CN104023357A - 集中式无线局域网的负载均衡方法及接入控制器 - Google Patents
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Abstract
一种集中式无线局域网的负载均衡方法及接入控制器,所述方法包括步骤:获取负载大于预设的第一过载阈值的无线接入点;控制所述无线接入点停止响应新的用户终端的接入请求,并获取已接入的用户终端列表中的候选无线接入点;其中,所述列表记录了各用户终端的关联候选无线接入点信息;从候选无线接入点中获取负载满足接受用户终端预设阈值的新的无线接入点;将所述用户终端从当前接入的所述无线接入点中剔除,并控制所述新的无线接入点接入该用户终端。本发明能在网络拓扑结构变化时,及时调整各AP的负载,实现全网范围下的负载平衡。
Description
技术领域
本发明涉及无线局域网技术领域,特别是涉及一种集中式无线局域网的负载均衡方法及接入控制器。
背景技术
802.11协议组是国际电工电子工程学会(IEEE,Institute of Electrical andElectronics Engineers)为无线局域网络(WLAN)制定的标准,包括802.11a、802.11b、802.11g、802.11n等等。
无线局域网网络高速,低成本,能够与移动通信网络形成优势互补,为后者提供优质的室内数据业务分流技术,并且有了合适的电信级运营模式,因此近期发展非常迅猛。WLAN网络一般有三种架构:自治式架构、集中式架构、分布式架构,集中式WLAN的特点是AC(Access Controller,接入控制器)与无线终端WTP(即瘦AP)协调分担802.11的各种服务,并且由AC对多个WTP进行集中配置。
随着无线客户端的数目不断增加,AP(Wireless Access Point,无线访问接入点)的部署也随之增多,在一个区域内可能存在多个AP同时进行覆盖。若STA(Station,用户终端)处于WLAN网络的覆盖范围之内,需要接入到网络中,则需与网络中的AP进行关联。STA会发起信道扫描过程,广播探测请求(Probe Request),收到该请求的AP会应答探测响应(Probe Response)。在此期间,STA可能会收到多个AP的探测响应,通常情况下,该STA会选择信号强度最高的AP发起关联请求(Association Request),AP则会在发送给STA的关联响应(Association Response)中指示是否接受该STA的关联请求。
由于STA在选择发起关联请求的AP时通常会优先选择信号强度高的,这可能会导致过多的STA集中关联在某一AP上,而其它AP的负载则很少,造成网络中各AP的负载不平衡。现有技术中的负载均衡方法主要是基于接入式的,即在STA发起关联请求时,根据当前AP的负载情况及其周围AP的负载情况来判断是否接受该STA加入网络。但是该方法只在STA接入时通过控制STA的关联过程来实现负载均衡,属于被动式的负载均衡,其调整收敛速度会比较慢。极端情况下,若没有新的STA接入网络,或者所有的STA都维持当前的连接,即使当网络拓扑结构发生变化(如STA位置移动、新AP上线等),网络的负载情况也不会发生改变,导致此时网络中的负载不平衡。
发明内容
基于此,有必要针对上述问题,提供一种集中式无线局域网的负载均衡方法及接入控制器,使其在网络拓扑结构变化时及时调整各AP的负载,实现全网范围下的负载平衡。
一种集中式无线局域网的负载均衡方法,包括步骤:
获取负载大于预设的第一过载阈值的无线接入点;
控制所述无线接入点停止响应新的用户终端的接入请求,并获取已接入的用户终端列表中的候选无线接入点;其中,所述列表记录了各用户终端的关联候选无线接入点信息;
从候选无线接入点中获取负载满足接受用户终端预设阈值的新的无线接入点;
将所述用户终端从当前接入的所述无线接入点中剔除,并控制所述新的无线接入点接入该用户终端。
一种接入控制器,包括:
第一无线接入点获取模块,用于获取负载大于预设的第一过载阈值的无线接入点;
第二无线接入点获取模块,用于控制所述无线接入点停止响应新的用户终端的接入请求,并获取已接入的用户终端列表中的候选无线接入点;其中,所述列表记录了各用户终端的关联候选无线接入点信息;
第三无线接入点获取模块,用于从候选无线接入点中获取负载满足接受用户终端预设阈值的新的无线接入点;
用户终端处理模块,用于将所述用户终端从当前接入的所述无线接入点中剔除,并控制所述新的无线接入点接入该用户终端。
本发明集中式无线局域网的负载均衡方法及接入控制器,周期性执行主动式负载均衡方法,在AP负载过重的情况下,通过从候选无线接入点中获取负载满足接受用户终端预设阈值的新的无线接入点,进而剔除某些STA,使其网络拓扑结构发生变化时(如STA位置移动、新AP上线等),能及时调整各AP的负载,实现各AP的负载平衡。
附图说明
图1为本发明方法实施例的流程示意图;
图2为本发明被动式负载均衡方法判断标准实施例一的流程示意图;
