本发明专利技术公开了一种基于OpenFlow协议的免配置WiFi的网络系统及组网方法，实现园区网的免配置WiFi组网。基于控制器和OpenFlow交换机构建有线网络；根据通信范围部署无线接入点提供WiFi接入。每个接入点直接连接OpenFlow交换机的端口；移动主机感知自身的移动状态，基于信号强度主动选择接入点；所有服务器资源直接连接OpenFlow交换机。本发明专利技术具有免配置、移动通信和部署简单的特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一个基于OpenFlow协议的WiFi园区网的设计方法，一种移动主机免配置接入方法，一种移动主机在园区网漫游中保持会话不中断的方法，属于网络数据通信
技术介绍
WiFi工作在非许可证无线频谱，具有低成本和高速率等特点。WiFi技术覆盖范围有限，需要依靠相关设施提供网络层的端到端连接控制。当前普遍采用单跳有设施的无线局域网架构，通过二层交换机连接多个接入点(Access Point，AP)。每个AP配置DHCP服务为移动主机自动分配IP地址。文献分析了用户验证问题，提出了 WiFi和WiMax混合组网模式下的无缝移动方案。文献提出了一种WiFi接入点的协作式选择方法，以WiF1-Reports格式提供AP的连接数和性能信息，从而使移动主机有更优选择。上述组网方案中，移动主机的网络配置和移动通信范围限制较多。一旦移动主机关联了新的AP，其使用的网络配置(如IP地址等)需要重新配置，因此，移动主机无法在切换AP的情况下实现移动通信。软件定义网络(Sof tware-Def ined Networking，SDN)，将交换机功能分离为控制平面和转发平面，由控制器提供集中式的逻辑控制mWpenFlow是最著名的符合SDN规范的通信协议，目前已在有线网络领域得到了应用。目前有多个将SDN用于无线组网的研究方案。其中，文献中提出了OpenRad1，使用可编程内容寻址存储器设计了接入点AP，从而提供了可编程支持。文献研究了无线访问网络RAN中频谱资源的分配问题，通过控制器在多个基站之间统一分配频谱资源，从而优化频谱资源的使用效率。文献中提出了轻型虚拟接入点(Light Virtual Access Point，LVAP)，通过LVAP实例记录移动主机和AP的关联信息。上述研究集中在AP的链路层接入控制方面，目标是将AP功能分解为控制平面和数据平面。其问题是需要在AP上开发专门模块，不能使用已有的普通AP设备。本专利技术设计基于OpenFlow的免配置WiFi网络，为移动主机提供免配置接入和移动通信支持。主要参考文献:Chen,Yu-Ts0."Achieve user authenticat1n and seamless connectivityon wifi and wimax interworked wireless city.〃Wireless and OpticalCommunicat1ns Networks，2007.TOCN’07.IFIP Internat1nal Conference on.1EEE,2007.Pang，Jeffrey，et al/,Wif1-reports:1mproving wireless networkselect1n with collaborat1n.J].Mobile Computing，IEEE Transact1ns on 9.12(2010):1713-1731.Lantz BjHeller BjMcKeown N.A network in a laptop:rapid prototypingfor software-defined networks//Proceedings of the 9th ACM SIGCOMM Workshopon Hot Topics in Networks.ACM,2010:19.McKeown N, Anderson T ,Balakrishnan H,et al.0penFlow:enablinginnovat1n in campus networks.ACM SIGCOMM Computer Communicat1n Review,2008,38(2):69-74.Bansal M1Mehlman J1Katti S,et al.0penrad1:a programmable wirelessdataplane//Proceedings of the first workshop on Hot topics in softwaredefined networks.ACM,2012:109-114.Gudipati A,Perry D,Li L E,et al.SoftRAN: Software defined rad1access network//Proceedings of the second ACM SIGCOMM workshop on Hottopics in software defined networking.ACM,2013:25-30.Schulz-Zander,Julius,et al."Programmatic orchestrat1n of wifinetworks.〃2014USENIX Annual Technical Conference(USENIX ATC 14).USENIXAssociat1n,2014.
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术针对当前WiFi园区网络存在的移动通信范围有限、主机网络配置受限等问题，提出了一种支持移动主机免配置接入、切换AP时保持应用连接不中断的WiFi组网方法。与现有的二层交换机互联AP的WiFi组网方案相比，该方案的网络扩展性更好，移动通信的覆盖范围更广。技术方案:一种基于OpenFlow协议的免配置WiFi的网络系统，包括:(I)基于OpenFlow网络的网络设施。部署数台彼此相连的OpenFlow交换机组成有线网络，部署控制器连接OpenFlow交换机的管理端口，以带内方式实现控制。(2)基于WiFi技术作的网络接入方式。根据所需覆盖的通信范围，快速部署一定数量的无线接入点AP；每个AP直接连接OpenFlow交换机端口，为移动主机提供无线接入。(3)服务器部署。相关服务器直接接入OpenFlow交换机的转发端口。整个系统中，控制器提供符合OpenFlow规范的功能，维护配置信息表、网络拓扑和计算通信路由等。基于OpenFlow协议，所支持的配置信息包括主机的网卡硬件地址(即MAC地址)、接入端口、IP地址和协议端口等。OpenFlow交换机基于自身流表转发分组，将未匹配分组转发至控制器。接入点AP提供WiFi接入，配置SSID和加密方式实现接入控制。移动主机MH运行基于Socket的网络应用，维持在归属网络中的网络配置。当移动主机MH在不同AP之间切换时，可基于信号强度自动关联合适的AP或由人工方式关联某个AP。服务器Server具有公开的IP地址，并基于Socket提供信息服务，与OpenFlow交换机直接连接。一种基于OpenF I ow协议的免配置WiF i的组网方法，包括: (I)选择OpenFlow网络作为网络设施。部署数台彼此相连的OpenFlow交换机组成有线网络，部署控制器控制OpenFlow交换机。(2)选择WiFi技术作为网络接入方式。根据所需覆盖的通信范围，快速部署一定数量的无线接入点AP；每个AP直接连接OpenFlow交换机端口，为移动主机提供无线接入。 (3)服务器部署。相关服务器直接与OpenFlow交换机相连。为描述本专利技术涉及的相关原理，引入如下定义。定义1:应用连接App:移动主机本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于OpenFlow协议的免配置WiFi的网络系统，其特征在于，包括：(1)基于OpenFlow网络的网络设施；部署数台彼此相连的OpenFlow交换机组成有线网络，部署控制器控制OpenFlow交换机；(2)基于WiFi技术作的网络接入方式；根据所需覆盖的通信范围，快速部署一定数量的无线接入点AP；每个AP直接连接OpenFlow交换机端口，为移动主机提供无线接入；(3)服务器部署；相关服务器直接与OpenFlow交换机相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：吴君青，陈鸣，胡超，
申请(专利权)人：中国人民解放军理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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