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應(yīng)用于WLAN的可管理快速切換技術(shù)在AP的實現(xiàn)

云知道

近年來，移動性需求越來越被人們所關(guān)注 。移動性是指移動或者漫游的能力 。無線局域網(wǎng)(WLAN)設(shè)備可提供無束縛的自由移動性 。WLAN利用無線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立網(wǎng)絡(luò)，是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物 。它以無線多址信道作為傳輸媒介，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的功能，能夠使用戶真正實現(xiàn)隨時、隨地、隨意的寬帶網(wǎng)絡(luò)接入 。
WLAN技術(shù)利用電磁波在空中發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，使網(wǎng)上的計算機具有可移動性，能快速、方便地解決有線方式不易實現(xiàn)的網(wǎng)絡(luò)信道連通問題 。IEEE無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)工作組的任務(wù)是研究數(shù)據(jù)速率1 Mb/s和2 Mb/s、工作在2.4 GHz開放頻段的無線設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的全球標(biāo)準(zhǔn)，IEEE于1997年6月公布了802.11協(xié)議，它是第一代無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)之一 。802.11協(xié)議物理層定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柼卣骱驼{(diào)制方式；媒體訪問控制層涉及空中接口通信協(xié)議等技術(shù)規(guī)范，包括切換部分的內(nèi)容 。在隨后為了能有更高的數(shù)據(jù)通信帶寬、更多的功能和能促使無線局域網(wǎng)得到更快速的發(fā)展，IEEE工作組陸續(xù)推出了IEEE 802.11a/b/g協(xié)議 。WLAN的移動性能的提高無疑是WLAN得到迅速推廣的要害 。
本文在分析目前采用的WLAN切換技術(shù)，即站點(STA)主動切換技術(shù)，的基礎(chǔ)上，為了保證了切換的效率和安全性，提出了可治理快速切換(MFHO)技術(shù) 。該技術(shù)可以通過兩種方法實現(xiàn)，即切換指示方法和切換申請方法 。兩種切換方法都支持基于接入點(AP)/接入控制器(AC)的切換 。
1.可治理快速切換方法在AP的實現(xiàn)
1.1目前采用的WLAN切換技術(shù)
目前無線局域網(wǎng)系統(tǒng)大多遵循IEEE 802.11協(xié)議[1]，并采用其定義的站點主動切換技術(shù)，即在一個擴展服務(wù)集(ESS)內(nèi)，STA根據(jù)空口信號質(zhì)量，選擇其中信號最強的AP為切換目標(biāo)接入點，如圖1所示 。
而在接入點間漫游協(xié)議(IAPP)中，STA在同一ESS內(nèi)不同AP間的切換過程為[2]：
(1)STA尋找到新的目標(biāo)AP，切斷與當(dāng)前AP的連接，并給目標(biāo)AP發(fā)送重連接請求 。
(2)目標(biāo)AP與STA建立新的連接，給當(dāng)前AP發(fā)送切換通知，并更新二層路由 。
(3)當(dāng)前AP接收到切換通知，通過分布式系統(tǒng)(DS)的安全通道轉(zhuǎn)移STA相關(guān)信息至目標(biāo)AP，并清除本地的STA相關(guān)信息 。
(4)目標(biāo)AP接收到STA相關(guān)信息并存儲，STA切換至目標(biāo)AP 。
上述切換通過連接或重連接(預(yù)認證)過程完成，切換延時較長，對時延要求嚴格的業(yè)務(wù)在切換時會出現(xiàn)明顯中斷 。在采用重連接過程進行切換時，由于沒有對切換目標(biāo)AP進行必要的安全認證的過程，因此端站的切換過程缺乏安全性保證 。隨意的STA主動切換還會給負載均衡等優(yōu)化過程帶來不必要的困難 。在上述切換中，AP缺乏對切換過程進行有效控制和治理的機制，因此切換效率、服務(wù)質(zhì)量(QoS)要求、安全性和優(yōu)化措施等都難以保證 。
1.2MFHO技術(shù)
考慮到目前采用的STA主動切換技術(shù)存在的缺陷，本文提出了可治理快速切換(MFHO)技術(shù)，它將切換的控制權(quán)置于AP或AC端，且在用戶信息移植過程中可將用戶的多種信息，包括用戶標(biāo)志信息、安全信息、申請業(yè)務(wù)信息通過有線網(wǎng)絡(luò)的安全通道轉(zhuǎn)交給目標(biāo)AP，有力地保證了切換的效率和安全性，并可以支持不同QoS業(yè)務(wù)的切換要求，便于將來多種業(yè)務(wù)的擴展 。在MFHO技術(shù)中，STA在同一ESS下不同AP間的切換過程如下：
(1)STA上報無線空中接口環(huán)境信息(或者切換申請) 。
;(2)AP/AC根據(jù)無線空中接口環(huán)境信息和DS信息，判定切換是否發(fā)生 。
(3)移植STA信息并更新二層路由 。
(4)STA切換至目標(biāo)AP 。
MFHO技術(shù)可以通過兩種空中接口方法實現(xiàn)，即切換指示方法和切換申請方法，兩者的不同之處在于前者STA是通過無線空中接口環(huán)境信息(圖2中用(1)標(biāo)志該方法流程)將STA的相關(guān)信息，如基本服務(wù)區(qū)域標(biāo)識(BSSID)、媒體訪問控制(MAC)地址、認證狀態(tài)、加密模式、密鑰等通知給AP 。后者是通過切換申請(圖2中用(2)標(biāo)志該方法流程)將STA的相關(guān)信息通知給AP 。切換判決可以在AP上進行，也可以在更上層的AC上進行，并將判決結(jié)果通知AP 。AP得到切換判決結(jié)果后向STA回復(fù)一個切換申請響應(yīng)或者指示一個切換通知，STA根據(jù)該信息切換到目標(biāo)AP 。

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