CN1716887A - 一种利用无线网络信息实现无线局域网负载均衡的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了利用无线网络信息实现无线局域网负载均衡的方法，包括：接入点对应每个站点都保存一个用户列表，存放附加无线网络信息；接入点利用自身搜集的周围参与负载均衡网络设备的负载信息建立一个建议接入点列表；判断当前请求站点发送的是联接请求还是再次联接请求；若是联接请求，提取附加无线网络信息，并与列表相比较，得到最佳接入点；若是再次联接请求，去除附加无线网络信息中有关前一次联接的接入点的信息，然后与列表相比较，得到最佳接入点；判断最佳接入点是否为被请求接入点，是则允许请求站点接入，否则拒绝请求站点接入被请求接入点。本发明优化了负载均衡处理，能更有效地进行站点管理，提高网络负载优化。

Description

一种利用无线网络信息实现无线局域网负载均衡的方法

技术领域

本发明涉及通信领域中的无线局域网系统，特别是涉及无线局域网内站点管理负载均衡的方法。

背景技术

无线局域网(WLAN)是指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。在WLAN网络环境中，一个扩展服务组系统由一个或多个基本服务组，以及联接这些基本服务组的分布系统构成，每个基本服务组最少包含一个无线接入点设备。扩展服务组通过扩展服务组识别号(ESSID)来区分，无线接入点通过基本服务组识别号(BSSID)来区分。站点通过扫描信道，获取所处WLAN环境中扩展服务组和基本服务组信息，并选择加入一个合适的基本服务组。当一个站点需要加入到一个WLAN网络中，经过与该接入点的联接过程，才能开始正常的通信。某一时刻站点只能与一个接入点建立联接。当站点需要在保持现有联接的同时改变某些联接属性时，就可以发起再次联接过程。

负载均衡是在多个接入点为多种移动站点提供接入服务的无线局域网系统内实现的一种网络优化策略。每一个接入点成员通过利用网络信息进行站点管理，允许或拒绝移动站点接入，达到均匀承担网络负载，充分利用网络现有资源，减少网络阻塞目的的一种策略。通常参与负载均衡接入点的分布要满足当某个接入点由于超载拒绝站点接入时，该站点可以选择性接入其他负载较低的接入点，满足上述条件的接入点被划分在一个称为负载群组的组内，站点必须在负载群组内选择性接入负载相对较低并且相对最适合该站点接入的接入点。

站点在开始联接前和联接过程中可以通过扫描信道，获取有关整个无线网络的一些有价值信息，在站点与接入点建立联接的过程中可以通过某种方式得到有关整个网络环境的附加信息，目前的无线局域网协议没有规定如何进行负载均衡处理，单纯依靠接入点收集的网络信息并不能针对某个站点进行最佳的负载均衡，这就导致站点再次联接时接入点的选择随机性很大，使得站点接入效率低，站点接入质量差，不利于整个无线网络的优化管理，不利于整个无线网络的通信质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用无线网络信息实现无线局域网负载均衡的方法，解决现有技术单纯依靠接入点收集的网络信息不能针对某个站点进行最佳的负载均衡，导致站点再次联接时接入点的选择随机性很大的问题。

为达到上述目的，本发明提供了一种利用无线网络信息实现无线局域网负载均衡的方法，应用于无线局域网的站点与接入点的联接，其特点在于，包括如下步骤：

步骤一、接入点对应每个站点都保存一个用户列表，存放对应站点提供的附加无线网络信息；

步骤二、利用接入点搜集的周围参与负载均衡网络设备的负载信息，建立一个建议接入点列表；

步骤三、判断当前请求站点向当前被请求接入点发送的是联接请求还是再次联接请求，若为联接请求转步骤四，若为再次联接请求转步骤五；

步骤四、提取所述请求站点上传的附加无线网络信息，并将所述附加无线网络信息与所述被请求接入点的建议接入点列表相比较，对选取的接入点根据负载优化策略进行负载水平比较，得到一个最适合所述请求站点接入的最佳接入点，转步骤六；

