一种在无线局域网中进行分布式计算的方法和装置与流程

文档序号:15982723发布日期:2018-11-17 00:31阅读:505来源:国知局

本发明涉及数据通信领域,尤其是一种在无线局域网中进行分布式计算的方法和装置。

背景技术

在目前的无线局域网wlan产品中,无线接入控制器ac为了保证集中数据转发的性能,一般拥有较强的处理能力。而无线接入点ap通常采用相对低成本的硬件平台。

而随着802.11协议的升级,尤其在802.11ax协议之后,单台ap的吞吐性能有了很大提高,对硬件平台的要求也越来越高;同时嵌入式硬件平台逐渐成熟,成本越来越低。ap采用的硬件平台处理能力逐渐增强。

新的ap平台,典型的如:armcortex-a532ghz,quad-core的处理器平台,同时具备协处理能力可以进行运算加速。这样的硬件平台在ap的wlan服务中可以保证峰值负载时的处理能力,但在大多数情况时,ap并没有被合理的利用,如夜间,只有少数无线终端sta关联wlan中ap的情况,这样造成了资源的利用率低下的问题。



技术实现要素:

为了解决上述技术问题,本发明的实施例采用如下技术方案:

一种在无线局域网中进行分布式计算的方法,应用于无线接入点ap中,包括:

接收无线控制器ac发送的工作模式指令;

根据所述工作模式指令开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程并对已经运行在所述ap上的无线接入服务进行处理,所述从进程与所述主进程建立连接,所述从进程从所述主进程获取并开始执行所述主进程分配的分布式计算任务。

可选的,所述根据所述工作模式指令开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程并对已经运行在所述ap上的无线接入服务进行处理的步骤包括:

当所述工作模式为数据处理模式时,开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程,解除关联已关联的终端,关闭无线射频收发装置。

可选的,所述根据所述工作模式指令开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程并对已经运行在所述ap上的无线接入服务进行处理的步骤包括:

当所述工作模式为混合处理模式时,开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程,接收所述ac下发的与无线数据转发相关的控制命令,为终端提供无线接入服务。

可选的,所述方法还包括:

当所述工作模式为混合处理模式时,监控所述无线接入服务的负载情况,根据所述负载情况确定所述从进程的运行优先级。

可选的,所述当所述工作模式为混合处理模式时,监控所述无线接入服务的负载情况,根据所述负载情况确定所述从进程的运行优先级的步骤具体包括:

当终端关联的数量等于第一阈值时,或,所述ap的当前数据吞吐量小于等于链路吞吐能力的第一百分比时,确定所述从进程在所述ap中以最高优先级运行;

当所述ap当前关联终端数小于等于所述ac下发的关联终端限制数量的第二百分比,或,所述ap的当前数据吞吐量小于等于链路吞吐能力的第三百分比时,确定所述从进程在所述ap中以低于所述无线接入服务的进程的优先级运行;

当所述ap当前关联终端数大于等于所述ac下发的关联终端限制数量的第四百分比,或,当所述ap的当前数据吞吐量大于等于链路吞吐能力的第五百分比时,确定关闭所述从进程。

可选的,所述从进程与所述主进程建立连接的步骤具体包括:

所述从进程通过所述ap与所述ac之间的capwap链路与所述主进程建立连接。

可选的,所述方法还包括:

所述从进程通过所述ap与所述ac之间的capwap链路接收所述主进程对所述从进程进行更新的指令并更新所述从进程。

本发明实施例的另一方面在于,提供一种在无线局域网中进行分布式计算的装置,包括:

第一接收模块,用于接收无线控制器ac发送的工作模式指令;

进程开启模块,用于根据所述工作模式指令开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程,

无线接入模块,用于根据所述工作模式指令为无线终端提供无线接入服务;

连接模块,用于建立所述从进程与所述主进程之间的连接;

从进程执行模块,用于使所述从进程从所述主进程获取并开始执行所述主进程分配的分布式计算任务。

可选的,所述进程开启模块具体用于:

当所述工作模式为数据处理模式时,开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程,

所述无线接入模块具体用于:当所述工作模式为数据处理模式时,解除关联已关联的无线终端,关闭无线射频收发装置。

可选的,所述进程开启模块具体用于:

