一種基于虛擬化技術(shù)的802.11無線接入網(wǎng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于虛擬化技術(shù)的802.11無線接入網(wǎng)，它包括一個虛擬接入點(diǎn)和兩個以上物理接入點(diǎn)，虛擬接入點(diǎn)包括能夠產(chǎn)生802.11數(shù)據(jù)幀的虛擬化無線網(wǎng)卡、用于封裝802.11數(shù)據(jù)幀的第一隧道和虛擬交換機(jī)；虛擬無線網(wǎng)卡通過第一隧道與虛擬交換機(jī)連接；各物理接入點(diǎn)包括有線網(wǎng)卡、無線網(wǎng)卡和用于封裝802.11數(shù)據(jù)幀的第二隧道，有線網(wǎng)卡通過所述第二隧道與無線網(wǎng)卡連接，虛擬交換機(jī)通過有線方式分別與各物理接入點(diǎn)中的有線網(wǎng)卡連接。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)物理無線接入點(diǎn)間的無縫切換，有效解決中小范圍內(nèi)無線局域網(wǎng)信號覆蓋的問題，并且通過使用開放虛擬交換標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)和軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器，簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌y(tǒng)一管理監(jiān)控規(guī)劃配置，能夠為全網(wǎng)優(yōu)化提供基礎(chǔ)。
【專利說明】-種基于虛擬化技術(shù)的802. 11無線接入網(wǎng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)以及無線接入網(wǎng)，屬于移動通訊【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線通信技術(shù)的日趨成熟和快速發(fā)展，智能手機(jī)、平板電腦等移動設(shè)備的使 用量爆發(fā)性增長，人們越來越依賴移動互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，無線局域網(wǎng)（WLAN)的移動性需求越來 越強(qiáng)烈。隨著WLAN應(yīng)用的越來越廣泛，越來越多的無線接入點(diǎn)被部署用于滿足人們的需 求。傳統(tǒng)的無線接入點(diǎn)通常都是獨(dú)立的不受控的。這種設(shè)計套路逐漸被取代，無線接入點(diǎn) 越來越多功能，多元化。由于單個無線接入點(diǎn)的覆蓋面積有限，很多情況需要采用多接入點(diǎn) 的無線接入網(wǎng)。
[0003] 傳統(tǒng)多接入點(diǎn)無線接入網(wǎng)為同擴(kuò)展服務(wù)集的結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)多個無線接入點(diǎn)漫游，這 樣無線漫游網(wǎng)絡(luò)中，客戶端配置與接入點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)中的配置完全相同，用戶在移動的過程中不 用手動切換。但是這種方式并不能夠?qū)崿F(xiàn)無縫連接，切換過程耗費(fèi)大量時間，用戶體驗較 差，修改配置不方便，無法集管理和部署，不能夠很好的適應(yīng)室內(nèi)無線網(wǎng)絡(luò)的需求。
[0004] 現(xiàn)階段企業(yè)級無線接入網(wǎng)通常采用"無線交換機(jī)+瘦無線接入點(diǎn)"的方案，這個 方案的目的，就是為了解決原有的無線接入點(diǎn)產(chǎn)品無法集中管理和集中部署安全策略的不 足。在這套解決方案架構(gòu)中，由三個部分組成，分別是瘦無線接入點(diǎn)、無線控制器、無線網(wǎng)管 平臺。這種模式安全有效，但是缺點(diǎn)是成本高，復(fù)雜度高，需要專業(yè)的網(wǎng)管對產(chǎn)品進(jìn)行配置， 而且各家廠家產(chǎn)品存在技術(shù)壁壘，產(chǎn)品必須配套使用，因此不適用于智能家居等靈活的網(wǎng) 絡(luò)布局。
[0005] 當(dāng)前，虛擬化技術(shù)已經(jīng)成為提升集群性能、提高利用效率、降低總體擁有成本、增 強(qiáng)系統(tǒng)靈活性的重要手段。而網(wǎng)絡(luò)虛擬化是使用基于軟件的抽象，從物理網(wǎng)絡(luò)元素中分離 網(wǎng)絡(luò)流量的一種方式。其中"多虛一"技術(shù)就是多個獨(dú)立的物理單元虛擬為一個邏輯單元， 使多個單元相互協(xié)作，處理同一個任務(wù)。其主要目的是為了擴(kuò)展資源，增加網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的容 量。同時還起到簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌子诠芾?，增?qiáng)網(wǎng)絡(luò)可靠性的作用。
