CN107995621B - 一种无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法、无线局域网 - Google Patents

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Abstract

本发明属于无线网络传输技术领域，公开了一种无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法、无线局域网，网络接入点端维护认证通过用户链表，存储认证成功的工作站点并追加工作站点寿命信息；网络接入点端针对认证成功的工作站点先判断链表是否已满；若链表未满，则将该工作站点信息加入到认证通过用户链表中；否则拒绝所有新认证工作站点用户，并根据工作站点寿命信息清除部分工作站点后再重新接受工作站点的认证请求通过在认证关联过程引入认证。本发明通过用户链表，对工作站点用户在认证和关联之间进行数量控制，减少了同时进行认证关联的用户数，降低了大量工作站点认证关联时请求帧所造成的碰撞，保证WLAN网络接入效率和工作站点用户的接入质量。

Description

一种无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法、无线局 域网
技术领域
本发明属于无线网络传输技术领域，尤其涉及一种无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法。
背景技术
无线局域网(WLAN)以无线信道作为传输媒介的计算机局域网；以接入速率高、部署灵活、综合费用较低、终端普及性好等优点获得了广泛应用。802.11 协议簇是国际电工电子工程学会(IEEE)为无线局域网络制定的标准，其主要描述OSI模型的最低两层，即数据链路层和物理层。随着无线网络的迅速发展，802.11目前得到了大规模的普及和发展，广泛应用在各类电子产品、无线网络中。对于采用基础结构型基本服务集(InfrastructureBSS)802.11网络，在工作站点(STA)接入网络接入点(AP)之前，必须先侦听网络的存在。工作站点 (STA)首先通过扫描过程发现周边的Infrastructure BSS网络，再通过认证和关联过程才建立与网络接入点(AP)的逻辑连接关系。为了保证无线链路的安全，在这个建立连接关系的过程中网络接入点(AP)需要先完成对工作站点(STA) 的认证，通过认证后才能进入后续的关联阶段。关联属于一种记录保持过程，让系统能够记录每个工作站点(STA)的逻辑关系，将传送给工作站点(STA) 的帧转送给正确的接入点。认证和关联的过程都需要工作站点(工作站点(STA)) 和网络接入点(AP)通过无线信道进行信令帧的交互完成。近年来随着配备有 WLAN标准的无线通信设备的爆炸式增长，认证关联同一网络接入点(AP)范围内存在的工作站点(工作站点(STA))用户数量也极大的提升。对于海量工作站点(STA)同时段进行网络接入的情况，现有的技术和协议都有较大隐患。现有技术采用载波监听多路访问/冲突检测(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect，简称CSMA/CA)防冲突机制，当海量工作站点(STA) 竞争入网时，按照CSMA/CA的退避策略，生成两个或者多个相同最小退避窗的情况会很多，在这种情况下，它们的退避窗会同时减少为0，然后同时尝试发送消息，势必会导致大量冲突，从而影响总体的工作站点(STA)接入效率，也大大延缓了工作站点(STA)加入Infrastructure BSS的过程。但改进后的认证关联拥塞避免方法通过在认证和关联部分引用链表，进行关联用户的数量控制，大大提高了关联成功率。
综上所述，现有技术存在的问题是：当海量工作站点(STA)竞争入网时，导致认证和关联阶段大量冲突，影响总体的工作站点(STA)接入效率，大大延缓工作站点(STA)加入Infrastructure BSS的过程。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法。
本发明是这样实现的，一种无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法，所述无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法为网络接入点端维护认证通过用户链表，存储认证成功的工作站点并追加工作站点寿命信息；网络接入点端针对认证成功的工作站点先判断链表是否已满；
链表未满，将工作站点信息加入到认证通过用户链表中；
链表满，拒绝所有新认证工作站点用户，根据工作站点寿命信息清除部分工作站点后；重新接受工作站点的认证请求通过在认证关联过程引入认证。
进一步，所述无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法包括以下步骤：
步骤一，网络接入点端建立并维护认证通过用户链表，存储已经认证成功但尚未关联的工作站点信息，信息中包含工作站点寿命Ti，其中i表示第i个工作站点用户；认证通过用户链表长度记为N；令Nmax表示网络接入点记录认证通过用户信息的最大值；
步骤二，在网络接入点收到工作站点用户的认证请求帧，认证成功，将信息加入到认证通过用户链表中，并且记录Ti＝0，链表长度N＝N+1；当网络接入点端认证通过用户链表中包含的工作站点用户进行关联请求并且关联成功时，则将其从链表中去除，并且令N＝N-1。
进一步，N＝NMAX时，拒绝所有的新认证工作站点用户，并返回认证失败的应答，同时给出失败原因为认证通过用户链表已满，工作站点在规定时长之后再重新请求认证。
