CN108684039B - 一种ac集群的自动化管理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种AC集群的自动化管理方法，其特征在于，通过云端管理AC的方式，在LAC和云端MAC之间建立反向加密隧道，由MAC上统一管理和配置LAC，并按照预先在MAC上的设置自动管理下发LAC的配置。本方案可以有效地降低管理的人工和时间成本，提高AC管理效率，减轻AC管理负担，可以快速搭建大型的无线网络。

Description

一种AC集群的自动化管理方法

技术领域

本发明涉及无线网络技术，具体涉及AC集群的管理技术。

背景技术

当下，在802.11协议的无线AC加无线AP的解决方案中AC作为无线控制器，AP充当无线接入点，利用POE为AP提供电源，由AC来控制和管理 AP。所有AP配置都要由AC来统一控制。

然而，在大型无线网络架构中，AC设备的运维管理过程中，需要AP接入的数量可能几千甚至上万，需要数量较多的AC来管理和控制这些AP。已有的解决方案一般都是采用传统的人工登录每台设备对每台AC进行配置，而在同一网络架构中，对AC的配置往往是相似或者相同的，故这样重复的工作花费了大量无线网络工程师的时间和精力，浪费了大量的人工成本和时间成本，另外也造成了AC的管理运维负担。

总之，传统的AC管理配置方案，不适合大型的无线网络环境，无法提供快速、简便高效的管理和配置。

发明内容

针对现有无线网络通信技术中AC管理方案所存在的缺点和不足，需要一种针对AC数量较多时的统一自动化的配置方案。

为此，本发明所要解决的问题是提供一种基于反向加密隧道技术的AC集群的自动化管理方法，以克服现有技术所存在的缺点和不足。

为了解决上述问题，本发明提供的基于反向加密隧道技术的AC集群的自动化管理方法，其通过云端管理AC的方式，在LAC和云端MAC之间建立反向加密隧道，由MAC上统一管理和配置LAC，并按照预先在MAC上的设置自动管理下发LAC的配置。

所述自动化管理方法包括：

1)预先在云端MAC上根据LAC的相关属性设定LAC对应的无线参数和数据业务配置模板和LAC本身的网络配置；

2)云端MAC与LAC之间建立网络安全通道；

3)云端MAC为LAC建立一个维护LAC状态和配置的数据库，MAC可通过查询为LAC已建立的IP和端口映射表，自动给LAC分配用于TCP通信的监听端口，使得该监听端口与LAC的IP地址一一对应，且云端MAC对LAC 的数据下发配置都将由本地为LAC设置的监听端口来转发；

4)LAC收到数据包解密得知端口信息，LAC自动查询本地服务，从中选择服务对应的端口，启用反向隧道，并且之后定时发送心跳报文以维持反向隧道的持续畅通；

5)云端MAC在收到LAC的确认应答，完成云端MAC与LAC之间的反向加密隧道建立，同时该应答中包含LAC采用的服务信息，本地启用一个与 AC对应的监听端口，作为之后的数据配置下发方式；

6)云端MAC通过确定的数据配置下发方式，开始配置下发，并接收LAC 收到下发的配置并配置成功后回复的确认包。

进一步的，所述云端MAC针对LAC提供统一的升级配置结构，对AC集群进行统一或差异化升级，同时提供对LAC的配置还原。

进一步的，所述云端MAC上提供对LAC的统一配置模块，根据LAC的名称，设备状态，服务类型，软硬件版本属性、IP地址以及是否启用等信息进行配置。

进一步的，所述步骤2)中基于MAC上网络守护进程的运行和网络通信 SSL来建立网络安全通道。

进一步的，所述建立的网络安全通道，采用OpenSSL算法库的对称加密算法实现；同时采用附加消息验证码的方式，使用哈希算法SHA1对准备传输的数据作消息摘要，接收端使用消息验证码来校验数据。