[0006] 開放虛擬交換標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)（Open vSwitch)受到業(yè)界廣泛關(guān)注，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)一個 具有產(chǎn)品級質(zhì)量的多層虛擬交換機(jī)。通過可編程擴(kuò)展，可以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)的自動化配置、 管理和維護(hù)。它支持現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)管理接口和協(xié)議，如netFlow，sFlow，SPAN，RSPAN，CLI，LACP， 802. lag 等。
[0007] 軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software-defined Networking),是由美國斯坦福大學(xué)研究組提出 的一種新型網(wǎng)絡(luò)創(chuàng)新架構(gòu)，其核心技術(shù)OpenFlow通過將網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制面與數(shù)據(jù)面分離 開來，從而給網(wǎng)絡(luò)設(shè)計規(guī)劃與管理提供了極大的靈活性，為核心網(wǎng)絡(luò)及應(yīng)用的創(chuàng)新提供了 良好的平臺。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種基于虛擬化技術(shù)的802. 11無線 接入網(wǎng)，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的全部或部分缺陷。
[0009] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其目的所采取的技術(shù)方案是：本發(fā)明基于虛擬化技術(shù)的802. 11無線 接入網(wǎng)包括一個虛擬接入點(diǎn)和兩個以上物理接入點(diǎn)，所述虛擬接入點(diǎn)包括能夠產(chǎn)生802. 11 數(shù)據(jù)幀的虛擬化無線網(wǎng)卡、用于封裝802. 11數(shù)據(jù)幀的第一隧道和虛擬交換機(jī)；虛擬無線網(wǎng) 卡通過所述第一隧道與所述虛擬交換機(jī)連接；各所述物理接入點(diǎn)包括有線網(wǎng)卡、無線網(wǎng)卡 和用于封裝802. 11數(shù)據(jù)幀的第二隧道，所述有線網(wǎng)卡通過所述第二隧道與所述無線網(wǎng)卡 連接，所述虛擬交換機(jī)通過有線方式分別與各物理接入點(diǎn)中的所述有線網(wǎng)卡連接。
[0010] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述虛擬交換機(jī)為開放虛擬交換標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)。
[0011] 進(jìn)一步地，本發(fā)明還包括軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器，所述軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器與所述 虛擬交換機(jī)連接。
[0012] 進(jìn)一步地，本發(fā)明所述第一隧道包括隧道封裝表；一方面，當(dāng)?shù)谝凰淼劳ㄟ^物理 接入點(diǎn)首次接收來自新的移動終端的數(shù)據(jù)包時，將來自虛擬交換機(jī)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀解封成 802. 11數(shù)據(jù)幀并提取相關(guān)信息，所述"相關(guān)信息"包括物理接入點(diǎn)的IP地址和物理地址、以 及發(fā)送該數(shù)據(jù)包的新的移動終端的物理地址和信號強(qiáng)度，所述隧道封裝表根據(jù)所提取的相 關(guān)信息將該新的移動終端與接收該移動終端的數(shù)據(jù)包的物理接入點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)記錄；若第一 隧道接收到的不是新的移動終端的數(shù)據(jù)包，則第一隧道根據(jù)其隧道封裝表的原有關(guān)聯(lián)記錄 判斷發(fā)送該數(shù)據(jù)包的移動終端是否與收到該數(shù)據(jù)包的物理接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，如果相關(guān)聯(lián)，則 第一隧道將來自移動終端的數(shù)據(jù)包發(fā)送給虛擬無線網(wǎng)卡；如果不相關(guān)聯(lián)，則丟棄該數(shù)據(jù)包； 另一方面，當(dāng)?shù)谝凰淼澜邮盏教摂M無線網(wǎng)卡產(chǎn)生的802. 