CN105530599A - 基于OpenFlow协议的免配置WiFi的网络系统及组网方法 - Google Patents

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CN105530599A CN201610046733.8A CN201610046733A CN105530599A CN 105530599 A CN105530599 A CN 105530599A CN 201610046733 A CN201610046733 A CN 201610046733A CN 105530599 A CN105530599 A CN 105530599A
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Abstract

本发明公开了一种基于OpenFlow协议的免配置WiFi的网络系统及组网方法，实现园区网的免配置WiFi组网。基于控制器和OpenFlow交换机构建有线网络；根据通信范围部署无线接入点提供WiFi接入。每个接入点直接连接OpenFlow交换机的端口；移动主机感知自身的移动状态，基于信号强度主动选择接入点；所有服务器资源直接连接OpenFlow交换机。本发明具有免配置、移动通信和部署简单的特点。

Description

基于OpenFlow协议的免配置WiFi的网络系统及组网方法
技术领域
本发明涉及一个基于OpenFlow协议的WiFi园区网的设计方法，一种移动主机免配置接入方法，一种移动主机在园区网漫游中保持会话不中断的方法，属于网络数据通信技术领域。
背景技术
WiFi工作在非许可证无线频谱，具有低成本和高速率等特点。WiFi技术覆盖范围有限，需要依靠相关设施提供网络层的端到端连接控制。当前普遍采用单跳有设施的无线局域网架构，通过二层交换机连接多个接入点(AccessPoint，AP)。每个AP配置DHCP服务为移动主机自动分配IP地址。文献[1]分析了用户验证问题，提出了WiFi和WiMax混合组网模式下的无缝移动方案。文献[2]提出了一种WiFi接入点的协作式选择方法，以WiFi-Reports格式提供AP的连接数和性能信息，从而使移动主机有更优选择。上述组网方案中，移动主机的网络配置和移动通信范围限制较多。一旦移动主机关联了新的AP，其使用的网络配置(如IP地址等)需要重新配置，因此，移动主机无法在切换AP的情况下实现移动通信。
软件定义网络(Software-DefinedNetworking，SDN)，将交换机功能分离为控制平面和转发平面，由控制器提供集中式的逻辑控制[3]。OpenFlow是最著名的符合SDN规范的通信协议，目前已在有线网络领域得到了应用[4]。目前有多个将SDN用于无线组网的研究方案。其中，文献[5]中提出了OpenRadio，使用可编程内容寻址存储器设计了接入点AP，从而提供了可编程支持。文献[6]研究了无线访问网络RAN中频谱资源的分配问题，通过控制器在多个基站之间统一分配频谱资源，从而优化频谱资源的使用效率。文献[7]中提出了轻型虚拟接入点(LightVirtualAccessPoint，LVAP)，通过LVAP实例记录移动主机和AP的关联信息。上述研究集中在AP的链路层接入控制方面，目标是将AP功能分解为控制平面和数据平面。其问题是需要在AP上开发专门模块，不能使用已有的普通AP设备。
本发明设计基于OpenFlow的免配置WiFi网络，为移动主机提供免配置接入和移动通信支持。
主要参考文献：
[1]Chen,Yu-Tso."Achieveuserauthenticationandseamlessconnectivityonwifiandwimaxinterworkedwirelesscity."[C]WirelessandOpticalCommunicationsNetworks,2007.WOCN'07.IFIPInternationalConferenceon.IEEE,2007.
[2]Pang,Jeffrey,etal."Wifi-reports:Improvingwirelessnetworkselectionwithcollaboration."[J].MobileComputing,IEEETransactionson9.12(2010):1713-1731.
[3]LantzB,HellerB,McKeownN.Anetworkinalaptop:rapidprototypingforsoftware-definednetworks[C]//Proceedingsofthe9thACMSIGCOMMWorkshoponHotTopicsinNetworks.ACM,2010:19.
[4]McKeownN,AndersonT,BalakrishnanH,etal.OpenFlow:enablinginnovationincampusnetworks[J].ACMSIGCOMMComputerCommunicationReview,2008,38(2):69-74.
