CN104582004A - 基于sdn的wlan分层组网系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于SDN的WLAN分层组网系统及方法，包括SDN控制器和与SDN控制器通信连接的AC，AC作为与其连接的AP的控制器和SDN控制器的交换节点；AC为AP创建有虚拟端口并根据当前网络环境设置各个AP的虚拟端口的状态并上报给SDN控制器；SDN控制器用于根据虚拟端口的状态生成管理状态信息并发送给AC；AC还用于将管理状态信息中对应AP的管理信息转换成CAPWAP消息下发给AP，从而实现了SDN控制器、AC、AP三位一体的分层WLAN网络架构，便于WLAN业务SDN上迁移，既保护了现有设备的投资，又能充分利用SDN技术的优势，实用性较好。

Description

基于SDN的WLAN分层组网系统及方法

技术领域

本发明涉及通信领域，具体而言，涉及一种基于SDN的WLAN分层组网系统及方法。

背景技术

WLAN(Wireless Local Area Networks，无线局域网络)组网方案包括胖AP(Access Pointer，接入节点)组网和瘦AP+AC(AccessController，接入控制器)组网两种。其中，瘦AP+AC组网方案中由AC集中管理AP，控制数据需经过AC，业务数据根据需要决定是否经过AC处理，AC承担部分BRAS(Broadband Remote AccessServer，宽带远程接入服务器)的功能，具有可管理性好，支持漫游切换，便于大规模部署等优点，在运营商网络和大企业中获得了广泛应用；而其缺点是AC是整个网络的瓶颈，AC所管理瘦AP的物理区域有限，AC设备需要的数量比较多，网络设备资源利用率不高。

相关技术提供了一种新型的网络创新架构——SDN(SoftwareDefined Network，软件定义网络)，其通过将网络设备控制面与数据面分离开来，从而实现了网络流量的灵活控制。SDN具有硬件标准化，组网成本低，网络资源利用率高，网络规划、设计和管理较灵活等特点；由于SDN相比瘦AP+AC组网具有上述特点，故吸引了越来越多的网络设备制造商的兴趣。

而目前，对于大部分已经投资了WLAN组网方案的投资者来讲，若选择SDN，则就需要放弃WLAN组网，重新投资SDN，造成投资者在WLAN组网中投入资金的浪费；故相关技术中引入了将现有的瘦AP+AC组网方案转换成SDN的方案，例如：将AC组件化后部署在云服务器上，提供传统的瘦AP+AC组网接入功能，此时，AC作为SDN的CONTROLLER(控制器)，瘦AP作为SDN的SWITCH节点(交换机)而协同工作(如Ruckus公司)，该方式中，瘦AP+AC采用CAPWAP协议和传统数据通信模式，与现有的SDN中将网络设备控制面与数据面分离开来的体系存在差异，无法实现将瘦AP+AC架构顺利迁移到SDN中。还有一种方式是抛弃AC，在云服务器上部署AP管理组件，充分利用云的强大计算能力，对众多AP节点提供管理(如ARUBA等公司)。该抛弃AC的方式，使得瘦AP+AC方案在支持零配置、漫游和强管理上产生了问题，从而失去了瘦AP+AC方案自身的优点。

发明人在研究中发现，相关WLAN组网(例如：上述的瘦AP+AC组网)向SDN迁移的技术在利用现有资源的程度与功能优化方面均不理想，针对这一问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于SDN的WLAN分层组网系统及方法，以提升WLAN组网向SDN迁移时现有资源的利用程度，以及优化系统功能。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于软件定义网络SDN的无线局域网络WLAN分层组网系统，包括：SDN控制器和与SDN控制器通信连接的接入控制器AC，AC作为与其连接的接入节点AP的控制器和SDN控制器的交换节点；

AC为AP创建有虚拟端口，AC用于根据当前网络环境设置各个AP的虚拟端口的状态，向SDN控制器上报虚拟端口的状态；

SDN控制器用于接收虚拟端口的状态，根据虚拟端口的状态生成管理状态信息，将管理状态信息发送给AC；

AC还用于接收管理状态信息，将管理状态信息中对应AP的管理信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给AP。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，AC包括：

