基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫移交方法及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)問(wèn)題，尤其涉及一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫移交方法及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的快速增長(zhǎng)推動(dòng)了市場(chǎng)對(duì)無(wú)線寬帶網(wǎng)絡(luò)的需求，無(wú)線寬帶用戶(hù)數(shù)量增長(zhǎng)迅猛。在眾多的寬帶技術(shù)中，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將成為未來(lái)通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的重要組成部分。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋下，無(wú)線用戶(hù)可移動(dòng)性問(wèn)題已經(jīng)成為當(dāng)今無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研宄熱點(diǎn)。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)移交指的是無(wú)線用戶(hù)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)移動(dòng)時(shí)，從一個(gè)AP斷開(kāi)去連接相鄰AP，在該過(guò)程中網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不中斷。而在當(dāng)今無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)方式，用戶(hù)漫游時(shí)客戶(hù)端IP地址不能變化，因而移動(dòng)性受到極大的限制。
[0003]軟件定義網(wǎng)絡(luò)(Software-DefinedNetworking, SDN)的概念標(biāo)準(zhǔn) OpenFlow 在2008年由斯坦福大學(xué)、華盛頓大學(xué)、麻省理工學(xué)院、加州大學(xué)伯克利分校、普林斯頓大學(xué)等高校聯(lián)合提出。其特點(diǎn)是將傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中控制與轉(zhuǎn)發(fā)能力進(jìn)行分離，使得我們可以通過(guò)編程去控制網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的轉(zhuǎn)發(fā)能力。通過(guò)可編程的方式對(duì)傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的控制與轉(zhuǎn)發(fā)能力進(jìn)行解耦，從而支持多種用戶(hù)或應(yīng)用的不同需求[1-2]。SDN架構(gòu)中的核心是控制層，作為一個(gè)中央控制器，控制層不僅能控制全局網(wǎng)絡(luò)，還能為應(yīng)用層提供北向API和為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供南向API [3]。北向API主要供應(yīng)用層開(kāi)發(fā)向控制器闡明業(yè)務(wù)策略和網(wǎng)絡(luò)配置的應(yīng)用程序。而南向API為底層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提供可編程性基礎(chǔ)。
[0004]參考文獻(xiàn):
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫移交方法及其裝置。
[0006]一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫移交方法的步驟如下:
1)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的任意客戶(hù)接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，向控制器公告客戶(hù)兩塊網(wǎng)卡的MAC地址，控制器定時(shí)傳輸ARP數(shù)據(jù)包確定網(wǎng)絡(luò)中客戶(hù)是否存活；
2)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的任意客戶(hù)發(fā)起網(wǎng)絡(luò)連接，控制器記錄網(wǎng)絡(luò)連接目的IP地址和源IP地址，并根據(jù)全局網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⑾掳l(fā)流表至交換設(shè)備，建立邏輯鏈路；
3)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的任意客戶(hù)漫游時(shí)，控制器通過(guò)ARP數(shù)據(jù)包確定客戶(hù)位置，在客戶(hù)漫游過(guò)程中，存在三種狀態(tài):1.客戶(hù)所在位置有且只有一個(gè)無(wú)線AP，客戶(hù)可以選擇任意一塊網(wǎng)卡連接AP獲得網(wǎng)絡(luò)服務(wù)；2.客戶(hù)所在位置有多個(gè)無(wú)線AP，客戶(hù)兩塊網(wǎng)卡各連接一個(gè)互不相同的AP，控制器將發(fā)送給請(qǐng)求網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的網(wǎng)卡的信息復(fù)制并更改其目的IP地址和MAC地址，轉(zhuǎn)發(fā)給另一塊網(wǎng)卡；3.客戶(hù)所在位置中斷原先請(qǐng)求服務(wù)的網(wǎng)卡，控制器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至另一塊網(wǎng)卡；
4)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的任意客戶(hù)漫游至新的AP時(shí)，網(wǎng)卡分配新的IP地址?？刂破鞲鶕?jù)MAC地址識(shí)別客戶(hù)，并將數(shù)據(jù)流目的IP地址修改至新IP地址，下發(fā)新流表至交換設(shè)備。
[0007]所述的公告兩塊網(wǎng)卡信息，具體為:客戶(hù)接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)后，發(fā)送三字節(jié)數(shù)據(jù)包至控制器，第一字節(jié)控制命令，第二字節(jié)為第一網(wǎng)卡MAC地址，第三字節(jié)為第二網(wǎng)卡MAC地址。
[0008]所述的確定客戶(hù)存活，具體為:控制器定時(shí)向網(wǎng)絡(luò)中發(fā)送目的地址為客戶(hù)的ARP請(qǐng)求包，收到客戶(hù)回復(fù)，則認(rèn)為客戶(hù)網(wǎng)卡此時(shí)連接至網(wǎng)絡(luò)，否則客戶(hù)網(wǎng)卡斷開(kāi)連接。
[0009]所述的全局網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，具體為:交換機(jī)與控制器建立TCP連接進(jìn)行心跳反應(yīng)，控制器下發(fā)LLDP數(shù)據(jù)包獲取交換機(jī)間鏈路信息，并通過(guò)ARP信息獲得客戶(hù)位置信息。
[0010]所述的識(shí)別客戶(hù)，具體為:控制器記錄客戶(hù)MAC地址和相應(yīng)IP地址，客戶(hù)接入新AP發(fā)送ARP數(shù)據(jù)包，控制器解析ARP數(shù)據(jù)包判別其MAC地址與控制器記錄MAC地址是否相同，相同則為原先用戶(hù)，不相同，貝lJ為新用戶(hù)。
[0011]一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫移交裝置包括
