基于SDN的无线局域网负载均衡研究

• 作 者: 周行航
• 出 处: 大连海事大学
• 发表日期: 2019年01期
• 关键词: 无线局域网 软件定义网络 负载均衡 Mininet-WiFi仿真工具

近年移动设备的种类愈发繁多,其数量呈爆发式增长,移动终端对无线网络资源的需求也越来越大,传统的无线局域网架构面临着诸多挑战。软件定义网络是一种推进传统网络架构变革的新方向,其核心原理在于将控制层面和数据层面分离并实现控制策略的可编程性。本文针对无线局域网的负载均衡进行研究,通过借助软件定义网络的思路,以软件定义的无线网络架构来解决传统无线网络中的问题。本文的目的在于平衡无线网络下各个无线接入点的负载情况以此保证移动终端的网络服务质量,实现动态的负载均衡。对于无线网络中的负载均衡问题的研究,有着非常重要的理论意义和广大范围的实用价值。本文将负载均衡分为两个阶段,分别提出了均衡算法的改进和切换策略的优化。在改进的均衡算法方面,本文综合考虑了移动终端和无线接入点两方面的情况,选取信号强度、带宽空闲率、关联终端数量,并额外加入用来减少负载均衡工作中的切换次数的移动终端的调度优先级参数来制定权值计算公式,使用切换因子来避免移动终端在两个或者更多个接入点中来回切换的“乒乓效应”。在切换策略的优化方面,基于Odin架构提出一种新的切换机制,在移动终端的信号范围内的接入点中创建多个轻量级虚拟接入点的备份,这些备份只有一个能处于开启状态,通过优化备份接入点的创建、迁移与删除的过程来降低切换时延。并且基于新的切换流程改进了原有的Odin架构并新建了用来存放备份信息的缓存区。为了验证本文方案的有效性以及提升之处,本文通过Mininet-WiFi仿真工具和Floodlight控制器组合搭建实验平台,并通过模拟现实场景的无线网络设计了对比实验,对几组实验的结果进行了对比和详尽的分析。实验结果表明,本文方案在减少网络资源占用、降低设备切换时延、缩短负载均衡完成时间等方面有着较好的效果。