图3为本发明被动式负载均衡方法判断标准实施例二的流程示意图;
图4为本发明方法步骤S130具体实施方式的流程示意图;
图5为本发明接入控制器实施例的结构示意图;
图6为本发明接入控制器的用户终端接入模块实施例一的结构示意图;
图7为本发明接入控制器的用户终端接入模块实施例二的结构示意图;
图8为本发明接入控制器第三无线接入点获取模块实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明集中式无线局域网的负载均衡方法的具体实施方式做详细描述。
如图1所示,一种集中式无线局域网的负载均衡方法,包括步骤:
S110、获取负载大于预设的第一过载阈值的无线接入点;
所述负载可以是AP接入的用户终端数(STA数)、或/和流量等;若无线接入点的负载不大于所述第一过载阈值,则所述AP处于正常工作范围内,不做任何负载均衡的操作,若无线接入点的负载大于所述第一过载阈值,则所述AP处于非正常工作范围内,负载过大,需要进行负载均衡的操作;
S120、控制所述无线接入点停止响应新的用户终端的接入请求,并获取已接入的用户终端列表中的候选无线接入点;其中,所述列表记录了各用户终端的关联候选无线接入点信息;
为了较好的判断STA所有可接入AP的负载情况,可以将STA与其关联的AP以列表形式存储在AC中,通过AC进行维护管理;获取所述列表有多种方式,例如可以通过AP接收STA发送的关联请求或周期性扫描STA的方法获取所述列表的记录信息;
S130、从候选无线接入点中获取负载满足接受用户终端预设阈值的新的无线接入点;
预设阈值是用于判断用户终端是否可以接入其它候选无线接入点,若满足,则说明存在候选无线接入点可以接入所述用户终端,否则不存在该候选无线接入点;
S140、将所述用户终端从当前接入的所述无线接入点中剔除,并控制所述新的无线接入点接入该用户终端;
由于STA重新发起关联的过程不受AP控制,为了保证被剔除的STA可关联到其它AP上,可以将该STA所有可关联的AP的负载均加上该STA的负载,然后进一步判断满足接收该STA条件的AP。
若负载大于第一过载阈值的某一无线接入点所关联的用户终端均没有找到新的无线接入点,即所述无线接入点的用户终端均没有被剔除,为了达到负载均衡,在一个实施例中,获取所述无线接入点中没有剔除用户终端的无线接入点,降低该无线接入点的功率,所述无线接入点指的是负载大于所述第一过载阈值的无线接入点,该无线接入点为所述无线接入点中没有剔除用户终端的无线接入点;降低AP的功率可以通过现有技术中已知的功率控制算法实现,通过减低所述AP的功率减少所述AP的覆盖范围,从而减少所述AP的负荷,达到负载均衡的目的。
本发明还提供了STA接入时的被动式负载均衡方法,即步骤S110之前,还可以包括步骤:
接收用户终端发送的加入无线接入点的关联请求,判断所述关联请求对应的无线接入点的负载是否满足预设关联条件,并根据判断结果接入所述用户终端。
预设关联条件是否满足可以根据能反映AP负载情况的用户终端数、和/或流量等判断,根据单一判断标准(负载是用户终端数或流量等)判断AP是否满足预设关联条件的方法有很多种,在一个实施例中,如图2所示,判断所述关联请求对应的无线接入点的负载是否满足预设关联条件,并根据判断结果接入所述用户终端的步骤可以包括:
S201、判断所述用户终端列表中是否只包含所述关联请求对应的无线接入点,若是,则进入步骤S206,否则进入步骤S202;
判断所述STA列表包含的AP个数,是为了防止当发送请求的STA只有所述关联请求对应的AP可关联时,若所述AP拒绝,则STA将无法接入到WLAN网络;
S202、判断所述用户终端的关联请求次数是否大于预设的最大拒绝次数,若是,则进入步骤S206,否则进入步骤S203;
判断STA的关联请求次数与最大拒绝次数的大小,是为了防止该STA长期得不到关联,无法接入到WLAN网络;
S203、判断所述无线接入点的负载是否大于预设的第二过载阈值,若是,则进入步骤S207,否则进入步骤S204,其中所述第二过载阈值小于所述第一过载阈值;
若AP负载大于第二过载阈值,说明AP负载较大,此时应拒绝新的STA接入;所述第一过载阈值是主动负载均衡触发的判断标准,若大于该值,说明当前AP负载过大,处于非正常工作状态下,而所述第二过载阈值是被动式负载均衡方法是否还能接收新的STA的标准,大于该值则说明当前AP负载较大,故第二过载阈值要小于第一过载阈值;所述第二过载阈值和第一过载阈值均可以通过仿真或实际测试得到;
S204、判断所述无线接入点的负载是否大于预设的均衡阈值,若是,则进入步骤S205,否则进入步骤S206,其中所述均衡阈值小于所述第二过载阈值;
若所述AP负载小于所述均衡阈值,说明所述AP的负载很轻,则不必与所述STA的其它AP比较,可以直接接受该STA的关联;所述均衡阈值用来表征当前AP的负载是否较轻,要小于所述第二过载阈值;所述均衡阈值可以通过仿真或实际测试得到;
