CN108449767B - 一种应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法，包括S1：预设至少具有两个以上Wifi接入点的Wifi漫游网络；各Wifi接入点拥有相同的SSID(Service Set Identifier)接入标识及相同的认证设置；S2：Wifi客户端对Wifi漫游网络中的Wifi接入点进行搜索，Wifi漫游网络中的Wifi接入设备对网络带宽的饱和状况进行判断；若网络带宽为非饱和状况，则进行Wifi客户端与Wifi接入点的网络连接；若网络带宽为饱和状况，则控制利用Wifi接入设备的无线虚拟接口工作在客户端模式(STA)，扫描周围的Wifi接入点，实际应用过程中，本发明根据无线漫游网络的特性，控制无线客户端接入，可以达到网络负载均衡的目的，提高网络带宽利用率。

Description

一种应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法

[技术领域]

本发明涉及网络负载均衡方法技术领域，尤其涉及一种可以达到网络负载均衡目的，提高网络带宽利用率的应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法。

[背景技术]

在无线漫游网络中，会部署多个无线接入设备，并确保无线客户端使用同一份连接配置能接入到任意一台无线接入设备中，但通常情况下，无线客户端都选择信号最强的那一台无线接入设备，当大部分用户都聚集在某一台无线接入设备周围时，会导致这一台设备网络负荷很重，用户上网体验降低，而其它设备网络负荷较小，综合网络带宽利用率不高。

基于此，怎样才能有效的提高网络带宽利用率，增强Wifi接入成功率，本领域的技术人员进行了大量的研发和实验，并取得了较好的成绩。

[发明内容]

为克服现有技术所存在的问题，本发明提供一种可以达到网络负载均衡目的，提高网络带宽利用率的应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法。

本发明解决技术问题的方案是提供一种应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法，包括以下步骤，

S1：预设至少具有两个以上Wifi接入点的Wifi漫游网络；各Wifi接入点拥有相同的SSID(Service Set Identifier)接入标识及相同的认证设置；外部Wifi客户端连接过Wifi漫游网络任意一个Wifi接入点后，不需重新输入信息即可接入Wifi漫游网络区域中另一个Wifi接入点；

S2：Wifi客户端对Wifi漫游网络中的Wifi接入点进行搜索，Wifi漫游网络中的Wifi接入设备对网络带宽的饱和状况进行判断；若网络带宽为非饱和状况，则进行Wifi客户端与Wifi接入点的网络连接；若网络带宽为饱和状况，则控制利用Wifi接入设备的无线虚拟接口工作在客户端模式(STA)，扫描周围的Wifi接入点；

S3：步骤S2中，当无线虚拟接口扫描周围Wifi接入点时发现有可用的Wifi接入点，则同步关闭其本身的SSID(Service Set Identifier)接入标识广播，进入短时静默状态，并拒绝此对应Wifi客户端的接入请求；

S4：Wifi客户端重新尝试接入到由步骤S3无线虚拟接口扫描到的其他Wifi接入点；若接入成功，则进行Wifi客户端与该Wifi接入点的网络连接；若接入失败，则步骤S3中处于短时静默状态的Wifi接入点恢复到正常状态，并允许此Wifi客户端的接入请求；

S5：重复步骤S2至步骤S4的操作，直到该Wifi客户端与Wifi接入点成功进行网络连接。

优选地，所述步骤S2中，Wifi接入设备根据最近一段时间数据传输流量，计算出带宽占用率，并根据当前已连接的无线Wifi客户端数，通过预先设定好的饱和状态阈值，来判断当前无线接入Wifi客户端是否已进入到饱和状态；并同步将饱和状态通知到Wifi漫游网络中的无线驱动和管理程序，进行控制行为调整。

优选地，所述步骤S3中，在Wifi接入设备中设置有定时器，当无线虚拟接口扫描周围Wifi接入点发现有可用的Wifi接入点时，Wifi接入设备把SSID广播功能关闭，以让待连接的Wifi客户端发现不了此Wifi接入设备，并把此Wifi客户端加入到黑名单中；定时器超时老化后，设备恢复SSID广播功能，把此Wifi客户端从黑名单中去除，设备回到正常状态。

优选地，所述步骤S4中，当Wifi漫游网络中所有Wifi接入点都处于饱和状态或者Wifi客户端所处位置没有其它可供选择的Wifi接入点，此时Wifi接入点解除限制，允许此Wifi客户端接入，保证网络的可用性。

