專利名稱：無線接入點負載均衡方法
技術領域：
本發明涉及通訊領域，尤其涉及無線局域網接入點(Wireless AP)的負載均衡方法。
背景技術：
隨著計算機技術和網絡技術的蓬勃發展，網絡在各行各業的應用越來越廣。有線網絡以其傳輸速度高，產品的品牌及數量眾多和技術發展速度快等優點，在市場上有著很高的知名度和市場份額。然而，隨著無線網絡在技術上的成熟，產品種類的不斷增加和產品成本下降，未來幾年，無線網絡在全世界將有較大的發展。無線局域網應用越來越多，它將擴展有線局域網或在某些情況下取而代之。可以預期，在未來信息無所不在的時代，無線網將依靠其無法比擬的靈活性，可移動性和極強的可擴容性，使人們真正享受到簡單、方便、快捷的無線連接。
現有無線局域網由于接入用戶有限，因此，在具體組網時會出現同一地點有多個AP同時覆蓋，以解決單個AP接入用戶數較少或流量較少的問題。但是，在現有的802.11協議中用戶接入AP主要通過信號強弱來選擇接入，所以，在同一地點有多個AP同時覆蓋時，會出現每個AP接入用戶不均或流量不均的現象。有些AP用戶數或數據流量過大，而有些AP用戶數或數據流量過少。
美國專利公開第20030169716號在背景技術中揭示了三種達到通信負載均衡的方法1.通信負載監視無線終端監視各自的收發基站的通信負載，當無線終端所連接的收發基站的通信負載增大時，就會漫游到其它通信負載較小的基站。
2.檢查所連接的無線終端的數目在建立連接之前，無線終端詢問每個收發基站所連接的無線終端的個數，并且連接到無線終端數目最少的收發基站上。當無線終端所連接的信號強度減弱時，漫游到其它信號強度高的收發基站。主要是依據一個網絡中每個AP的信號強度和用戶數量來判斷，終端在連接后會根據信號的變化而更新連接。
3.連接目的地注冊方法一個單獨的收發基站被注冊到無線終端作為一個連接目的地，從而使連接目的地固定在一個基站上，使其無法實現漫游，從而使無線終端的連接達到負載均衡。
第一和第二種方法由于要根據通信負載或信號強弱使無線終端經常在收發基站間漫游，增加了無線網絡的負擔，容易造成網絡的擁堵。而第三種方法無法實現漫游，當無線終端所連接的收發基站的信號太弱時，就無法正常收發數據。
美國專利公開第20030169716號根據上述問題，揭示了一種網絡連接的方法，使無線終端連接同時到多個收發基站，并通過其中至少一個實現數據通信。這樣就增加了每個收發基站所連接的無線終端的數量。
發明內容
本發明的目的在于提供解決多個AP同時覆蓋的條件下的負載均衡接入方法。
為實現上述目的，本發明無線接入點(AP)負載均衡方法中，無線接入點在一個局域網中且具有同樣的SSID，其具體判斷流程是1)定期獲取AP的代表負載的參數；2)通過上聯口廣播當前AP的代表負載的參數；3)接收負載均衡報文，得到相同SSID的AP目前代表負載的參數；4)建立相同SSID AP代表負載的參數表；5)收到新用戶無線終端接入請求后比較代表負載的參數；6)如果是代表負載的參數最少的AP，則允許新用戶接入；否則，拒絕新用戶接入。
其中所述的代表負載的參數可以為接入用戶數量或者是AP的數據流量。用戶可以根據相應的需要來選擇。
本發明運用簡單協議實現同一局域網下相同SSID的AP間用戶數目或數據流量的交互，獲得新用戶接入AP時是否被允許的條件。達到在該區域內設備資源的有效利用，以及用戶接入質量的保證。AP之間通過HUB的上聯口交換數據，不占用無線頻寬。
圖1為本發明無線接入點(AP)負載均衡方法的流程圖；圖2為本發明無線接入點(AP)負載均衡方法硬件設備的網絡拓撲圖；圖3為本發明無線接入點(AP)負載均衡方法AP間報文的交互流程圖；圖4為本發明無線接入點(AP)負載均衡方法的負載均衡廣播報文格式的示意圖。