网络环境检测模块，用于检测当前AP的CAPWAP通道是否正常，以及检测当前AP的射频设备是否处于管理工作状态；

虚拟端口状态设置模块，用于当当前AP的CAPWAP通道正常，且当前AP的射频设备处于管理工作状态时，设置当前AP的虚拟端口的状态为管理工作状态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，管理状态信息包括：流表配置信息；AC包括：

流表接收模块，用于接收SDN控制器下发的流表配置信息；

流表处理模块，用于从流表配置信息中提取本地流表信息，将提取的本地流表信息下发给AC的数据平面，将流表配置信息中对应AP的流表信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给AP。

结合第一方面、第一方面的第一种可能的实施方式以及第一方面的第二种可能的实施方式中任意一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，该系统中，SDN控制器和AC之间采用的通信协议为OPENFLOW协议。

第二方面，本发明实施例还提供了一种应用第一方面中任一项系统的通信方法，包括：

接入控制器AC为与其连接的接入节点AP创建虚拟端口；

AC根据当前网络环境设置各个AP的虚拟端口的状态，向软件定义网络SDN的SDN控制器上报虚拟端口的状态；

AC接收SDN控制器返回的管理状态信息，将管理状态信息中对应AP的管理信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给AP；其中，管理状态信息是SDN控制器根据虚拟端口的状态生成的。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中，AC根据当前网络环境设置各个AP的虚拟端口的状态包括：

AC检测当前AP的CAPWAP通道是否正常，以及检测当前AP的射频设备是否处于管理工作状态；

当当前AP的CAPWAP通道正常，且当前AP的射频设备处于管理工作状态时，AC设置当前AP的虚拟端口的状态为管理工作状态。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中，管理状态信息包括：流表配置信息；

AC将管理状态信息中对应AP的管理信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给AP包括：AC接收SDN控制器下发的流表配置信息；AC从流表配置信息中提取本地流表信息，将提取的本地流表信息下发给AC的数据平面，将流表配置信息中对应AP的流表信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给AP。

结合第二方面、第二方面的第一种可能的实施方式以及第二方面的第二种可能的实施方式中任意一种可能的实施方式，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，SDN控制器和AC之间采用的通信协议为OPENFLOW协议。

第三方面，本发明实施例还提供了一种应用第一方面中任一项系统的通信方法，包括：

软件定义网络SDN的SDN控制器接收接入控制器AC上报的虚拟端口的状态；其中，虚拟端口是AC为与其连接的各个接入节点AP创建的，虚拟端口的状态是AC根据当前网络环境为设置的；

SDN控制器根据虚拟端口的状态生成管理状态信息，将管理状态信息发送给AC，以使AC将管理状态信息中对应AP的管理信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给AP。

结合第三方面，本发明实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式，其中，SDN控制器和AC之间采用通信协议为OPENFLOW协议。

本发明实施例提供的一种基于SDN的WLAN分层组网系统及方法，通过将与SDN控制器通信连接的AC作为与其连接的AP的控制器和SDN控制器的交换节点，AC可以为AP创建有虚拟端口并将各个AP的虚拟端口的状态上报给SDN控制器，使SDN生成管理状态信息，AC接收到该管理状态信息后，将对应AP的管理信息转换成CAPWAP消息下发给AP。该方式与现有技术相比，因为AC既作为AP的控制器，又作为SDN控制器的交换节，实现了SDN控制器、AC、AP三位一体的分层WLAN网络架构，便于WLAN业务向SDN上迁移，既能够有效利用现有设备，又能充分实施SDN技术中的各项功能，实用性较好。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种基于SDN的WLAN分层组网系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的基于SDN的WLAN分层组网系统的基本框架的结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的基于SDN的WLAN分层组网系统中网络通道的结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的基于SDN的WLAN分层组网系统中SDN控制器通过AC管理虚拟CPE或者VAP的接入网络和备份网络的原理图；