[5]BansalM,MehlmanJ,KattiS,etal.Openradio:aprogrammablewirelessdataplane[C]//ProceedingsofthefirstworkshoponHottopicsinsoftwaredefinednetworks.ACM,2012:109-114.
[6]GudipatiA,PerryD,LiLE,etal.SoftRAN:Softwaredefinedradioaccessnetwork[C]//ProceedingsofthesecondACMSIGCOMMworkshoponHottopicsinsoftwaredefinednetworking.ACM,2013:25-30.
[7]Schulz-Zander,Julius,etal."Programmaticorchestrationofwifinetworks."[C]2014USENIXAnnualTechnicalConference(USENIXATC14).USENIXAssociation,2014.
发明内容
发明目的：本发明针对当前WiFi园区网络存在的移动通信范围有限、主机网络配置受限等问题，提出了一种支持移动主机免配置接入、切换AP时保持应用连接不中断的WiFi组网方法。与现有的二层交换机互联AP的WiFi组网方案相比，该方案的网络扩展性更好，移动通信的覆盖范围更广。
技术方案：一种基于OpenFlow协议的免配置WiFi的网络系统，包括：
(1)基于OpenFlow网络的网络设施。部署数台彼此相连的OpenFlow交换机组成有线网络，部署控制器连接OpenFlow交换机的管理端口，以带内方式实现控制。
(2)基于WiFi技术作的网络接入方式。根据所需覆盖的通信范围，快速部署一定数量的无线接入点AP；每个AP直接连接OpenFlow交换机端口，为移动主机提供无线接入。
(3)服务器部署。相关服务器直接接入OpenFlow交换机的转发端口。
整个系统中，控制器提供符合OpenFlow规范的功能，维护配置信息表、网络拓扑和计算通信路由等。基于OpenFlow协议，所支持的配置信息包括主机的网卡硬件地址(即MAC地址)、接入端口、IP地址和协议端口等。OpenFlow交换机基于自身流表转发分组，将未匹配分组转发至控制器。接入点AP提供WiFi接入，配置SSID和加密方式实现接入控制。移动主机MH运行基于Socket的网络应用，维持在归属网络中的网络配置。当移动主机MH在不同AP之间切换时，可基于信号强度自动关联合适的AP或由人工方式关联某个AP。服务器Server具有公开的IP地址，并基于Socket提供信息服务，与OpenFlow交换机直接连接。
一种基于OpenFlow协议的免配置WiFi的组网方法，包括：
(1)选择OpenFlow网络作为网络设施。部署数台彼此相连的OpenFlow交换机组成有线网络，部署控制器控制OpenFlow交换机。
(2)选择WiFi技术作为网络接入方式。根据所需覆盖的通信范围，快速部署一定数量的无线接入点AP；每个AP直接连接OpenFlow交换机端口，为移动主机提供无线接入。
(3)服务器部署。相关服务器直接与OpenFlow交换机相连。
为描述本发明涉及的相关原理，引入如下定义。
定义1：应用连接App：移动主机MH与服务器S之间某个应用的连接，标记为：
App:＝{IPMH,PortMH,IPS,PortS}(1)
其中IPMH表示移动主机MH的IP地址，PortMH表示移动主机MH上运行的应用程序使用的端口号。IPS表示服务器S的IP地址，PortS表示服务器S上运行的应用程序的端口号。一个基于Socket开发的应用程序，保持连接不中断的前提是这4元组不改变。
定义2：应用流flowi：一组具有相同首部属性的分组集合，代表属于应用i的分组序列。
基于OpenFlow协议规范，交换机可以按照公式(2)标记移动主机MH发送到服务器S的应用流。
flow:＝{Inport,MACMH,MACS,IPMH,PortMH,IPS,PortS}(2)
