一种面向云AP的多控制代理统一管理系统和方法与流程

本发明属于下一代网络及计算机网络技术领域，具体地涉及一种面向云AP的多控制代理统一管理系统和方法。

背景技术：

随着移动互联网时代到来，人们习惯随时随地访问网络，大规模开放的无线网络建设在加速增长，无线网络的快速组建及其集中管理的研究成了今年的研究热点。文献 [平本祥. WiFi网络 AP 和 AC 组网演进简析[J]. 电信快报: 网络与通信, 2012 (7): 7-10.] 从WiFi网络演进入手，阐述了从胖AP（接入点）组网至瘦AP+AC（AP控制器）架构演变的由来。文献[曹炳健. 基于城域网的瘦AP+AC的 WLAN 网络构建[J]. 数字技术与应用, 2011 (5): 153-154.]介绍了基于城域网的瘦AP+AC架构的WLAN网络构建。

为了能对多个网络进行统一集中管理，中国专利文献CN 105554758公开了一种基于云平台管理系统的WiFi网络组建方式，与传统的AP+AC的组网方式不同，该组网方式中，各个局点只需要部署AP，不需要部署AC。所有的AP均需要通过接入共用的控制代理服务器与云平台管理系统交互，这里的控制代理服务器用于转发云平台管理系统对AP的管理和配置信息。网络管理者可以通过云平台管理系统的前台页面轻松管理AP、管理网络。

然而，随着网络的不断拓展，越来越多的WiFi网络接入到云平台管理系统中，控制代理服务器负载越来越重，以至于不能在AP和云平台管理系统之间及时处理和转发消息，使得系统瘫痪。因此，多个控制代理服务器共存的技术必须亟待解决。

技术实现要素：

鉴于上述存在的技术问题，本发明目的是：提供一种基于云平台的多控制代理服务器统一管理系统和方法，解决了因AP数量过多给代理服务器带来的过重负载的问题，实现了多控制代理服务器网络的统一管理，对网络的可拓展提供了基础。

本发明的技术方案是：

一种面向云AP的多控制代理统一管理系统，包括云平台管理系统和与其连接的AP，其特征在于，所述云平台管理系统和AP之间通过控制代理服务器连接，所述云平台管理系统连接多个控制代理服务器，所述控制代理服务器连接多个AP；

所述控制代理服务器，用于转发云平台管理系统对AP的管理和配置信息；

所述云平台管理系统，用于记录AP以及配置的控制代理服务器信息；根据当前网络状态、所有控制代理服务器状态以及请求AP对控制代理服务器的限制参数，给请求AP配置控制代理服务器。

优选的，所述请求AP通过自身默认的控制代理服务器向云平台管理系统发送请求配置消息。

优选的，所述云平台管理系统包括数据库模块，所述数据库模块包括控制代理服务器信息表、AP与控制代理服务器关联表以及其他应用数据表；

所述控制代理服务器信息表，用于存储控制代理服务器信息，至少包括控制代理服务器的mac地址、控制代理服务器的外网IP地址、控制代理服务器的局域网IP地址、关联的AP在线数量、最新更新时间、是否有效以及其他控制代理服务器属性；

所述AP与控制代理服务器关联表，用于记录AP所配置的控制代理服务器，至少包括AP的mac地址、控制代理服务器的mac地址以及关联是否有效；

所述其他应用数据表，用于存储网页第三方应用数据。

优选的，当AP接收到云平台管理系统发送的控制代理配置的命令时，AP更改自身的控制代理，并自动重启AP的控制代理客户端登录到控制代理服务器，启动完毕后通知云平台管理系统更改成功信息；所述通知更改成功信息，至少包括AP的mac地址、AP所使用的控制代理以及更改成功信息标签；当云平台管理系统接收到该信息后，判断该信息是否有效，若有效则更改AP与控制代理关联表。