11數(shù)據(jù)幀時，提取802. 11數(shù)據(jù)幀的 幀頭部信息，并根據(jù)該幀頭部信息和所述隧道封裝表的原有關(guān)聯(lián)記錄確定該802. 11數(shù)據(jù) 幀的目的移動終端所關(guān)聯(lián)的物理接入點(diǎn)，并以該物理接入點(diǎn)的IP地址和物理地址作為封 裝頭部的目的IP地址和目的物理地址封裝該802. 11數(shù)據(jù)幀，然后再將封裝后的802. 11數(shù) 據(jù)幀發(fā)送到虛擬交換機(jī)。
[0013] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過把兩個以上物理接入點(diǎn)虛擬 為一個虛擬接入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)802. 11無線接入點(diǎn)"多虛一"虛擬化、多接入點(diǎn)虛擬化統(tǒng)一管理、 移動終端在多接入點(diǎn)間無縫切換等功能。若虛擬交換機(jī)進(jìn)一步采用開放虛擬交換標(biāo)準(zhǔn)交換 機(jī)，并與軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器連接，軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器還能夠控制802. 11無線接入網(wǎng)的 數(shù)據(jù)流表，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)流量的靈活控制，能夠有效方便管理和配置無線接入網(wǎng)；通過控制器上 的開放平臺編寫各種應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)配置功能，如檢測移動終端和接入點(diǎn)在動態(tài) 虛擬環(huán)境中的流量情況、細(xì)顆粒度的服務(wù)質(zhì)量、基于端口的流量策略負(fù)載均衡、動態(tài)實(shí)時流 量監(jiān)測、防火墻、網(wǎng)關(guān)和無線鏈路監(jiān)測等。從而，本發(fā)明無線接入網(wǎng)支持不同的應(yīng)用場景，實(shí) 現(xiàn)從802. 11無線接口層到網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)際層、傳輸層等各層跨層網(wǎng)絡(luò)虛擬化，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò) 全虛擬化配置，簡化網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，方便統(tǒng)一管理規(guī)劃，能夠為全網(wǎng)優(yōu)化提供基礎(chǔ)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的一個實(shí)際應(yīng)用的布局示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 如圖1所示，本發(fā)明基于虛擬化技術(shù)的802. 11無線接入網(wǎng)包括一個虛擬接入點(diǎn)和 兩個以上物理接入點(diǎn)。其中，虛擬接入點(diǎn)包括能夠產(chǎn)生802. 11數(shù)據(jù)幀的虛擬化無線網(wǎng)卡、 用于封裝802. 11數(shù)據(jù)幀的第一隧道和虛擬交換機(jī)；虛擬無線網(wǎng)卡通過所述第一隧道與虛 擬交換機(jī)連接。各物理接入點(diǎn)包括有線網(wǎng)卡、無線網(wǎng)卡和用于封裝802. 11數(shù)據(jù)幀的第二隧 道。在每個物理接入點(diǎn)中，有線網(wǎng)卡通過第二隧道與無線網(wǎng)卡連接，虛擬交換機(jī)通過有線方 式分別與各個物理接入點(diǎn)中的有線網(wǎng)卡連接。下面以具體實(shí)施例分別描述各部分的實(shí)現(xiàn)方 式和功能。