其中，Inport表示主机在交换机的输入接口，MACMH表示移动主机的MAC地址。MACS表示服务器的MAC地址。其他符号的含义同定义1。
定义3：流表项flowitem：OpenFlow交换机内部的数据结构，该结构形式如(3)所示。
flowItem:＝(flow,action)(3)
其中，flow的含义如定义2，action表示执行的操作，包括转发到某个端口，修改分组首部等。
移动主机MHi与服务器S之间的通信流程为：
当移动主机MHi关联接入点APij并接入网络后，移动主机MHi与服务器的连接请求分组(即Request)到达OpenFlow交换机OFSi。OpenFlow交换机OFSi无法将连接请求分组与内部流表项匹配，就向控制器转发该请求分组(即Packet-inMessage)。若控制器鉴别移动主机MHi身份后，用配置信息表记录它的当前接入位置(如经OFSi的端口1)；控制器计算出移动主机MHi到达服务器S的转发路径，向位于转发路径上的相关交换机(OFS1、OFS3)下发流表；此后，移动主机MHi与服务器S能够建立应用连接并进行通信，传输相关数据分组(即Data)。
该网络支持移动主机的免配置接入。对网络中的移动主机和服务器，其上可以运行多个不同的应用程序。如果控制器使用MAC地址代表主机名字，使用(2)标记应用流，其应用程序的路径决策无需移动主机的IP地址参与。因此，无论移动主机原来属于哪个归属网络，建立应用连接的过程都无需改变其主机的网络配置，即移动主机入网可以使免配置的。
该网络提供了移动通信支持。只要控制器按照(2)标识应用流，一旦移动主机切换到新的AP，与之相连的OpenFlow交换机将会感知到该事件并向控制器转发新到达的分组，从而使控制器及时发现此次移动切换事件。控制器从提交分组中获取移动主机的MAC地址和当前位置以及接收方相关信息，并计算通信路径。为了确保通信过程中正确的分组返回，控制器可以主动为返回的应用流建立路径。最终，经过短暂停顿后，应用流中的后继分组仍能够持续通信。
本发明相对现有技术具有以下优点：
(1)免配置接入。整个网络由控制器基于应用流制定转发路径，整个路由处理无需移动主机的IP地址参与，因此，所有移动主机可以使用原有的网络配置入网通信。
(2)移动通信。控制器可以实时感知移动主机的网络接入，并主动设置对应的转发路径。因此，移动主机在该环境中移动时，能够实现切换AP的移动通信。
(3)部署简单。整个网络所需要的接入点AP是普通的无线接入点，只需要提供链路层接入。所有的业务逻辑集中在控制器中，使得网络环境部署更加简单。
附图说明
图1为发明系统原理图；
图2为本发明实施例的通信时序图；
图3为本发明中控制器运行的流程图；
图4为本发明中移动主机运行的流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐明本发明，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
首先需要给出本发明提供的基于OpenFlow协议的免配置WiFi的网络系统，包括：
(1)基于OpenFlow网络的网络设施。部署数台彼此相连的OpenFlow交换机组成有线网络，部署控制器控制OpenFlow交换机。
(2)基于WiFi技术作的网络接入方式。根据所需覆盖的通信范围，快速部署一定数量的无线接入点AP；每个AP直接连接OpenFlow交换机端口，为移动主机提供无线接入。
(3)服务器部署。相关服务器直接与OpenFlow交换机相连。
如图1所示：其中包括仿真的OpenFlow软件交换机1台、PICA公司的OpenFlow交换机4台、HUAWEI公司的AP3010接入点9台、POX控制器1台和Linux移动主机2台以及服务器1台。控制器采用pox-carp版本，与交换机之间使用带内方式互联。
运行本发明提供的PC机系统配置如下：仿真OpenFlow软件交换机的主机为运行Openflow-1.0.0软件的LinuxPC，采用i5-3470CPU，主频为3.2GHz，内存为4GB，具有4端口千兆以太网。OpenFlow交换机和控制器组成控制子网，网络配置为192.168.1.0/24，服务器和移动主机MH1属于子网10.10.10.0/24，移动主机MH2属于子网10.16.0.0/8。