S205、判断所述用户终端列表中是否存在其它无线接入点的负载与所述无线接入点的负载的差值大于预设的差值阈值,若是,则进入步骤S207,否则进入步骤S206;
所述无线接入点是所述用户终端关联请求对应的无线接入点;所述差值阈值表征了AP之间负载差值的容忍程度,所述差值阈值越小则表明AP之间的负载相差要越小,即对负载平衡的要求越高;所述差值阈值可以以各AP的负载能力为基准,根据实际需要自行设定,即可以通过仿真或实际测试得到所述差值阈值的最大值,用户可以根据自己需要设定不大于所述最大值的任意值;
S206、接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数;
每次接受关联后均清空STA的关联请求次数,使其下次连接时避免关联请求次数大于所述最大拒绝次数,从而直接与请求加入的AP关联,引起该AP的负载过大等问题;
S207、拒绝所述用户终端的接入。
上述基于单一判断标准的被动式负载均衡算法,若判断标准为用户终端数,则负载均衡方法简单,易于实现,但用户终端数在很多情况下并不能真实的反映当前AP的负载情况;当判断标准为流量时,由于AP上的WLAN可能处于本地转发模式下,此时AC上的流量统计可能是不准确的,因此AP需周期性的统计其当前的流量信息及其接入的STA的流量信息并向AC上报,AC可根据实际需要对流量信息进行平滑处理,其中平滑处理的方法可以根据现有技术中已知的滤波方法或其它平滑处理方法实现。
由于基于单一判断标准的被动式负载均衡方法只考虑了当前AP上某一方面的负载信息,没有考虑综合的及潜在的负载情况,所以本发明还提供了一种综合考虑用户终端数及流量判断标准的方法,该方法以流量作为主要判断标准,用户终端数作为辅助标准。如图3所示,判断所述关联请求对应的无线接入点的负载是否满足预设关联条件,并根据判断结果接入所述用户终端的步骤可以包括:
S301、判断所述用户终端列表中是否只包含所述关联请求对应的无线接入点,若是,则进入步骤S310,否则进入步骤S302;
判断所述STA列表包含的AP个数,是为了防止当发送请求的STA只有该请求加入的AP关联时,若所述AP拒绝,则STA将无法接入到WLAN网络;
S302、判断所述用户终端的关联请求次数是否大于所述最大拒绝次数,若是,则进入步骤S310,否则进入步骤S303;
判断STA的关联请求次数与最大拒绝次数的大小,是为了防止该STA长期得不到关联,从而无法接入到WLAN网络;
S303、判断所述无线接入点的流量是否大于预设的流量过载阈值,若是,则进入步骤S309,否则进入步骤S304,其中所述流量包含所述无线接入点当前的流量及当前请求接入的用户终端的流量;
若所述流量大于所述流量过载阈值,说明所述AP的流量较大,不适宜新的STA接入,本实施例以流量为主要参考标准,所以可以直接拒绝所述STA的接入;
S304、判断所述无线接入点已接入的用户终端数是否大于预设的用户终端数过载阈值,若是,则进入步骤S309,否则进入步骤S305;
若AP用户终端数大于所述用户终端数过载阈值,说明所述AP的用户终端数较多,不适宜新的STA接入,所以拒绝所述STA的接入;
S305、判断所述无线接入点的流量是否大于预设的流量均衡阈值,若是,进入步骤S306,否则进入步骤S310,其中所述流量均衡阈值小于所述流量过载阈值;
若AP的流量小于所述流量均衡阈值,说明所述AP的流量较小,本实施例以流量为主要参考标准,所以可以直接接受所述STA的接入;
S306、判断所述无线接入点已接入的用户终端数是否大于预设的用户终端数均衡阈值,若是,进入步骤S308,否则进入步骤S307,其中所述用户终端数均衡阈值小于所述用户终端数过载阈值;
若AP已接入用户终端数小于所述用户终端数均衡阈值,说明所述AP的用户终端数较小;
S307、判断所述用户终端的列表中是否存在其它无线接入点的用户终端数小于所述用户终端数过载阈值,且流量与所述无线接入点流量的差值大于预设的流量差值阈值,若是,则进入步骤S309,否则进入步骤S310;
本步骤中所述AP的已接入的用户终端数小于所述用户终端数均衡阈值,由于以流量为主要参考标准,所以STA列表中AP的关联用户终端数小于所述用户终端数过载阈值即可;
S308、判断所述用户终端的列表中是否存在其它无线接入点的用户终端数与所述无线接入点的用户终端数的差值大于预设的用户终端数差值阈值,且流量与所述无线接入点流量的差值大于所述流量差值阈值,若是,则进入步骤S309,否则进入步骤S310;
所述无线接入点指的是所述用户终端的关联请求对应的无线接入点;
S309、拒绝所述用户终端的接入;
S310、接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数。
由于被动式负载均衡方法只能够在STA发起关联请求时触发,然后根据关联请求对应的AP的负载情况决定是否接纳该STA的关联请求,不能有效应对网络拓扑结构变化时的负载均衡,所以本发明针对被动式负载均衡方法的缺陷,提供了相配合的主动式负载均衡方法,能实时根据当前网络的负载状态做一定的调整,起到平衡全网负载的作用。