优选的，所述云平台管理系统还包括接口模块，所述接口模块至少包括控制代理服务器配置接口模块、AP管理控制接口模块以及控制代理服务器管理接口模块；

所述控制代理服务器配置接口模块，用于通过云平台管理系统的前台配置页面对AP配置指定的控制代理服务器，配置完成后反馈AP的配置状态给云平台管理系统；

所述AP管理控制接口，用于通过云平台管理系统的前台配置页面对AP管理和控制；

所述控制代理服务器管理接口，用于云平台管理系统对控制代理服务器的管理，实时获取所有控制代理服务器信息。

本发明还公开了一种面向云AP的多控制代理统一管理方法，其特征在于，包括以下步骤：

AP通过自身默认的控制代理服务器向云平台管理系统发送请求配置消息；

云平台管理系统根据当前网络状态、所有控制代理服务器状态以及请求AP对控制代理服务器的限制参数，给请求AP配置控制代理服务器。

优选的，当AP接收到云平台管理系统发送的控制代理配置的命令时，AP更改自身的控制代理，并自动重启AP的控制代理客户端登录到控制代理服务器，启动完毕后通知云平台管理系统更改成功信息；所述通知更改成功信息，至少包括AP的mac地址、AP所使用的控制代理以及更改成功信息标签；当云平台管理系统接收到该信息后，判断该信息是否有效，若有效则更改AP与控制代理关联表。

优选的，当有新的AP添加到网络中时，执行以下步骤：

AP通过TCP线程连接到AP当前的默认的控制代理服务器i上，然后发送获取控制代理请求消息；

云平台管理系统根据当前网络状态、所有控制代理服务器状态以及请求AP对控制代理服务器的限制参数，得出控制代理服务器j，然后返回该合适的控制代理服务器j的参数至控制代理服务器i，控制代理服务器i接收到参数后返回给AP；

AP获取到控制代理服务器j后，通过AP的控制代理客户端登录到控制代理服务器j，控制代理服务器j本地监听随机端口号，并映射到AP的HTTP端口，控制代理服务器j将AP的MAC地址、本地监听的端口号、该控制代理服务器的参数在云平台管理系统中注册。

与现有技术相比，本发明的优点是：

1．本发明中以云平台管理系统作为管理服务系统，极大的提高了网络管理者对多控制代理服务器的管理效率。

2．本发明中实现了多个控制代理服务器的统一管理，不但降低了单个控制代理服务器的负载，提高了云平台管理系统对AP的管理效率，提高了网络用户的使用体验，而且对历史信息都有记录，便于维护。

3．本发明中不限控制代理服务器数量，并且对AP的控制代理服务器分配完全自动，使得对应用和网络的可扩展性有极大的提高，有很强的实用性。

附图说明

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明面向云AP的多控制代理服务器统一管理系统的结构框图；

图2为本发明面向云AP的多控制代理服务器统一管理系统的系统数据的分层管理结构框图；

图3为本发明面向云AP的多控制代理服务器统一管理系统的AP启动时配置控制代理服务器流程图。

具体实施方式

以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。

实施例：

以一套云平台管理系统应用为实例进行说明，如图1所示，本发明以云平台管理系统作为管理服务系统，用于记录AP以及它配置的控制代理服务器的信息，根据这些信息可以得到与指定AP交互时所使用的控制代理服务器。

云平台管理系统提供用于网络管理者对AP配置控制代理服务器的接口模块。

云平台管理系统提供对多控制代理服务器网络的接口支持。

云平台管理系统根据云平台管理系统根据当前网络状态、所有控制代理服务器状态以及请求AP自身的属性信息，能给AP分配合适的控制代理服务器。

网络管理者也可以同通过云平台管理系统提供的接口对AP进行控制代理服务器的配置，一旦AP通过网络管理者手动配置以后，网络管理者需要重新启动对控制代理服务器连接TCP线程。

系统中部署了很多AP，用来提供开放无线网络，它们所部署的网络不尽相同，所连接的控制代理服务器也不尽相同，但是可以通过网络连接到云平台管理系统并且受控于云平台管理系统。

系统中还部署了多个控制代理服务器，用来给AP和云平台管理系统之间的消息转发，云平台管理系统所有的配置都要经过控制代理服务器下发给AP，AP的很多应用请求也要经过控制代理服务器器的转发，比如AP的认证流程等。