整个网络系统组成如图1所示，顶部的Controller表示控制器，使用符号C表示；OFSi表示第i个支持OpenFlow协议的交换机；每个OpenFlow交换机可以连接多个接入点，接入点使用APij表示，其中i表示所连接OFS的下标索引，j表示本接入点的序号索引。MHi表示第i个移动主机，Server表示网络资源所在的服务器。下标序号均从1开始，i＝1、2、3…，j＝1、2、3…。
整个系统中，控制器C提供符合OpenFlow规范的功能，维护配置信息表、网络拓扑和计算通信路由等。基于OpenFlow协议，所支持的配置信息包括主机的网卡硬件地址(即MAC地址)、接入端口、IP地址和协议端口等。OpenFlow交换机(OFSi)基于自身流表转发分组，将未匹配分组转发至控制器。接入点AP提供WiFi接入，配置SSID和加密方式实现接入控制。移动主机MH运行基于Socket的网络应用，维持在归属网络中的网络配置。当移动主机在不同AP之间切换时，可基于信号强度自动关联合适的AP或由人工方式关联某个AP。服务器Server具有公开的IP地址，并基于Socket提供信息服务，与OpenFlow交换机直接连接。
基于OpenFlow协议的免配置WiFi的组网方法，包括：
(1)选择OpenFlow网络作为网络设施。部署数台彼此相连的OpenFlow交换机组成有线网络，部署控制器控制OpenFlow交换机。
(2)选择WiFi技术作为网络接入方式。根据所需覆盖的通信范围，快速部署一定数量的无线接入点AP；每个AP直接连接OpenFlow交换机端口，为移动主机提供无线接入。
(3)服务器部署。相关服务器直接与OpenFlow交换机相连。
为描述本发明方法涉及的相关原理，引入如下定义。
定义1：应用连接App：移动主机MH与服务器S之间某个应用的连接，标记为：
App:＝{IPMH,PortMH,IPS,PortS}(1)
其中IPMH表示移动主机MH的IP地址，PortMH表示移动主机MH上运行的应用程序使用的端口号。IPS表示服务器S的IP地址，PortS表示服务器S上运行的应用程序的端口号。一个基于Socket开发的应用程序，保持连接不中断的前提是这4元组不改变。
定义2：应用流flowi：一组具有相同首部属性的分组集合，代表属于应用i的分组序列。
基于OpenFlow协议规范，交换机可以按照公式(2)标记移动主机MH发送到服务器S的应用流。
flow:＝{Inport,MACMH,MACS,IPMH,PortMH,IPS,PortS}(2)
其中，Inport表示主机在交换机的输入接口，MACMH表示移动主机的MAC地址。MACS表示服务器的MAC地址。其他符号的含义同定义1。
定义3：流表项flowitem：OpenFlow交换机内部的数据结构，该结构形式如(3)所示。
flowItem:＝(flow,action)(3)
其中，flow的含义如定义2，action表示执行的操作，包括转发到某个端口，修改分组首部等。
图2中描述了移动主机MH1与服务器S之间的通信为例进行说明通信流程。当MH1关联AP11并接入网络后，MH1与服务器的连接请求分组(即Request)到达OpenFlow交换机OFS1。OFS1无法将其与内部流表项匹配，就向控制器转发该请求分组(即Packet-inMessage)。若控制器鉴别MH1身份后，用配置信息表记录它的当前接入位置(如经OFS1的端口1)；控制器计算MH1到达S的转发路径后，向交换机OFS1和OFS3下发流表；此后，MH1与S能够建立应用连接并进行通信，传输相关数据分组(即Data)。
对网络中的移动主机和服务器，其上可以运行多个不同的应用程序。如果控制器使用MAC地址代表主机名字，使用公式(2)标记应用流，其应用程序的路径决策无需移动主机的IP地址参与。因此，无论移动主机原来属于哪个归属网络，建立应用连接的过程都无需改变其主机的网络配置，即移动主机入网可以使免配置的。
