wlan负载均衡机制及其改进算法研究

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1、WLAN负载均衡机制及其改进算法研究重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：王权指导教师：蒋阳教授学位类别：工程硕士（电子与通信工程领域）重庆大学通信工程学院二O一三年四月ResearchonMechanismAndImprovedAlgorithmofLoadBalancinginWLANAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByWangQuanSupervisedbyProf.JiangYangSpecialty：Electroni

2、csandCommunicationEngineeringFieldCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril,2013重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要随着无线局域网技术的迅猛发展以及无线产品的价格不断降低，无线局域网得到了非常广泛的应用。人们对无线网络的需求量不断增加，使得WLAN的规模也在不断壮大。集中式WLAN体系结构能够满足人们大规模组网需求，已成为发展的主要趋势，该体系结构中增加了AC用来对系统内AP进行集中管理。CAPWAP协议是IETF组织正在标准化的协议，用于AP与AC

3、之间通信交互。在WLAN实际应用中，由于无线站点的移动性和信道的时变性，常常会使各AP间的负载存在很大的差异；而且目前市场上支持2.4GHz的STA居多，也有支持2.4GHz和5GHz的，支持双频的STA会默认优先从2.4GHz频段进行接入，从而导致2.4GHz频段的负载远大于5GHz频段的负载，不仅使得2.4GHz频段的STA出现拥塞，且网络的资源利用率低。如何有效地平衡AP间和AP两频点上的负载差异，提高网络的整体性能和无线局域网的QoS是研究的热点问题之一。负载均衡技术就是为了解决这个问题孕育而生的。论文在对无线局域网中现有的负载均衡技术进行分类及分析的基础上，重点对接入式负载均衡和切

4、换式负载均衡的实现方式进行了分析研究；然后针对集中式WLAN和双频AP的特性，分别提出了基于CAPWAP双频AP的接入式负载均衡机制和切换式负载均衡机制及其改进算法，对负载均衡过程中的负载信息的采集与判定、负载信息的更新和调度算法的设计三个关键问题进行了详细研究。在负载信息判定方面，引入了数据丢包率这一重要指标，更能真实有效地反映AP的负载状况。为了验证算法的可靠性和准确性，本文分别对接入式负载均衡改进算法和切换式负载均衡改进算法进行了仿真分析，结果表明两种算法都可以准确有效地平衡AP间和AP内两频点间的负载差异，能有效解决STA接入到WLAN时因两个频点间的负载出现差异使得网络整体性能下降

5、的问题，并且在复杂多变的无线网络环境中显现出更加优越的性能。关键词：无线局域网，接入式，切换式，负载均衡，双频无线接入点I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTWiththerapiddevelopmentofwirelessLANtechnologyandthefallingpricesofwirelessproducts,wirelessLANhasbeenawiderangeofapplications.TheincreasingdemandforwirelessnetworkleadstothegrowthoftheWLANscale.InWLANarchitecture,ce

6、ntralizedWLANarchitecturehasbecomethemaintrendformeetingthedemandoflarge-scalenetworking.ACisaddedtothearchitectureforcentralizedmanagementofsystemAP.CAPWAPprotocolisbeingstandardizedbytheIETFprotocolforinteractivecommunicationbetweentheAPandAC.Inthepracticalapplication,theloadbetweentheAPsisdiffer

7、entbecauseofthemobilityofwirelesssitesandtime-varyingofchannels.CurrentlyinthemarketmostSTAssupport2.4GHz.AndtheSTAsthatsupport2.4GHzand5GHzaccesstothe2.4GHzbanddefaultly,sothe2.4GHzbandloadismuchlargerthan