本发明提供的方案利用MAC自动化管理LAC的方式，在MAC上的设置自动化地下发LAC的配置，以此实现大批量LAC集群的自动化管理和精准的运维。

再者，本发明提供的方案在具体应用时，相对于现有技术具有如下优点：

1.在管理和配置AC上，现有技术必须对每台AC进行单独配置，大型网络配置对每台AC配置往往是相似的，会造成网络工程人员大量重复的工作，浪费大量的人工成本和管理运维成本。本发明提供的方案通过MAC管理的方式，提供了集中的管理门户，使得在数量较多的AC的配置快速简便和高效，为电信级的运营组网提供便利，故本方案具有更好的实用性。

2.具有灵活的管理和配置接口，针对不同软硬件版本的AC，都可以实现有效的管理和配置，实现批量的即时系统版本的升级和批量AC配置的下发备份与还原，设备版本更新，如果因为网络异常，版本指定错误或者升级过程中某几台AC突然断电等原因造成更新失败时，MAC可以设置LAC版本的回滚，恢复到上次设备正常运行时的版本，完全不会影响现场数据业务的正常运行。同时MAC系统可以实现LAC系统设备配置的全部或局部配置的更新，提供简便的统一参数的配置，当局部LAC业务发生变更时，MAC能够及时处理。

3.提供统一的智能巡检管理，可以实现对每台LAC及其所控制AP的数据访问及流量进行统计，采集、分析和监控，当有LAC出现异常或者离线时， MAC能够即时的发现和报警，网络系统的故障可以及时排除；

4.提供集中的QOS保证，MAC支持对LAC报文分类和流量控制，支持负载均衡和接纳控制。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。

图1为本发明实例中一个典型的应用场景下大型无线网络架构拓扑图；

图2为本发明实例中MAC自动化管理LAC的过程图；

图3为本发明实例中在MAC上建立的LAC的IP地址与为其分配端口号的映射表。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

本发明方案基于反向加密隧道技术实现在大型无线网络 中对AC集群的自动化管理。

本方案通过架设在云端的一台MAC(管理AC)来对AC集群进行自动化管理，首先在MAC和LAC(本地AC)之间建立反向加密隧道，据此由云端 MAC来统一管理和配置LAC，云端MAC提供集中的管理门户，灵活的定制接口，以及提供统一的监控接口，按照预先在MAC上的设置自动地下发LAC 的配置，以此实现大批量LAC集群的自动化管理和精准的运维。

据此原理，本方案对AC集群进行自动化管理的实现过程如下：

1)在云端MAC上设置统一自动化管理系统；预先在MAC上根据LAC 的相关属性设定LAC对应的无线参数和数据业务配置模板和LAC本身的网络配置；MAC上提供对LAC的统一配置模块，其中包括LAC的名称，设备状态，服务类型，软硬件版本属性、IP地址以及是否启用等配置；

2)建立网络安全通道；基于MAC上网络守护进程的运行和网络通信SSL (安全套接层协议)，在云端MAC与LAC之间建立的网络安全信道。该网络安全信道采用OpenSSL算法库的对称加密算法AES-256实现，以保证数据的保密性，不被中间人窃取；同时采用附加消息验证码的方式，使用哈希算法 SHA1对准备传输的数据作消息摘要，接收端使用消息验证码来校验数据，保证数据在网络传输过程中不被篡改。

3)LAC与MAC建立连接之后，云端MAC将为LAC建立一个维护LAC 状态和配置的数据库，该数据库采用一种轻型的关系型数据库SQLite，并且 MAC会自动通过查询为LAC已建立的IP和端口映射表，自动给LAC分配用于TCP通信的监听端口，使得该监听端口与LAC的IP地址一一对应，且云端 MAC对LAC的数据下发配置都将由本地为LAC设置的监听端口来转发，云端MAC都将直接通过该端口向对应的LAC通过建立的网络安全通道传输数据；