进一步，为了支持上述的拒绝方式，针对Status Code引入一个新的类别数字(原预留类别)，如图2所示，启用代码2字段表示此时的认证失败原因为“认证通过用户链表已满，工作站点在规定时长之后再重新请求认证”。
进一步，N＝NMAX时，遍历网络接入点端认证通过用户链表中所有工作站点信息，将链表中记录的寿命Ti最大的若干个工作站点信息从链表中删除；最大寿命工作站点的个数为M，删除它们之后重新记录链表长度N＝N-M；修改剩余工作站点信息中的寿命信息，Ti＝Ti+1。
进一步，寿命Ti最大的工作站点是最先将信息存入链表且未进行关联请求的若干工作站点。
进一步，所述步骤一中，链表内网络接入点记录认证通过用户信息的最大值NMAX由当前网络内用户数决定。
进一步，所述步骤二中，网络接入点收到工作站点用户的认证请求帧，如果认证成功，先判断链表是否已满，未满则将工作站点信息加入到认证通过用户链表中。
本发明的另一目的在于提供一种利用所述无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法。
本发明在认证之后关联之前，引入认证通过用户链表，用于对工作站点用户在认证和关联之间进行数量控制，其中同时进行认证关联的用户数受NMAX限制，也就减少了大量工作站点认证关联时请求帧所造成的碰撞。在海量用户场景下，当工作站点(STA)完成对某个网络接入点(AP)的链路认证之后，工作站点(STA)需先将其信息加入链表，链表内用户才能继续进行关联操作。若链表长度N＝NMAX，则拒绝所有新用户的认证，并返回“认证通过用户链表已满，工作站点在规定时长之后再重新请求认证”认证失败这一原因，一段时间之后再重新发起认证，这样可以防止同时请求认证关联的工作站点的数量过多，进而减少管理帧碰撞概率的概率。同时遍历认证通过用户链表中所有工作站点信息，将链表中记录的寿命Ti最大的若干个工作站点信息从链表中删除从而保证链表内STA信息的动态更新，避免链表内认证成功之后并没有进行关联操作的 STA过多，从而使关联速率太低。另外，根据网络状况，引入新的网络接入点 (AP)拒绝工作站点(STA)的认证请求机制，从而避免网络的长期拥塞。通过附图4可以看出，对比与现有的不加认证通过用户链表的关联认证技术，添加认证通过用户链表的认证关联拥塞避免方法能够有效提高关联认证的通过率。由此证明了本发明的正确性。
附图说明
图1是本发明实施例提供的无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法流程图。
图2是本发明实施例提供的认证失败应答帧工作站点status Code字段示意图。
图3是本发明实施例提供的WLAN无线网络认证和关联过程中网络拥塞避免方法的流程示意图。
图4是本发明实施例提供的仿真示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案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。
本发明用于当海量用户接入Infrastructure BSS模式的WLAN网络时，对大量工作站点向同一个网络接入点认证关联阶段的请求帧加以管控，降低在认证关联过程中所造成的碰撞，避免WLAN网络的拥塞。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法包括以下步骤：
S101：网络接入点端维护一个认证通过用户链表，存储已经认证成功的工作站点并追加工作站点寿命信息；
S102：网络接入点端针对认证成功的工作站点先判断链表是否已满；若链表未满，则将该工作站点信息加入到认证通过用户链表中；否则拒绝所有新认证工作站点用户，并根据工作站点寿命信息清除部分工作站点后再重新接受工作站点的认证请求。
下面结合附图对本发明的应用原理作进一步的描述。
本发明用于当海量用户接入Infrastructure BSS模式的WLAN网络时，对大量工作站点(STA)向同一个网络接入点(AP)认证关联阶段的请求帧加以管控，降低在认证关联过程中所造成的碰撞，避免WLAN网络在该阶段的拥塞。
如图3所示，本发明实施例提供的无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法具体包括以下步骤：
步骤一：网络接入点(AP)端建立并维护一个认证通过用户链表，用于存储已经认证成功但尚未关联的工作站点(STA)信息，信息中包含该工作站点 (STA)寿命Ti，其中i表示第i个工作站点(STA)用户。认证通过用户链表长度记为N。令Nmax＝100表示网络接入点(AP)能够记录认证通过用户信息的最大值。
步骤二：在网络接入点(AP)收到工作站点(STA)用户的认证请求帧，如果认证成功，将它的信息加入到认证通过用户链表中，并且记录Ti＝0，链表长度N＝N+1。当网络接入点(AP)端认证通过用户链表中包含的工作站点(STA) 用户进行关联请求并且关联成功时，则将其从链表中去除，并且令N＝N-1。
步骤三：若N＝NMAX时，需要拒绝此时所有的新认证工作站点(STA)用户，对它们返回认证失败的应答，同时给出失败原因为“认证通过用户链表已满”，并要求这些工作站点(STA)在规定时长之后再重新请求认证。
步骤四：当N＝NMAX时，遍历网络接入点(AP)端认证通过用户链表中所有工作站点(STA)信息，将链表中记录的寿命Ti最大的若干个工作站点(STA) 信息从链表中删除。若最大寿命工作站点(STA)的个数为M，删除它们之后重新记录链表长度N＝N-M。最后修改剩余工作站点(STA)信息中的寿命信息， Ti＝Ti+1。
