linux环境下。这里的运行于linux环境下，可以是模组的运行端上本身运行了linux的操作系统，也可以是模组的运行端上运行linux虚拟机，并通过linux虚拟机来运行AP仿真模拟系统的上述模组。

本发明的另一种实施例还公开了一种通过基于CAPWAP协议的上述的AP仿真模拟系统实施的AP仿真模拟方法，具体包括如下步骤：

步骤11.由AP设置模块设定虚拟AP的数量以及起始虚拟AP的MAC地址；

步骤12.网络测试模块测试模组与AC的连通状态；

步骤2.由AP创建模块创建每个虚拟AP，并由端口配置模块依次为每个虚拟AP分配端口；

步骤21.AP创建模块根据起始虚拟AP的MAC地址创建起始虚拟AP；

步骤22.端口配置模块为虚拟AP分配端口；

步骤23.AP创建模块比较当前虚拟AP的创建数量与通过AP设置模块设定的虚拟AP的数量，当当前虚拟AP的创建数量小于设定的虚拟AP的数量，进入步骤24，否则进入步骤3；

步骤24.AP创建模块对当前虚拟AP的MAC地址进行累加，从而根据新得出的MAC地址，创建新的虚拟AP，并返回步骤22；

步骤3.控制模块基于CAPWAP协议使每个虚拟AP完成与AC的隧道连接，配置接收以及保活连接接入AC；

步骤31.各虚拟AP基于CAPWAP协议分别向AC发送发现请求报文；

步骤32.控制模块分别读取各虚拟AP，当虚拟AP发现AC成功，则进入步骤33，否则进入步骤35；

步骤33.各虚拟AP基于CAPWAP协议分别向AC发送加入请求报文；

步骤34.控制模块分别读取各虚拟AP，当虚拟AP加入AC成功，则虚拟AP与AC的隧道连接完成；否则进入步骤35；

步骤35.控制模块控制虚拟AP退出与AC的当前连接状态，并等待静默时间后，返回步骤31；

步骤36.当各虚拟AP接收到来自AC的下发配置，虚拟AP基于CAPWAP协议进行打桩处理，向AC发送状态改变报文；

步骤37.控制模块分别读取各虚拟AP，当虚拟AP向AC发送状态改变报文成功，则虚拟AP与AC的配置接收完成，否则返回步骤35；

步骤38.各虚拟AP基于CAPWAP协议定时向AC发送keepalive保活包；

步骤39.控制模块分别读取各虚拟AP，当虚拟AP成功接收到AC的反馈，则虚拟AP与AC的保活连接完成，否则返回步骤35。

在上述的AP仿真模拟方法中，首先会按照步骤1和步骤2中的相应内容进行虚拟AP的创建以及端口的分配。在步骤2中，AP创建模块会根据AP设置模块的设置内容循环完成所有虚拟AP的创建。在完成所有虚拟AP的创建之后，再读取创建后的虚拟AP进程，进行后续的与AC的连接测试。

CAPWAP协议是一种隧道协议，用以在AC与AP之间建立连接隧道，这种连接隧道是一种点到点的单播隧道。当AC与AP之间建立起这种隧道连接之后，两者的数据消息以及控制消息就会通过这个隧道进行传递。因此，CAPWAP协议的一个重要功能就是要完成建立这种隧道。本发明实施例的一种具体实施方式中，通过设置控制模块执行上述的步骤31至35来模拟现实环境下CAPWAP协议的隧道建立，基于CAPWAP协议为每个虚拟AP与AC建立隧道连接。

各虚拟AP进程会基于CAPWAP协议，模拟与AC连接的各阶段，包括AP发现AC，AP加入AC，AP接受AC的下发配置，AP改变状态并回复AC以及发送keepalive保活包等各阶段。其中，控制模块会读取各虚拟AP的在各阶段的状态，并根据虚拟AP的状态，决定其是否退出或进入下一步。

在上述的步骤31中，各虚拟AP会向AC发送发现请求，并接收AC的反馈。这是模拟当AP获取AC地址后，向AC发送Discovery Request并接收AC的Discovery Response的过程。AP发出的报文中包括AP的型号，软硬件信息等，而AC的回复报文中相应的，包括AC的软硬件以及名称等信息。控制模块会读取各虚拟AP进程的状态，当虚拟AP发现AC成功，则进入下一步的AP加入AC的阶段，否则重新发现AC。

在上述的步骤33中，各虚拟AP会向AC发送加入请求，并接收AC的反馈。这是模拟现实环境下，当AP接收到AC发出的Discovery Response（发现请求）报文后，向AC发出Join Request（加入请求）并接收AC的Join Response（加入反馈）的过程。这样，虚拟AP与AC便能够建立起一条完整的隧道连接，相当于是在真实的环境下建立了隧道连接。控制模块会读取各虚拟AP，当虚拟AP发现所述AC成功，则控制虚拟AP进入下一步，否则退出当前的状态，等待静默时间后，重新进行AC发现。

在上述的步骤36中，当隧道连接建立完成后，AP就会进入运行状态（AP的run状态），而AC会进行配置下发。各虚拟AP会基于CAPWAP协议，接收AC下发的wirelesslan（无线局域网）配置，并向AC打桩回复wireless lan configuration response（无线局域网配置反馈）。这里的打桩回复是指不会对AC下发的配置进行相应的处理，而只是会将仿真模拟系统中预设的回复报文直接回复给AC，维持AP接入AC的状态。更进一步来说，是以累加每个虚拟AP的bssid(基本服务集标识符)的方式向AC进行打桩回复。这样，就不会出现虚拟AP的bssid相同的情况，防止出现可能的系统报错。控制模块分别会读取各虚拟AP的进程，当虚拟AP向AC发送状态改变报文成功，则虚拟AP与AC的配置接收完成，否则退出当前的状态，等待静默时间后，重新进行AC发现。

