无线网络负载均衡技术浅析

随着无线局域网扩展服务集中的终端（STA）的移动和无线信道的时变,各个接入点（AP）上的负载会出现差异,需要加强负载均衡,平衡各个AP的差异,以达到最大化的网络资源利用。无线局域网中的负载均衡算法可以采用STA／AP主控负载均衡或接入式／切换式负载均衡技术。     

无线网络负载均衡技术浅析

随着无线局域网扩展服务集中的终端(STA)的移动和无线信道的时变,各个接入点(AP)上的负载会出现差异,需要加强负载均衡,平衡各个AP的差异,以达到最大化的网络资源利用。无线局域网中的负载均衡算法可以采用STA/AP主控负载均衡或接入式/切换式负载均衡技术。     

基于SDN的WLAN负载感知切换方案实现

基于软件定义网络将网络的控制平面与转发平面分离,并提供开放的可编程接口等特点,提出一种基于SDN的AP负载感知的切换算法,以减少网络中频繁切换并使AP间负载相对均衡。该方法利用SDN集中控制功能,实时监控AP的网络状态信息,并由控制器判断AP负载状态和预测终端运动状态来辅助切换过程。实验结果表明,该切换方法可以减少切换次数和平衡AP间的负载,保证用户网络服务质量。     

SDWN下基于流量负载感知的AP间无缝切换算法研究

软件定义无线网络（SDWN）作为一种控制转发解耦合的架构,有利于快速获取全局拓扑,为无线接入点（AP）间无缝切换提供了便利。针对传统基于信号强度（RSSI）的AP选择算法可能会造成资源利用率低及负载不均衡问题,充分考虑流量负载对AP性能的影响,对传统Odin架构进行扩展,提出了一种软件定义无线网络（SDWN）下基于流量负载感知的AP间无缝切换算法。该算法考虑客户端收到的信号强度（RSSI）及AP的流量负载,可有效解决AP间负载不均衡问题。最后,在开源实验平台(Odin)应用此算法,实验表明相比传统基于RSSI的切换算法,此算法有效提升了终端网络吞吐量。     

基于SDWN的负载感知终端多点关联方案研究

软件定义无线网络（SDWN）是一种控制与转发分离的无线网络架构。该架构可以快速获取全局拓扑并且其可编程性结合资源虚拟化技术可以对网络接入进行动态控制。针对现有WLAN网络接入负载不均衡问题及移动终端与AP硬关联导致的切换速度较慢的问题,基于SDWN架构提出了一种负载感知终端多点关联方案。该方案对SDWN网络架构下的终端接入算法进行改进,采用多点关联技术,即终端在感知AP负载数据后,可关联多个虚拟AP,达到动态分流并提高网络吞吐量的目的。最后在SDWN的开源Odin平台上验证了方案的可行性,实验表明相比无缝切换至另一AP,此方案可改变原有终端与AP接入一一对应的接入关系,根据AP负载动态接入,可有效提升网络吞吐量。     

对邻居图重连接算法的改进

基于IEEE802.11的宽带无线局域网,具有低成本、接入快速等优点,得到了飞速发展和广泛应用.但由于终端STA的随机接入、随时移动、无线信道的时变性和AP负载均衡机制的不完善,使得各个接入点AP的负载产生差异,因此需要负载均衡优化机制平衡各个AP,以达到无线网络资源的有效利用.简单介绍邻居图及其相关算法,对邻居图重连接算法进行改进.经仿真分析证明,改进的算法ONG能有效均衡各个AP负载,从而提高AP的QoS(Quality 0f Service),减少时延,增加系统吞吐量.     

