[发明专利]无线Mesh网络网关负载均衡的方法

说明书

技术领域

本发明是一种无线Mesh网络网关负载均衡方法，利用了集中控制型网络结构、负载均衡及多路径路由等相关技术，涉及无线网络特别是无线Mesh网络领域。

背景技术

首先对本发明中用到的缩写进行定义：

IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineering)：美国电气与电子工程师协会；

WLAN(Wireless Local Area Network)：无线局域网；

IEEE 802.11s：WLAN Mesh协议草案；

AP(Access Point)无线接入点，为无线终端提供无线网络的接入服务；

STA(Station)移动终端，WLAN中的终端用户，通过AP接入WLAN，访问网络；

WMN(Wireless Mesh Network)：无线Mesh网络；

MP(Mesh Point)：Mesh节点；

MAP(Mesh Access Point)：Mesh接入点；

MPP(Mesh Point Portal)：Mesh网关；

AC(Access Point)：接入控制器；

随着无线传输技术的迅速发展，无线网络的应用不断普及，为移动用户提供无处不在的无线宽带接入已成为一个广泛并且迫切的需求。如何突破WLAN在覆盖规模上的限制，提供大面积的无线覆盖，无线Mesh网络(WMN)应运而生。作为一种新型的无线宽带接入技术，WMN有着高带宽、高可靠性、覆盖范围广、部署成本低和接入便利等优势，有极为广阔的应用前景。

IEEE 802的标准组织成立了Mesh任务组(Mesh Task Group)，负责制定无线Mesh网络技术的标准规范。该组织致力于推动无线Mesh网络技术的标准化，制定的802.11s协议标准虽然还处于草案阶段，但多次的版本更新已使得标准草案日趋完善。目前，最新的草案标准是4.0版本。802.11s主要定义了Mesh节点之间的功能框架，是对802.11MAC层的一个补充，采用第二层网状路径选择和转发机制。

WMN是一种具有自组织、自配置和自愈特点的多跳无线网络。在WMN中，有两种类型的节点，即Mesh节点以及终端节点(STA)，其中Mesh节点根据功能的差异又分为纯Mesh节点(MP)、Mesh接入点(MAP)和Mesh网关(MPP)，如图1所示。其中，Mesh节点以无线多跳的方式互联，构成一个网状的无线骨干网。MP以无线的方式为骨干网中的其他Mesh节点转发报文。MAP不仅作为接入点AP为其覆盖范围内的STA提供无线连接，还作为路由器为其他Mesh节点转发报文。MPP，作为Mesh网关，以有线方式与Internet相连，为Mesh骨干网提供Internet接入。每个STA(Desktop、Laptop、PDA、Phone等终端节点)与覆盖其区域的MAP建立连接，从而以无线多跳的方式通过MPP实现Internet的接入。

WMN作为一种无线宽带的Internet接入网，其显著特点是网络的大部分流量汇聚于MPP。MPP成为WMN中的关键节点，制约着网络性能的提高，常常成为整个系统的性能瓶颈。部分MPP的拥塞不可避免地会影响到整个网络的性能。因此，如何实现MPP之间的负载均衡，对于最大效率的利用网络资源，提高网络性能有着重大的现实意义，已成为无线Mesh网络领域的一个迫切需要解决的问题。

目前已经提出的MPP负载均衡方法，针对无线Mesh网络节点之间自组织、对等连接的特点，采用分布式的解决方法。每个网关根据自己邻域中的网关负载信息，进行网络流量的迁移。由于缺少全局的网关负载信息，因此该方法收敛速度慢，容易陷入局部的均衡，无法实现全局的负载均衡。

发明内容