图5示出了本发明实施例所提供的一种基于SDN的WLAN分层组网方法中的流程图；

图6示出了本发明实施例所提供的另一种基于SDN的WLAN分层组网方法的流程图；

图7示出了本发明实施例所提供的另一种基于SDN的WLAN分层组网方法的流程图。

主要元件符号说明：

11、SDN控制器；12、AC；13、AP、14、网络环境检测模块；15、网络环境检测模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种基于SDN的WLAN分层组网系统及方法，该系统和方法中，通过将与SDN控制器通信连接的AC作为与其连接的AP的控制器和SDN控制器的交换节点，AC可以为AP创建有虚拟端口并将各个AP的虚拟端口的状态上报给SDN控制器，使SDN生成管理状态信息，AC接收到该管理状态信息后，将对应AP的管理信息转换成CAPWAP消息下发给AP。由于AC既作为AP的控制器，又作为SDN控制器的交换节点，从而实现了SDN控制器、AC、AP三位一体的分层WLAN网络架构，便于WLAN业务向SDN上迁移，该技术既能够有效的利用现有设备，又能充分实施SDN技术中的各项功能，实用性较好。具体实施例如下：

参见图1所示的基于SDN的WLAN分层组网系统的结构示意图，该系统包括：SDN控制器11和与SDN控制器11通信连接的AC12；其中，图1中的AP仅以一个为例示意的，而在实际组网中，与AC连接的AP可以不止一个。

上述系统中，AC12既作为与其连接的接入节点AP13的控制器，还作为其自身与SDN控制器11的交换节点；

上述系统中，因为AC12作为与其连接的AP13的控制器，故其可以为AP13创建虚拟端口，并在虚拟端口创建成功后，根据当前网络环境设置各个AP13的虚拟端口的状态；由于AC12还作为其自身与SDN控制器11的交换节点，故AC12即将其创建的虚拟端口的状态上报给SDN控制器11。

SDN控制器11用于接收上述虚拟端口的状态，然后根据接收的该虚拟端口的状态生成管理状态信息，并将该管理状态信息发送给AC12；

AC12还用于接收上述管理状态信息，将该管理状态信息中对应AP13的管理信息转换成CAPWAP(Control And Provisioning ofWireless Access Points Protocol Specification，无线接入点的控制和配置协议)消息下发给AP13。

本实施例中，由于WLAN组网(如胖AP13组网或者瘦AP13+AC12组网)方案均有其自身的缺点，而SDN网络因为其硬件标准化，组网成本低，网络资源利用率高以及网络规划、设计和管理较灵活等特点而被广泛使用，实际中，若将已经建设好的WLAN组网进行拆除，更换成SDN，则需要重新投入大量资金，且原来投入WLAN组网的资金也会浪费，基于此，本发明实施例提供了一种将WLAN组网向SDN网络进行迁移的技术，即上述基于SDN的WLAN分层组网系统，用以使WLAN组网能够应用在SDN中，该系统有效的利用了现有设备，又使现有设备具备SDN的各项功能，从而节省了投资商的资金。

上述系统使用SDN网络中原有的SDN控制器11(即SDNController)作为主控制组件，将该SDN控制器11部署在云服务器或者高性能设备上，而本实施例中的WLAN组网中以瘦AP13+AC12的组网方案为例进行说明，将瘦AP13+AC12组网中的AC12进行软件升级，从而在AC12不改变其自身硬件的情况下，同时具备两个功能：1、作为与AC12连接的AP13的控制器；2、作为新SDN网络中与SDN控制器11的交换节点。而该系统中，瘦AP13+AC12组网中的原AP13不变，甚至无需更新软件，实现了SDN控制器11、AC12、AP13三位一体的分层WLAN网络架构，便于WLAN业务向SDN上迁移，既保护了现有设备的投资，又能充分利用SDN技术带来的众多好处，从而使得实用性较好。

为了兼容现有系统的通信协议，本实施例中，SDN控制器11和AC12之间可以采用标准的通信协议OPENFLOW协议，其中，OPENFLOW协议为新型网络交换模型；而为了节省成本以及简化系统架构的设计，AC12和AP13之间通过原来的CAPWAP协议进行配置和管理。