图2是本应用的数据分层管理结构框图。从图中可以看到云平台管理系统的接口采用的是RESTful结构框架。本应用的支持提供的接口模块有：控制代理服务器配置接口模块、AP管理控制接口模块、控制代理服务器管理接口模块以及其他应用接口模块。

控制代理服务器配置接口模块主要包括了config_ap，state_config等接口，它的作用是实现对AP所使用的控制代理服务器的配置。管理员通过云平台管理系统提供的前台页面手动给指定的AP配置适合的AP控制代理服务器时，会执行控制代理服务器配置接口config_ap，之后AP配置好以后返回配置的状态以供云平台管理系统对全局状态的了解。

config_ap接口的功能包括对AP上控制代理服务器的配置，以及配置的控制代理服务器参数的传递。当AP配置好控制代理服务器以后，会自动重新启动AP的控制代理服务器客户端登录到控制代理服务器服务器。

state_config接口的功能包括AP对云平台管理系统传递此次配置的状态，若AP配置控制代理服务器成功，那么云平台管理系统根据一系列参数的比对，例如，配置成功的控制代理服务器是否是目前收到该接口请求时的转发控制代理服务器。然后根据不同的参数比对结果更改数据库信息。

AP管理控制接口模块主要包括了一系列管理控制AP的接口，如ap_get_cp，ap_login，ap_restart，ap_radioconfig，ap_ssidconfig等等。它的作用是对AP的管理和配置。管理员通过云平台管理系统的前台页面对AP进行配置时，就会调用相应的接口，例如给AP配置WiFissid参数的时候，就会执行ap_ssidconfig。为了使得这些接口的调用也能够支持多控制代理服务器，我们对一接口做了一些修改。

ap_get_cp接口的功能主要是AP主动从云平台管理系统获取控制代理服务器。当AP启动时便通过默认的控制代理服务器连接到云平台管理系统，然后调用该接口获取当前合适的控制代理服务器参数。

ap_login接口的功能包括AP的登录到云平台管理系统，将AP登录的信息记录到数据库。AP获取到合适的控制代理服务器后，通过AP的代理客户端登录到控制代理服务器，控制代理服务器在本地监听随机端口号，并映射到AP的HTTP端口。控制代理服务器通过该接口，将AP的MAC地址，本地监听的端口号，该控制代理服务器的参数等信息注册到云平台管理系统。

ap_restart接口的功能主要是重新启动AP。管理员通过云平台管理系统重新启动指定AP时，会执行该接口，直接将重启命令通过控制代理服务器转发给AP。为了支持多控制代理服务器环境，云平台管理系统必须通过自身数据库来获取指定的AP的控制代理服务器地址，然后通过这个地址来转发重启命令。

ap_radioconfig接口的功能主要是配置AP的WiFi radio参数。管理员通过云平台管理系统配置AP的WiFi radio参数时，会执行该接口，直接将配置命令和参数通过控制代理服务器转发给AP。为了支持多控制代理服务器环境，云平台管理系统必须通过自身数据库来获取指定的AP的控制代理服务器地址，然后通过这个地址来转发重启命令和参数。

ap_ssidconfig接口的功能主要是配置AP的WiFissid参数。管理员通过云平台管理系统配置AP的WiFissid参数时，会执行该接口，直接将配置命令和参数通过控制代理服务器转发给AP。为了支持多控制代理服务器环境，云平台管理系统必须通过自身数据库来获取指定的AP的控制代理服务器地址，然后通过这个地址来转发重启命令和参数。

对于其他的AP管理控制接口，为了支持多控制代理服务器环境，云平台管理系统必须通过自身数据库来获取指定的AP的控制代理服务器地址。然后在做相应的操作。

控制代理服务器管理接口模块主要包括了get_cp_info接口，该接口作用是云平台管理系统实时获取所有控制代理服务器的信息，以供云平台管理系统给AP分配合适的控制代理服务器作为依据。