主动式负载均衡方法是周期执行的,当AP的负载超过第一过载阈值时,说明所述AP的负载过重,已远超过AP自身的承受能力,须尽可能的减轻其负载,例如主动剔除一部分STA等,被终止关联的STA会按照重选原则对另外的AP发起关联请求,从而接入至负载较轻的其它AP,实现全网范围内的负载平衡。从候选AP中获取负载满足接受STA预设阈值的新的AP的方法有很多种,例如,在一个实施例中,如图4所示,步骤S130具体包括:
S131、判断所述用户终端列表中是否只包含当前接入的无线接入点,若是,返回步骤S131,否则进入步骤S132;
依次轮询所述AP接入的所有STA,若STA的列表中只有该AP关联,若该STA被剔除则关联不到其它的AP,所以不进行任何负载均衡操作,继续轮询下一个关联的STA,否则执行下一步;
S132、判断所述用户终端列表中是否存在其它无线接入点的负载小于所述第二过载阈值,若是,进入步骤S133,否则返回步骤S131;
若所述AP接入的该STA列表中有其他关联候选AP,判断是否存在其它AP的负载小于第二过载阈值,此条件与被动式均衡负载方法相互制约,保证了被剔除的STA可接入其它AP;
S133、判断该无线接入点的负载与当前接入的无线接入点的负载的差值是否大于所述差值阈值,若是,则进入步骤S134,否则返回步骤S131;
该无线接入点是步骤S132中满足负载小于第二过载阈值条件的AP,当前接入的无线接入点指的是负载超过第一过载阈值的当前AP;
S134、确定该无线接入点为新的无线接入点;
确定该AP是新的无线接入点之后,就可以将STA从当前接入的AP中剔除,然后接着轮询下一个STA。
轮询完所述AP接入的所有STA,若有STA被剔除,即终止与所述AP的关联,则AC下发操作命令至所述AP或STA,告知该STA与所述AP关联终止,若没有STA被剔除,则触发所述AP的功率控制,通过相应的功率控制算法减少所述AP的覆盖范围,从而减少所述AP的负荷,达到负载均衡的目的。主动式负载均衡方法负载判断标准可选择单一标准判断方法(用户终端数或流量或其它能反映AP负载情况的参数)或者综合标准判断方法(用户终端数和流量和其它能反映AP负载情况的参数)。
基于同一发明构思,本发明还提供一种接入控制器,下面结合附图对本发明接入控制器的具体实施方式做详细描述。
如图5所示,一种接入控制器AC,包括:
第一无线接入点获取模块110,用于获取负载大于预设的第一过载阈值的无线接入点;其中所述负载可以是AP接入的用户终端数(STA数)、或/和流量等;
第二无线接入点获取模块120,用于控制所述无线接入点停止响应新的用户终端的接入请求,并获取已接入的用户终端列表中的候选无线接入点;其中,所述列表记录了各用户终端的关联候选无线接入点信息,可以通过AP接收STA发送的关联请求或周期性扫描STA的方法获取所述列表的记录信息;
第三无线接入点获取模块130,用于从候选无线接入点中获取负载满足接受用户终端预设阈值的新的无线接入点;
用户终端处理模块140,用于将所述用户终端从当前接入的所述无线接入点中剔除,并控制所述新的无线接入点接入该用户终端;
由于STA重新发起关联的过程不受AP控制,为了保证被剔除的STA可关联到其它AP上,可以将所有可关联的AP的负载均加上该STA的负载,然后进一步判断满足接收该STA条件的AP。
若第三无线接入点获取模块130没有找到新的无线接入点,即所述无线接入点的用户终端均没有被剔除,为了达到负载均衡,在一个实施例中,所述接入控制器还可以包括第四无线接入点获取模块,用于获取所述无线接入点中没有剔除用户终端的无线接入点,降低该无线接入点的功率;其中所述无线接入点指的是负载大于所述第一过载阈值的无线接入点,该无线接入点为所述无线接入点中没有剔除用户终端的无线接入点;降低AP的功率可以通过现有技术中已知的功率控制算法实现,通过减低所述AP的功率减少所述AP的覆盖范围,从而减少所述AP的负荷,达到负载均衡的目的。
本发明还可以实现STA接入时的被动式负载均衡,即所述接入控制器还可以包括与所述第一无线接入点获取模块110相连的用户终端接入模块,用于接收用户终端发送的加入无线接入点的关联请求,判断所述关联请求对应的无线接入点的负载是否满足预设关联条件,并根据判断结果接入所述用户终端。
预设关联条件是否满足可以根据能反映AP负载情况的用户终端数、和/或流量等判断,根据单一判断标准(负载是用户终端数或流量等)判断AP是否满足预设关联条件的方法有很多种,在一个实施例中,如图6所示,所述用户终端接入模块包括:
第一列表判断单元201,用于判断所述用户终端列表中是否只包含所述关联请求对应的无线接入点,若是,则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,否则由第一次数比较单元202比较所述关联请求次数与最大拒绝次数的大小;