上述系统中，首先，AP13通过CAPWAP协议成功接入AC12，AC12为接入其自身的相应的AP13创建虚AP端口(即AP13的虚拟端口)；优选的，虚AP端口的数量可以由AP13的射频设备RADIO的端口数量决定，即当AP13有多个射频设备RADIO时，创建多个虚AP端口。而在AC12为AP13创建完成虚拟端口后，AC12则根据当前网络环境设置各个AP的虚拟端口的状态，并将该虚端口的状态通过OPENFLOW协议上报给SDN控制器11，以便SDN控制器11下发相关流表进行配置。

其中，AP13的射频设备(RADIO)可以为射频卡。

具体的，AC12为AP13创建虚拟端口，可以有如下实施方式：如在AC12上部署OF AGENT组件，通过OF AGENT组件将AP13虚拟化成本地端口，使得SDN控制器11能够通过标准OPENFLOW接口来配置管理AC12、AP13并下发相关流表。具体的，OF AGENT组件即OPENFLOW代理。

简单来讲，对于SDN控制器11来说，AP13和AC12是同一个设备，故SDN控制器11可以通过标准OPENFLOW接口来配置管理AC12和AP13；而实际上，AC12和AP13是不同的，AC12在接收到SDN控制器11的所有对AP13的控制信息时，均通过其自身与AP13的协议和配置将对AP13的控制信息下发给AP13；上述AC12的功能也正是说明了AC12既作为与其连接的接入节点AP13的控制器，还作为其自身与SDN控制器11的交换节点。

如图3所示，为了提升虚拟端口状态的可靠性，上述AC12可以包括：网络环境检测模块14，用于检测当前AP13的CAPWAP通道是否正常，以及检测当前AP13的射频设备RADIO是否处于管理工作状态；虚拟端口状态设置模块15，用于在当前AP13的CAPWAP通道正常，且当前AP13的射频设备RADIO处于管理工作状态时，设置当前AP13的虚拟端口的状态为管理工作状态。

上述虚AP端口的状态由AP13的射频设备RADIO的状态和CAPWAP的状态共同来决定，当且仅当CAPWAP通道正常且AP13的射频设备RADIO处于管理工作状态时(即UP状态)，虚AP端口状态为管理工作状态时(即UP状态)，其他情况下虚AP端口状态均为非工作状态(即DOWN状态)。其中，CAPWAP通道正常即CAPWAP隧道处于工作状态。

需要说明的是，UP状态即虚AP端口处于上电后的管理工作状态，而DOWN状态即虚AP端口处于非工作状态，此时，虚AP端口可以处于上电状态，也可以处于非上电状态。

具体实现时，上述管理状态信息还可以包括流表配置信息，基于该流表配置信息，AC12还可以包括：流表接收模块，用于接收SDN控制器11下发的流表配置信息；流表处理模块，用于从上述流表配置信息中提取本地流表信息，将提取的本地流表信息下发给AC12的数据平面，将该流表配置信息中对应AP13的流表信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给AP13。采用这种流表配置信息的形式，AC比较容易区分出哪些信息属于自身，哪些信息属于AP，简化了实施方式。

具体的，由于将AP13虚拟化成AC12上的一个端口，所以AP13对SDN控制器11物理上不可见，因此，SDN控制器11对AP13的流表配置也就转化成对AC12上的一个普通端口的流表配置过程，从而实现了传统瘦AP13+AC12网络向SDN迁移。其中，基本流表配置过程如下：

SDN控制器11根据流表计算结果，通过OPENFLOW协议向AC12的下发流表配置信息；

AC12分析接收端到的流表配置信息，并从中提取配置本机的流表信息，并将配置本机的流表信息下发到AC12的数据平面以支持转发；具体的，对于配置AC12本身的流表信息，AC12直接根据流表信息进行配置；对于配置AP13的流表信息，AC12将其转换成标准的CAPWAP消息，通过CAPWAP隧道下发到AP13；

