[发明专利]一种实现移动终端在AP间快速切换的通信系统及通信方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种通信系统及通信方法，具体涉及一种在无线局域网络中基于SDN(软件定义网络)的实现移动终端在AP(无线接入点)间快速切换的通信系统及通信方法，属于通信技术领域。

背景技术

在无线局域网中，移动设备通过无线接入点(AP)与因特网或者无线局域网中的其他站点通信，但无线接入点的覆盖范围有限，如果需要在一个相对较大的区域提供无线覆盖服务，则必须在该区域配置多个无线接入点。随着无线局域网的快速普及，无线接入点的密度将不断增加，而移动终端设备必须能够迅速地切断与一个无线接入点的连接，然后快速的连接到另一个无线接入点上。切换过程中会有一定的时延，这个时延是由终端探测无线接入点的时间、安全认证时间和业务重新关联时间三部分组成，其中探测时延最大。

软件定义网络(SoftwareDefinedNetworking,SDN)是一种计算机网络领域的创新概念，其目标是极大地简化网络控制和管理，通过网络可编程来引导创新。它把执行转发的硬件部分从控制决策部分中分离出来，使得控制平面与数据转发平面分离。

软件定义网络的典型架构分为三层：

(1)最上层为应用层，包括各种不同的业务和应用；

(2)中间层为控制层，主要负责处理数据平面资源的编排，维护网络拓扑、状态信息等；

(3)最下层为基础设施层，主要负责数据处理、转发和状态收集。

除了上述三个层次之外，控制层的控制器与基础设施层之间的接口、应用层与控制层的接口，此两个接口也是SDN架构中的两个重要的部分。按照接口与控制层的位置关系，前者通常被称为南向接口，后者被称为北向接口。现阶段比较常用的南向接口协议是开发网络基金会制定的OpenFlow协议，而北向接口的协议还没有统一的标准。

OpenFlow交换机包括一个流表，流表负责执行数据包的查表和转发，交换机的每个流表保存一组流的记录，流记录中包括：

1、首部字段或匹配字段、数据包首部中的提取的信息、输入端口以及元数据信息，这些信息用于匹配输入的包；

2、计数器，用于对特定的流进行统计，如统计所接收数据包的个数、字数以及流的持续时间等；

3、一组用于所匹配的数据包的指令或具体操作，决定如何处理符合匹配条件的数据包。例如，将数据包从指定端口转发出去。

发明内容

本发明的目的在于提供一种在无线局域网络中基于SDN(软件定义网络)的实现移动终端在AP(无线接入点)间快速切换的通信系统及通信方法，该通信系统及通信方法不仅可以减少切换过程中移动终端扫描的时间，而且可以减少移动终端切换后与AP重新认证的时间，从而有效提高移动终端的切换速度。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种实现移动终端在AP间快速切换的通信系统，其特征在于，通信系统由基础设施层和SDN控制层组成，

前述基础设施层由AP和移动终端组成，前述AP支持Openflow协议，能够通过Openflow协议与SDN控制层的SDN控制器进行交互，前述AP还能够向移动终端传送数据、接收从移动终端发来的数据，不同的AP工作在不同的信道；前述移动终端在移动的过程中发生服务AP的切换，移动终端的切换重新认证服务由SDN控制层的SDN控制器实现；

前述SDN控制层只包括SDN控制器，前述SDN控制器管理着多个AP、保存着通过认证的移动终端的MAC地址、并且有整个网络的拓扑，前述SDN控制器的功能由Floodlight软件具体实现。

一种基于前述的通信系统实现移动终端在AP间快速切换的通信方法，其特征在于，包括以下步骤：

Step1：移动终端在移动的过程中，当接受到的信号强度值低于扫描门限时，通过服务AP从SDN控制器中获得本网内的其他AP所在的信道的信息；

Step2：移动终端根据获得到的AP的信道信息切换到不同的信道，然后广播探测请求帧，发送完探测请求帧后立即返回当前工作信道继续当前的会话；

Step3：所有的潜在AP接收到探测请求帧后，将上行的信号强度值上报给SDN控制器，SDN控制器根据各个AP的信号强度值和定期更新的AP负载情况决策出最佳的切换AP；

Step4：SDN控制器通过当前服务AP将决策出的AP的信息告知移动终端，移动终端通过当前服务AP返回一个应答信息给SDN控制器；

Step5：移动终端继续移动，当移动终端发现服务AP的信号强度值低于切换门限时，切换开始；