[0016] 1.虛擬接入點(diǎn) 如圖1所示，虛擬接入點(diǎn)包括能夠產(chǎn)生802. 11數(shù)據(jù)幀的虛擬化無線網(wǎng)卡、用于封裝 802. 11數(shù)據(jù)幀的第一隧道和虛擬交換機(jī)。虛擬接入點(diǎn)的載體可以為電腦、交換機(jī)、路由器等 電子設(shè)備。在虛擬接入點(diǎn)上通過軟件虛擬出802. 11虛擬無線網(wǎng)卡，并配置虛擬無線網(wǎng)卡的 頻道、服務(wù)集標(biāo)識號、認(rèn)證方式、接入點(diǎn)工作模式等，使其能接收和發(fā)送802. 11數(shù)據(jù)幀。虛 擬交換機(jī)是通過虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)一個虛擬的交換機(jī)，用來橋接物理接口，可以綁定若干個 以太網(wǎng)接口，從而將它們橋接起來。封裝802. 11數(shù)據(jù)幀的第一隧道采用以802. 11數(shù)據(jù)幀作 為負(fù)載的隧道封裝技術(shù)，如可以為802. llMAC_over_IP的三層隧道或者802. llMAC_over_ MAC的二層隧道封裝等。第一隧道的一端連接虛擬接入點(diǎn)的虛擬無線網(wǎng)卡，另一端連接虛擬 交換機(jī)。
[0017] 一方面，當(dāng)?shù)谝凰淼劳ㄟ^物理接入點(diǎn)首次接收來自新的移動終端的數(shù)據(jù)包時，將 來自虛擬交換機(jī)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀解封成802. 11數(shù)據(jù)幀并提取相關(guān)信息，所述"相關(guān)信息" 包括物理接入點(diǎn)的IP地址和物理地址、以及發(fā)送該數(shù)據(jù)包的新的移動終端的物理地址和 信號強(qiáng)度，所述隧道封裝表根據(jù)所提取的相關(guān)信息將該新的移動終端與接收該移動終端的 數(shù)據(jù)包的物理接入點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)記錄；若第一隧道接收到的不是新的移動終端的數(shù)據(jù)包，則 第一隧道根據(jù)其隧道封裝表的原有關(guān)聯(lián)記錄判斷發(fā)送該數(shù)據(jù)包的移動終端是否與收到該 數(shù)據(jù)包的物理接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，如果相關(guān)聯(lián)，則第一隧道將來自移動終端的數(shù)據(jù)包發(fā)送給虛 擬無線網(wǎng)卡；如果不相關(guān)聯(lián)，則丟棄該數(shù)據(jù)包；另一方面，當(dāng)?shù)谝凰淼澜邮盏教摂M無線網(wǎng)卡 產(chǎn)生的802. 11數(shù)據(jù)幀時，提取802. 11數(shù)據(jù)幀的幀頭部信息，并根據(jù)該幀頭部信息和所述隧 道封裝表的原有關(guān)聯(lián)記錄確定該802. 11數(shù)據(jù)幀的目的移動終端所關(guān)聯(lián)的物理接入點(diǎn)，并 以該物理接入點(diǎn)的IP地址和物理地址作為封裝頭部的目的IP地址和目的物理地址封裝該 802. 11數(shù)據(jù)幀，然后再將封裝后的802. 11數(shù)據(jù)幀發(fā)送到虛擬交換機(jī)。虛擬交換機(jī)通過查看 自身轉(zhuǎn)發(fā)表，把該數(shù)據(jù)幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的物理接入點(diǎn)。
[0018] 2.物理接入點(diǎn) 如圖1所示，各物理接入點(diǎn)分別包括有線網(wǎng)卡、無線網(wǎng)卡和用于封裝802. 11數(shù)據(jù)幀的 第二隧道。在每個物理接入點(diǎn)中，有線網(wǎng)卡通過第二隧道與無線網(wǎng)卡連接。虛擬接入點(diǎn)的虛 擬交換機(jī)通過有線方式與各物理接入點(diǎn)中的有線網(wǎng)卡連接。各物理接入點(diǎn)的無線網(wǎng)卡都工 作在監(jiān)控模式，無線網(wǎng)卡的工作頻段與虛擬接入點(diǎn)的虛擬網(wǎng)卡的工作頻段相同，接收覆蓋 范圍內(nèi)該頻段下所有的802. 11無線數(shù)據(jù)幀。各物理接入點(diǎn)的無線網(wǎng)卡配置有一個無線接 口，當(dāng)一個移動終端發(fā)送802. 11數(shù)據(jù)幀到物理接入點(diǎn)的無線網(wǎng)卡后，無線接口通過無線網(wǎng) 卡發(fā)送802. 11實(shí)時確認(rèn)幀到移動終端，表明無線接入點(diǎn)已經(jīng)收到該幀。封裝802. 11數(shù)據(jù)幀 的第二隧道采用以802. 11數(shù)據(jù)幀作為負(fù)載的隧道封裝技術(shù)，例如可以為802. llMAC_over_ IP的三層隧道封裝技術(shù)或者802. llMAC_over_MAC的二層隧道封裝技術(shù)等。第二隧道的一 端連接無線網(wǎng)卡，另一端連接有線網(wǎng)卡。當(dāng)無線網(wǎng)卡接收到802. 11數(shù)據(jù)包后，發(fā)送到封裝 802. 11數(shù)據(jù)幀的第二隧道，第二隧道根據(jù)虛擬接入點(diǎn)的相關(guān)信息對接收到的802. 