[发明专利]基于OpenFlow协议的免配置WiFi的网络系统及组网方法

说明书

技术领域

本发明涉及一个基于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领域。

背景技术

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(AccessPoint， AP)。每个AP配置DHCP服务为移动主机自动分配IP地址。文献[1]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[2] 提出了一种WiFi接入点的协作式选择方法，以WiFi-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(Software-DefinedNetworking，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^[3]。OpenFlow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^[4]。目前有多 个将SDN用于无线组网的研究方案。其中，文献[5]中提出了OpenRadio，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[6]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[7]中提出了轻型虚拟接入 点(LightVirtualAccessPoint，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。

本发明设计基于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：

[1]Chen,Yu-Tso."Achieveuserauthenticationandseamlessconnectivityonwifi andwimaxinterworkedwirelesscity."[C]WirelessandOpticalCommunications Networks,2007.WOCN'07.IFIPInternationalConferenceon.IEEE,2007.

[2]Pang,Jeffrey,etal."Wifi-reports:Improvingwirelessnetworkselectionwith collaboration."[J].MobileComputing,IEEETransactionson9.12(2010): 1713-1731.

[3]LantzB,HellerB,McKeownN.Anetworkinalaptop:rapidprototypingfor software-definednetworks[C]//Proceedingsofthe9thACMSIGCOMM WorkshoponHotTopicsinNetworks.ACM,2010:19.

[4]McKeownN,AndersonT,BalakrishnanH,etal.OpenFlow:enablinginnovation incampusnetworks[J].ACMSIGCOMMComputerCommunicationReview, 2008,38(2):69-74.

[5]BansalM,MehlmanJ,KattiS,etal.Openradio:aprogrammablewireless dataplane[C]//ProceedingsofthefirstworkshoponHottopicsinsoftwaredefined networks.ACM,2012:109-114.