CN105101106A - 无线网络负载均衡方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供无线网络负载均衡方法及系统，定义同一广播域内的各无线接入点设备间形成负载均衡群，其中，所述负载均衡群中包括：一作为群主接入点的具有负载均衡功能的无线接入点设备、以及其余作为群员接入点的无线接入点设备；群主接入点对各所述群员接入点发送组播报文，所述组播报文包括：群主身份信息及所述群主接入点用于负载均衡功能的端口号；群员接入点响应所述组播报文，并从中提取信息据以与所述群主接入点进行通信交互，所述通信包括：群员接入点发送群员身份信息及各自的群员负载信息；群主接入点根据所收到的群员身份信息及相应的群员负载信息判决负载均衡，解决现有技术无法有效实现无线接入点负载均衡的问题，大大提升网络性能。

Description

无线网络负载均衡方法及系统
技术领域
本发明涉及无线网络技术领域，特别是涉及无线网络负载均衡方法及系统。
背景技术
在存在多个无线接入点(AP)支持同一个SSID的无线网络环境中，为了使AP资源得到最大化应用，AP需要支持负载均衡功能。如果AP不支持负载均衡功能，会有以下缺陷：
当某台AP达到负载最大，不堪重负的情况下，附近的另一台AP可能负载很轻，这导致用户的上网速度很慢，用户满意度降低。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供无线网络负载均衡方法及系统，解决现有技术中现有无线接入点设备不具备负载均衡功能的缺陷。
为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种无线网络负载均衡方法，包括：定义同一广播域内的各无线接入点设备间形成负载均衡群，其中，所述负载均衡群中包括：一作为群主接入点的具有负载均衡功能的无线接入点设备、以及其余作为群员接入点的无线接入点设备；群主接入点对各所述群员接入点发送组播报文，所述组播报文包括：群主身份信息及所述群主接入点用于负载均衡功能的端口号；群员接入点响应所述组播报文，并从中提取信息据以与所述群主接入点进行通信交互，所述通信包括：群员接入点发送群员身份信息及各自的群员负载信息，而群主接入点根据所收到的群员身份信息及相应的群员负载信息判决负载均衡。
可选的，所述的无线网络负载均衡方法，包括：群主接入点判决是否接受自身所接收到的负载设备接入请求或群员接入点发送来的负载设备的接入请求。
可选的，所述的无线网络负载均衡系统，包括：第一条件：在同一个群员接入点上预定时间内收到同一台负载的接入请求次数大于预设值；第二条件：在所述第一条件为非的情况下，所述群员接入点的当前负载比例小于预设负载比例；第三条件：在所述第一条件为非的情况下，所述群员接入点的负载比例等于预设的负载均衡群内的最小负载比例；其中，所述当前负载比例包括：基于负载设备数量的负载比例或基于网络流量的负载比例，所述基于负载设备数量的负载比例包括：群员接入点的当前接入负载设备数量除以该群员接入点预定的最大负载设备接入量所获得的比例值，所述基于网络流量的负载比例包括：群员接入点的当前平均流量除以该群员接入点预定的最大流量所获得的比例值。
可选的，所述的无线网络负载均衡方法，包括：在群员接入点发现其将进行影响其负载能力的功能的情况下，告知所述群主接入点以根据所述群员接入点受影响之后的负载能力重新确定所述预设负载比例。
可选的，所述的无线网络负载均衡方法，包括：群员接入点在特定时间内接收不到群主接入点的组播报文，则该群员接入点退出该负载均衡群。
可选的，所述群主身份信息包括：群主接入点对应无线接入点设备的IP地址；所述群员身份信息包括：序列号或MAC地址、作为群员接入点的无线接入点设备的IP地址及型号；所述群员负载信息包括：与负载设备无线连接的信号强度值等。
可选的，所述群主接入点和群员接入点之间的所述通信交互是通过单播方式完成的。
为实现上述目标及其他相关目标，本发明提供一种无线网络负载均衡系统，包括：位于同一广播域内的各无线接入点设备；各所述无线接入点设备间形成负载均衡群，其中，所述负载均衡群中包括：一作为群主接入点的具有负载均衡功能的无线接入点设备、以及其余作为群员接入点的无线接入点设备；所述群主接入点，用于对各所述群员接入点发送组播报文，所述组播报文包括：群主身份信息及所述群主接入点用于负载均衡功能的端口号；群员接入点响应所述组播报文，并从中提取信息据以与所述群主接入点进行通信交互，所述通信包括：群员接入点发送群员身份信息及各自的群员负载信息；所述群主接入点根据所收到的群员身份信息及相应的群员负载信息判决负载均衡。