11數(shù)據(jù) 幀進(jìn)行過濾操作，把不屬于該虛擬接入點(diǎn)的數(shù)據(jù)幀丟棄，減少不必要的網(wǎng)絡(luò)開支。過濾后的 802. 11數(shù)據(jù)幀，在第二隧道內(nèi)被封裝以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包，發(fā)送到有線網(wǎng)卡，并通過有線的方式發(fā) 送給虛擬接入點(diǎn)。有線網(wǎng)卡收到的來自虛擬接入點(diǎn)的數(shù)據(jù)包，直接轉(zhuǎn)發(fā)到第二隧道，第二隧 道將有線網(wǎng)卡發(fā)來的數(shù)據(jù)包解封包成802. 11數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)發(fā)給無線網(wǎng)卡，無線網(wǎng)卡把802. 11 數(shù)據(jù)幀發(fā)送到移動終端。
[0019] 在本發(fā)明中，由于移動終端的IEEE802. 11的認(rèn)證和關(guān)聯(lián)狀態(tài)只保存在虛擬接入 點(diǎn)中，所以在當(dāng)移動終端在物理接入點(diǎn)的信號覆蓋范圍內(nèi)移動時，只觸發(fā)了物理接入點(diǎn)間 流量切換，并沒有觸發(fā)802. 11的標(biāo)準(zhǔn)切換流程。對于移動終端來說，關(guān)聯(lián)的無線接入點(diǎn)為 虛擬接入點(diǎn)，移動終端在物理接入點(diǎn)間的切換沒有發(fā)生802. 11的標(biāo)準(zhǔn)切換。因此，物理接 入點(diǎn)間的流量切換過程，對于移動終端來說是透明的，移動終端在物理接入點(diǎn)間的切換并 不會造成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的中斷。下面具體描述切換過程。
[0020] 參看圖1，當(dāng)移動終端從一個物理接入點(diǎn)1移動到另一個物理接入點(diǎn)2中時，物理 接入點(diǎn)1檢測到的該移動終端的信號強(qiáng)度不斷減弱，物理接入點(diǎn)2檢測到的該移動終端的 信號強(qiáng)度不斷增強(qiáng)。物理接入點(diǎn)檢測到的該接入點(diǎn)的信號強(qiáng)度等信息都包含在802. 11數(shù) 據(jù)幀的802. 11 Radiotap幀頭部中。當(dāng)移動終端發(fā)送的802. 11數(shù)據(jù)幀經(jīng)過物理接入點(diǎn)的第 二隧道的封裝，發(fā)送到虛擬接入點(diǎn)的第一隧道后，第一隧道提取802. 11 Radiotap幀頭部中 的信號強(qiáng)度等信息，并記錄在自身隧道封裝表中。虛擬接入點(diǎn)將各個物理接入點(diǎn)與該移動 終端之間的信號強(qiáng)度進(jìn)行實(shí)時的大小比較，從而進(jìn)行物理接入點(diǎn)間的流量切換自動控制。 當(dāng)物理接入點(diǎn)2檢測到與物理接入點(diǎn)1關(guān)聯(lián)的某個終端的信號強(qiáng)度與物理接入點(diǎn)1檢測到 的信號強(qiáng)度的差值達(dá)到預(yù)先設(shè)定的閾值31 81^1111后，觸發(fā)物理接入點(diǎn)間的切換過程。觸發(fā) 切換過程的信號強(qiáng)度差的閾值Signal TH，根據(jù)經(jīng)驗其缺省值為50dBm，技術(shù)人員可以根據(jù)切 換靈敏度的需求自行調(diào)整信號強(qiáng)度差的閾值。由于移動終端與物理無線接入點(diǎn)的關(guān)聯(lián)關(guān)系 是由第一隧道確定的，虛擬接入點(diǎn)與移動終端間的通信路徑是由第一隧道選擇的，所以第 一隧道完成移動終端在物理接入點(diǎn)之間的切換只需把該移動終端的關(guān)聯(lián)物理接入點(diǎn)由物 理接入點(diǎn)1改成物理接入點(diǎn)2,這樣該移動終端的流量就從物理無線接入點(diǎn)1轉(zhuǎn)移到物理接 入點(diǎn)2中，完成切換過程。該切換過程對于移動終端來說是透明的。這種切換過程可以應(yīng) 用在不同的場景中，例如流量均衡和移動管理等。另外，第一隧道可以通過關(guān)閉某個物理接 入點(diǎn)的隧道通道，使得虛擬無線網(wǎng)卡產(chǎn)生的數(shù)據(jù)包無法到達(dá)物理接入點(diǎn)，減少物理接入點(diǎn) 發(fā)射功耗和減少對空間無線頻譜資源的干擾。