无线局域网中快速切换的负载平衡

在无线局域网的快速切换过程中,当存在多个可选的目标接入,点（access point,AP）时,为了均衡负载,提出一种结合AP剩余带宽、信号强度以及AP当前负载比的目标AP选择方法。在所有可能的邻接AP中,若AP的剩余带宽小于移动终端所需带宽,则对这些AP不予考虑,否则,利用其邻接AP的负载比和终端接收到的AP的信号强度,计算函数,选择函数值最大的AP进行连接。仿真结果表明,该方法在整体性能上优于其它方法,没有出现某个AP负载超载。     

基于移动终端的WLAN快速切换方案

移动终端在AP间切换产生的时延和抖动严重影响实时业务的质量。通过分析移动终端切换的过程和现有的改进方案,提出一种基于动态域值的扫描触发机制,有效地避免移动终端在静止和AP信号较好条件下的cache更新。在STA上实现基于动态域值触发扫描的分片cache的更新算法,该算法在保证cache及时更新的同时降低每次更新cache的开销且能有效减小切换时延。     

IEEE 802.11宽带无线局域网负载均衡优化研究

在基于IEEE 802.11的宽带无线局域网中,随着终端STA的接入、移动和无线信道的时变性,各个接入点（AP）的负载将会产生差异,需要负载均衡优化机制平衡各个AP的差异,以达到网络资源的最大利用率。详细讨论了无线局域网中用到的几种负载均衡机制,分析了各自的优缺点,结合这些特点给出一种新的负载均衡机制。该机制能较准确地统计终端业务信息,降低切换失败风险,快速达到APs之间的负载均衡,优化提高网络整体性能。     

软件定义无线局域网的切换接入机制

软件定义无线局域网（WLAN）是管理无线网络的一个趋势。针对无线访问接入点（AP）部署密集环境中频繁切换、接入失败等问题,提出了基于惩罚因子的全局关联记忆保留的接入控制的方法。首先,扩展OpenFlow协议;其次,利用扩展数据报文通过AP向控制器报告网络的质量、负载、吞吐量以及利用率等指标;接着,引入变异系数法确定网络指标的系数,然后利用这些指标参数构建AP接入权值;最后,引入全局惩罚因子记录网络中发生频繁来回切换的情况,根据全局记忆保留的惩罚因子修正AP接入权值和发射功率。通过与信号最强接入法和负载均衡接入法的实验对比表明,终端站点（STA）在复杂网络环境中移动时,该方法能有效地降低切换的“乒乓效应”,减少网络的切换次数和切换时延并提高网络切换成功率。与传统信号最强接入法相比,所提方法的切换请求次数减少了21.7%,增强了网络接入性能的稳定性。     

基于密钥服务器的IEEE 802.11i密钥更新方案

随着WLAN的广泛应用,无线安全越来越受到人们关注,密钥管理作为安全系统的实现基础亟待解决。针对IEEE802.11i标准为产生新的对等密钥PTK,STA与AP之间需要重新进行四步握手协议而加重STA开销的问题,提出一种基于密钥服务器的密钥更新方案(KSRS)。该方案对802.11i的密钥层次结构进行修改,增加了密钥更新层,可达到集中密钥更新的目的;结合STA的漫游特性,借鉴集中式密钥管理思想,引入可信实体KS来分发并更新密钥,可提供灵活的密钥管理操作。经性能分析,该方案的开销较小,能更加适应STA的移动性。     

无线网拓扑发现的设计与实现

地铁无线通信系统中,安装在列车上的无线通信设备STA(站点)随着列车的快速移动而频繁地与轨旁的AP(访问点)进行切换,因此及时、准确地发现它们之间的拓扑结构成了网络管理的一个难点.针对这个难点,本文扩展STA中SNMP代理的trap发送机制,与不同的AP关联时,STA主动向管理站报告与AP的拓扑信息,同时管理站利用AdventNet SNMP提供的API接收该拓扑信息.实验测试结果表明,该机制能及时、准确地发现AP与STA之间的拓扑结构,对地铁无线通信系统的有效管理和维护提供了重要的保障.     