可选的，所述的无线网络负载均衡系统，包括：群主接入点判决是否接受自身所接收到的负载设备接入请求或群员接入点发送来的负载设备的接入请求。
可选的，所述的无线网络负载均衡系统，包括：第一条件：在同一个群员接入点上预定时间内收到同一台负载的接入请求次数大于预设值；第二条件：在所述第一条件为非的情况下，所述群员接入点的当前负载比例小于预设负载比例；第三条件：在所述第一条件为非的情况下，所述群员接入点的负载比例等于预设的负载均衡群内的最小负载比例；其中，所述当前负载比例包括：基于负载设备数量的负载比例或基于网络流量的负载比例，所述基于负载设备数量的负载比例包括：群员接入点的当前接入负载设备数量除以该群员接入点预定的最大负载设备接入量所获得的比例值，所述基于网络流量的负载比例包括：群员接入点的当前平均流量除以该群员接入点预定的最大流量所获得的比例值。
可选的，所述的无线网络负载均衡系统，包括：在群员接入点发现其将进行影响其负载能力的功能的情况下，告知所述群主接入点以根据所述群员接入点受影响之后的负载能力重新确定所述预设负载比例。
如上所述，本发明提供无线网络负载均衡方法及系统，定义同一广播域内的各无线接入点设备间形成负载均衡群，其中，所述负载均衡群中包括：一作为群主接入点的具有负载均衡功能的无线接入点设备、以及其余作为群员接入点的无线接入点设备；群主接入点对各所述群员接入点发送组播报文，所述组播报文包括：群主身份信息及所述群主接入点用于负载均衡功能的端口号；群员接入点响应所述组播报文，并从中提取信息据以与所述群主接入点进行通信交互，所述通信包括：群员接入点发送群员身份信息及各自的群员负载信息；群主接入点根据所收到的群员身份信息及相应的群员负载信息判决负载均衡，解决现有技术无法有效实现无线接入点负载均衡的问题，大大提升网络性能。
附图说明
图1显示为本发明一实施例中无线接入点方法及系统所应用无线广播局域网络的结构示意图。
元件标号说明
1广播域
11群主接入点
12群员接入点
2负载设备
3云基础平台
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
本发明所提供无线网络负载均衡方法及系统，其应用在无线广播域1的场景中。
如图1所示，所述无线广播域1内有多个无线接入点(AP)设备，其所提供的无线网络例如Wi-Fi网络等，而在例如存在多个AP支持同一个SSID的无线网络环境中，为了使AP资源得到最大化应用，AP需要支持负载均衡功能，故至少有一个无线接入点设备具有负载均衡功能，其余无线接入点设备优选具有该功能。
具体的，定义各无线接入点设备间形成负载均衡群，以其中一个具有负载均衡功能的无线接入点设备作为群主接入点11，而以其它无线接入点设备(可以是部分)作为群员接入点12。
在一实施例中，所述负载均衡群可以定义有群号(对应有多个群的情况)、群主接入点11的序列号、及群员接入点12的序列号；然，如果通过手动输入需要加入负载均衡管理的AP，必须知道所有参与此功能AP的序列号或MAC地址甚至组网的拓扑结构；而通过本发明所提供的通过在广播域1内通过群主接入点11发送组播报文来自动发现广播域1中所有的群员AP的方法可以避免这个问题。
具体的，所述群主接入点11为了告知各群员接入点12其身份且为表明其负责负载均衡群内成员间的负载均衡，因此，群主接入点11对各所述群员接入点12发送二层的组播报文，所述组播报文包括：群主身份信息及所述群主接入点11用于负载均衡功能的端口号。在一实施例中，所述群主身份信息包括：群主接入点11对应无线接入点设备的IP地址，所述端口号可以是UDP端口的端口号。
在收到所述组播保报文之后，群员接入点12响应所述组播报文，并从中提取信息据以与所述群主接入点11进行通信交互(通过群主接入点11对应IP地址及所述端口号)，从而实现群主接入点11的自动发现以实现所述负载均衡群的通信连接，所述通信交互包括：群员接入点12发送群员身份信息及各自的群员负载信息，而群主接入点11根据所收到的群员身份信息及相应的群员负载信息判决负载均衡。在一实施例中，所述群主接入点11和群员接入点12之间的所述通信交互优选是通过UDP单播报文(优选是带CRC校验)方式完成的。
当然，优选的，群员收到组播报文后，不应把此组播报文转发到负载设备2(STA)上，以免造成不良后果。