下面结合仿真对本发明的应用效果作详细的描述。
根据以上步骤仿真：横坐标是待与网络接入点(AP)关联的工作站点(STA) 的个数，纵坐标表示一个Beacon Interval周期内与AP成功关联的STA个数占所有STA数目的比值。
由仿真示意图可以看出，通过与现有的不加认证通过用户链表的认证关联技术进行对比，加认证通过用户链表的认证关联方法能够有效的提高认证关联的通过率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法，其特征在于，所述无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法为网络接入点端维护认证通过用户链表，存储认证成功的工作站点并追加工作站点寿命信息；网络接入点端针对认证成功的工作站点先判断链表是否已满；
链表未满，将工作站点信息加入到认证通过用户链表中；
链表满，拒绝所有新认证工作站点用户，根据工作站点寿命信息清除部分工作站点后；重新接受工作站点的认证请求通过在认证关联过程引入认证；
所述无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法包括以下步骤：
步骤一，网络接入点端建立并维护认证通过用户链表，存储已经认证成功但尚未关联的工作站点信息，信息中包含工作站点寿命Ti，其中i表示第i个工作站点用户；认证通过用户链表长度记为N；令Nmax表示网络接入点记录认证通过用户信息的最大值；
步骤二，在网络接入点收到工作站点用户的认证请求帧，认证成功，将信息加入到认证通过用户链表中，并且记录Ti＝0，链表长度N＝N+1；当网络接入点端认证通过用户链表中包含的工作站点用户进行关联请求并且关联成功时，则将其从链表中去除，并且令N＝N-1。
2.如权利要求1所述的无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法，其特征在于，N＝NMAX时，拒绝所有的新认证工作站点用户，对返回认证失败的应答，同时给出失败原因为认证通过用户链表已满，工作站点在规定时长之后再重新请求认证。
3.如权利要求1所述的无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法，其特征在于，N＝NMAX时，遍历网络接入点端认证通过用户链表中所有工作站点信息，将链表中记录的寿命Ti最大的若干个工作站点信息从链表中删除；最大寿命工作站点的个数为M，删除它们之后重新记录链表长度N＝N-M；修改剩余工作站点信息中的寿命信息，Ti＝Ti+1。
4.如权利要求3所述的无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法，其特征在于，寿命Ti最大的工作站点是最先将信息存入链表且未进行关联请求的若干工作站点。
5.如权利要求1所述的无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法，其特征在于，所述步骤一中，链表长度N由当前网络内用户数决定。
6.如权利要求1所述的无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法，其特征在于，所述步骤二中，网络接入点收到工作站点用户的认证请求帧，如果认证成功，先判断链表是否已满，未满则将工作站点信息加入到认证通过用户链表中。
7.一种利用如权利要求1～6任意一项所述无线局域网中海量用户认证关联拥塞避免方法的无线局域网。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101516091A (zh) * 2009-03-27 2009-08-26 刘建 一种基于端口的无线局域网接入控制系统及方法
CN101990205A (zh) * 2009-08-03 2011-03-23 秦志强 可实现无线局域网空中接口拥塞呼叫准入控制的方法和系统
CN102413468A (zh) * 2011-11-14 2012-04-11 工业和信息化部电信传输研究所 一种避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法
CN106507687A (zh) * 2015-07-07 2017-03-15 松下知识产权经营株式会社 认证方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9894599B2 (en) * 2012-06-13 2018-02-13 Qualcomm, Incorporated Method and apparatus for WLAN initial link setup

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101516091A (zh) * 2009-03-27 2009-08-26 刘建 一种基于端口的无线局域网接入控制系统及方法
CN101990205A (zh) * 2009-08-03 2011-03-23 秦志强 可实现无线局域网空中接口拥塞呼叫准入控制的方法和系统
CN102413468A (zh) * 2011-11-14 2012-04-11 工业和信息化部电信传输研究所 一种避免802.11认证或关联过程中网络拥塞的方法
CN106507687A (zh) * 2015-07-07 2017-03-15 松下知识产权经营株式会社 认证方法

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