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负载均衡网络(什么是无线网络负载均衡)

2022-11-16  本文已影响 377人 
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  摘要:综述了某学校无线局域网(WLAN)建设项目的实践与应用,并作为案例,展示了建设密集部署型WLAN的一种方法。项目采用性价比高、兼容性强的硬件,以及扩展性好、可改造且支持开源软件的智能路由器和访问控制器系统;经结合实际场地环境布局的规划、安装、配置及优化,构建出支持大用户量、有效、实用的WLAN。所建造的WLAN具有低成本、兼容性及扩展性好、高性能且满足统一管理的负载均衡功能等特点。


  关键词:无线局域网;密集部署;低成本;刷机;调整;负载均衡


  中图分类号:TP393.1文献标志码:A文章编号:1006-8228(2017)04-44-03


  Abstract:Thispapersummarizesthepracticeandimplementationofwirelesslocalareanetworks(WLAN)constructionprojectinaschool,andasacase,jectadoptsthecost-effectiveandcompatiblehardware,andintelligentroutersandaccesscontrollersystemwithgoodscalabilityandopensourcesoftwaresupport;theplanning,installation,configurationandoptimizationarebasedofftheactualsitelayoutandenvironment,whichtheefflementedWLANhasthecharacteristicsoflow-cost,goodcompatibilityandexpansibility,highperformanceandloadbalancingfunctionofunifiedmanagement.


  Keywords:WLAN;densedeployment;low-cost;firmwareupdate;customization;loadbalance


  0引言


  学校已有宽带互联网连接,而在经常举办活动的报告厅还没部署无线局域网(简称WLAN)。为便于在举办活动或召开会议时提供统一管理、安全可用的无线网络访问,需在学校报告厅建设全覆盖的、高效率的WLAN。此项目是惠州一中智能信息社2015年冬季负责实施的科技实践活动。


  我校报告厅的整体场地如图1所示,厅内有500多个阶梯式座位。在报告厅的实际使用过程中,因具体活动不同,会场内人员聚集或分布可能不完全均匀。为了避免某个无线访问点(AccessPoint,简称AP)上接入的终端用户数量过多,影响使用效率,需要实现AP的负载均衡功能,以使客户端合理连接WLAN并保证带宽与性能。


  此外,该项目作为我校中学生的智能信息科技实践项目,我們需考虑用非常有限的成本投入来实现高性能、灵活兼容、可扩展管理的功能系统。


  1WLAN的技术构建实践


  构建WLAN实践项目中较重要的技术工作。


  1.1网络的准备与安装


  无线网络终端采用市面上硬件性价比高、兼容性强,软件扩展性好、可改造支持基于开源类系统(例如基于OpenWrt的[1])智能WiFi路由器。我们先对硬件作了拆机调整改造、开启Root权限[2],再把WiFi路由器软件重装(即固件刷机)使它们转变成与访问控制器(AccessController,简称AC)系统相匹配的AP。基于场地情况(如图1),我们把整个报告厅划分为A、B、C、D四个小片区:在报告厅里共设置12个AP,分布于A、B、C、D区各3个。另一方面,需从交换机处向各AP安装布置以太网络线;对各AP分配设置合理的IP地址,把各AP纳入到AC的统一管理之中。图2是该WLAN的网络拓扑结构简化示意图。


  1.2多AP密集部署下的优化


  在完成WLAN设备的基本连接后,需对各AP的射频信号及其相互间的耦合影响与干扰协调问题作出优化调整。实践中,这涉及AP射频的信道选择、功率调整,同时也需注意AP位置、天线方向等细节[3]。在报告厅里密集部署了12个AP,需特别注意相邻近AP间的信号干扰。关于这方面的研究是近年来无线资源管理中的热门研究课题[4],网上也有针对这类实践的特定参考资料。对于信道选择,我们的基本思路是:把各片区内的3个AP信道各自分开,例如在2.4GHz频段下分别选用信道1、6、11。对于功率调整,主要是优化相邻片区间的信号重叠度问题[5];由于报告厅内没有墙壁等障碍物隔离,WiFi信号主要随着空间距离而衰减,因而我们把传输功率适当调低。对于具体AP或特定片区的优化,则基于实际测试,调整AP射频参数使其信号有足够覆盖而终端接收的信噪比又足够好。


  1.3通过AC配置管理负载均衡功能


  在报告厅内各片区AP信号被调整到较好覆盖(无盲区、多信道工作、相同信道也有一定冗余),且稳定可用(信号主次化、连接信噪比高)的情况下,通过负载均衡管理可进一步优化网络应用,提升网络稳定性与使用效率[6]。实现负载均衡功能在AC管理后台完成(通过AC的Web管理界面操作,也可由计算机连接AC后利用命令行实现):负载均衡分为基于连接数和基于流量两种。基于连接数量的核心配置是AP或负载均衡组的均衡门限或其最大带机量。由于在报告厅各片区均有信道为1、6、11的AP信号,而片区间形成适当的相邻重叠,所以,可按片区或同信道确定均衡组策略。设置后重启(在测试时,可先设置小的数值),即可检查负载均衡的启用状态(由于通过AC统一了WLAN的SSID发布,所以有关的状态检查需在AC管理后台进行)。


  2应用情况


  在完成AC与各AP的组网、设置及多次优化调试后,也经过了一百多手机客户端同时连接的实际活动应用,表明所建设的WLAN覆盖、性能及稳定可用性达到要求。同时,通过登录AC的后台管理Web,在AP列表查询及“在线用户”查询下看到AP的负载均衡功能已经起作用。目前,学校报告厅的无线网络已在正常使用中。


  3结束语


  本文以惠州一中报告厅实现的带负载均衡功能WLAN建设项目为实例,探讨智能信息社相关科技创新实践活动。项目过程涉及的方法、技术方案对构建类似WLAN有启示作用。所建造的WLAN主要有以下创新点。


  ⑴具备统一管理的负载均衡功能:密集部署的AP与结合实际的调整,通过AC统一管理(也统一了SSID)且实现热点间的负载均衡,提升了网络安全性和应用效率。


  ⑵经济性:建网所用AC、15个AP(含另外3个用于开发测试)、交换机,以及连接AP的以太网络线、电源等,共花费约4000元。


  ⑶兼容性和高性能:所用的兼容性设备,除了当前可通过软件定制化提高性能外,未来可继续在开源系统的基础上再迭代开发、扩展部署,这样不但可以扩展WLAN部署至整个校园,而且可结合实际情况作性能管理上的调整,或进一步优化更新功能。这对于智能信息社的实践活动也是大有好处的。


  学校报告厅是众多活动的常用场所,其覆盖全面且具备负载均衡管理的WLAN为举办各种活动奠定了有效的应用访问及信息交换基础。未来,可进一步把一中智能信息社开发的“电子检票系统”与无线局域网访问作更深入融合[7]。


  参考文献(References):


  [1]开源中国.开源路由器第三方固件[EB/OL].http://p/openwrt.


  [2]iKuai爱快论坛.无线工程技术交流区[EB/OL].http://.


  [3]李劍锋.无线网信号不好都是细节在作怪[N].电脑报,2015.14.


  [4]刘文静.WLAN中AP密集部署干扰协调机制[D].电子科技大学硕士学位论文,2015.


  [5]知乎分享.WiFi信道设置一点疑惑[EB/OL].https://question/35339958.


  [6]太平洋电脑网/无线论坛.什么是WLAN无线网络AP的负载均衡[EB/OL].http://.


  [7]田丽,张巍,刘春瑞.校园一卡通会议签到系统的应用[J].计算机时代,2016.1:22-24


  作者:曾择理

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