在一实施例中，所述群员身份信息包括：序列号或MAC地址、作为群员接入点12的无线接入点设备的IP地址及型号；所述群员负载信息信息包括：与负载设备2(STA)无线连接的信号强度值(RSSI)、及探索数据包(PROBE帧)等；群主接入点11将根据这些信息获知负载设备2与群员接入点12的远近、信号强度、群员接入点12的负载强度及群员接入点12本身的负载能力等，优选的，所述组播报文可以周期性发送(例如每10分钟一次)，在收到组播报文后，群员接入点12返回UDP单播报文给群主接入点11更新自己的信息，这样可确保群主接入点11用于判决负载均衡的信息是最新的。
在一实施例中，所述负载均衡判决可以包括：群主接入点11判决是否接受各群员接入点12发送来的负载设备2的接入请求。
关于负载均衡的具体算法，举例如下：所述接受群员接入点12发送来的负载设备2的接入请求的条件包括以下中的一种：
第一条件：在同一个群员接入点12上预定时间N内收到同一台负载的接入请求次数(即请求报文数量)大于预设值M；
第二条件：在所述第一条件为非的情况下，所述群员接入点12的当前负载比例小于预设负载比例X；
第三条件：在所述第一条件为非的情况下，所述群员接入点12的负载比例等于预设的负载均衡群内的最小负载比例；
其中，所述当前负载比例包括：基于负载设备2数量的负载比例或基于网络流量的负载比例，所述基于负载设备2数量的负载比例X1包括：群员接入点12的当前接入负载设备2数量除以该群员接入点12预定的最大负载设备2接入量所获得的比例值，所述基于网络流量的负载比例X2包括：群员接入点12的当前平均流量除以该群员接入点12预定的最大流量所获得的比例值。
并且，除第一条件至第三条件之外的情况，可拒绝负载设备2接入。
具体的，群主接入点11用于判决的N、M、基于用户数的负载比例X1、基于流量的负载比例X2可以与作为群员接入点12的无线接入点设备的型号相关，无需配置；另外，群主接入点11亦可通过相同算法判决自身收到的负载设备2的接入请求是否接受，但其所采用的负载比例参数可以和群员接入点12不同。
在一实施例中，所述的无线网络负载均衡方法，包括：在群员接入点12发现其将进行影响其负载能力的功能的情况下，告知所述群主接入点11以根据所述群员接入点12受影响之后的负载能力重新确定所述预设负载比例；例如，当群员接入点12打开严重影响CPU负载的功能时，应通过UDP单播报文及时通知群主接入点11，例如用户上网行为收集功能将显性地影响AP的表现，降低其负荷能力，群主接入点11应采用合适的负载比列X来适应这种状况。
在一实施例中，群员接入点12在特定时间内接收不到群主接入点11的组播报文，则该群员接入点12退出该负载均衡群；举例来说，群员接入点12在特定时间(特定群主广播周期*P系数)内收不到群主接入点11的组播报文，则群员接入点12退出负载均衡群，可以由群员接入点12自行判断是否接受请求。
优选的，所述群主接入点11上联有云基础平台3，该云基础平台3用于配置群主接入点11，其可进行例如：
(1)所述周期性发布的组播报文的周期配置及下发群主接入点11；
(2)所述N、M、负载比例X的设定；无线接入点设备型号及其关联的最大流量、最大负载设备2接入量的设定及存储；
(3)所述合适的负载比例X的计算、配置及下发至群主接入点11；以及
(4)所述P系数的配置及下发至群主接入点11等等。
在一实施例中，优选的，群主接入点11在收到群员接入点12响应其组播报文的响应报文的情况下，更新群主接入点11对应无线接入点设备的本地数据库，并上报云基础平台3。
综上所述，根据上述实施例的描述，本发明可提供无线网络负载均衡方法及系统，本发明定义同一广播域内的各无线接入点设备间形成负载均衡群，其中，所述负载均衡群中包括：一作为群主接入点的具有负载均衡功能的无线接入点设备、以及其余作为群员接入点的无线接入点设备；群主接入点对各所述群员接入点发送组播报文，所述组播报文包括：群主身份信息及所述群主接入点用于负载均衡功能的端口号；群员接入点响应所述组播报文，并从中提取信息据以与所述群主接入点进行通信交互，所述通信包括：群员接入点发送群员身份信息及各自的群员负载信息；群主接入点根据所收到的群员身份信息及相应的群员负载信息判决负载均衡，解决现有技术无法实现无线接入点负载均衡的问题，大大提升网络性能。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种无线网络负载均衡方法，其特征在于，包括：