控制器按照公式(2)标识应用流，一旦移动主机切换到新的AP，与之相连的OpenFlow交换机将会感知到该事件并向控制器转发新到达的分组，从而使控制器及时发现此次移动切换事件。控制器从提交分组中获取移动主机的MAC地址和当前位置以及接收方相关信息，并计算通信路径。为了确保通信过程中正确的分组返回，控制器可以主动为返回的应用流建立路径。最终，经过短暂停顿后，应用流中的后继分组仍能够持续通信。
图3给出了本发明中控制器为当前移动主机建立转发路径的处理流程。
该流程开始于步骤S101，控制器接受OpenFlow交换机所提交的通信分组，判断该分组是否为应用流分组类型，如果是应用流分组，转S102。如果不是，则直接结束。
在步骤S102中，提取分组中包含的MAC地址信息和所来源的位置信息，在控制器的内部地址信息表(mac_map)记录上述信息；对于IP类型分组，进一步提取源MAC地址和源IP地址的映射信息，在控制器的地址映射表(ip_map)中记录上述信息，然后转S103。
在步骤S103中，判断该分组是否为地址解析类型分组(ARP类型)，如果是则转S104，否则转S105。
在步骤S104中，根据ARP分组类型进行响应。对于ARP自身广播分组，如果IP地址已经存在，则给出冲突提示。对于ARP目标查询分组，根据地址映射表(ip_map)查询目标MAC地址。如果所查询的MAC地址不存在，直接返回虚假的ARP响应。完成上述操作后，控制器处理结束。
在步骤S105中，判断所接受的分组类型是否是IP类型，如果是IP分组转S106，否则转S107。
在步骤S106中，基于地址映射表(ip_map)查询目标IP地址对应的MAC地址，并基于MAC地址建立该分组流的转发路径，并对相关交换机下发流表项。对于路径上的最后一个交换机，需要修改分组中的MAC地址，确保目标主机正确接收。
在步骤S107中，根据分组中的目标MAC地址定位目标主机，从而建立对应的转发路径，并在相关交换机上安装流表项。
图4给出了本发明中移动主机主动切换接入点的处理流程。每台移动主机都维持一张AP状态表，以网络名SSID为索引，记录时间、信号强度(Sig)和移动状态(Status)。主机周期性更新该AP状态表。
整个处理流程开始于步骤S201，在定时器周期到达后，移动主机主动扫描周边可达的WiFI网络，然后转S202。
在步骤S202中，对所扫描到的无线网络，以SSID为索引记录信号强度。根据上一次的信号强度值，判断主机的移动状态。如果某个AP的信号强度持续增强，表示主机正在靠近该AP，则设置Status＝True；其他情况则设置Status＝False。然后转S203。
在步骤S203中，针对所有接近的无线网络(Status＝True)，寻找信号强度最大的接入点，其SSID记录为SSIDMax，其信号强度记录为SigMax。然后转S204。
在步骤S204中，判断信号强度差值是否超过阈值。令SigASC为当前移动主机关联AP的信号强度，Threshold为切换阈值。判断(SigMax—SigASC>Threshold)是否成立，如果成立转步骤S205，否则结束。
在步骤S205中，移动主机主动关联到SSIDMAX对应的AP。

Claims (9)

1.一种基于OpenFlow协议的免配置WiFi的网络系统，其特征在于，包括：
(1)基于OpenFlow网络的网络设施；部署数台彼此相连的OpenFlow交换机组成有线网络，部署控制器控制OpenFlow交换机；
(2)基于WiFi技术作的网络接入方式；根据所需覆盖的通信范围，快速部署一定数量的无线接入点AP；每个AP直接连接OpenFlow交换机端口，为移动主机提供无线接入；
(3)服务器部署；相关服务器直接与OpenFlow交换机相连。