第一次数比较单元202,用于比较所述用户终端的关联请求次数与预设的最大拒绝次数的大小,若所述关联请求次数大于所述最大拒绝次数,则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,否则由第一负载比较单元203比较负载与第二过载阈值的大小;
第一负载比较单元203,用于比较所述无线接入点的负载与预设的第二过载阈值的大小,若所述无线接入点的负载大于第二过载阈值,则拒绝所述用户终端的接入,否则由第二负载比较单元204比较负载与均衡阈值的大小,其中所述第二过载阈值小于所述第一过载阈值;
第二负载比较单元204,用于比较所述无线接入点的负载与预设的均衡阈值的大小,若所述负载大于所述均衡阈值,则由差值比较单元205比较差值与差值阈值的大小,否则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,其中所述均衡阈值小于所述第二过载阈值;
差值比较单元205,用于比较所述用户终端列表中其它无线接入点的负载与所述无线接入点的负载的差值与预设的差值阈值的大小,若所述差值大于所述差值阈值,则拒绝所述用户终端的接入,否则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数。
上述用户终端接入模块只考虑了当前AP上某一方面的负载信息,没有考虑综合的及潜在的负载情况,所以本发明还提供了一种综合考虑用户终端数及流量的用户终端接入模块,该模块以流量作为主要判断标准,用户终端数作为辅助标准。如图7所示,所述用户终端接入模块包括:
第二列表判断单元301,用于判断所述用户终端列表中是否只包含所述关联请求对应的无线接入点,若是,则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,否则由第二次数比较单元302比较所述关联请求次数与最大拒绝次数的大小;
第二次数比较单元302,用于比较所述用户终端的关联请求次数与预设的最大拒绝次数的大小,若所述关联请求次数大于所述最大拒绝次数,则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,否则由第一流量比较单元303比较流量与流量过载阈值的大小;
第一流量比较单元303,用于比较所述无线接入点的流量与预设的流量过载阈值的大小,若所述流量大于所述流量过载阈值,则拒绝所述用户终端的接入,否则由第一用户终端数比较单元304比较用户终端数与用户终端数过载阈值的大小,其中所述流量包含所述无线接入点当前的流量及当前请求接入的用户终端的流量;
第一用户终端数比较单元304,用于比较所述无线接入点已接入的用户终端数与预设的用户终端数过载阈值的大小,若所述用户终端数大于所述用户终端数过载阈值,则拒绝所述用户终端的接入,否则由第二流量比较单元305比较所述流量与流量均衡阈值的大小;
第二流量比较单元305,用于比较所述无线接入点的流量与预设的流量均衡阈值的大小,若所述流量大于所述流量均衡阈值,则由第二用户终端数比较单元306比较所述用户终端数与用户终端数均衡阈值的大小,否则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,其中所述流量均衡阈值小于所述流量过载阈值;
第二用户终端数比较单元306,用于比较所述无线接入点已接入的用户终端数与预设的用户终端数均衡阈值的大小,若所述用户终端数大于所述用户终端数均衡阈值,则由第二差值比较单元308比较用户终端数差值与用户终端数差值阈值的大小、流量差值与流量差值阈值的大小,否则由第一差值比较单元307比较用户终端数与用户终端数过载阈值的大小、流量差值与流量差值阈值的大小,其中所述用户终端数均衡阈值小于所述用户终端数过载阈值;
第一差值比较单元307,用于比较所述用户终端列表中其它无线接入点的用户终端数与所述用户终端数过载阈值的大小、其流量与所述无线接入点流量的差值与预设的流量差值阈值的大小,若存在其它无线接入点的用户终端数小于所述用户终端数过载阈值且流量差值大于所述流量差值阈值,则拒绝所述用户终端的接入,否则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数;
第二差值比较单元308,用于比较所述用户终端列表中其它无线接入点的用户终端数与所述无线接入点的用户终端数的差值与预设的用户终端数差值阈值的大小、其流量与所述无线接入点的流量的差值与所述流量差值阈值的大小,若存在其它无线接入点的用户终端数差值大于所述用户终端数差值阈值且流量差值大于所述流量差值阈值,则拒绝所述用户终端的接入,否则接收所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数。
当AP的负载超过第一过载阈值时,说明所述AP的负载过重,已远超过AP自身的承受能力,须尽可能的减轻其负载,例如主动剔除一部分STA等,被终止关联的STA会按照重选原则对另外的AP发起关联请求,从而接入至负载较轻的其它AP,实现全网范围内的负载平衡。所述第三无线接入点获取模块130从候选AP中获取负载满足接受STA预设阈值的新的AP的方式有很多种,例如,在一个实施例中,如图8所示,所述第三无线接入点获取模块130可以包括:
列表判断单元131,用于判断所述用户终端列表中是否只包含当前接入的无线接入点,若是,则由列表判断单元131判断下一个用户终端,否则由负载比较单元132比较列表中其它无线接入点负载与第二过载阈值的大小;
负载比较单元132,用于比较所述用户终端列表中其它无线接入点的负载与所述第二过载阈值的大小,若存在其它无线接入点的负载小于所述第二过载阈值,则由负载差值比较单元133比较负载差值与差值阈值的大小,否则由列表判断单元131判断下一个用户终端;
负载差值比较单元133,用于比较该无线接入点的负载与当前接入的无线接入点的负载的差值与所述差值阈值的大小,若所述负载差值大于所述差值阈值,则确定该无线接入点为新的无线接入点,否则由列表判断单元131判断下一个用户终端。
所述第三无线接入点获取模块130轮询完所述AP关联的所有STA,若有STA被剔除,即终止与所述AP的关联,则AC下发操作命令至所述AP或STA,告知该STA与所述AP关联终止,若没有STA被剔除,则触发所述AP的功率控制,通过相应的功率控制算法减少所述AP的覆盖范围,从而减少所述AP的负荷,达到负载均衡的目的。所述第三无线接入点获取模块130负载判断标准可选择单一标准判断方法(用户终端数或流量或其它能反映AP负载情况的参数)或者综合标准判断方法(用户终端数和流量和其它能反映AP负载情况的参数)。
本发明接入控制器的其它技术特征与上述集中式无线局域网的负载均衡方法相同,在此不予赘述。
本发明集中式无线局域网的负载均衡方法及接入控制器,与现有技术相互比较时,具有以下优点:
1、在STA接入时执行被动式负载均衡方法,通过判断所述STA请求加入的AP的负载是否满足预设关联条件确定是否接受所述STA的关联,使其能够有效平衡STA接入时的各AP的负载。
2、周期性执行主动式负载均衡方法,在AP负载过重的情况下,剔除某些STA或者降低该AP的功率,使其网络拓扑结构发生变化时(如STA位置移动、新AP上线等),能及时调整各AP的负载,实现各AP的负载平衡。
3、主动式负载均衡方法与被动式负载均衡方法的阈值相互制约,既能在STA接入时平衡WLAN网络中各AP的负载,又能在网络拓扑结构变化时,及时调整各AP的负载,实现全网范围下的负载平衡。
4、提供了基于用户终端数、流量等反映AP负载情况的单一负载判断标准方法及综合负载判断标准方法,在实际应用过程中可以根据不同情况灵活选择。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (12)
1.一种集中式无线局域网的负载均衡方法,其特征在于,包括步骤:
获取负载大于预设的第一过载阈值的无线接入点;
控制所述无线接入点停止响应新的用户终端的接入请求,并获取已接入的用户终端列表中的候选无线接入点;其中,所述列表记录了各用户终端的关联候选无线接入点信息;
从候选无线接入点中获取负载满足接受用户终端预设阈值的新的无线接入点;
将所述用户终端从当前接入的所述无线接入点中剔除,并控制所述新的无线接入点接入该用户终端。
2.根据权利要求1所述的集中式无线局域网的负载均衡方法,其特征在于,还包括步骤:获取所述无线接入点中没有剔除用户终端的无线接入点,降低该无线接入点的功率。
3.根据权利要求1所述的集中式无线局域网的负载均衡方法,其特征在于,获取负载大于所述第一过载阈值的无线接入点的步骤之前,还包括步骤:
接收用户终端发送的加入无线接入点的关联请求,判断所述关联请求对应的无线接入点的负载是否满足预设关联条件,并根据判断结果接入所述用户终端。
4.根据权利要求3所述的集中式无线局域网的负载均衡方法,其特征在于,判断所述关联请求对应的无线接入点的负载是否满足预设关联条件,并根据判断结果接入所述用户终端的步骤包括:
S201、判断所述用户终端列表中是否只包含所述关联请求对应的无线接入点,若是,则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,否则进入步骤S202;
S202、判断所述用户终端的关联请求次数是否大于预设的最大拒绝次数,若是,则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,否则进入步骤S203;
S203、判断所述无线接入点的负载是否大于预设的第二过载阈值,若是,则拒绝所述用户终端的接入,否则进入步骤S204,其中所述第二过载阈值小于所述第一过载阈值;
S204、判断所述无线接入点的负载是否大于预设的均衡阈值,若是,则进入步骤S205,否则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,其中所述均衡阈值小于所述第二过载阈值;