定义同一广播域内的各无线接入点设备间形成负载均衡群，其中，所述负载均衡群中包括：一作为群主接入点的具有负载均衡功能的无线接入点设备、以及其余作为群员接入点的无线接入点设备；
群主接入点对各所述群员接入点发送组播报文，所述组播报文包括：群主身份信息及所述群主接入点用于负载均衡功能的端口号；
群员接入点响应所述组播报文，并从中提取信息据以与所述群主接入点进行通信交互，所述通信包括：群员接入点发送群员身份信息及各自的群员负载信息，而群主接入点根据所收到的群员身份信息及相应的群员负载信息判决负载均衡。
2.根据权利要求1所述的无线网络负载均衡方法，其特征在于，包括：群主接入点判决是否接受自身所接收到的负载设备接入请求或群员接入点发送来的负载设备的接入请求。
3.根据权利要求2所述的无线网络负载均衡方法，其特征在于，包括：所述接受群员接入点发送来的负载设备的接入请求的条件包括以下中的一种：
第一条件：在同一个群员接入点上预定时间内收到同一台负载的接入请求次数大于预设值；
第二条件：在所述第一条件为非的情况下，所述群员接入点的当前负载比例小于预设负载比例；
第三条件：在所述第一条件为非的情况下，所述群员接入点的负载比例等于预设的负载均衡群内的最小负载比例；
其中，所述当前负载比例包括：基于负载设备数量的负载比例或基于网络流量的负载比例，所述基于负载设备数量的负载比例包括：群员接入点的当前接入负载设备数量除以该群员接入点预定的最大负载设备接入量所获得的比例值，所述基于网络流量的负载比例包括：群员接入点的当前平均流量除以该群员接入点预定的最大流量所获得的比例值。
4.根据权利要求3所述的无线网络负载均衡方法，其特征在于，包括：在群员接入点发现其将进行影响其负载能力的功能的情况下，告知所述群主接入点以根据所述群员接入点受影响之后的负载能力重新确定所述预设负载比例。
5.根据权利要求1所述的无线网络负载均衡方法，其特征在于，包括：群员接入点在特定时间内接收不到群主接入点的组播报文，则该群员接入点退出该负载均衡群。
6.根据权利要求1所述的无线网络负载均衡方法，其特征在于，所述群主身份信息包括：群主接入点对应无线接入点设备的IP地址；所述群员身份信息包括：序列号或MAC地址、作为群员接入点的无线接入点设备的IP地址及型号；所述群员负载信息包括：与负载设备无线连接的信号强度值。
7.一种无线网络负载均衡系统，其特征在于，包括：位于同一广播域内的各无线接入点设备；
各所述无线接入点设备间形成负载均衡群，其中，所述负载均衡群中包括：一作为群主接入点的具有负载均衡功能的无线接入点设备、以及其余作为群员接入点的无线接入点设备；所述群主接入点，用于对各所述群员接入点发送组播报文，所述组播报文包括：群主身份信息及所述群主接入点用于负载均衡功能的端口号；群员接入点响应所述组播报文，并从中提取信息据以与所述群主接入点进行通信交互，所述通信包括：群员接入点发送群员身份信息及各自的群员负载信息；所述群主接入点根据所收到的群员身份信息及相应的群员负载信息判决负载均衡。
8.根据权利要求7所述的无线网络负载均衡系统，其特征在于，包括：群主接入点判决是否接受自身所接收到的负载设备接入请求或群员接入点发送来的负载设备的接入请求。
9.根据权利要求8所述的无线网络负载均衡系统，其特征在于，包括：所述接受群员接入点发送来的负载设备的接入请求的条件包括以下中的一种：
第一条件：在同一个群员接入点上预定时间内收到同一台负载的接入请求次数大于预设值；
第二条件：在所述第一条件为非的情况下，所述群员接入点的当前负载比例小于预设负载比例；
第三条件：在所述第一条件为非的情况下，所述群员接入点的负载比例等于预设的负载均衡群内的最小负载比例；
其中，所述当前负载比例包括：基于负载设备数量的负载比例或基于网络流量的负载比例，所述基于负载设备数量的负载比例包括：群员接入点的当前接入负载设备数量除以该群员接入点预定的最大负载设备接入量所获得的比例值，所述基于网络流量的负载比例包括：群员接入点的当前平均流量除以该群员接入点预定的最大流量所获得的比例值。
10.根据权利要求9所述的无线网络负载均衡系统，其特征在于，包括：在群员接入点发现其将进行影响其负载能力的功能的情况下，告知所述群主接入点以根据所述群员接入点受影响之后的负载能力重新确定所述预设负载比例。
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