基于SDN架構(gòu)和功率控制的WLAN負(fù)載均衡研究.pdf

1、目前，WLAN已成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的一種重要接入方式，被廣泛部署于家庭、校園、企業(yè)以及很多公共場所。在WLAN中，用戶的分布和流量需求往往是不均勻的，而用戶通常會(huì)關(guān)聯(lián)到信號強(qiáng)度最高的AP上，因此AP間的負(fù)載通常是不均衡的，致使AP的利用效率和網(wǎng)絡(luò)吞吐量不高，因此負(fù)載均衡在WLAN中是一個(gè)非常重要的問題。
　　現(xiàn)有的負(fù)載均衡研究主要集中在接入控制、關(guān)聯(lián)管理、功率控制等方面，但是容易出現(xiàn)覆蓋黑洞和乒乓效應(yīng)等問題。另外，SDN是一種新型的集

2、中式的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對交換機(jī)靈活、自由的管控，是未來網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢，但是目前SDN架構(gòu)主要應(yīng)用于有線網(wǎng)絡(luò)，而要將其用于實(shí)現(xiàn)全局、高效的WLAN負(fù)載均衡，仍需對OpenFlow協(xié)議進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)對AP的動(dòng)態(tài)功率控制。針對上述問題，本論文研究基于SDN架構(gòu)和功率控制的WLAN負(fù)載均衡機(jī)制。具體工作主要包括以下三個(gè)方面:
　　1.研究基于功率控制的WLAN負(fù)載均衡問題。首先利用MILP模型對其進(jìn)行形式化描述，并提出啟發(fā)式算法，

3、在保證用戶流量需求的前提下實(shí)現(xiàn)無覆蓋黑洞的全局負(fù)載均衡。在此基礎(chǔ)上，提出基于關(guān)聯(lián)管理的負(fù)載均衡優(yōu)化的模型及算法，進(jìn)一步提升負(fù)載均衡效果。最后通過仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證算法的有效性和優(yōu)勢。
　　2.研究基于OpenFlow協(xié)議的動(dòng)態(tài)功率控制機(jī)制。研究分析OpenFlow協(xié)議的工作原理，擴(kuò)展OpenFlow協(xié)議的數(shù)據(jù)類型以及消息集合，并設(shè)計(jì)OpenFlow協(xié)議的交互流程，實(shí)現(xiàn)控制器對AP的動(dòng)態(tài)功率控制。
　　3.將WLAN負(fù)載均衡算法和基

4、于OpenFlow協(xié)議的動(dòng)態(tài)功率控制機(jī)制結(jié)合起來，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)SDN WLAN負(fù)載均衡原型系統(tǒng)。通過系統(tǒng)測試，不僅驗(yàn)證了基于OpenFlow協(xié)議的動(dòng)態(tài)功率控制機(jī)制的有效性，還展示了系統(tǒng)的負(fù)載均衡效果。
　　綜上所述，本論文研究基于SDN架構(gòu)和功率控制的WLAN負(fù)載均衡機(jī)制，提出基于功率控制的負(fù)載均衡算法和基于關(guān)聯(lián)管理的負(fù)載均衡優(yōu)化算法，設(shè)計(jì)基于OpenFlow協(xié)議的動(dòng)態(tài)功率控制機(jī)制，并在此基礎(chǔ)上研發(fā)一套原型系統(tǒng)。本論文的研究工作對于