其他应用接口模块主要是网页第三方应用的一些接口，主要用来给网络管理者管理和分析的。

云平台管理系统还包括数据库模块，数据库模块包括控制代理服务器信息表，AP与控制代理服务器关联表，网络配置数据表以及其他应用数据表。

控制代理服务器信息表：主要用来存储控制代理服务器的实时信息表，至少包括控制代理服务器的mac地址，控制代理服务器的外网IP地址，控制代理服务器的局域网IP地址，关联的AP在线数量，最新更新时间，是否有效，其他控制代理服务器属性；为了维护该表，控制代理服务器需要调用云平台管理系统的get_cp_info接口来上报自身的参数信息。云平台管理系统对于过时的控制代理服务器信息，将设置为无效。

AP与控制代理服务器关联表：主要用来存储AP配置的控制代理服务器服务器，至少包括AP的mac地址，控制代理服务器的mac地址，关联是否有效。一旦AP启动登录进云平台管理系统或者AP修改了AP的控制代理服务器，都会设置该表来更新配置的控制代理服务器。

网络配置数据表：包括两个表，一个是用来存储SSID的配置数据表S，一个是用来存储AP的配置数据表A，其中表S至少包括SSID的名称、认证方式、认证有效时间、其他配置参数等，表A至少包括AP的mac地址、wifidog启动状态、AP绑定的SSID、其他配置参数等。

其他应用数据表主要是网页第三方应用的一些数据表，主要用来给网络管理者管理和分析的。

接下来通过结合图1和图3的系统结构和上线流程应用实例更加详细的叙述本发明。

假设有一套系统部署如图1所示，云平台管理系统使用了多个控制代理服务器服务器，网络A的管理员需要添加新的AP到该网络中，步骤如下：

网络管理员先确保云平台管理系统及其他设备正常，然后将AP连接到网络A中并且启动。这时候AP上线的过程如图3所示，首先AP通过TCP线程连接到AP当前的默认的控制代理服务器i上，然后发送获取合适的控制代理服务器请求（如图中的①过程），控制代理服务器i接收到请求后调用云平台的ap_get_cp接口（如图中的②过程）。云平台上执行该接口的程序，根据当前的所有的控制代理服务器参数和AP的网络参数，然后调用控制代理服务器的分配算法，得出合适的AP的控制代理服务器j，然后返回该合适的控制代理服务器j的参数至控制代理服务器i（如图中的③过程），控制代理服务器i接收到参数后返回给AP（如图中的④过程）。AP获取到合适的控制代理服务器j后，通过AP的控制代理客户端登录到控制代理服务器j，控制代理服务器在本地监听随机端口号，并映射到AP的HTTP端口。代理服务器通过ap_login接口，将AP的MAC地址，本地监听的端口号，该控制代理服务器的参数等信息注册到云平台管理系统。

控制代理服务器的分配算法，该算法从所有满足AP限制条件的代理服务器中选择一个负载最小的服务器，作为当前AP的最合适代理服务器j。具体算法如下：

输入：所以控制代理服务器的状态参数，AP的网络参数及其对控制代理服务器的限制参数；限制参数可以为AP自身的属性信息等。

1、遍历所有控制代理服务器，获得符合AP限制条件的控制代理服务器集合CPSET；

2、从集合CPSET中选择一个负载最小的控制代理服务器j；

3、返回控制代理服务器j的网络参数。

当然本发明并不局限于上述的分配算法，可以根据其它参数选择合适的控制代理服务器。

当AP登陆上云平台管理系统之后，网络管理员可以通过云平台管理系统的前台页面对AP进行一系列的配置，这些配置的中都需要查询AP所关联的控制代理服务器，然后将配置命令和参数发送给相应的控制代理服务器，由该控制代理服务器转发配置命令和参数至AP。网络管理员还可以在云平台管理系统前台手动配置AP的控制代理服务器。

从以上过程可以看出来，当系统中部署了大量的控制代理服务器时，我们发明的该方法形成了一套自动配置，自动管理的系统方案，而且能够非常兼容的使用配置的控制代理服务器为网络管理者服务。同时管理者也能方便的手动配置AP的控制代理服务器。

上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。