2.如权利要求1所述的基于OpenFlow协议的免配置WiFi的网络系统，其特征在于，所述控制器提供符合OpenFlow规范的功能，维护配置信息表、网络拓扑和计算通信路由；基于OpenFlow协议，所支持的配置信息包括主机的网卡硬件地址、接入端口、IP地址和协议端口；OpenFlow交换机基于自身流表转发分组，将未匹配分组转发至控制器；接入点AP提供WiFi接入，配置SSID和加密方式实现接入控制；移动主机MH运行基于Socket的网络应用，维持在归属网络中的网络配置。当移动主机MH在不同AP之间切换时，可基于信号强度自动关联合适的AP或由人工方式关联某个AP；服务器Server具有公开的IP地址，并基于Socket提供信息服务，与OpenFlow交换机直接连接。
3.如权利要求1所述的基于OpenFlow协议的免配置WiFi的网络系统，其特征在于，移动主机MH与服务器S之间某个应用的连接，标记为：
App:＝{IPMH,PortMH,IPS,PortS}(1)
其中IPMH表示移动主机MH的IP地址，PortMH表示移动主机MH上运行的应用程序使用的端口号；IPS表示服务器S的IP地址，PortS表示服务器S上运行的应用程序的端口号；一个基于Socket开发的应用程序，保持连接不中断的前提是这4元组不改变；
基于OpenFlow协议规范，交换机可以按照公式(2)标记移动主机MH发送到服务器S的应用流。
flow:＝{Inport,MACMH,MACS,IPMH,PortMH,IPS,PortS}(2)
其中，Inport表示主机在交换机的输入接口，MACMH表示移动主机的MAC地址；MACS表示服务器的MAC地址；
控制器按照(2)标识应用流，一旦移动主机切换到新的AP，与之相连的OpenFlow交换机将会感知到该事件并向控制器转发新到达的分组，从而使控制器及时发现此次移动切换事件；控制器从提交分组中获取移动主机的MAC地址和当前位置以及接收方相关信息，并计算通信路径；为了确保通信过程中正确的分组返回，控制器可以主动为返回的应用流建立路径；最终，经过短暂停顿后，应用流中的后继分组仍能够持续通信。
4.如权利要求1所述的基于OpenFlow协议的免配置WiFi的网络系统，其特征在于，OpenFlow交换机内部的数据结构，该结构形式如(3)所示。
flowItem:＝(flow,action)(3)
其中，action表示执行的操作。
5.一种基于OpenFlow协议的免配置WiFi的组网方法，其特征在于，包括：
(1)选择OpenFlow网络作为网络设施；部署数台彼此相连的OpenFlow交换机组成有线网络，部署控制器控制OpenFlow交换机；
(2)选择WiFi技术作为网络接入方式；根据所需覆盖的通信范围，快速部署一定数量的无线接入点AP；每个AP直接连接OpenFlow交换机端口，为移动主机提供无线接入；
(3)服务器部署；相关服务器直接与OpenFlow交换机相连。
6.如权利要求5所述的基于OpenFlow协议的免配置WiFi的组网方法，其特征在于，引入如下定义：
定义1：应用连接App：移动主机MH与服务器S之间某个应用的连接，标记为：
App:＝{IPMH,PortMH,IPS,PortS}(1)
其中IPMH表示移动主机MH的IP地址，PortMH表示移动主机MH上运行的应用程序使用的端口号；IPS表示服务器S的IP地址，PortS表示服务器S上运行的应用程序的端口号；一个基于Socket开发的应用程序，保持连接不中断的前提是这4元组不改变；
定义2：应用流flowi：一组具有相同首部属性的分组集合，代表属于应用i的分组序列；
基于OpenFlow协议规范，交换机可以按照公式(2)标记移动主机MH发送到服务器S的应用流；
flow:＝{Inport,MACMH,MACS,IPMH,PortMH,IPS,PortS}(2)
其中，Inport表示主机在交换机的输入接口，MACMH表示移动主机的MAC地址；MACS表示服务器的MAC地址；
定义3：流表项flowitem：OpenFlow交换机内部的数据结构，该结构形式如(3)所示；
flowItem:＝(flow,action)(3)
其中，action表示执行的操作。