优选地，所述步骤S2中，无线Wifi客户端进入到Wifi漫游网络中，搜索到两个以上的接入设备，即Wifi接入点，自动尝试连接距离近且信号强度强的Wifi接入点。

优选地，所述Wifi漫游网络中有两个以上的无线接入点AP1-APn，每个无线接入点周围的中等距离上设置有另一个无线接入点；Wifi客户端STA1先连接过Wifi漫游网络；使用多台Wifi客户端STA2-STAm通过距离控制连接到其中同一台无线接入点AP1上，以使该接入点进入到饱和状态；Wifi客户端STA1到AP1旁边，始终保持无线接入点AP1离STA1距离最近，确保STA1较大可能会首先尝试连接AP1；Wifi客户端STA1连接AP1被拒绝，接着Wifi客户端STA1在进行无线接入列表更新时，AP2-APn中某一台接入点替换AP1的信息，然后Wifi客户端STA1连接更新后的无线接入点，完成无线接入；如果所有无线接入点都已进入到饱和状态，则最终放开限制，允许此Wifi客户端STA1接入搜索到的任一接入点。

与现有技术相比，本发明一种应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法通过预设至少具有两个以上Wifi接入点的Wifi漫游网络，且在各Wifi接入点进行相同的SSID(Service Set Identifier)接入标识及相同的认证设置，外部Wifi客户端连接过Wifi漫游网络任意一个Wifi接入点后，不需重新输入信息即可接入Wifi漫游网络区域中另一个Wifi接入点，结合后续接入点的短时静默状态，正常状态恢复等操作，实际应用过程中，本发明根据无线漫游网络的特性，控制无线客户端接入，可以达到网络负载均衡的目的，提高网络带宽利用率。

[附图说明]

图1是本发明一种应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法的流程示意图。

[具体实施方式]

为使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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于解释本发明，并不用于限定此发明。

请参阅图1，本发明一种应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法1包括以下步骤，

S1：预设至少具有两个以上Wifi接入点的Wifi漫游网络；各Wifi接入点拥有相同的SSID(Service Set Identifier)接入标识及相同的认证设置；外部Wifi客户端连接过Wifi漫游网络任意一个Wifi接入点后，不需重新输入信息即可接入Wifi漫游网络区域中另一个Wifi接入点；

S2：Wifi客户端对Wifi漫游网络中的Wifi接入点进行搜索，Wifi漫游网络中的Wifi接入设备对网络带宽的饱和状况进行判断；若网络带宽为非饱和状况，则进行Wifi客户端与Wifi接入点的网络连接；若网络带宽为饱和状况，则控制利用Wifi接入设备的无线虚拟接口工作在客户端模式(STA)，扫描周围的Wifi接入点；

S3：步骤S2中，当无线虚拟接口扫描周围Wifi接入点时发现有可用的Wifi接入点，则同步关闭其本身的SSID(Service Set Identifier)接入标识广播，进入短时静默状态，并拒绝此对应Wifi客户端的接入请求；

S4：Wifi客户端重新尝试接入到由步骤S3无线虚拟接口扫描到的其他Wifi接入点；若接入成功，则进行Wifi客户端与该Wifi接入点的网络连接；若接入失败，则步骤S3中处于短时静默状态的Wifi接入点恢复到正常状态，并允许此Wifi客户端的接入请求；

S5：重复步骤S2至步骤S4的操作，直到该Wifi客户端与Wifi接入点成功进行网络连接。

通过预设至少具有两个以上Wifi接入点的Wifi漫游网络，且在各Wifi接入点进行相同的SSID(Service Set Identifier)接入标识及相同的认证设置，外部Wifi客户端连接过Wifi漫游网络任意一个Wifi接入点后，不需重新输入信息即可接入Wifi漫游网络区域中另一个Wifi接入点，结合后续接入点的短时静默状态，正常状态恢复等操作，实际应用过程中，本发明根据无线漫游网络的特性，控制无线客户端接入，可以达到网络负载均衡的目的，提高网络带宽利用率。

Wifi芯片通常支持多个无线虚拟接口，可以通过驱动支持，把其中一个无线虚拟接口临时设定成STA模式，即Wifi客户端模式，去扫描周围的无线接入点，获取周围Wifi设备信息。

Wifi客户端根据已记录的SSID及认证信息，通过扫描和更新Wifi接入点列表，去连接到其它的具有相同设置的Wifi接入点，通过让Wifi客户端接入到负载较轻的设备上，来平衡无线漫游网络中的设备利用率，提高带宽利用率。

优选地，所述步骤S2中，Wifi接入设备根据最近一段时间数据传输流量，计算出带宽占用率，并根据当前已连接的无线Wifi客户端数，通过预先设定好的饱和状态阈值，来判断当前无线接入Wifi客户端是否已进入到饱和状态；并同步将饱和状态通知到Wifi漫游网络中的无线驱动和管理程序，进行控制行为调整。

