[发明专利]一种基于软件定义网络的WLAN系统

说明书

本发明请求保护一种基于软件定义网络技术的无线局域网架构，为提高网络资源利用率，解决网络的负载不均衡问题，提出一种切换策略。利用软件定义网络架构控制器的全局视图与集中管控能力，通过改进的OpenFlow协议对网络中的各个接入点进行实时监测，分析接入点状态信息，为终端找到性能最优的接入点，由控制器发送管理消息完成切换。进行硬件平台和仿真平台实验，结果表明方案有效平衡了接入点间的负载，提高了网络的吞吐量。

技术领域

本发明涉及基于软件定义网络的无线局域网组网系统，特别涉及无线局域网负载均衡切换策略的设计。

背景技术

无线局域网以灵活高效、易于扩展等特点被广泛应用于机场、学校、办公场所等各类场合，供无线终端设备接入并访问网络资源，无线局域网是当今网络通信技术的重要组成部分。而随着社会的快速发展，无线终端产品种类及数量的快速增加，网络服务也越来越多样化，人们对无线资源的需求也越来越大。传统网络系统暴露出越来越多的问题，如网络管理复杂、网络资源利用率低等，迫切需要对传统的无线局域网系统进行变革。

软件定义网络(Software Defined Networking,SDN)作为一种新的网络系统受到研究者的关注，它的核心思想是将网络的控制权分离出来，交给SDN控制器管理，控制器拥有网络的全局视角，网络管理者可以灵活地部署各种策略，集中管理底层的物理设备。

OpenFlow是SDN的关键技术之一，基于OpenFlow的软件定义网络系统主要有三部分组成，即OpenFlow交换机，控制器和OpenFlow协议。控制器通过OpenFlow协议对交换机进行管理，掌握全局拓扑及链路信息，交换机负责数据转发。同时，控制器具有可编程的特性，网络管理者可以以软件的方式灵活地部署管控策略。

近年来，将SDN与无线局域网融合成为研究的热点。OpenRoads(参见文献：OpenRoads:Empowering research in mobile networks[J].ACM SIGCOMM ComputerCommunication Review,2010,40(1):125-126.)是一种基于SDN的移动网络创新平台，提供灵活的控制、虚拟化以及高度的抽象，允许研究者进行一系列创新性实验，该系统取得了较好的成效。Odin(参见文献：Towards programmable enterprise WLANS with Odin[C]Proceedings of the first workshop on Hot topics in software definednetworks.ACM,2012:115-120.)是一种基于SDN的企业级无线网络系统，该系统中，控制器为每个接入点维护一个“LVAP”进程，应用层通过操作进程实现对接入点的管理，该系统需要使用私有的Odin协议，且协议本身存在较多的问题，该系统虽提出较早，并未实际应用。国防科技大学的Zhao.D等人提出SDWLAN系统(参见文献：A flexible architecture ofenterprise WLAN for client-unaware fast AP handoff[C]Computing,Communicationand Networking Technologies(ICCCNT),2014International Conference on.IEEE,2014:1-6.)，将物理AP的MAC功能转移到控制层实现，物理AP只对收到的数据包进行封装和转发，由控制层的策略对数据进行处理，该系统中，控制器需要处理大量的数据，易成为网络的瓶颈。

发明内容

本发明要解决的问题是：传统无线局域网系统难以实现集中化管理，网络负载不均衡等问题。传统网络系统由于难以拥有全局视角，管理者难以部署管理策略，终端采用基于信号强度的切换机制，易导致网络负载不均衡的问题。