而AP13依据原有CAPWAP流程维护表项。

如图2-图5所示，本发明实施例还提供了一种基于SDN的WLAN分层组网系统，能够更好的实现广大瘦AP+AC架构网络向SDN进行迁移，其基本框架如图2所示，在图2中，由控制中心(DataCenters)控制控制平台(Control Plane)，控制中心和控制平台之间的通信协议为OPENFLOW协议，其中，控制平台包括：SDN控制器、监控器(Monitor)和应用(Application)；控制中心和North API之间同样使用OPENFLOW协议。

由控制平台控制数据平台(Data Plane，即AC)，由数据平台控制AP，而数据平台和AP之间的通信协议为CAPWAP协议。

具体的，SDN控制器作为主控制组件，部署在云服务器或者高性能设备上。原AP+AC组网中的AC进行升级软件，从而在不改变硬件的情况下，同时具备两个角色：原AP的控制器AC和新SDN网络中的交换节点。原AP不变，甚至不用更新软件。

为了方便后面描述，分别以SDN控制器、AC和AP来表示SDN网络中主控制组件、原AP+AC组网中的进行软件升级的AC以及与接入升级的AC中的AP。其中，SDN控制器和AC之间通过标准的OPENFLOW协议进行流表配置和管理，AC和AP之间通过原来的CAPWAP协议进行配置和管理。

具体的，整个网络通道如图3所示，本发明实施例通过在AC上部署OF AGENT组件，用以将AP虚拟化成AC的本地端口，使得SDN控制器能够通过标准OPENFLOW接口来配置管理AC、AP并下发相关流表。

如图4所示，上述虚AP端口的维护过程包括如下步骤：

步骤S101、AP通过CAPWAP协议成功接入AC。

步骤S102、在AC上为相应AP创建虚AP端口。

具体的，如果AP有多个RADIO，则创建多个虚AP端口。

步骤S103、虚AP端口的状态由RADIO的状态和CAPWAP的状态来决定：当且仅当CAPWAP通道正常且AP上RADIO处于管理工作状态时(即UP状态)，虚AP端口状态为UP状态，其他情况下，虚AP端口的状态均为非工作状态(即DOWN状态)。

步骤S104、AC将虚端口通过OPENFLOW协议上报给SDN控制器。

步骤S105、SDN控制器通过OPENFLOW协议管理虚AP端口的状态，生成管理状态信息，并将该管理状态信息下发到AC；

步骤S106、AC将管理状态信息映射成普通配置信息，再通过CAPWAP协议下发到AP；

由于将AP虚拟化成AC上的一个端口，AP对SDN控制器物理上不可见，故SDN控制器对AP的流表配置也就转化成对AC上的一个普通端口的流表配置过程，从而实现了传统瘦AP+AC网络向SDN迁移。

其中，基本流表配置过程如下：

SDN控制器根据流表计算结果，通过OPENFLOW协议向AC的下发流表配置。

AC分析这些流表配置信息，从中提取配置本机的流表信息，并将配置本机的流表信息下发到AC的数据平面以支持转发；对于配置AP的流表信息，AC将其转换成标准的CAPWAP消息，通过CAPWAP隧道下发到AP；

AP依原有CAPWAP流程维护表项。

本发明实施例比较容易支持虚拟CPE，可以在SDN控制器上统一部署管理虚拟CPE，使其接入不同的网络。如图5所示，SDN控制器通过AC管理虚拟CPE或者VAP(Virtual Access Point，虚拟访问点)的接入网络和备份网络。

其中，CPE即无线CPE就是一种接收WIFI(WIreless-Fidelity，无线保真)信号的无线终端接入设备，可取代无线网卡等无线客户端设备。可以接收无线路由器，无线AP，无线基站等的无线信号，是一种新型的无线终端接入设备。

在图5中，左侧的为接入网络，右侧的为备份网络。

本发明实施例还支持异构瘦AP+AC混合组网。传统WLAN设备厂商虽然都支持CAPWAP，但还不能做到互联互通，运营商采购不同WLAN设备厂商的设备后，面临着统一管理这些设备的问题。而采用本发明的分层架构后，可以将异构的瘦AP+AC网络通过SDN控制器整合到一起，每个WLAN设备厂商实现标准的SDN接口即可，极大的方便了异构瘦AP+AC混合组网的整合和统一管理。