拓?fù)浒l(fā)現(xiàn)模塊，用于識(shí)別交換機(jī)間鏈路和客戶(hù)無(wú)線接入。交換機(jī)間鏈路信息是由交換機(jī)間發(fā)送LLDP報(bào)文檢測(cè)得知。LLDP基于二層網(wǎng)絡(luò)，允許網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在本地子網(wǎng)中通告自己的設(shè)備標(biāo)識(shí)和性能。客戶(hù)無(wú)線接入信息是當(dāng)客戶(hù)接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，其發(fā)出ARP請(qǐng)求包轉(zhuǎn)發(fā)至控制器，控制器解析ARP包源地址得到。
[0012]流表控制模塊，用于對(duì)客戶(hù)端發(fā)送的數(shù)據(jù)包進(jìn)行包頭解析，并根據(jù)解析的目的地址字段匹配自身拓?fù)湫畔?，下發(fā)相應(yīng)流表至相應(yīng)交換機(jī)，
建立邏輯鏈路；
雙網(wǎng)卡接入模塊，用于配置客戶(hù)端兩塊網(wǎng)卡數(shù)據(jù)鏈路，控制器檢測(cè)客戶(hù)端兩塊網(wǎng)卡接入，復(fù)制匯聚交換機(jī)發(fā)送給客戶(hù)網(wǎng)卡一的數(shù)據(jù)并轉(zhuǎn)發(fā)至客戶(hù)網(wǎng)卡二，隨后在客戶(hù)網(wǎng)卡二的接入AP處修改其目的IP、目的MAC地址；
移交控制模塊，用于客戶(hù)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)漫游時(shí)，控制器依據(jù)解析客戶(hù)新接入AP發(fā)出ARP包地址變化判定客戶(hù)發(fā)生漫游行為，并依據(jù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湫畔⒑椭跋掳l(fā)流表信息，下發(fā)新的流表至相應(yīng)交換機(jī)，重定向數(shù)據(jù)至用戶(hù)漫游位置。
[0013]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果:
1、本發(fā)明公開(kāi)了基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫移交方法，其第一個(gè)優(yōu)勢(shì)為:集中規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)路徑，網(wǎng)絡(luò)延遲低。
[0014]目前常見(jiàn)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)采用由AC和AP組合的方式，數(shù)據(jù)鏈路由路由器自主學(xué)習(xí)建立，容易造成網(wǎng)絡(luò)阻塞。而本發(fā)明中由控制器根據(jù)全局拓?fù)浜侠硪?guī)劃路徑并下發(fā)流表。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中某節(jié)點(diǎn)負(fù)載過(guò)量時(shí)，控制器將為后續(xù)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)重新規(guī)劃鏈路。因此，集中規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)路徑有助于處理復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，降低網(wǎng)絡(luò)延遲。
[0015]2、本發(fā)明公開(kāi)了基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫移交方法，其第二個(gè)優(yōu)勢(shì)為:客戶(hù)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下漫游時(shí)，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不中斷。
[0016]通常單網(wǎng)卡客戶(hù)在無(wú)線網(wǎng)絡(luò)漫游時(shí)，在相鄰AP切換時(shí)造成網(wǎng)絡(luò)中斷。本發(fā)明客戶(hù)端采用雙網(wǎng)卡，客戶(hù)使用任意網(wǎng)卡接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。通常，在部署無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，各AP間存在公共的覆蓋區(qū)域。當(dāng)客戶(hù)處于公共覆蓋區(qū)域時(shí)，兩塊網(wǎng)卡分別接入兩個(gè)不同的AP，此時(shí)控制器將數(shù)據(jù)分別發(fā)往客戶(hù)兩塊網(wǎng)卡。當(dāng)客戶(hù)切換任一 AP時(shí)，由另一網(wǎng)卡保障網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。因此，本方法可以向客戶(hù)提供更加穩(wěn)定、無(wú)縫的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)漫游服務(wù)。
[0017]3、本發(fā)明公開(kāi)了基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫移交方法，其第三個(gè)優(yōu)勢(shì)為:客戶(hù)可跨網(wǎng)段漫游。
[0018]本發(fā)明的網(wǎng)絡(luò)流控制方法采用軟件定義網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，相對(duì)于傳統(tǒng)的組網(wǎng)技術(shù)提供更細(xì)力度的決策。控制器依據(jù)客戶(hù)MAC地址識(shí)別客戶(hù)，當(dāng)檢測(cè)客戶(hù)漫游至新網(wǎng)段時(shí)，控制器將修改原數(shù)據(jù)流的目的地址為客戶(hù)當(dāng)前IP地址，將數(shù)據(jù)流重定向至客戶(hù)當(dāng)前位置。因此，采用本發(fā)明所述的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)不受網(wǎng)段限制，適用于大規(guī)模無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，向客戶(hù)提供靈活的漫游服務(wù)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。
[0020]圖1為基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫移交裝置模塊結(jié)構(gòu)圖；
圖2為基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)無(wú)線接入示意圖；
圖3為基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)客戶(hù)漫游示意圖；
圖4為基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫移交實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]一種基于軟件定義網(wǎng)絡(luò)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)無(wú)縫移交方法的步驟如下:
1)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中的任意客戶(hù)接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，向控制器公告客戶(hù)兩塊網(wǎng)卡的MAC地址，控制器定時(shí)傳輸ARP數(shù)據(jù)包確定網(wǎng)絡(luò)中