[发明专利]在无线局域网中支持层3漫游的无线交换机负载平衡的方法、系统和装置

说明书

技术领域

本发明一般涉及计算机网络，尤其涉及无线局域网(WLAN)中无线交换机负载平衡的方法、系统和装置。

背景技术

基于IEEE 802.11标准的WLAN通常用于普通因特网业务，诸如网页浏览、文件传输和电子邮件。然而，由于实时多媒体应用如基于IP语音(VoIP)电话的新兴使用，这些相同WLAN网络也可以作为能够使用这些应用的基础结构。WLAN可以给客户不需要电线连接就能“漫游”或物理的从一个地方移动到另一个地方能力。在WLAN的上下文中术语“漫游”描述接入点(AP)之间的物理移动。WLAN区域之一问题涉及漫游时维护IP连接的能力。

图1是传统无线局域网(WLAN)的框图。图1中的WLAN包括无线客户2、4，第一子网(A)10，无线交换机12，接入点(AP)14、16，第二子网(B)20，无线交换机22，接入点(AP)24、26以及层3路由器34、36。路由器34耦合到无线交换机12。无线交换机12支持第一子网(A)10并耦合到接入点(AP)14、16。接入点(AP)14、16具有第一子网(A)10内的IP地址。路由器36耦合到无线交换机22。无线交换机22支持第二子网(B)20并耦合到接入点(AP)24、26。接入点(AP)24、26具有第二子网(B)20内的IP网址。客户2、4是围绕WLAN 1物理移动的无线设备，并分别通过接入点(AP)14、16和接入点(AP)24、26与IP网络通信。

图1示出了WLAN中层2漫游的概念和层3漫游的概念。层2网络定义为单IP(single IP)子网和广播域，诸如第一子网(A)10，而层3网络定义为多IP(multiple IP)子网和广播域的组合，诸如第一子网(A)和第二子网(B)20。

层2涉及开放式系统互联(OSI)通信模型的数据链路层。数据链路层涉及通过网络中的物理链路移动数据。在网络中，交换机是在层2级将数据消息重定向的设备，使用媒体访问控制(MAC)地址判断消息要直接送至哪里。在IEEE-802 LAN标准的上下文中，数据链路层包括两个子层，媒体访问控制(MAC)子层和逻辑链路控制(LLC)子层。数据链路层确保建立初始连接，将输出数据分成数据帧，并处理来自接收机的数据已经成功接收的确认。数据链路层也通过分析帧中特定位置的比特模式来确保进入数据已经成功接收。

当客户移动到距离其AP足够远时，层2漫游出现，这样其在相同子网内与不同AP无线关联。客户与一个接入点(AP)断开连接并与相同子网内(广播域)的另一个AP重新连接，该域内多个AP使用相同的业务设置标识符(SSID)。客户连续监听附近AP，如果发现具有相同SSID的AP和更强的信号或者正经历与当前AP太多的信号丢失，则决定漫游。为了开始层2路由，客户向新AP发送关联(或再关联)请求。这可以是从旧AP断开连接，或旧AP可以注意到客户已经不在。

IEEE的802.11f交互接入点协议(IAAP)寻址客户归属子网内的接入点(AP)之间的漫游，并确保这种情况下的持续IP连接性。使用层2漫游，给定子网内的AP共享相同的扩展业务设置(ESS)，并且尽管连接的物理点(AP)改变，客户仍然能够由相同的接入路由器提供服务。因为原始的和新的AP为相同的IP子网提供覆盖范围，在路由后，设备的IP地址仍然有效，并能保持不变。例如当在第一子网(A)10内路由时，客户的IP地址保持相同。

客户成功漫游后，可以通过新的AP中继客户的LAN通信业务。然而，因为给定子网内能够支持的AP和客户的数量限制了子网的可伸缩性，在一些条件下，客户漫游到由另一个无线交换机所支持的不同或外地子网内的新AP。由于通过原始归属IP地址不能再识别客户，需要新的IP地址来路由客户的IP数据。因此，任何正在进行的连接被中断，并且IP连通性丢失。对于像VoIP电话这样的应用或流应用，这是不可接受的。

层3涉及开放式系统互联(OSI)多层通信模型的网络层。网络层涉及知晓网络中邻居节点的地址，选择路由和业务质量，以及识别并转发本地主机域的进入消息到传输层。