相关技术中的胖AP组网，其本地存储大量配置信息，故容易导致设备丢失会造成配置信息泄漏，难以进行无线网络状态数据的采集，且具有缺乏统一管理，网络维护麻烦，软件升级工作量大和对终端漫游支持不足等缺陷。本发明还支持胖AP以及胖AP和瘦AP+AC混合组网，而此时对于胖AP，需要升级OPENFLOW组件，所谓升级OPENFLOW组件其实还是OPENFLOW代理，只是本次的升级OPENFLOW组件是实现AP与SDN控制器的通信，其功能与上述OPENFLOW组件不同。具体的，在胖AP组网中，直接通过SDN控制器控制AP，因为胖AP组网无AC，故也就不必AC为AP创建虚拟端口的过程，其他实施过程与本实施例相类似，即AP直接接收从SDN控制器下发的配置和流表信息，指导本地转发。

本发明提供的一种基于SDN的WLAN分层组网系统，其结构简单，无需对现有瘦AP+AC网络硬件架构进行改造，只需用在AC上部署支持SDN的组件，就可以实现SDN控制器、AC、AP三位一体的分层WLAN网络架构，便于WLAN业务SDN上迁移。既保护了现有设备的投资，又能充分利用SDN技术带来的众多好处。

本发明不仅提供了一种瘦AP+AC网络向SDN网络迁移的解决方案，还有效支持异构瘦AP+AC网络架构基于SDN的整合和统一管理，对于支持胖AP和瘦AP+AC的混合组网也非常方便。

同时，相对SDN控制器+SDN交换机(即SDN Switch)的基本架构，本发明还能充分利用AC对AP的强管理功能，在QoS(Quality of Service，服务质量)、漫游、无线射频资源管理WRRM等方面实现对AP及接入用户进行精细化管理。

如图6所示，本发明实施例还提供了一种应用上述系统的通信方法，所述通信方法涉及AC端，该方法包括以下步骤：

步骤S201、AC为与其连接的接入节点AP创建虚拟端口。

在步骤S201中，AC为瘦AP+AC组网中的AC，在本实施例中，首先将AC进行软件升级，从而在AC不改变其自身硬件的情况下，作为与AC连接的AP的控制器，瘦AP+AC组网中的原AP不变，甚至无需更新软件。

进一步的，AC为接入其自身的相应的AP创建虚AP端口(即AP的虚拟端口)；优选的，虚AP端口的数量可以由AP的射频设备(RADIO)的端口数量决定，即当AP有多个射频设备(RADIO)时，创建多个虚AP端口。而在AC为AP创建完成虚拟端口后，AC则根据当前网络环境设置各个AP的虚拟端口的状态，并将该虚端口的状态通过OPENFLOW协议上报给SDN控制器，以便SDN控制器下发相关流表进行配置。

具体的，AC为AP创建虚拟端口，可以有如下实施方式：如在AC上部署OF AGENT组件，通过OF AGENT组件将AP虚拟化成本地端口，使得SDN控制器能够通过标准OPENFLOW接口来配置管理AC、AP并下发相关流表。

其中，为了节省成本以及简化系统架构的设计，AC和AP之间通过原来的CAPWAP协议进行配置和管理。

步骤S202、AC根据当前网络环境设置各个AP的虚拟端口的状态，向SDN的SDN控制器上报虚拟端口的状态，以便SDN控制器接收上述虚拟端口的状态，然后根据接收的该虚拟端口的状态生成管理状态信息，并将该管理状态信息发送给AC。

具体的在步骤S202中，本方法实施例中，仍然使用SDN网络中原有的SDN控制器(即SDN Controller)作为主控制组件，将该SDN控制器部署在云服务器或者高性能设备上，而瘦AP+AC组网中的AC进行软件升级后的AC还可以作为新SDN网络中与SDN控制器的交换节点。