轻量级无线网络入侵检测系统

针对当前流行的无线拒绝服务DoS、伪装STA、伪装AP、WarDriving、暴力破解等无线网络攻击,采用误用检测和异常检测结合的方式,设计并实现了一个针对无线局域网的轻量级无线网络入侵检测系统。系统采用用户自定义攻击规则库、自定义授权AP/STA名单、自定义非法AP/STA名单等方式,能针对无线网络具体环境和用户的不同需要,合理调整入侵检测灵敏度和攻击检测阈值。仿真试验表明,与市场上同类系统相比较,本系统能有效提高无线网络入侵检测效率,大大降低误报率和漏报率。     

Channel measurement-based access point selection in IEEE 802.11 WLANs

With the wide deployment of IEEE 802.11 Wireless Local Area Networks, it has become common for mobile nodes (MNs) to have multiple access points (APs) to associate with. With the Received Signal Strength Indicator (RSSI)-based AP selection algorithm, which is implemented in most commercial IEEE 802.11 clients, the AP with the best signal strength is selected regardless of the candidate AP’s available throughput, resulting in unbalanced distribution of clients among the APs in the network. Several studies have shown performance improvement in not just the new MN (nMN), but also the network as a whole when the selection process considers the current load status of candidate APs. However, the proposed algorithms in these studies assume that there are no hidden terminal problems that severely affect the performance of the network. Hidden terminal problems frequently occur in wireless networks with unlicensed frequencies, like IEEE 802.11 in the 2.4 GHz band. Moreover, none of the previous studies have considered frame aggregation, a major improvement in transmission efficiency introduced and widely deployed with the IEEE 802.11n standard. In this paper, we propose a new AP selection algorithm based on the estimation of available throughput calculated with a model based on the IEEE 802.11 distributed coordination function in consideration of hidden terminal problems and frame aggregation. The proposed algorithm is evaluated through extensive simulation, and the results show that the nMN with the proposed AP selection algorithm can achieve up to 55.84% and 22.31% higher throughput compared to the traditional RSSI-based approach and the selection algorithm solely based on the network load, respectively.     

802.11无线局域网中的智能AP切换策略

在802.11协议内,站点有权选择将要连接的接入点,因此接入点选择机制的实现就成为了负载平衡的一个关键因素.新提出的AP切换策略可应用到新的兼容802.11e的无线网络.由于无需对原有的802.11和802.11e作修改,无论从实现成本和兼容性两个方面来看,都是很实用的方案.仿真实验表明该策略既能充分利用无线通信资源,又可以实现无线局域网内的负载平衡.     

Affinity P2P: A self-organizing content-based locality-aware collaborative peer-to-peer network

The last years have brought a dramatic increase in the popularity of collaborative Web 2.0 sites. According to recent evaluations, this phenomenon accounts for a large share of Internet traffic and significantly augments the load on the end-servers of Web 2.0 sites. In this paper, we show how collaborative classifications extracted from Web 2.0-like sites can be leveraged in the design of a self-organizing peer-to-peer network in order to distribute data in a scalable manner while preserving a high-content locality. We propose Affinity P2P (AP2P), a novel cluster-based locality-aware self-organizing peer-to-peer network. AP2P self-organizes in order to improve content locality using a novel affinity-based metric for estimating the distance between clusters of nodes sharing similar content. Searches in AP2P are directed to the cluster of interests, where a logarithmic-time parallel flooding algorithm provides high recall, low latency, and low communication overhead. The order of clusters is periodically changed using a greedy cluster placement algorithm, which reorganizes clusters based on affinity in order to increase the locality of related content. The experimental and analytical results demonstrate that the locality-aware cluster-based organization of content offers substantial benefits, achieving an average latency improvement of 45%, and up to 12% increase in search recall.     

对象存储系统的均衡调度算法

分析存储设备节点的负载特征,给出描述负载的扩展模型,以存储系统的实时负载为基础,提出一种对象的设备选择算法,使对象在存储节点间合理分布,有效调度存储节点的负载能力。仿真结果表明,在I/O请求依指数分布到达的条件下,启用负载分布算法能使系统负载均衡地分布在各存储节点间,有效降低负载不均衡现象。