优选地，所述步骤S3中，在Wifi接入设备中设置有定时器，当无线虚拟接口扫描周围Wifi接入点发现有可用的Wifi接入点时，Wifi接入设备把SSID广播功能关闭，以让待连接的Wifi客户端发现不了此Wifi接入设备，并把此Wifi客户端加入到黑名单中；定时器超时老化后，设备恢复SSID广播功能，把此Wifi客户端从黑名单中去除，设备回到正常状态。

优选地，所述步骤S4中，当Wifi漫游网络中所有Wifi接入点都处于饱和状态或者Wifi客户端所处位置没有其它可供选择的Wifi接入点，此时Wifi接入点解除限制，允许此Wifi客户端接入，保证网络的可用性。

优选地，所述步骤S2中，无线Wifi客户端进入到Wifi漫游网络中，搜索到两个以上的接入设备，即Wifi接入点，自动尝试连接距离近且信号强度强的Wifi接入点。

优选地，所述Wifi漫游网络中有两个以上的无线接入点AP1-APn，每个无线接入点周围的中等距离上设置有另一个无线接入点；Wifi客户端STA1先连接过Wifi漫游网络；使用多台Wifi客户端STA2-STAm通过距离控制连接到其中同一台无线接入点AP1上，以使该接入点进入到饱和状态；Wifi客户端STA1到AP1旁边，始终保持无线接入点AP1离STA1距离最近，确保STA1较大可能会首先尝试连接AP1；Wifi客户端STA1连接AP1被拒绝，接着Wifi客户端STA1在进行无线接入列表更新时，AP2-APn中某一台接入点替换AP1的信息，然后Wifi客户端STA1连接更新后的无线接入点，完成无线接入；如果所有无线接入点都已进入到饱和状态，则最终放开限制，允许此Wifi客户端STA1接入搜索到的任一接入点。

所述的在WiFi之间漫游时进行网络负载均衡的方法，所述的第一步是在无线漫游网络或区域中，这里以WiFi为例进行描述，在其它无线技术的漫游网络中都是通用的，无线漫游区域中接入设备的服务识别和认证具有相同的一套配置信息，不论认证是在本地还是第三方设备上进行，无线客户端用相同的配置信息就可以连上任一设备。一般来说，无线设备首次相连需要输入相应的认证信息进行配对，然后无线客户端会记录此信息，在下一次网络探测中发现此网络后，就可以自动连上网络。

所述WiFi之间漫游时进行网络负载均衡的方法，无线客户端进入到漫游网络中，可能会搜索到两个以上的接入设备，即接入点，通常距离较近的设备信号最强。由于无线接入点的连接标识相同，如WiFi的SSID，只有信号最强的设备会出现在无线客户端的网络选择列表中。如果无线客户端记录过此连接标识，就会自动开始尝试连接此网络。

所述无线接入设备能根据最近一段时间数据传输流量，计算出带宽占用率，并根据当前已连接的无线客户端数，通过预先设定好的饱和状态阈值，来判断当前无线接入是否已进入到饱和状态。把饱和状态通知到无线驱动和管理程序，无线接入设备可以据此调整控制行为，尝试把无线客户端的接入分流到其它设备上。

所述无线具有多个虚拟接口，主接口用于网络接入，用一个从接口工作在客户端模式，去扫描周围的无线网络，通过信号强度和接入标识，以确定周围是否有可供无线客户端接入的其它设备，为了提高接入设备的工作效能，可以采用双无线芯片的组合，一个芯片用于网络接入，另一个芯片用于探测网络。

所述无线接入设备进入短时静默状态，是指无线接入设备不能被无线客户端探测到，同时通过把此无线客户端临时加入到黑名单中，以防止无线客户端强制接入到此接入点上，目的是为了让无线客户端尝试接入到其它无线接入点上。一段时间后，无线接入设备恢复到正常状态，并从黑名单中删除相应记录。

所述无线客户端重新扫描周围网络情况，这时候网络列表中的无线接入点是其它的设备，无线客户端就尝试去连接其它的接入点。

若设备都已进入到饱和状态，由于饱和状态是设置了阈值，留有一定的网络带宽余地，所以为了保证用户的基本网络使用，这时候无线接入设备恢复到正常状态，并允许无线客户端接入到网络中。

实施例1：

在WiFi之间漫游时进行网络负载均衡的方法，本方法的第一步在支持WiFi漫游区域中，所有WiFi接入节点具有相同的接入设置，以让WiFi客户端连接过其中一个WiFi接入节点后，不需要重新输入信息即可接入WiFi漫游区域中另一个节点；