7.如权利要求5所述的基于OpenFlow协议的免配置WiFi的组网方法，其特征在于，控制器按照(2)标识应用流，一旦移动主机切换到新的AP，与之相连的OpenFlow交换机将会感知到该事件并向控制器转发新到达的分组，从而使控制器及时发现此次移动切换事件；控制器从提交分组中获取移动主机的MAC地址和当前位置以及接收方相关信息，并计算通信路径；为了确保通信过程中正确的分组返回，控制器可以主动为返回的应用流建立路径；最终，经过短暂停顿后，应用流中的后继分组仍能够持续通信；
移动主机MHi与服务器S之间的通信流程为：
当移动主机MHi关联接入点APij并接入网络后，移动主机MHi与服务器的连接请求分组到达OpenFlow交换机OFSi。OpenFlow交换机OFSi无法将连接请求分组与内部流表项匹配，就向控制器转发该请求分组；若控制器鉴别移动主机MHi身份后，用配置信息表记录它的当前接入位置；控制器计算出从移动主机MHi到达服务器S的转发路径，然后向位于转发路径上的交换机(OFSi、OFSj)下发流表项；此后，移动主机MHi与服务器S能够建立应用连接并进行通信，传输相关数据分组。
8.如权利要求5所述的基于OpenFlow协议的免配置WiFi的组网方法，其特征在于，控制器为当前移动主机建立转发路径的处理流程为：
步骤S101，控制器接受OpenFlow交换机所提交的通信分组，判断该分组是否为应用流分组类型，如果是应用流分组，转S102；如果不是，则直接结束；
在步骤S102中，提取分组中包含的MAC地址信息和所来源的位置信息，在控制器的内部地址信息表记录上述信息；对于IP类型分组，进一步提取源MAC地址和源IP地址的映射信息，在控制器的地址映射中记录上述信息，然后转S103；
在步骤S103中，判断该分组是否为地址解析类型分组，如果是则转S104，否则转S105；
在步骤S104中，根据ARP分组类型进行响应；对于ARP自身广播分组，如果IP地址已经存在，则给出冲突提示。对于ARP目标查询分组，根据地址映射表查询目标MAC地址；如果所查询的MAC地址不存在，直接返回虚假的ARP响应；
在步骤S105中，判断所接受的分组类型是否是IP类型，如果是IP分组转S106，否则转S107；
在步骤S106中，基于地址映射表查询目标IP地址对应的MAC地址，并基于MAC地址建立该分组流的转发路径，并对相关交换机下发流表项；对于路径上的最后一个交换机，需要修改分组中的MAC地址，确保目标主机正确接收。
在步骤S107中，根据分组中的目标MAC地址定位目标主机，从而建立对应的转发路径，并在相关交换机上安装流表项。
9.如权利要求5所述的基于OpenFlow协议的免配置WiFi的组网方法，其特征在于，每台移动主机都维持一张AP状态表，以网络名SSID为索引，记录时间、信号强度和移动状态；主机周期性更新该AP状态表；移动主机主动切换接入点的处理流程：
整个处理流程开始于步骤S201，在定时器周期到达后，移动主机主动扫描周边可达的WiFI网络，然后转S202；
在步骤S202中，对所扫描到的无线网络，以SSID为索引记录信号强度。根据上一次的信号强度值，判断主机的移动状态；如果某个AP的信号强度持续增强，表示主机正在靠近该AP，则设置Status＝True；其他情况则设置Status＝False。然后转S203；
在步骤S203中，针对所有接近的无线网络，寻找信号强度最大的接入点，其SSID记录为SSIDMax，其信号强度记录为SigMax；然后转S204；
在步骤S204中，判断信号强度差值是否超过阈值；令SigASC为当前移动主机关联AP的信号强度，Threshold为切换阈值；判断(SigMax—SigASC>Threshold)是否成立，如果成立转步骤S205，否则结束；
在步骤S205中，移动主机主动关联到SSIDMAX对应的AP。
CN201610046733.8A 2016-01-22 2016-01-22 基于OpenFlow协议的免配置WiFi的网络系统及组网方法 Pending CN105530599A (zh)

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