[0021] 圖2為本發(fā)明的一個實(shí)際應(yīng)用的布局示意圖?？紤]到室內(nèi)無線信道衰落效應(yīng)和室 內(nèi)墻體對無線信道的阻擋，可以在每個需要無線接入的房間中各放置一個物理接入點(diǎn)，并 在屋內(nèi)放置一個虛擬接入點(diǎn)。在布局時，技術(shù)人員應(yīng)該合理配置各個物理接入點(diǎn)的信號覆 蓋范圍，使得物理接入點(diǎn)的信號覆蓋區(qū)域限制在各個房間中，盡量保證各個物理接入點(diǎn)的 信號覆蓋范圍不重疊。由于當(dāng)終端處于鄰近物理無線接入點(diǎn)的覆蓋區(qū)重疊區(qū)域時，能夠同 時接受到所處覆蓋范圍內(nèi)的物理無線接入點(diǎn)的信號，因此當(dāng)鄰近物理接入點(diǎn)同時有數(shù)據(jù)包 需要發(fā)送時，由于信號碰撞，終端的通信質(zhì)量會下降。本發(fā)明可以通過限制各個物理接入點(diǎn) 的發(fā)射功率，使得各個物理接入點(diǎn)間的信號覆蓋范圍被限制在一定的范圍內(nèi)，能夠有效減 少信號重疊區(qū)域的問題。本發(fā)明能夠滿足家庭和酒店等室內(nèi)場所的無線接入需求，能夠?qū)?現(xiàn)透明的無縫切換，并且覆蓋范圍能夠有很大的靈活性。如移動用戶從物理接入點(diǎn)1所在 的房間移動到物理接入點(diǎn)2所在的房間，則可以檢測到用戶與物理接入點(diǎn)1之間的信號越 來越弱，與物理接入點(diǎn)2之間信號越來越強(qiáng)，當(dāng)后者比前者高出一定門限后，進(jìn)行迅速的物 理接入點(diǎn)間的切換，終端的關(guān)聯(lián)物理接入點(diǎn)從物理接入點(diǎn)1切換到物理接入點(diǎn)2。移動終端 不會感知到切換過程，實(shí)現(xiàn)終端在物理接入點(diǎn)間的無縫切換，使用戶有更好的體驗。
[0022] 虛擬交換機(jī)可以是微軟Hyper-V虛擬交換機(jī)、思科Nexus 1000、Linux內(nèi)核橋接和 開放虛擬交換標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)（Open vSwitch)。其中優(yōu)選使用開放虛擬交換標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)，開放 虛擬交換標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)是在開源的Apache2. 0許可下的產(chǎn)品級質(zhì)量的多層虛擬交換標(biāo)準(zhǔn)交 換機(jī)。它可以通過編程擴(kuò)展，使網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)自動化配置、管理和維護(hù)，同時還支持標(biāo)準(zhǔn)的管理 接口和協(xié)議（如 NetFlow，sFlow，SPAN，RSPAN，CLI，LACP，802. lag、0penFlow 等）。
[0023] 當(dāng)本發(fā)明中的虛擬交換機(jī)使用的是開放虛擬交換標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)（Open vSwitch)時， 可將開放虛擬交換標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)與軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Software-defined Networking)控制器連 接，使得本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)軟件定義網(wǎng)絡(luò)管理。軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器可以是Floodlight、 Open Daylight、Ν0Χ、Ρ0Χ等支持OpenFlow協(xié)議的控制器。軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器能夠通過 OpenFlow協(xié)議控制開放虛擬交換標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)的流表項，使網(wǎng)絡(luò)流量得到管理控制。通過軟 件定義網(wǎng)絡(luò)控制器上的開放接口平臺，技術(shù)人員可以編寫各種開放應(yīng)用實(shí)現(xiàn)多種網(wǎng)絡(luò)配置 功能，如負(fù)載均衡、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量保證、流量監(jiān)測、防火墻、網(wǎng)關(guān)、DHCP、無線鏈路監(jiān)測等各種 自定義功能。因此軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器上的開放應(yīng)用能夠?qū)﹂_放虛擬交換標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)的流 表進(jìn)行動態(tài)控制管理，從而使本發(fā)明無線接入網(wǎng)適應(yīng)不同的應(yīng)用場景，實(shí)現(xiàn)從802. 