WLAN可管理快速切换在AP的实现
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:576
近年来,移动性需求越来越被人们所关注。移动性是指移动或者漫游的能力。无线局域网(wlan)设备可提供无束缚的自由移动性。wlan利用无线通信技术在一定的局部范围内建立网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。
wlan技术利用电磁波在空中发送和接收数据,使网上的计算机具有可移动性,能快速、方便地解决有线方式不易实现的网络信道连通问题。ieee无线局域网标准工作组的任务是研究数据速率1 mb/s和2 mb/s、工作在2.4 ghz开放频段的无线设备和网络的全球标准,ieee于1997年6月公布了802.11协议,它是第一代无线局域网标准之一。802.11协议物理层定义了数据传输的信号特征和调制方式;媒体访问控制层涉及空中接口通信协议等技术规范,包括切换部分的内容。在随后为了能有更高的数据通信带宽、更多的功能和能促使无线局域网得到更快速的发展,ieee工作组陆续推出了ieee 802.11a/b/g协议。wlan的移动性能的提高无疑是wlan得到迅速推广的关键。
本文在分析目前采用的wlan切换技术,即站点(sta)主动切换技术,的基础上,为了保证了切换的效率和安全性,提出了可管理快速切换(mfho)技术。该技术可以通过两种方法实现,即切换指示方法和切换申请方法。两种切换方法都支持基于接入点(ap)/接入控制器(ac)的切换。
1.可管理快速切换方法在ap的实现
1.1 目前采用的wlan切换技术
目前无线局域网系统大多遵循ieee 802.11协议,并采用其定义的站点主动切换技术,即在一个扩展服务集(ess)内,sta根据空口信号质量,选择其中信号最强的ap为切换目标接入点,而在接入点间漫游协议(iapp)中,sta在同一ess内不同ap间的切换过程为:
(1)sta寻找到新的目标ap,切断与当前ap的连接,并给目标ap发送重连接请求。
(2)目标ap与sta建立新的连接,给当前ap发送切换通知,并更新二层路由。
(3)当前ap接收到切换通知,通过分布式系统(ds)的安全通道转移sta相关信息至目标ap,并清除本地的sta相关信息。
(4)目标ap接收到sta相关信息并存储,sta切换至目标ap。
上述切换通过连接或重连接(预认证)过程完成,切换延时较长,对时延要求严格的业务在切换时会出现明显中断。在采用重连接过程进行切换时,由于没有对切换目标ap进行必要的安全认证的过程,因此端站的切换过程缺乏安全性保证。随意的sta主动切换还会给负载均衡等优化过程带来不必要的困难。在上述切换中,ap缺乏对切换过程进行有效控制和管理的机制,因此切换效率、服务质量(qos)要求、安全性和优化措施等都难以保证。
1.2 mfho技术
考虑到目前采用的sta主动切换技术存在的缺陷,本文提出了可管理快速切换(mfho)技术,它将切换的控制权置于ap或ac端,且在用户信息移植过程中可将用户的多种信息,包括用户标志信息、安全信息、申请业务信息通过有线网络的安全通道转交给目标ap,有力地保证了切换的效率和安全性,并可以支持不同qos业务的切换要求,便于将来多种业务的扩展。在mfho技术中,sta在同一ess下不同ap间的切换过程如下:
(1)sta上报无线空中接口环境信息(或者切换申请)。
(2)ap/ac根据无线空中接口环境信息和ds信息,判断切换是否发生。
(3)移植sta信息并更新二层路由。
(4)sta切换至目标ap。
mfho技术可以通过两种空中接口方法实现,即切换指示方法和切换申请方法,两者的不同之处在于前者sta是通过无线空中接口环境信息将sta的相关信息,如基本服务区域标识(bssid)、媒体访问控制(mac)地址、认证状态、加密模式、密钥等通知给ap。后者是通过切换申请将sta的相关信息通知给ap。切换判决可以在ap上进行,也可以在更上层的ac上进行,并将判决结果通知ap。ap得到切换判决结果后向sta回复一个切换申请响应或者指示一个切换通知,sta根据该信息切换到目标ap。
mfho切换技术与sta主动切换技术相比较,sta主动切换技术时延包括同步、重连接过程和二层路由更新过程,时延较大;mfho切换技术时延则由同步、sta信息移植和二层路由更新三者中的最大时延决定,并且mfho利用预授权和授权依赖技术,在切换前进行ap和ac间的互认证,并将某个ap对sta的授权扩展至其他可信任ap,从而减少在切换过程中的认证延时。sta主动切换技术不考虑目标ap的负载情况,容易造成sta在多个ap间的频繁切换,致使切换效率降低,而mfho切换技术由ap根据ess内负载分布情况,结合各ap的负载策略进行切换判决,大大提高了切换成功率,同时也提供了避免频繁切换的机制。sta主动切换技术不提供对切换的安全保证机制。尽管在iapp中,提出了基于远程拨号用户认证(radius)的安全切换过程,但是效率低下的切换过程仍存在着被拒绝服务