S205、判断所述用户终端列表中是否存在其它无线接入点的负载与所述无线接入点的负载的差值大于预设的差值阈值,若是,则拒绝所述用户终端的接入,否则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数。
5.根据权利要求3所述的集中式无线局域网的负载均衡方法,其特征在于,判断所述关联请求对应的无线接入点的负载是否满足预设关联条件,并根据判断结果接入所述用户终端的步骤包括:
S301、判断所述用户终端列表中是否只包含所述关联请求对应的无线接入点,若是,则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,否则进入步骤S302;
S302、判断所述用户终端的关联请求次数是否大于所述最大拒绝次数,若是,则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,否则进入步骤S303;
S303、判断所述无线接入点的流量是否大于预设的流量过载阈值,若是,则拒绝所述用户终端的接入,否则进入步骤S304,其中所述流量包含所述无线接入点当前的流量及当前请求接入的用户终端的流量;
S304、判断所述无线接入点已接入的用户终端数是否大于预设的用户终端数过载阈值,若是,则拒绝所述用户终端的接入,否则进入步骤S305;
S305、判断所述无线接入点的流量是否大于预设的流量均衡阈值,若是,进入步骤S306,否则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,其中所述流量均衡阈值小于所述流量过载阈值;
S306、判断所述无线接入点已接入的用户终端数是否大于预设的用户终端数均衡阈值,若是,进入步骤S308,否则进入步骤S307,其中所述用户终端数均衡阈值小于所述用户终端数过载阈值;
S307、判断所述用户终端的列表中是否存在其它无线接入点的用户终端数小于所述用户终端数过载阈值,且流量与所述无线接入点流量的差值大于预设的流量差值阈值,若是,则拒绝所述用户终端的接入,否则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数;
S308、判断所述用户终端的列表中是否存在其它无线接入点的用户终端数与所述无线接入点的用户终端数的差值大于预设的用户终端数差值阈值,且流量与所述无线接入点流量的差值大于所述流量差值阈值,若是,则拒绝所述用户终端的接入,否则接收所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的集中式无线局域网的负载均衡方法,其特征在于,从候选无线接入点中获取负载满足接受用户终端预设阈值的新的无线接入点的步骤包括:
S131、判断所述用户终端列表中是否只包含当前接入的无线接入点,若是,返回步骤S131,否则进入步骤S132;
S132、判断所述用户终端列表中是否存在其它无线接入点的负载小于所述第二过载阈值,若是,进入步骤S133,否则返回步骤S131;
S133、判断该无线接入点的负载与当前接入的无线接入点的负载的差值是否大于所述差值阈值,若是,则确定该无线接入点为新的无线接入点,否则返回步骤S131。
7.一种接入控制器,其特征在于,包括:
第一无线接入点获取模块,用于获取负载大于预设的第一过载阈值的无线接入点;
第二无线接入点获取模块,用于控制所述无线接入点停止响应新的用户终端的接入请求,并获取已接入的用户终端列表中的候选无线接入点;其中,所述列表记录了各用户终端的关联候选无线接入点信息;
第三无线接入点获取模块,用于从候选无线接入点中获取负载满足接受用户终端预设阈值的新的无线接入点;
用户终端处理模块,用于将所述用户终端从当前接入的所述无线接入点中剔除,并控制所述新的无线接入点接入该用户终端。
8.根据权利要求7所述的接入控制器,其特征在于,还包括第四无线接入点获取模块,用于获取所述无线接入点中没有剔除用户终端的无线接入点,降低该无线接入点的功率。
9.根据权利要求7所述的接入控制器,其特征在于,还包括与所述第一无线接入点获取模块相连的用户终端接入模块,用于接收用户终端发送的加入无线接入点的关联请求,判断所述关联请求对应的无线接入点的负载是否满足预设关联条件,并根据判断结果接入所述用户终端。
10.根据权利要求9所述的接入控制器,其特征在于,所述用户终端接入模块包括:
第一列表判断单元,用于判断所述用户终端列表中是否只包含所述关联请求对应的无线接入点,若是,则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,否则由第一次数比较单元比较所述关联请求次数与最大拒绝次数的大小;
第一次数比较单元,用于比较所述用户终端的关联请求次数与预设的最大拒绝次数的大小,若所述关联请求次数大于所述最大拒绝次数,则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,否则由第一负载比较单元比较负载与第二过载阈值的大小;