具體實施例方式
本發明通過同一局域網下相同服務區標識符(SSID)的無線接入點(AP)之間接入用戶數或數據流量的交互，使得AP在判斷對新用戶接入請求有了相應的依據，AP可以根據管理員對具體應用的要求，收集自身的當前接入用戶數或數據流量。并且通過相應的廣播報文在局域網內廣播，收到廣播信息的其他AP，通過解析協議內容，得到發報AP當前的接入用戶數或數據流量，匯總以后，每個AP都可以維護一張關于目前同一局域網下相同SSID的AP的當前接入用戶數據表或數據流量表。在新的無線用戶對這些AP中某一個AP發出接入請求時，該AP將根據它所維護的數據表來判斷是否允許此新用戶對它的接入請求。
請參閱圖1，其具體判斷流程是1)定期獲取AP接入用戶數或AP的當前數據流量；2)通過上聯口廣播當前AP接入用戶數或AP的當前數據流量；3)接收負載均衡報文，得到相同SSID的AP目前用戶數或AP的當前數據流量；4)建立相同SSID AP的接入用戶數目表或AP的當前數據流量表；5)收到新用戶接入請求后比較接入用戶數或數據流量；6)如果是接入用戶最少的AP或前流量最少的AP，則允許新用戶接入；否則，拒絕新用戶接入；本發明只是根據數據流量或接入用戶數，只要無線終端能夠接收到AP的信號，并在無線終端接入門限之內即可(IEEE802.11協議規定)。
以上的判斷可分為兩種方式，一種是基于接入用戶數的，另一種是基于數據流量的。兩種方式在實現時思想相同，只是采用的判斷依據不同。
本發明所提到的同一局域網下相同SSID的AP具體解釋請參閱圖2，硬件設備的網絡拓撲1)要求AP2通過網絡集線器(HUB)3，匯聚在同一個局域網中；2)要求AP2具有相同的SSID；3)要求AP2據用共同的覆蓋區域，無線終端可以通過相應的AP接入無線局域網。
服務區標識符SSID(Service Set Identifier)提供了一個標志無線局域網邊界的方法，所有SSID相同的無線設備處于一個無線網絡內。因此不知道SSID是無法訪問特定的無線局域網的。無線工作站必須出示正確的SSID，與無線訪問點AP的SSID相同，才能訪問AP；如果出示的SSID與AP的SSID不同，那么AP將拒絕它通過本服務區上網。
本發明負載均衡方法AP間報文的交互流程，請參閱圖3
1)根據設定，定時廣播AP接入用戶數或數據流量信息報文；2)AP收到局域網內其他AP廣播出的接入用戶數或數據流量信息報文；3)判斷是否是相同SSID的AP發出的報文；如果不是，是直接丟棄報文，如果是，則進入下一步；4)收到的AP MAC地址是否在信息表中，沒有則加入新條目；5)如果收到的AP MAC地址已在信息表中，判斷報文發出的時間是否早于信息表中報文的時間，若是，則丟棄報文；若不是則將報文中所攜帶的接入用戶數或數據流量更新到信息表中。
由于多個AP接到同一個LAN中，當每次收到更新報文后，需要確認收到的報是不是最新被其他AP發出的，如果是更新數據表，否則丟棄報文。
負載均衡廣播報文格式請參閱圖4，報文解釋如下1)字節0-字節5目的MAC地址；2)字節6-字節11源MAC地址；3)字節12-字節13協議類型，這里用“BB BB”。
4)字節14-字節15接入用戶數；5)字節16-字節23接入流量；6)字節24-字節27報文的時間標記；7)字節28-字節47AP的SSID。