第二步当WiFi客户端进入到WiFi漫游区域中准备连接WiFi接入点(AP)时，WiFi接入设备如果网络带宽已进入饱和状态，则利用无线虚拟接口工作在客户端模式(STA)，去扫描周围的AP；

第三步当无线虚拟接口扫描到周围WiFi漫游区域有可用的接入点时，关闭自己的接入标识(SSID)广播，进入短时静默状态，并拒绝此WiFi客户端的接入请求；

第四步WiFi客户端重新尝试接入到其它WiFi接入点；

第五步如果WiFi客户端连接到其它WiFi接入点失败，则WiFi接入点恢复到正常状态，并允许此WiFi客户端的接入请求。

实施例2：

实施例1所述的在WiFi之间漫游时进行网络负载均衡的方法，所述的第一步是在无线漫游网络中，根据漫游网络的特性，所有无线接入点有相同的接入标识和认证配置，并且所有无线接入点都以相邻的位置部署，以扩展网络覆盖范围。无线客户端接入过漫游网络后，就可以通过记录登陆信息，连接上其它的无线接入点。

实施例3：

实施例1所述的在WiFi之间漫游时进行网络负载均衡的方法，所述的第二步中，一台已连接过无线漫游网络的无线客户端STA1，移动到无线漫游网络的无线接入点AP1的无线覆盖范围，且假定STA1离AP1最近；这时STA1自动去连接AP1，无线设备AP1判断自己是否已在饱和状态，此饱和状态根据客户端接入数和网络当前一段时间的数据流量，通过加权计算得出一个网络饱和值，并根据经验设定一个阈值；当网络饱和值大于阈值时，无线接入点通过把另一个虚拟接口设置成客户端STA模式，去扫描和探测周围的网络。

实施例4：

实施例1所述的在WiFi之间漫游时进行网络负载均衡的方法，所述的第三步如果无线接入点AP1在周围找不到漫游网络中其它可用的无线接入点，则允许STA1的连接请求；如果AP1周围有可用的其它接入点时，则AP1设定一个定时器，进入到静默状态，停止广播接入点信息，并把STA1加入到黑名单中，拒绝它的接入请求。定时器超时后，无线接入点恢复到正常状态。

实施例5：

实施例4所述的设定定时器，可以根据现网部署需要和较高的饱和阈值，让设备在网络饱和状态时长期处于静默状态。或者是把饱和阈值设成两个值级，网络饱和值达到第一级用定时器来控制设备状态，达到第二级则使设备长期处于静默状态，以保护现有用户的网络体验。

实施例6：

实施例5所述的在WiFi之间漫游时进行网络负载均衡的方法，所述的第四步中，WiFi客户端STA1被无线接入点AP1拒绝后，STA1重新扫描和探测周围网络信息，无线接入列表信息会得到更新，会有另一个无线接入点AP2替换掉AP1。STA1自动尝试去连接AP2。

实施例7：

实施例6所述的在WiFi之间漫游时进行网络负载均衡的方法，无线接入点AP2首先按照AP1的过程，先检查自己是否处于饱和状态，如果不是饱和状态，允许STA1的接入请求；如果已处于饱和状态，则重复AP1的步骤，检查周围可用网络，判断是否进入静默状态，决定是否允许STA1的接入请求。如果AP2拒绝了STA1的接入请求，STA1则按照实施例6所述，重新更新无线接入列表，进行下一次连接尝试。

实施例8：

实施例1所述的WiFi之间漫游时进行网络负载均衡的方法，所述的第五步中，如果STA1探测到的无线接入点都拒绝了接入请求，则等接入点的定时器超时老化后，恢复到正常状态，并且这时候把STA1更新到自己的白名单中，允许STA1的接入请求。此步目的是防止设备频繁进入静默状态，影响网络效率；同时，也是保证新接入用户基本的网络连接请求。

实施例9：

实施例8所述的在WiFi之间漫游时进行网络负载均衡的方法，在STA1断开连接或者无线接入点长时间未收到STA1的接入请求时，则删除掉白名单中的STA1，保持记录的准确和简洁。