4)LAC收到云端MAC发过来数据包，解密得知端口信息，LAC自动查询本地的HTTP服务或者SSH服务，从中选择服务对应的端口，启用反向隧道，同时向云端MAC发送隧道建立的ACK数据包，之后定时发送心跳报文以维持反向隧道的持续畅通；

5)云端MAC在收到LAC的确认应答，由此在云端MAC与LAC之间完成反向加密隧道建立，同时该应答中包含了LAC采用的HTTP服务还是SSH 服务，本地启用一个与LAC对应的监听端口，用于之后的数据配置下发方式；

6)云端MAC通过步骤5)确定的配置下发方式，开始配置下发，LAC 收到配置并配置成功后，向MAC回复确认包，MAC确定对该LAC的配置下发成功；

7)对于LAC的升级处理，云端MAC提供统一的升级配置结构，使用步骤6)的数据下发方式实现AC集群的统一或差异化升级，同时提供对LAC的配置还原。

据此，本方案能够有效地降低管理的人工和时间成本，提高AC管理效率、减轻AC管理负担，可以快速搭建大型的无线网络。以下通过一具体应用实例来说明一下本方案的实现过程。

参见图1，其所示为本实例给出的大型无线网络架构拓扑图。其中，本地 AC(LAC)在本地直接管理控制AP，MAC架设在云端，BDYUN是基于Portal 规范和AAA标准的Portal服务器和Radius服务器作为认证计费和营销的管理。

图示方案中主要有两个通道，一个是云端MAC管理和配置本地AC的管理通道，一个是BDYUN与本地AC的认证通道。多个网络架设点如医院1和医院2视区域大小及其所控AP的多少来决定内部架设一台或多台AC，这些 AC的配置都由MAC来管理。

本实例中通过架设在云端的一台MAC(管理AC)来对AC集群进行自动化管理，其中MAC对LAC配置项主要包括但并不局限于以下：

MAC以远程的方式统一管理和配置LAC，LAC网络参数的配置(DHCP 服务、NAT、DNS、多wan的配置)，无线业务的配置，以及认证和计费的配置；还有每个AP网元的配置(包括射频、信道等)；另外还有LAC系统的管理，LAC版本的升级回滚配置的恢复统一MAC来控制；另外MAC上可以实时查看所管LAC(及AP)的运行状态信息；当某台LAC出现异常时，LAC 将自动触发告警信息，MAC可以及时采取相应措施，实现自动化的监控和管理。

据此，本实例中MAC(管理AC)对AC集群进行自动化管理的过程如下 (参见图2)：

(1)建立安全通道。MAC初始化配置完成，检测网络连通性，在MAC 与LAC网络连通之后，基于MAC上网络守护进程的运行和网络通信SSL(安全套接层协议)在两者之间建立网络安全信道，在此基础上建立的网络安全信道，采用OpenSSL算法库的对称加密算法AES-256实现，以保证数据的保密性，不被中间人窃取；同时采用附加消息验证码的方式，使用哈希算法SHA1 对准备传输的数据作消息摘要，接收端使用消息验证码来校验数据，保证数据在网络传输过程中不被篡改；

(2)确定本地给LAC数据转发的端口。云端MAC采用轻型的关系型数据库SQLite为LAC建立一个LAC的IP地址和端口的映射表(如图3所示)，自动给LAC分配一个可用端口，使得LAC地址和端口一一对应，然后MAC 对该LAC的数据的下发配置都通过本地设置的监听端口转发；

(3)MAC在收到LAC的上线请求之后，确定可用端口，发送给LAC； LAC收到由MAC传来端口告知信息后，获取相应的端口信息，LAC自动查询本地的http服务或者SSH服务，选择服务对应的端口，综合这些信息自动启用反向隧道，基于加密的隧道技术，隧道自动建立，MAC端自动开启一个监听服务，由此LAC与MAC通信完全建立，即LAC上线于MAC上。且之后MAC与LAC定时交互心跳报文来维持这个反向隧道的持续畅通；