在相關前案技術中，主要是依據一個網絡中每個AP的信號強度和用戶數量來判斷，終端在連接后會根據信號的變化而更新連接。本發明使無線終端接入到負載最小的AP上，實現了局域網內的AP的負載均衡，判斷負載最小的依據是接入用戶數或數據流量，本發明的方法在無線終端連接上AP后，如果AP信號不低于連接門限(這是802.11協議和網卡驅動本身的功能，不涉及本發明)，不會重連接其他AP，減少了漫游的次數。當無線終端所連接的AP的信號低于連接門限時，無線終端重新執行本發明的過程，連接到負載最小的AP上。AP之間通過HUB的上聯口交換數據，不占用無線頻寬。
權利要求
1.一種無線接入點(AP)的負載均衡方法，其中無線接入點在一個局域網中且具有同樣的服務區標志符(SSID)，其包括如下步驟∶1)定期獲取AP的代表負載的參數；2)通過上聯口廣播當前AP的代表負載的參數；3)AP接收負載均衡報文，得到相同SSID的AP的代表負載的參數；4)建立相同SSID AP的代表負載的參數表；5)收到新用戶無線終端接入請求后比較代表負載的參數；6)如果是代表負載的參數最少的AP，則允許新用戶接入；否則，拒絕新用戶接入。
2.如權利要求1所述的無線接入點(AP)負載均衡方法，其特征在于代表負載的參數表的制作過程包括如下步驟1)定時廣播AP代表負載的參數的信息報文；2)AP收到局域網中代表負載的參數的信息報文；3)判斷是否是相同的SSID，如果不相同，則直接丟棄報文，如果相同則進入下一步；4)判斷報文發出的時間是否早于信息表中已有報文的時間，若是，則丟棄報文；若不是，則將報文中所攜帶的代表負載的參數更新到信息表中。
3.如權利要求2所述的無線接入點(AP)負載均衡方法，其特征在于，在第3)步之后有如下步驟判斷報文的APMAC(媒體訪問控制)地址是否在信息表中，如果沒有則加入新條目，如果有，則直接進入下一步。
4.如權利要求1所述的無線接入點(AP)負載均衡方法，其特征在于AP的信號強度要大于無線終端的接入門限。
5.如權利要求4所述的無線接入點(AP)負載均衡方法，其特征在于無線終端接入到一個AP之后，當該AP的信號強度低于接入門限之后，無線終端重新進行如權利要求1的過程接入AP。
6.如權利要求1至5任意之一所述的無線接入點(AP)負載均衡方法，其特征在于代表負載的參數為AP接入用戶的數量。
7.如權利要求6所述的無線接入點(AP)負載均衡方法，其特征在于所述接入用戶數量報文至少包括如下信息目的MAC地址、源MAC地址、協議類型、報文的時間標記、接入用戶數量和AP的SSID。
8.如權利要求1至5任意之一所述的無線接入點(AP)負載均衡方法，其特征在于代表負載的參數為AP的數據流量。
9.如權利要求8所述的無線接入點(AP)負載均衡方法，其特征在于所述接入數據流量報文至少包括如下信息目的MAC地址、源MAC地址、協議類型、報文的時間標記、接入數據流量和AP的SSID。
10.如權利要求1至5任意之一所述的無線接入點(AP)負載均衡方法，其特征在于所述接入數據流量報文至少包括如下信息目的MAC地址、源MAC地址、協議類型、數據流量、接入用戶數量、報文的時間標記和AP的SSID，用戶可以選擇代表負載的參數為用戶數量或數據流量。
全文摘要
本發明涉及一種無線接入點(AP)的負載均衡方法，在無線終端接入到一個AP之前，比較同一局域網內相同服務區標識符(SSID)的AP的當前接入用戶數或接入數據流量，無線終端接入到接入用戶數或接入流量最少的AP。從而實現局域網AP的負載均衡，不會造成某個AP的擁堵。
文檔編號H04W28/10GK1571385SQ200410017978
公開日2005年1月26日 申請日期2004年4月27日 優先權日2004年4月27日
發明者吳湘寧, 吳波 申請人:Ut斯達康通訊有限公司