在上述的步骤38中，当隧道建立完成后（即上述的Join状态完成），各虚拟AP会向AC发送保活数据包，并接收AC的反馈。AP在进入run状态后，会启动定时器（EchoInterval），用以定时发送Echo Request（定时请求），其中如果有AC下发配置文件，那么会打断计时，重新计算。如果AP收到了来自AC的反馈，则AP认为其与AC之间的隧道是畅通的，运行状态正常，而当AC收到后，即完成AP的上线，虚拟AP的仿真模拟即告完成。同样，在这里，控制模块会分别读取各虚拟AP的进程，当虚拟AP成功接收到所述AC的反馈，则所述虚拟AP与所述AC的保活连接完成，否则退出当前的状态，等待静默时间后，重新进行AC发现。

在本发明的一种具体实施方式中，还包括支持在AC上对wireless lan的在线配置，以进一步提高模拟环境的真实性，提高模拟和测试效果。

通过本发明的一种基于CAPWAP协议的AP仿真模拟系统，实现了对大批量AP接入AC的仿真模拟测试。同时，由于是基于公有的标准化CAPWAP协议实现，因此适用于不同的AC生产厂商进行产品测试和网络环境测试等，具有广泛的应用前景。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于CAPWAP协议的AP仿真模拟系统，其特征在于，包括AC以及与所述AC连接的模组，所述模组包括：

AP设置模块，所述AP设置模块用于设置虚拟AP的数量以及起始虚拟AP的MAC地址；

AP创建模块，所述AP创建模块用于根据所述AP设置模块设置的虚拟AP数量和起始虚拟MAC地址创建各虚拟AP；

端口配置模块，所述端口配置模块用于为通过所述AP设置模块创建的每个虚拟AP分配端口；

控制模块，所述控制模块控制每个所述虚拟AP完成接入所述AC的各步骤。

2.如权利要求1所述的基于CAPWAP协议的AP仿真模拟系统，其特征在于，所述模组还包括网络测试模块，所述网络测试模块用于测试所述模组与所述AC的连通状态。

3.如权利要求1所述的基于CAPWAP协议的AP仿真模拟系统，其特征在于，所述模组运行于linux环境下。

4.一种基于CAPWAP协议的AP仿真模拟方法，其特征在于，通过如权利要求1至3任一项所述的AP仿真模拟系统实施所述仿真模拟方法，所述测试方法具体包括如下步骤：

步骤1.由所述AP设置模块设定虚拟AP的数量以及起始虚拟AP的MAC地址；

步骤2.由所述AP创建模块创建每个虚拟AP，并由所述端口配置模块依次为每个所述虚拟AP分配端口；

步骤3.所述控制模块基于CAPWAP协议使每个所述虚拟AP完成与所述AC的隧道连接，配置接收以及保活连接接入所述AC。

5.如权利要求4所述的基于CAPWAP协议的AP仿真模拟方法，其特征在于，所述步骤1中还包括步骤11.所述网络测试模块测试所述模组与所述AC的连通状态。

6.如权利要求4所述的基于CAPWAP协议的AP仿真模拟方法，其特征在于，所述步骤2中的所述端口包括控制面端口和数据面端口。

7.如权利要求4所述的基于CAPWAP协议的AP仿真模拟方法，其特征在于，所述步骤2中具体包括：

步骤21.所述AP创建模块根据所述起始虚拟AP的MAC地址创建起始虚拟AP；

步骤22.所述端口配置模块为所述虚拟AP分配端口；

步骤23.所述AP创建模块比较当前虚拟AP的创建数量与通过所述AP设置模块设定的虚拟AP的数量，当当前虚拟AP的创建数量小于所述设定的虚拟AP的数量，进入步骤24，否则进入步骤3；

步骤24.所述AP创建模块对当前虚拟AP的MAC地址进行累加，从而根据新得出的MAC地址，创建新的虚拟AP，并返回步骤22。

8.如权利要求4所述的基于CAPWAP协议的AP仿真模拟方法，其特征在于，所述步骤3中还包括：

步骤31.各虚拟AP基于CAPWAP协议分别向所述AC发送发现请求报文；

步骤32.所述控制模块分别读取各虚拟AP，当所述虚拟AP发现所述AC成功，则进入步骤33，否则进入步骤35；

步骤33.各虚拟AP基于CAPWAP协议分别向所述AC发送加入请求报文；

步骤34.所述控制模块分别读取各虚拟AP，当所述虚拟AP加入所述AC成功，则所述虚拟AP与所述AC的隧道连接完成；否则进入步骤35；

步骤35.所述控制模块控制所述虚拟AP退出与所述AC的当前连接状态，并等待静默时间后，返回步骤31。

9.如权利要求8所述的基于CAPWAP协议的AP仿真模拟方法，其特征在于，所述步骤3中还包括：

步骤36.当各所述虚拟AP接收到来自所述AC的下发配置，所述虚拟AP基于所述CAPWAP协议进行打桩处理，向所述AC发送状态改变报文；

步骤37.所述控制模块分别读取各虚拟AP，当所述虚拟AP向所述AC发送状态改变报文成功，则所述虚拟AP与所述AC的配置接收完成，否则返回步骤35。

10.如权利要求9所述的基于CAPWAP协议的AP仿真模拟方法，其特征在于，所述步骤3中还包括：

步骤38.各所述虚拟AP基于CAPWAP协议定时向所述AC发送keepalive保活包；

步骤39.所述控制模块分别读取各虚拟AP，当所述虚拟AP成功接收到所述AC的反馈，则所述虚拟AP与所述AC的保活连接完成，否则返回步骤35。

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