本实施例中，SDN控制器和AC之间可以采用标准的通信协议OPENFLOW协议，其中，OPENFLOW协议为新型网络交换模型。

本实施例中，SDN控制器生成的管理状态信息包括流表配置信息；

AC接收SDN控制器下发的流表配置信息后，从流表配置信息中提取本地流表信息，将提取的本地流表信息下发给AC的数据平面，将自身的流表信息发送至相应的模块进行及时处理，将流表配置信息中对应AP的流表信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给AP，以便AP根据该流表信息进行相应的处理。

步骤S203、AC接收SDN控制器返回的管理状态信息，将该管理状态信息中对应AP的管理信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给AP；其中，管理状态信息是SDN控制器根据虚拟端口的状态生成的。

为了提升虚拟端口状态的可靠性，上述AC还检测当前AP的CAPWAP通道是否正常，以及检测当前AP的射频设备是否处于管理工作状态，并在当前AP的CAPWAP通道正常，且当前AP的RADIO处于管理工作状态时，设置当前AP的虚拟端口的状态为管理工作状态。

本发明实施例提供的一种基于SDN的WLAN分层组网方法，通过将与SDN控制器通信连接的AC作为与其连接的AP的控制器和SDN控制器的交换节点，AC可以为AP创建有虚拟端口并将各个AP的虚拟端口的状态上报给SDN控制器，以便SDN根据AP的虚拟端口的状态生成管理状态信息，AC接收到该管理状态信息后，将对应AP的管理信息转换成CAPWAP消息下发给AP。该方式与现有技术相比，因为AC既作为AP的控制器，又作为SDN控制器的交换节，实现了SDN控制器、AC、AP三位一体的分层WLAN网络架构，便于WLAN业务向SDN上迁移，既能够有效利用现有设备，又能充分实施SDN技术中的各项功能，实用性较好。

如图7所示，本发明实施例还提供了一种应用上述系统的通信方法，该通信方法涉及SDN控制器端，包括以下步骤：

步骤S301、SDN的SDN控制器接收接入控制器AC上报的虚拟端口的状态；其中，虚拟端口是AC为与其连接的各个接入节点AP创建的，虚拟端口的状态是AC根据当前网络环境为设置的。

本实施例中，同样使用SDN网络中原有的SDN控制器(即SDNController)作为主控制组件，将该SDN控制器部署在云服务器或者高性能设备上，而瘦AP+AC组网中的AC进行软件升级后，AC既作为与其连接的接入节点AP的控制器，还可以作为新SDN网络中与SDN控制器的交换节点。

因为AC作为与其连接的AP的控制器，故其可以为AP创建虚拟端口，并在虚拟端口创建成功后，根据当前网络环境设置各个AP的虚拟端口的状态；由于AC还作为其自身与SDN控制器的交换节点，故AC即将其创建的虚拟端口的状态上报给SDN控制器。

本实施例中，SDN控制器和AC之间可以采用标准的通信协议OPENFLOW协议，其中，OPENFLOW协议为新型网络交换模型，而为了节省成本以及简化系统架构的设计，AC和AP之间通过原来的CAPWAP协议进行配置和管理。

步骤S302、SDN控制器根据虚拟端口的状态生成管理状态信息，将管理状态信息发送给AC，以使AC将管理状态信息中对应AP的管理信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给AP。

上述步骤中，管理状态信息即流表配置信息，SDN控制器根据流表计算结果(即流表配置信息)，通过OPENFLOW协议向AC的下发流表配置信息，以便AC分析接收端到的流表配置信息，并从中提取配置本机的流表信息，并将配置本机的流表信息下发到AC的数据平面以支持转发。

具体的，对于配置AC本身的流表信息，AC直接根据流表信息进行配置；对于配置AP的流表信息，AC将其转换成标准的CAPWAP消息，通过CAPWAP隧道下发到AP，以便AP依据原有CAPWAP流程维护表项。