近年来,移动性需求越来越被人们所关注。移动性是指移动或者漫游的能力。无线局域网(wlan)设备可提供无束缚的自由移动性。wlan利用无线通信技术在一定的局部范围内建立网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。
wlan技术利用电磁波在空中发送和接收数据,使网上的计算机具有可移动性,能快速、方便地解决有线方式不易实现的网络信道连通问题。ieee无线局域网标准工作组的任务是研究数据速率1 mb/s和2 mb/s、工作在2.4 ghz开放频段的无线设备和网络的全球标准,ieee于1997年6月公布了802.11协议,它是第一代无线局域网标准之一。802.11协议物理层定义了数据传输的信号特征和调制方式;媒体访问控制层涉及空中接口通信协议等技术规范,包括切换部分的内容。在随后为了能有更高的数据通信带宽、更多的功能和能促使无线局域网得到更快速的发展,ieee工作组陆续推出了ieee 802.11a/b/g协议。wlan的移动性能的提高无疑是wlan得到迅速推广的关键。
本文在分析目前采用的wlan切换技术,即站点(sta)主动切换技术,的基础上,为了保证了切换的效率和安全性,提出了可管理快速切换(mfho)技术。该技术可以通过两种方法实现,即切换指示方法和切换申请方法。两种切换方法都支持基于接入点(ap)/接入控制器(ac)的切换。
1.可管理快速切换方法在ap的实现
1.1 目前采用的wlan切换技术
目前无线局域网系统大多遵循ieee 802.11协议,并采用其定义的站点主动切换技术,即在一个扩展服务集(ess)内,sta根据空口信号质量,选择其中信号最强的ap为切换目标接入点,而在接入点间漫游协议(iapp)中,sta在同一ess内不同ap间的切换过程为:
(1)sta寻找到新的目标ap,切断与当前ap的连接,并给目标ap发送重连接请求。
(2)目标ap与sta建立新的连接,给当前ap发送切换通知,并更新二层路由。
(3)当前ap接收到切换通知,通过分布式系统(ds)的安全通道转移sta相关信息至目标ap,并清除本地的sta相关信息。
(4)目标ap接收到sta相关信息并存储,sta切换至目标ap。
上述切换通过连接或重连接(预认证)过程完成,切换延时较长,对时延要求严格的业务在切换时会出现明显中断。在采用重连接过程进行切换时,由于没有对切换目标ap进行必要的安全认证的过程,因此端站的切换过程缺乏安全性保证。随意的sta主动切换还会给负载均衡等优化过程带来不必要的困难。在上述切换中,ap缺乏对切换过程进行有效控制和管理的机制,因此切换效率、服务质量(qos)要求、安全性和优化措施等都难以保证。
1.2 mfho技术
考虑到目前采用的sta主动切换技术存在的缺陷,本文提出了可管理快速切换(mfho)技术,它将切换的控制权置于ap或ac端,且在用户信息移植过程中可将用户的多种信息,包括用户标志信息、安全信息、申请业务信息通过有线网络的安全通道转交给目标ap,有力地保证了切换的效率和安全性,并可以支持不同qos业务的切换要求,便于将来多种业务的扩展。在mfho技术中,sta在同一ess下不同ap间的切换过程如下:
(1)sta上报无线空中接口环境信息(或者切换申请)。
(2)ap/ac根据无线空中接口环境信息和ds信息,判断切换是否发生。
(3)移植sta信息并更新二层路由。
(4)sta切换至目标ap。
mfho技术可以通过两种空中接口方法实现,即切换指示方法和切换申请方法,两者的不同之处在于前者sta是通过无线空中接口环境信息将sta的相关信息,如基本服务区域标识(bssid)、媒体访问控制(mac)地址、认证状态、加密模式、密钥等通知给ap。后者是通过切换申请将sta的相关信息通知给ap。切换判决可以在ap上进行,也可以在更上层的ac上进行,并将判决结果通知ap。ap得到切换判决结果后向sta回复一个切换申请响应或者指示一个切换通知,sta根据该信息切换到目标ap。
mfho切换技术与sta主动切换技术相比较,sta主动切换技术时延包括同步、重连接过程和二层路由更新过程,时延较大;mfho切换技术时延则由同步、sta信息移植和二层路由更新三者中的最大时延决定,并且mfho利用预授权和授权依赖技术,在切换前进行ap和ac间的互认证,并将某个ap对sta的授权扩展至其他可信任ap,从而减少在切换过程中的认证延时。sta主动切换技术不考虑目标ap的负载情况,容易造成sta在多个ap间的频繁切换,致使切换效率降低,而mfho切换技术由ap根据ess内负载分布情况,结合各ap的负载策略进行切换判决,大大提高了切换成功率,同时也提供了避免频繁切换的机制。sta主动切换技术不提供对切换的安全保证机制。尽管在iapp中,提出了基于远程拨号用户认证(radius)的安全切换过程,但是效率低下的切换过程仍存在着被拒绝服务