步骤五、去除所述请求站点上传的附加无线网络信息中有关前一次联接的接入点的信息，然后将所述去除了接入点的信息的附加无线网络信息与所述被请求接入点的建议接入点列表相比较，对选取的接入点根据负载优化策略进行负载水平比较，得到一个最适合所述当前请求站点接入的最佳接入点，转步骤六；

步骤六、判断所述最佳接入点是否为所述被请求接入点，是则允许所述请求站点接入所述被请求接入点，否则拒绝所述请求站点接入所述被请求接入点。

上述的方法，其特点在于，在所述步骤三中，还包括，所述请求站点通过扫描信道搜集无线网络信息，并根据这些信息选择所述被请求接入点，并向所述被请求接入点发起联接请求。

上述的方法，其特点在于，所述无线网络信息为周围接入点的信号强弱或功率大小的信息。

上述的方法，其特点在于，还包括所述请求站点被拒绝接入后的处理步骤，所述被请求接入点向所述请求站点发送转交指示信息。

上述的方法，其特点在于，所述处理步骤进一步包括，所述请求站点根据所述转交指示信息重新选择被请求接入点，并转到步骤三。

上述的方法，其特点在于，还包括所述请求站点接入所述被请求接入点后的处理步骤，所述请求站点与所述被请求接入点建立联接并开始通信，所述请求站点不断检测周围网络信息，并利用联接请求将周围网络环境中变化的无线网络信息通知所述被请求接入点。

上述的方法，其特点在于，所述处理步骤进一步包括，所述被请求接入点将所述联接请求中的无线网络信息保存并更新用户列表，转到步骤三。

上述的方法，其特点在于，在所述步骤四和五中，所述负载优化策略，是根据用户数量、数据流量或者综合负载水平来确定接入点的负载大小。

上述的方法，其特点在于，在所述步骤五中，所述前一次联接的接入点的信息为服务组识别号。

本发明的技术效果在于：

本发明所提供的方法在无线局域网进行负载均衡时，能够充分利用站点所能搜集到的无线网络信息，在负载均衡处理中不仅仅利用接入点所搜集整理的无线网络信息，更充分利用站点提供的个性化无线网络信息，有效准确地针对各个站点实现负载优化管理，为联接站点建议一个在网络中最适合其接入的被联接站点，用于指导站点进行切换联接。本发明所提供的技术优化了负载均衡处理，能更有效地进行站点管理，提高网络负载优化，接入点可以根据网络负载情况主动断开站点，并可以有效快速的指导站点接入其他最佳建议接入点，提高了用户接入质量和通信质量。

附图说明

图1是无线局域网的负载均衡组示意图；

图2是利用无线网络信息的联接负载均衡方法和再次联接负载均衡方法流程图；

图3是利用上述联接负载均衡方法和再次联接负载均衡方法进行站点管理负载均衡实现流程图。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细说明本发明的具体实施例。

在本发明应用的无线局域网环境中，存在至少三个站点。其中，至少有两个接入点，至少有一个站点。接入点得到该联接站点搜集的周围可被联接站点的信息，比如信号强弱、功率大小等。站点与接入点按照现有的无线局域网协议建立联接，或者上述可联接站点与上述可被联接站点按照现有的无线局域网协议建立再次联接。站点按照优先规则将上述搜集到的无线网络信息进行整理后通过联接请求或再次联接请求将该无线网络信息发送给接入点。在建立联接过程中接入点可按照现有的无线局域网协议通知站点联接建立成功或失败。若为联接失败，则接入点通过转交指示信息(包含建议接入点的信息)指导站点进行再次联接。或者在建立联接后，接入点根据自身的情况可主动要求断开与站点的联接，通过转交指示信息(包含建议接入点的信息)指导站点进行再次联接。

图1是无线局域网负载均衡组的结构示意图。

整个分布式系统101，表示所有AP(Access Point，接入点)通过骨干网络互相通信。

分组102～104为所有满足当某个AP由于超载拒绝站点接入时，该站点可以选择性接入其他负载较低的AP的条件的AP所组成的负载均衡组，负载均衡组的数量可按照接入点及无线局域网的情况确定，分组通过人工方式体现在接入点的配置信息中。

