CN106102100A - 一种接入式和迁移式无线负载均衡系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种接入式和迁移式无线负载均衡系统,包括AC,用于负责客户端的连接和断开,用于根据AP当前的无线资源情况来控制用户的接入,还用于根据AP上报的邻居扫描信息查看用户周围是否存在其他空闲AP来决定用户的接入和迁移;所述AC的负载均衡包括接入式负载均衡和切换式负载均衡。本发明负载均衡最大化利用无线资源,切换无线网络更注重用户上网体验。
Description
技术领域
本发明涉及无线负载领域,具体涉及一种接入式和迁移式无线负载均衡系统。
背景技术
当前AP无线只对无线接入用户最大连接数作了限制来拒绝用户接入,让其自动选择连接其他的AP,普遍存在以下问题:
1、AP没有进行扫描,获取和分析邻居AP的无线资源情况,会导致用户可能多次切换上网体验差,更有甚者导致用户(手机)无法接入无线网络。
2、客户端(手机)会开启Dos服务,客户端会始终选择信号最强的AP尝试接入。
3、当AP大量用户下线,而其周围AP负载过重,AP不能分担周围AP的负载,浪费资源。
发明内容
为解决上述问题,本发明提供了一种接入式和迁移式无线负载均衡系统,负载均衡最大化利用无线资源,切换无线网络更注重用户上网体验。
为实现上述目的,本发明采取的技术方案为:
一种接入式和迁移式无线负载均衡系统,包括AC,用于负责客户端的连接和断开,用于根据AP当前的无线资源情况(主要是当前工作信道的信道利用率和无线收发包的误码率以及AP当前接入的用户数)来控制用户的接入,还用于根据AP上报的邻居扫描信息查看用户周围是否存在其他空闲AP来决定用户的接入和迁移;所述AC的负载均衡包括接入式负载均衡和切换式负载均衡。
其中,所述接入式负载均衡通过以下步骤实现:
步骤一:启用负载均衡的信道利用率最小阀值,页面可配置;启用负载均衡的不同信道的信道利用率的差值,默认10;启用负载均衡的用户连接个数最小阀值,页面可配置;启用负载均衡的AP间连接个数差值,默认5;
步骤二:无线认证请求上传到AC进行处理,若当前AP的信道利用率没未超过阀值或者客户端端周围只有一个AP,则认证通过;
步骤三:若超过阀值,则查看该客户端的邻居信息,查看该客户端周围是否存在其他信道的AP,如果存在,比较两个信道的信道利用率,如果存在另一个AP所在信道的利用率小于当前AP,且两者差值大于10,则拒绝认证,记录客户端的mac地址,在该客户端发送探测请求帧时不作回应(某些的客户端的连接请求被拒绝后将不会连接到任何其他的AP,如果拒绝该客户端连接的AP的RSSI大于其他的可见AP),并推荐无线客户端连接到其他的AP;信标的传输并不由负载均衡控制。
步骤四:若周围不存在其他信道的AP或者步骤三失败,则查看当前AP用户连接个数是否超过阀值,若超过,继续查看是否存在当前信道用户连接个数小于当前AP且两者差值大于5的其他AP,找到了,则拒绝认证,记录客户端的mac地址,在该客户端发送探测请求帧时不作回应,推荐无线客户端连接到其他的AP。
步骤五:若步骤二、步骤三和步骤四均匹配失败,则通过认证。
步骤六:预防DoS:若客户端尝试连接到同一个AP或射频超过最大拒绝次数后,则接受连接。这主要用于防止无线客户端的拒绝服务。当无线客户端不能连接到任何其他的AP而不是不能连接到它想要连接的AP的时候,此种情况就会发生。某些无线客户端厂商的这种实现也会导致此行为的产生。为了避免对那些客户端的拒绝服务,即使负载没有均衡,在最大重试次数之后这些连接也会被接受。默认最大重连次数为5。
其中,所述切换式负载均衡通过以下步骤实现:
(1)调用无线接口发送disauth报文踢掉用户,并且当前AP对该用户发送的prob探测侦不给回复;
(2)调用无线漫游切换接口,并且发送的原因reason字段填写rssi信号强度过低或者当前AP满负载;
(3)采用802.11r以及802.11k协议的接口,开启用户自动扫描功能,实现快速切换。
其中,切换标准为手机端设置有3个漫游参数设置,3个漫游参数设置分别为漫游切换信号强度(一般为-80db),漫游的信号强度差值(一般为-10db)和检测的时间间隔参数(一般为10秒),并且手机端设有一无线接入点强度表,优选连接信号强度最强的AP,若信号强度最强的AP不给回复探测侦或者回复负载过重,则手机端自动尝试连接其他AP。
本发明具有以下有益效果:
负载均衡最大化利用无线资源,切换无线网络更注重用户上网体验。
附图说明
图1为本发明实施例中负载均衡的示意图。