第一负载比较单元,用于比较所述无线接入点的负载与预设的第二过载阈值的大小,若所述无线接入点的负载大于第二过载阈值,则拒绝所述用户终端的接入,否则由第二负载比较单元比较负载与均衡阈值的大小,其中所述第二过载阈值小于所述第一过载阈值;
第二负载比较单元,用于比较所述无线接入点的负载与预设的均衡阈值的大小,若所述负载大于所述均衡阈值,则由差值比较单元比较差值与差值阈值的大小,否则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,其中所述均衡阈值小于所述第二过载阈值;
差值比较单元,用于比较所述用户终端列表中其它无线接入点的负载与所述无线接入点的负载的差值与预设的差值阈值的大小,若所述差值大于所述差值阈值,则拒绝所述用户终端的接入,否则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数。
11.根据权利要求9所述的接入控制器,其特征在于,所述用户终端接入模块包括:
第二列表判断单元,用于判断所述用户终端列表中是否只包含所述关联请求对应的无线接入点,若是,则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,否则由第二次数比较单元比较所述关联请求次数与最大拒绝次数的大小;
第二次数比较单元,用于比较所述用户终端的关联请求次数与预设的最大拒绝次数的大小,若所述关联请求次数大于所述最大拒绝次数,则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,否则由第一流量比较单元比较流量与流量过载阈值的大小;
第一流量比较单元,用于比较所述无线接入点的流量与预设的流量过载阈值的大小,若所述流量大于所述流量过载阈值,则拒绝所述用户终端的接入,否则由第一用户终端数比较单元比较用户终端数与用户终端数过载阈值的大小,其中所述流量包含所述无线接入点当前的流量及当前请求接入的用户终端的流量;
第一用户终端数比较单元,用于比较所述无线接入点已接入的用户终端数与预设的用户终端数过载阈值的大小,若所述用户终端数大于所述用户终端数过载阈值,则拒绝所述用户终端的接入,否则由第二流量比较单元比较所述流量与流量均衡阈值的大小;
第二流量比较单元,用于比较所述无线接入点的流量与预设的流量均衡阈值的大小,若所述流量大于所述流量均衡阈值,则由第二用户终端数比较单元比较所述用户终端数与用户终端数均衡阈值的大小,否则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数,其中所述流量均衡阈值小于所述流量过载阈值;
第二用户终端数比较单元,用于比较所述无线接入点已接入的用户终端数与预设的用户终端数均衡阈值的大小,若所述用户终端数大于所述用户终端数均衡阈值,则由第二差值比较单元比较用户终端数差值与用户终端数差值阈值的大小、流量差值与流量差值阈值的大小,否则由第一差值比较单元比较用户终端数与用户终端数过载阈值的大小、流量差值与流量差值阈值的大小,其中所述用户终端数均衡阈值小于所述用户终端数过载阈值;
第一差值比较单元,用于比较所述用户终端列表中其它无线接入点的用户终端数与所述用户终端数过载阈值的大小、其流量与所述无线接入点流量的差值与预设的流量差值阈值的大小,若存在其它无线接入点的用户终端数小于所述用户终端数过载阈值且流量差值大于所述流量差值阈值,则拒绝所述用户终端的接入,否则接受所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数;
第二差值比较单元,用于比较所述用户终端列表中其它无线接入点的用户终端数与所述无线接入点的用户终端数的差值与预设的用户终端数差值阈值的大小、其流量与所述无线接入点的流量的差值与所述流量差值阈值的大小,若存在其它无线接入点的用户终端数差值大于所述用户终端数差值阈值且流量差值大于所述流量差值阈值,则拒绝所述用户终端的接入,否则接收所述用户终端的接入,并清空所述用户终端的关联请求次数。
12.根据权利要求7至11任意一项所述的接入控制器,其特征在于,所述第三无线接入点获取模块包括:
列表判断单元,用于判断所述用户终端列表中是否只包含当前接入的无线接入点,若是,则由列表判断单元判断下一个用户终端,否则由负载比较单元比较列表中其它无线接入点负载与第二过载阈值的大小;
负载比较单元,用于比较所述用户终端列表中其它无线接入点的负载与所述第二过载阈值的大小,若存在其它无线接入点的负载小于所述第二过载阈值,则由负载差值比较单元比较负载差值与差值阈值的大小,否则由列表判断单元判断下一个用户终端;
负载差值比较单元,用于比较该无线接入点的负载与当前接入的无线接入点的负载的差值与所述差值阈值的大小,若所述负载差值大于所述差值阈值,则确定该无线接入点为新的无线接入点,否则由列表判断单元判断下一个用户终端。
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