接入点105～111为分配到负载均衡组中的AP。在AP的配置信息中可通过标记确定该AP在哪一个负载均衡组中，在WLAN网络运行过程中，可对该AP的负载均衡配置进行修改。每一个AP可接入一个或多个STA(Station，站点)。AP采用本发明所述的联接负载均衡方法和再次联接负载均衡方法处理后决定请求接入该AP的站点能否接入。

图2是利用无线网络信息的联接负载均衡方法和再次联接负载均衡方法流程图。本发明方法包括：

步骤201，AP为每个联接STA保存一个用户列表，存放该STA提供的附加的无线网络信息；

步骤202，利用AP搜集的周围参与负载均衡网络设备的负载信息，根据不同的负载优化策略，比如根据用户数多少、数据流量大小、或者综合负载水平高低，在负载均衡处理后可得到一个存放有负载量最轻(或较轻)的建议接入点的列表；

步骤203，判断当前STA发送的是联接请求还是再次联接请求，若为再次联接请求转步骤204，若为联接请求转步骤205；

步骤204，针对当前发送再次联接请求的STA，由于再次联接请求中包含前一次联接的被联接站点的BSSID，因此，为了防止频繁切换，将其上传的附加无线网络信息中有关前一次联接的接入点的信息去除；

步骤205，利用STA上传的附加无线网络信息与建议接入点列表相比较，即在利用AP搜集的网络信息进行负载均衡的基础上，针对各个STA利用其自身搜集的无线网络信息，根据不同的负载优化策略，比如根据用户数多少、数据流量大小、或者综合负载水平高低，在负载均衡处理后得到一个最佳的适合该STA接入的AP，转步骤206；

步骤206，若处理得到的最佳接入点就是该接入点，则转步骤207，若处理得到的最佳接入点不是该接入点，则转步骤208；

步骤207，允许STA接入；

步骤208，拒绝STA接入。

图3是利用上述联接负载均衡方法和再次联接负载均衡方法进行站点管理负载均衡实现流程图。

STA侧：

步骤301 STA搜集整理周围无线网络信息后向请求接入的AP发送附加无线网络信息的联接请求，由STA主动发起，当周围无线网络环境发生重大变化时也会触发该信息的发送；

步骤302 STA搜集整理周围无线网络信息后向请求接入的AP发送附加无线网络信息的再次联接请求，可以由STA主动发起也可以是STA在接收到当前联接的AP发送的转交指示消息后被动发起；

步骤303 STA在接收到请求接入的那个AP的联接成功响应后，与该AP建立联接，开始正常通信；

步骤304检测周围无线网络环境，若无线网络环境发生重大变化，则转步骤301。

AP侧：

步骤305 AP侦听并接收无线端口请求消息，STA接入AP时发送的联接请求或再次联接请求消息；

步骤306利用接收到的联接请求或者再次联接请求中包含的附加无线网络信息更新AP为每个联接STA建立的用户列表；

步骤307若收到联接请求，则利用本发明描述的联接负载均衡方法处理，若收到再次联接请求则利用本发明描述的再次联接负载均衡方法处理；

步骤308经过上述负载均衡处理后，若得到的建议该STA接入的最佳接入点为自身，则转步骤309，若得到的建议该STA接入的最佳接入点不是自身，则转311；

步骤309允许该STA接入，给STA发送联接成功响应；

步骤310与请求接入的该STA建立联接，开始正常通信，然后转305；

步骤311拒绝该STA接入，构造转交指示消息内含有建议STA接入的最佳接入点的信息；

步骤312给请求接入的该STA发送转交指示消息，然后转305。

根据图3的流程图，本发明还可以有如下具体实施方式：

1)站点想接入无线网络，在开始建立联接前，站点扫描信道搜集无线网络信息，比如周围接入点的信号强弱、功率大小等信息。同时站点负责将这些信息按某种优化规则整理，选择接入点1发起联接请求；

2)接入点1接收到站点的联接请求和附加的无线网络信息，用上述联接负载均衡方法进行处理。若处理得到的最佳接入点就是接入点1，则允许站点接入，转3)，若该算法得到的最佳接入点不是接入点1，则拒绝站点接入，发送转交指示信息，转6)；