本发明实施例提供的一种基于SDN的WLAN分层组网方法，通过将与SDN控制器通信连接的AC作为与其连接的AP的控制器和SDN控制器的交换节点，通过AC可以为AP创建有虚拟端口并将各个AP的虚拟端口的状态上报给SDN控制器，SDN接收AP的虚拟端口的状态，并根据该AP的虚拟端口的状态生成管理状态信息并发送至AC，以便AC接收到该管理状态信息后，将对应AP的管理信息转换成CAPWAP消息下发给AP。该方式与现有技术相比，因为AC既作为AP的控制器，又作为SDN控制器的交换节，实现了SDN控制器、AC、AP三位一体的分层WLAN网络架构，便于WLAN业务向SDN上迁移，既能够有效利用现有设备，又能充分实施SDN技术中的各项功能，实用性较好。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种基于软件定义网络SDN的无线局域网络WLAN分层组网系统，其特征在于，包括：SDN控制器和与所述SDN控制器通信连接的接入控制器AC，所述AC作为与其连接的接入节点AP的控制器和所述SDN控制器的交换节点；

所述AC为所述AP创建有虚拟端口，所述AC用于根据当前网络环境设置各个所述AP的虚拟端口的状态，向所述SDN控制器上报所述虚拟端口的状态；

所述SDN控制器用于接收所述虚拟端口的状态，根据所述虚拟端口的状态生成管理状态信息，将所述管理状态信息发送给所述AC；

所述AC还用于接收所述管理状态信息，将所述管理状态信息中对应所述AP的管理信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给所述AP。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述AC包括：

网络环境检测模块，用于检测当前AP的CAPWAP通道是否正常，以及检测所述当前AP的射频设备是否处于管理工作状态；

虚拟端口状态设置模块，用于当所述当前AP的CAPWAP通道正常，且所述当前AP的射频设备处于管理工作状态时，设置所述当前AP的虚拟端口的状态为管理工作状态。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述管理状态信息包括：流表配置信息；

所述AC包括：

流表接收模块，用于接收所述SDN控制器下发的流表配置信息；

流表处理模块，用于从所述流表配置信息中提取本地流表信息，将提取的所述本地流表信息下发给所述AC的数据平面，将所述流表配置信息中对应所述AP的流表信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给所述AP。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的系统，其特征在于，所述SDN控制器和所述AC之间采用的通信协议为OPENFLOW协议。

5.一种应用权利要求1至4中任一项所述系统的通信方法，其特征在于，包括：

接入控制器AC为与其连接的接入节点AP创建虚拟端口；

所述AC根据当前网络环境设置各个所述AP的虚拟端口的状态，向软件定义网络SDN的SDN控制器上报所述虚拟端口的状态；

所述AC接收所述SDN控制器返回的管理状态信息，将所述管理状态信息中对应所述AP的管理信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给所述AP；其中，所述管理状态信息是所述SDN控制器根据所述虚拟端口的状态生成的。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述AC根据当前网络环境设置各个所述AP的虚拟端口的状态包括：

所述AC检测当前AP的CAPWAP通道是否正常，以及检测所述当前AP的射频设备是否处于管理工作状态；

当所述当前AP的CAPWAP通道正常，且所述当前AP的射频设备处于管理工作状态时，所述AC设置所述当前AP的虚拟端口的状态为管理工作状态。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述管理状态信息包括：流表配置信息；

所述AC将所述管理状态信息中对应所述AP的管理信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给所述AP包括：所述AC接收所述SDN控制器下发的流表配置信息；所述AC从所述流表配置信息中提取本地流表信息，将提取的所述本地流表信息下发给所述AC的数据平面，将所述流表配置信息中对应所述AP的流表信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给所述AP。

8.根据权利要求5-7任意一项所述的方法，其特征在于，所述SDN控制器和所述AC之间采用的通信协议为OPENFLOW协议。

9.一种应用权利要求1至4中任一项所述系统的通信方法，其特征在于，包括：

软件定义网络SDN的SDN控制器接收接入控制器AC上报的虚拟端口的状态；其中，所述虚拟端口是所述AC为与其连接的各个接入节点AP创建的，所述虚拟端口的状态是所述AC根据当前网络环境为设置的；

所述SDN控制器根据所述虚拟端口的状态生成管理状态信息，将所述管理状态信息发送给所述AC，以使所述AC将所述管理状态信息中对应所述AP的管理信息转换成无线接入点控制与配置协议CAPWAP消息下发给所述AP。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述SDN控制器和所述AC之间采用通信协议为OPENFLOW协议。