实施例10：

实施例4和实施例8所述的黑名单和白名单，是一种访问控制特性，对于加入黑名单的设备，其访问请求一律被丢弃；对于加入白名单的设备，其访问请求会跳过其它限制，被接受。

与现有技术相比，本发明一种应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法1通过预设至少具有两个以上Wifi接入点的Wifi漫游网络，且在各Wifi接入点进行相同的SSID(Service Set Identifier)接入标识及相同的认证设置，外部Wifi客户端连接过Wifi漫游网络任意一个Wifi接入点后，不需重新输入信息即可接入Wifi漫游网络区域中另一个Wifi接入点，结合后续接入点的短时静默状态，正常状态恢复等操作，实际应用过程中，本发明根据无线漫游网络的特性，控制无线客户端接入，可以达到网络负载均衡的目的，提高网络带宽利用率。

以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1：预设至少具有两个以上Wifi接入点的Wifi漫游网络；各Wifi接入点拥有相同的SSID(Service Set Identifier)接入标识及相同的认证设置；外部Wifi客户端连接过Wifi漫游网络任意一个Wifi接入点后，不需重新输入信息即可接入Wifi漫游网络区域中另一个Wifi接入点；

S2：Wifi客户端对Wifi漫游网络中的Wifi接入点进行搜索，Wifi漫游网络中的Wifi接入设备对网络带宽的饱和状况进行判断；若网络带宽为非饱和状况，则进行Wifi客户端与Wifi接入点的网络连接；若网络带宽为饱和状况，则控制利用Wifi接入设备的无线虚拟接口工作在客户端模式(STA)，扫描周围的Wifi接入点；

S3：步骤S2中，当无线虚拟接口扫描周围Wifi接入点时发现有可用的Wifi接入点，则同步关闭其本身的SSID(Service Set Identifier)接入标识广播，进入短时静默状态，无线接入设备不能被无线客户端探测到，同时通过把此无线客户端临时加入到黑名单中，以防止无线客户端强制接入到此接入点上；

S4：Wifi客户端重新尝试接入到由步骤S3无线虚拟接口扫描到的其他Wifi接入点；若接入成功，则进行Wifi客户端与该Wifi接入点的网络连接；若接入失败，则步骤S3中处于短时静默状态的Wifi接入点恢复到正常状态，并允许此Wifi客户端的接入请求；

S5：重复步骤S2至步骤S4的操作，直到该Wifi客户端与Wifi接入点成功进行网络连接。

2.如权利要求1所述的一种应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法，其特征在于：所述步骤S2中，Wifi接入设备根据最近一段时间数据传输流量，计算出带宽占用率，并根据当前已连接的无线Wifi客户端数，通过预先设定好的饱和状态阈值，来判断当前无线接入Wifi客户端是否已进入到饱和状态；并同步将饱和状态通知到Wifi漫游网络中的无线驱动和管理程序，进行控制行为调整。

3.如权利要求1所述的一种应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法，其特征在于：所述步骤S3中，在Wifi接入设备中设置有定时器，当无线虚拟接口扫描周围Wifi接入点发现有可用的Wifi接入点时，Wifi接入设备把SSID广播功能关闭，以让待连接的Wifi客户端发现不了此Wifi接入设备，并把此Wifi客户端加入到黑名单中；定时器超时老化后，设备恢复SSID广播功能，把此Wifi客户端从黑名单中去除，设备回到正常状态。

4.如权利要求1所述的一种应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法，其特征在于：所述步骤S4中，当Wifi漫游网络中所有Wifi接入点都处于饱和状态或者Wifi客户端所处位置没有其它可供选择的Wifi接入点，此时Wifi接入点解除限制，允许此Wifi客户端接入，保证网络的可用性。

5.如权利要求1至4中任意一项权利要求所述的一种应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法，其特征在于：所述步骤S2中，无线Wifi客户端进入到Wifi漫游网络中，搜索到两个以上的接入设备，即Wifi接入点，自动尝试连接距离近且信号强度强的Wifi接入点。

6.如权利要求1所述的一种应用于WiFi漫游区域中的网络负载均衡方法，其特征在于：所述Wifi漫游网络中有两个以上的无线接入点AP1-APn，每个无线接入点周围的中等距离上设置有另一个无线接入点；Wifi客户端STA1先连接过Wifi漫游网络；使用多台Wifi客户端STA2-STAm通过距离控制连接到其中同一台无线接入点AP1上，以使该接入点进入到饱和状态；Wifi客户端STA1到AP1旁边，始终保持无线接入点AP1离STA1距离最近，确保STA1较大可能会首先尝试连接AP1；Wifi客户端STA1连接AP1被拒绝，接着Wifi客户端STA1在进行无线接入列表更新时，AP2-APn中某一台接入点替换AP1的信息，然后Wifi客户端STA1连接更新后的无线接入点，完成无线接入；如果所有无线接入点都已进入到饱和状态，则最终放开限制，允许此Wifi客户端STA1接入搜索到的任一接入点。

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