图2为本发明一个具体实施例基于用户连接数的均衡示意图。
图3为本发明一个具体实施例基于信道利用率的均衡示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白,以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1所示,本发明实施例提供了一种接入式和迁移式无线负载均衡系统,包括AC,用于负责客户端的连接和断开,用于根据AP当前的无线资源情况(主要是当前工作信道的信道利用率和无线收发包的误码率以及AP当前接入的用户数)来控制用户的接入,还用于根据AP上报的邻居扫描信息查看用户周围是否存在其他空闲AP来决定用户的接入和迁移;所述AC的负载均衡包括接入式负载均衡和切换式负载均衡。
其中,所述接入式负载均衡通过以下步骤实现:
步骤一:启用负载均衡的信道利用率最小阀值,页面可配置;启用负载均衡的不同信道的信道利用率的差值,默认10;启用负载均衡的用户连接个数最小阀值,页面可配置;启用负载均衡的AP间连接个数差值,默认5;
步骤二:无线认证请求上传到AC进行处理,若当前AP的信道利用率没未超过阀值或者客户端端周围只有一个AP,则认证通过;
步骤三:若超过阀值,则查看该客户端的邻居信息,查看该客户端周围是否存在其他信道的AP,如果存在,比较两个信道的信道利用率,如果存在另一个AP所在信道的利用率小于当前AP,且两者差值大于10,则拒绝认证,记录客户端的mac地址,在该客户端发送探测请求帧时不作回应(某些的客户端的连接请求被拒绝后将不会连接到任何其他的AP,如果拒绝该客户端连接的AP的RSSI大于其他的可见AP),并推荐无线客户端连接到其他的AP;信标的传输并不由负载均衡控制。
步骤四:若周围不存在其他信道的AP或者步骤三失败,则查看当前AP用户连接个数是否超过阀值,若超过,继续查看是否存在当前信道用户连接个数小于当前AP且两者差值大于5的其他AP,找到了,则拒绝认证,记录客户端的mac地址,在该客户端发送探测请求帧时不作回应,推荐无线客户端连接到其他的AP。
步骤五:若步骤二、步骤三和步骤四均匹配失败,则通过认证。
步骤六:预防DoS:若客户端尝试连接到同一个AP或射频超过最大拒绝次数后,则接受连接。这主要用于防止无线客户端的拒绝服务。当无线客户端不能连接到任何其他的AP而不是不能连接到它想要连接的AP的时候,此种情况就会发生。某些无线客户端厂商的这种实现也会导致此行为的产生。为了避免对那些客户端的拒绝服务,即使负载没有均衡,在最大重试次数之后这些连接也会被接受。默认最大重连次数为5。
切换式负载均衡是用户负载的一种迁移,即把AP1上的一部分用户切换到AP2,前提条件是这些用户都在AP1和AP2的覆盖叠加区域内。
主要用于以下情况:现有一客户端只能连接到AP1,而AP1已超载,这时AP1应把一部分客户迁移到AP2上,然后再允许当前客户端的接入。AP2大量客户端下线处于轻载状态,而AP1超载,这时AP1应把一部分客户迁移到AP2上,让AP2承载AP1部分流量。
所述切换式负载均衡通过以下步骤实现:
(1)调用无线接口发送disauth报文踢掉用户,并且当前AP对该用户发送的prob探测侦不给回复;
(2)调用无线漫游切换接口,并且发送的原因reason字段填写rssi信号强度过低或者当前AP满负载;
(3)采用802.11r以及802.11k协议的接口,开启用户自动扫描功能,实现快速切换。
其中,切换标准为手机端设置有3个漫游参数设置,3个漫游参数设置分别为漫游切换信号强度(一般为-80db),漫游的信号强度差值(一般为-10db)和检测的时间间隔参数(一般为10秒),并且手机端设有一无线接入点强度表,优选连接信号强度最强的AP,若信号强度最强的AP不给回复探测侦或者回复负载过重,则手机端自动尝试连接其他AP。
如图2所示,假如AP1上已经有client1、client7两个无线终端接入,而AP2上有已经有client3、client4、clinet5、client6四个无线终端接入,client2在AP1和AP2的重叠覆盖范围内。
1、设置负载均衡用户数阈值为5,用户数差值为3
现在client2想接入AP2,AP2上虽然负载比AP1高,但是AP2并没有达到负载均衡用户数阈值,所以AP2允许client2接入,负载不需要均衡。2、设置负载均衡用户数阈值为4,用户数差值为3
现在client2想接入AP2,AP2上负载比AP1高,并且AP2已经达到负载均衡用户数阈值,所以AP2与AP1的用户数差值为2没有达到设置的用户数差值,所以AP2允许client2接入,负载不需要均衡。