(4)MAC收到LAC的确认应答，自动解析应答报文，获知LAC端口对应的是HTTP服务还是SSH服务，由此确定之后配置的下发方式以及数据包格式；

(5)MAC确定配置下发方式和数据包格式，开始配置下发，并按照网络业务优先级分组依次下发，分为三种：全局配置，分组配置，设备配置。当 LAC所有配置都正确配置完成时，向MAC回复配置成功；此时MAC确定对该LAC的配置下发成功；如果因为网络出现异常状况，LAC某项或者某几项没有配置成功，MAC收到这个异常消息，重新下发所述几个异常配置，直到配置成功；如果是因为系统软硬件不兼容等意外问题，系统指定版本或者配置错误，MAC可以设置LAC版本回滚，恢复到上次设备正常运行时的版本和配置，保证现场网络数据业务的正常运行。

由上实例可知，本方案利用MAC自动化管理LAC的方式，可实现大批量LAC集群的自动化管理和精准的运维。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种AC集群的自动化管理方法，其特征在于，通过架设在云端的一台接入控制器管理设备MAC来对AC集群进行自动化管理，云端接入控制器管理设备MAC提供集中的管理门户，首先在本地接入控制器LAC和云端接入控制器管理设备MAC之间建立反向加密隧道，基于建立的反向加密隧道由云端MAC来远程统一管理和配置本地接入控制器LAC，并按照预先在接入控制器管理设备MAC上的设置自动管理下发本地接入控制器LAC的配置；所述自动化管理方法包括以下步骤：

1)预先在云端MAC上根据LAC的相关属性设定LAC对应的无线参数和数据业务配置模板和LAC本身的网络配置；

2)云端MAC与LAC之间建立网络安全通道；

3)云端MAC为LAC建立一个维护LAC状态和配置的数据库，通过数据库为LAC建立一个LAC的IP地址和端口的映射表，MAC可自动通过查询为LAC已建立的IP和端口的映射表，自动给LAC分配用于TCP通信的监听端口，使得该监听端口与LAC的IP地址一一对应，且云端MAC对LAC下发的数据配置都将由本地为LAC设置的监听端口来转发；

4)MAC在收到LAC的上线请求之后，确定可用端口，发送给LAC，LAC收到数据包解密得知端口信息，LAC自动查询本地服务，从中选择服务对应的端口，基于获取到的信息自动启用反向隧道，隧道自动建立，MAC端自动开启一个监听服务，LAC与MAC通信完全建立，并且之后定时发送心跳报文以维持反向隧道的持续畅通；

5)云端MAC在收到LAC的确认应答，完成云端MAC与LAC之间的反向加密隧道建立，同时该应答中包含LAC采用的服务信息，本地启用一个与LAC对应的监听端口，作为之后的数据配置的下发方式；

6)云端MAC通过步骤5)确定的数据配置的下发方式，开始配置的下发，并接收LAC收到下发的数据配置并配置成功后回复的确认包。

2.根据权利要求1所述的自动化管理方法，其特征在于，所述云端MAC针对LAC提供统一的升级配置结构，对AC集群进行统一或差异化升级，同时提供对LAC的配置还原。

3.根据权利要求1所述的自动化管理方法，其特征在于，所述云端MAC上提供对LAC的统一配置模块，根据LAC的名称、设备状态、服务类型、软硬件版本属性、IP地址以及是否启用进行配置。

4.根据权利要求1所述的自动化管理方法，其特征在于，所述步骤2)中基于MAC上网络守护进程的运行和网络通信SSL来建立网络安全通道。

5.根据权利要求1所述的自动化管理方法，其特征在于，所述建立的网络安全通道，采用OpenSSL算法库的对称加密算法实现；同时采用附加消息验证码的方式，使用哈希算法SHA1对准备传输的数据作消息摘要，接收端使用消息验证码来校验数据。

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