3)站点接收到联接成功响应信息，与接入点1建立联接，开始通信；

4)站点不断探测周围网络信息，一旦周围网络环境发生重大变化，则触发站点利用联接请求通知，发送变化的无线网络信息给当前接入点1。

5)接入点1在与站点建立联接后不断侦听来自站点的信息，当收到新的联接请求通知，将附带的变化的无线网络信息保存并更新用户列表，再次用如2)中的联接负载均衡方法进行处理，若算法得到的最佳接入点就是接入点1，则保持现有联接不变，转4)，若该算法得到的最佳接入点不是接入点1，则建议站点进行切换联接，发送转交指示信息，转6)；

6)站点接收到转交指示信息后，提取切换联接所需相关信息，根据信息指示与接入点2进行再次联接过程，站点给接入点2发送再次联接请求，包含站点搜集的无线网络信息；

7)接入点2接收到站点发送的再次联接请求和附加的无线网络信息，用上述再次联接负载均衡方法进行处理。若算法得到的最佳接入点就是接入点2，则允许站点接入，转3)(注意，此时建立联接的接入点2，后续步骤依次类推)，若该算法得到的最佳接入点不是接入点2，则拒绝站点接入，发送转交指示信息，转6)，(注意，此时步骤中为其它被联接站点3、4……，后续步骤依次类推)。

由上可知，本发明方法提出了一种充分利用站点提供的无线网络信息，实现针对联接站点进行负载均衡管理的方法，并具有以下优势：

接入点可以通过站点收集到针对各个站点的网络信息，使得针对该联接站点进行的负载均衡处理更完善，更合理。

对无线局域网网络中站点的管理更具有针对性，管理更有效。

可直接指导站点切换联接时的接入点的选择，使得切换联接更合理更有效，接入效率更高，用户接入质量更高，无线通信质量更好。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；凡是依本发明所作的等效变化与修改，都被本发明的专利范围所涵盖。

Claims (8)

1、一种利用无线网络信息实现无线局域网负载均衡的方法，应用于无线局域网的站点与接入点的联接，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、接入点对应每个站点都保存一个用户列表，存放对应站点提供的附加无线网络信息；

步骤二、利用接入点搜集的周围参与负载均衡网络设备的负载信息，建立一个建议接入点列表；

步骤三、判断当前请求站点向当前被请求接入点发送的联接请求是联接请求还是再次联接请求，若为联接请求转步骤四，若为再次联接请求转步骤五；

步骤四、提取所述请求站点上传的附加无线网络信息，并将所述附加无线网络信息与所述被请求接入点的建议接入点列表相比较，对选取的接入点根据负载优化策略进行负载水平比较，得到一个最适合所述请求站点接入的最佳接入点，转步骤六；

步骤五、去除所述请求站点上传的附加无线网络信息中有关前一次联接的接入点的信息，然后将所述去除了该接入点信息的附加无线网络信息与所述被请求接入点的建议接入点列表相比较，得到一个最适合所述当前请求站点接入的最佳接入点，转步骤六；

步骤六、判断所述最佳接入点是否为所述被请求接入点，是则允许所述请求站点接入所述被请求接入点，否则拒绝所述请求站点接入所述被请求接入点。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中，还包括，所述请求站点通过扫描信道搜集无线网络信息，并根据这些信息选择所述被请求接入点，并向所述被请求接入点发起联接请求。

3、根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述无线网络信息为周围接入点的信号强弱或功率大小的信息。

4、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括所述请求站点被拒绝接入后的处理步骤，所述被请求接入点向所述请求站点发送转交指示信息。

5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述处理步骤进一步包括，所述请求站点根据所述转交指示信息重新选择被请求接入点，并转到步骤三。

6、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括所述请求站点接入所述被请求接入点后的处理步骤，所述请求站点与所述被请求接入点建立联接并开始通信，所述请求站点不断检测周围网络信息，并利用联接请求将周围网络环境中变化的无线网络信息通知所述被请求接入点。

7、根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述处理步骤进一步包括，所述被请求接入点将所述联接请求中的无线网络信息保存并更新用户列表，转到步骤三。

8、根据权利要求1、2、3、4、5、6或7所述的方法，其特征在于，在所述步骤四和五中，所述负载优化策略，是根据用户数量、数据流量或者综合负载水平来确定接入点的负载大小。

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