11無線 接口層到網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)際層、傳輸層等多層跨層網(wǎng)絡(luò)虛擬化。同樣地，軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制 器能夠獲得全網(wǎng)的實(shí)時拓?fù)湫畔ⅲ刂破骺梢詣討B(tài)調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的配置，不需要人工干預(yù)，實(shí)現(xiàn) 網(wǎng)絡(luò)全虛擬化自動化配置，統(tǒng)一管理規(guī)劃，能夠為全網(wǎng)優(yōu)化提供基礎(chǔ)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于虛擬化技術(shù)的802. 11無線接入網(wǎng)，其特征是：包括一個虛擬接入點(diǎn)和兩個 以上物理接入點(diǎn)，所述虛擬接入點(diǎn)包括能夠產(chǎn)生802. 11數(shù)據(jù)幀的虛擬化無線網(wǎng)卡、用于封 裝802. 11數(shù)據(jù)幀的第一隧道和虛擬交換機(jī)；虛擬無線網(wǎng)卡通過所述第一隧道與所述虛擬 交換機(jī)連接；各所述物理接入點(diǎn)包括有線網(wǎng)卡、無線網(wǎng)卡和用于封裝802. 11數(shù)據(jù)幀的第二 隧道，所述有線網(wǎng)卡通過所述第二隧道與所述無線網(wǎng)卡連接，所述虛擬交換機(jī)通過有線方 式分別與各物理接入點(diǎn)中的所述有線網(wǎng)卡連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬化技術(shù)的802. 11無線接入網(wǎng)，其特征是：所述虛擬 交換機(jī)為開放虛擬交換標(biāo)準(zhǔn)交換機(jī)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于虛擬化技術(shù)的802. 11無線接入網(wǎng)，其特征是：還包括軟 件定義網(wǎng)絡(luò)控制器，所述軟件定義網(wǎng)絡(luò)控制器與所述虛擬交換機(jī)連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的基于虛擬化技術(shù)的802. 11無線接入網(wǎng)，其特征 是：所述第一隧道包括隧道封裝表；一方面，當(dāng)?shù)谝凰淼劳ㄟ^物理接入點(diǎn)首次接收來自新 的移動終端的數(shù)據(jù)包時，將來自虛擬交換機(jī)的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)幀解封成802. 11數(shù)據(jù)幀并提取 相關(guān)信息，所述"相關(guān)信息"包括物理接入點(diǎn)的IP地址和物理地址、以及發(fā)送該數(shù)據(jù)包的新 的移動終端的物理地址和信號強(qiáng)度，所述隧道封裝表根據(jù)所提取的相關(guān)信息將該新的移動 終端與接收該移動終端的數(shù)據(jù)包的物理接入點(diǎn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)記錄；若第一隧道接收到的不是新 的移動終端的數(shù)據(jù)包，則第一隧道根據(jù)其隧道封裝表的原有關(guān)聯(lián)記錄判斷發(fā)送該數(shù)據(jù)包的 移動終端是否與收到該數(shù)據(jù)包的物理接入點(diǎn)相關(guān)聯(lián)，如果相關(guān)聯(lián)，則第一隧道將來自移動 終端的數(shù)據(jù)包發(fā)送給虛擬無線網(wǎng)卡；如果不相關(guān)聯(lián)，則丟棄該數(shù)據(jù)包；另一方面，當(dāng)?shù)谝凰?道接收到虛擬無線網(wǎng)卡產(chǎn)生的802. 11數(shù)據(jù)幀時，提取802. 11數(shù)據(jù)幀的幀頭部信息，并根據(jù) 該幀頭部信息和所述隧道封裝表的原有關(guān)聯(lián)記錄確定該802. 11數(shù)據(jù)幀的目的移動終端所 關(guān)聯(lián)的物理接入點(diǎn)，并以該物理接入點(diǎn)的IP地址和物理地址作為封裝頭部的目的IP地址 和目的物理地址封裝該802. 11數(shù)據(jù)幀，然后再將封裝后的802. 11數(shù)據(jù)幀發(fā)送到虛擬交換 機(jī)。
【文檔編號】H04W84/00GK104066207SQ201410238355
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2014年5月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月29日
【發(fā)明者】彭家亮, 張宏綱, 趙志峰 申請人:浙江大學(xué)