3、设置负载均衡用户数阈值为4,用户数差值为2
现在client2想接入AP2,AP2上负载比AP1高,并且AP2已经达到负载均衡用户数阈值,所以AP2与AP1的用户数差值为2也达到了设置的用户数差值,所以AP2不允许client2接入,使得client2接入AP1,负载得到均衡。
如图3所示,如果AP1和AP2处于同一信道,不需要均衡
假如AP1工作在信道1,AP2工作在信道6。client1接入AP1,client3接入AP2,client2在AP1和AP2的重叠覆盖范围内。client1只连接不做其他事情,使得信道1的利用率的35%。client3看视屏并且下载,使得信道6的利用率为60%。
1、设置信道利用率阈值为70%,利用率差值为30%
现在client2想接入AP2,AP2所在信道1的利用率比AP1所在的信道6高,但是AP2所在信道1的利用率并没有达到信道利用率阈值,所以AP2允许client2接入,负载不需要均衡。
2、设置信道利用率阈值为60%,利用率差值为30%
现在client2想接入AP2,AP2所在信道1的利用率比AP1所在的信道6高,并且AP2所在信道1的利用率已经达到信道利用率阈值,但是AP2与AP1信道利用率差值为25%没有达到设置的利用率差值,所以AP2允许client2接入,负载不需要均衡。
2、设置信道利用率阈值为60%,利用率差值为20%
现在client2想接入AP2,AP2所在信道1的利用率比AP1所在的信道6高,并且AP2所在信道1的利用率已经达到信道利用率阈值,但是AP2与AP1信道利用率差值为25%已经超过设置的利用率差值,所以AP2不允许client2接入,使得client2接入AP1,负载得到均衡。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (4)
1.一种接入式和迁移式无线负载均衡系统,其特征在于,包括AC,用于负责客户端的连接和断开,用于根据AP当前的无线资源情况来控制用户的接入,还用于根据AP上报的邻居扫描信息查看用户周围是否存在其他空闲AP来决定用户的接入和迁移;所述AC的负载均衡包括接入式负载均衡和切换式负载均衡。
2.根据权利要求1所述的一种接入式和迁移式无线负载均衡系统,其特征在于,所述接入式负载均衡通过以下步骤实现:
步骤一:启用负载均衡的信道利用率最小阀值,页面可配置;启用负载均衡的不同信道的信道利用率的差值,默认10;启用负载均衡的用户连接个数最小阀值,页面可配置;启用负载均衡的AP间连接个数差值,默认5;
步骤二:无线认证请求上传到AC进行处理,若当前AP的信道利用率没未超过阀值或者客户端端周围只有一个AP,则认证通过;
步骤三:若超过阀值,则查看该客户端的邻居信息,查看该客户端周围是否存在其他信道的AP,如果存在,比较两个信道的信道利用率,如果存在另一个AP所在信道的利用率小于当前AP,且两者差值大于10,则拒绝认证,记录客户端的mac地址,在该客户端发送探测请求帧时不作回应,并推荐无线客户端连接到其他的AP;
步骤四:若周围不存在其他信道的AP或者步骤三失败,则查看当前AP用户连接个数是否超过阀值,若超过,继续查看是否存在当前信道用户连接个数小于当前AP且两者差值大于5的其他AP,找到了,则拒绝认证,记录客户端的mac地址,在该客户端发送探测请求帧时不作回应,推荐无线客户端连接到其他的AP。
步骤五:若步骤二、步骤三和步骤四均匹配失败,则通过认证。
步骤六:预防DoS:若客户端尝试连接到同一个AP或射频超过最大拒绝次数后,则接受连接。
3.根据权利要求1所述的一种接入式和迁移式无线负载均衡系统,其特征在于,所述切换式负载均衡通过以下步骤实现:
(1)调用无线接口发送disauth报文踢掉用户,并且当前AP对该用户发送的prob探测侦不给回复;
(2)调用无线漫游切换接口,并且发送的原因reason字段填写rssi信号强度过低或者当前AP满负载;
(3)采用802.11r以及802.11k协议的接口,开启用户自动扫描功能,实现快速切换。
4.根据权利要求1所述的一种接入式和迁移式无线负载均衡系统,其特征在于,切换标准为手机端设置有3个漫游参数设置,3个漫游参数设置分别为漫游切换信号强度,漫游的信号强度差值和检测的时间间隔参数,并且手机端设有一无线接入点强度表,优选连接信号强度最强的AP,若信号强度最强的AP不给回复探测侦或者回复负载过重,则手机端自动尝试连接其他AP。
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