当所述工作模式为混合处理模式时,开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程,

所述无线接入模块具体用于:当所述工作模式为混合处理模式时,接收所述ac下发的与无线数据转发相关的控制命令,为无线终端提供无线接入服务。

可选的,所述装置还包括:

监控模块,用于当所述工作模式为混合处理模式时,监控所述无线接入服务的负载情况,

分级模块,用于根据所述负载情况确定所述从进程的运行优先级。

可选的,所述分级模块具体用于:

当终端关联的数量等于第一阈值时,或,所述ap的当前数据吞吐量小于等于链路吞吐能力的第一百分比时,确定所述从进程在所述ap中以最高优先级运行;

当所述ap当前关联终端数小于等于所述ac下发的关联终端限制数量的第二百分比,或,所述ap的当前数据吞吐量小于等于链路吞吐能力的第三百分比时,确定所述从进程在所述ap中以低于所述无线接入服务的进程的优先级运行;

当所述ap当前关联终端数大于等于所述ac下发的关联终端限制数量的第四百分比,或,所述ap的当前数据吞吐量大于等于链路吞吐能力的第五百分比时,确定关闭所述从进程。

可选的,所述连接模块具体用于:

通过所述ap与所述ac之间的capwap链路建立所述从进程与所述主进程之间的连接。

可选的,所述装置还包括:

更新模块,用于通过所述ap与所述ac之间的capwap链路接收所述主进程对所述从进程的更新指令并更新所述从进程。

本发明实施例的有益效果在于,提供一种在无线局域网中进行分布式计算的方法,应用于无线接入点ap中,包括:接收无线控制器ac发送的工作模式指令;根据所述工作模式指令开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程并对已经运行在所述ap上的无线接入服务进行处理,所述从进程与所述主进程建立连接,所述从进程从所述主进程获取并开始执行所述主进程分配的分布式计算任务。由此,提出了一种全新的无线局域网wlan与分布式计算相结合的产品形态,提升wlan产品竞争力,也为分布式计算的普及提出新的思路,为新的商业模式提供了技术基础。可以提供高性能、低功耗的无线局域网分布式计算网络,也降低了分布式计算网络部署的难度和成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种系统结构图;

图2为本发明实施例的一种方法流程图;

图3为本发明实施例的一种方法流程图;

图4为本发明实施例的一种方法流程图;

图5为本发明实施例的一种装置结构图;

图6为本发明实施例的一种装置结构图;

图7为本发明实施例的一种装置结构图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

图1是本发明实施例运行的系统结构示意图,如图1所示,分布式计算平台分为master设备和slave集群两个部分,其中,master设备包含数据服务器和无线接入控制器ac(ac可以是硬件的ac控制器,也可以是云端的ac控制器),slave集群是由多个从属于ac的无线接入点ap组成的(如图1中的ap1、ap2、ap3、ap4),ac和ap之间通过capwap(controlandprovisioningofwirelessaccesspointsprotocolspecification,无线接入点的配置和控制协议)隧道连接(该连接还包含了l2/l3网络,即第二层和第三层网络),在ac上运行分布式计算的主进程,负责对slave集群中的从进程进行管理(比如获取slave节点的设备信息,如ip地址,硬件资源情况等。)和任务分配,在各个ap上运行分布式计算的从进程,负责接收ac上的主进程下发的计算任务并进行运算和结果反馈。

主进程可以提供计算业务相关的与用户交互的接口,如cli(command-lineinterface,命令行界面),web控制界面等,呈现并控制如下内容:主进程的运行信息和状态控制、从进程的运行信息列表和状态控制,主进程及从进程的版本更新和部署界面、运行状态的切换控制界面。

主进程与从进程的具体实现可以不做限制,采用的技术和编程语言亦不作限制。只要能够运行在ac/ap的嵌入式平台,且能够利用分布式框架提供的服务接口即可。如,ac可利用c语言实现需要计算的业务,下发二进制程序到ap端进行计算;也可以使用如lua(一种脚本语言)脚本方式,通过下发脚本代码给ap进行计算。

在主进程上,可以提供如下功能接口:

查询当前ap信息的接口,如:硬件信息,网络信息,版本信息,运行状态等;

部署从进程到特定ap的接口,主进程通过该接口向ap部署从进程包;

启动指定的从进程的接口;

关闭指定的从进程的接口;

重置指定的从进程的接口。

在从进程上,可以提供如下功能接口:

获取当前运行主进程ac信息的接口,如:硬件信息,网络信息,版本信息,运行状态等。

本发明实施例的一个方面在于提供一种在无线局域网中进行分布式计算的方法,应用于无线接入点ap中,如图2所示,包括以下步骤:

s101,接收无线控制器ac发送的工作模式指令;

s103,根据所述工作模式指令开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程并对已经运行在所述ap上的无线接入服务进行处理,

s105,所述从进程与所述主进程建立连接,

s107,所述从进程从所述主进程获取并开始执行所述主进程分配的分布式计算任务。

在本发明的一个实施例中,无线局域网的无线接入服务和分布式计算都要消耗网络带宽和处理器资源,这样,可以根据业务需求将ap分为以下三种工作模式:

一是无线局域网模式,在该模式下,ap只提供无线接入服务;

二是数据处理模式,在该模式下,ap只进行分布式计算,此时ap不提供无线接入服务;

三是混合处理模式,在该模式下,ap保证基础的无线接入服务的同时,还进行分布式计算。

在具体的工作模式切换时,ac可以通过capwap隧道下发工作模式给ap,比如采用capwap协议中的vsp(vendorspecificprotocol)消息通知ap应该工作的工作模式。

ap在接收到工作模式设置vsp消息后,对该消息进行解析并执行工作模式切换操作:

如果是无线局域网模式,则停止分布式计算的进程,也就是与主进程相对应的从进程,确保不消耗系统资源,并启动无线接入服务进程;

ap进入无线接入服务进程后,初始化网络驱动及协议栈,接收ac下发的控制命令,如:wlan配置,radio射频配置,路由配置等,提供无线接入服务;

如果是数据处理模式,则启动分布式计算的进程,也就是与主进程相对应的从进程,并关闭无线接入服务进程;

如果是混合处理模式,则启动分布式计算的进程,也就是与主进程相对应的从进程,从进程自动与ac中主进程建立连接,获取并开始执行分布式计算任务。同时启动无线接入服务进程,初始化网络驱动及协议栈,接收ac下发的控制命令,如:wlan配置,radio射频配置,路由配置等,提供无线接入服务。

可选的,步骤s103具体包括:

当所述工作模式为数据处理模式时,开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程,解除关联已关联的终端,关闭无线射频收发装置。

可选的,如图3所示,步骤s103具体包括:

当所述工作模式为混合处理模式时,开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程,接收所述ac下发的与无线数据转发相关的控制命令,为终端提供无线接入服务。

可选的,如图3所示,所述方法还包括:

s109,当所述工作模式为混合处理模式时,监控所述无线接入服务的负载情况,根据所述负载情况确定所述从进程的运行优先级。

可选的,可以配置监控时间间隔进行所述无线接入服务的负载情况采集,从而判断是否需要调整从进程的优先级。

可选的,步骤s109具体包括:

当终端关联的数量等于第一阈值时,或,所述ap的当前数据吞吐量小于等于链路吞吐能力的第一百分比时,确定所述从进程在所述ap中以最高优先级运行;

这是针对无线接入服务负载空闲的情况,比如,ap上关联的终端数量为0时,则认为无线接入服务负载空闲,或者,所述ap的当前数据吞吐量小于等于链路吞吐能力的10%时,则可确定所述从进程在所述ap中以最高优先级运行;

当所述ap当前关联终端数小于等于所述ac下发的关联终端限制数量的第二百分比,或,所述ap的当前数据吞吐量小于等于链路吞吐能力的第三百分比时,确定所述从进程在所述ap中以低于所述无线接入服务的进程的优先级运行;

这是针对无线接入服务负载正常的情况,如ap上关联的终端数量小于等于ac下发给ap的终端数量的50%时,或,所述ap的当前数据吞吐量小于等于链路吞吐能力的30%时,确定所述从进程在所述ap中以低于所述无线接入服务的进程的优先级运行;如果ap中只运行无线接入服务进程和从进程两个进程,那么无线接入服务进程的优先级最高,从进程的优先级第二。

当所述ap当前关联终端数大于等于所述ac下发的关联终端限制数量的第四百分比,或,当所述ap的当前数据吞吐量大于等于链路吞吐能力的第五百分比时,确定关闭所述从进程;

这是针对无线接入服务负载繁忙的情况,当所述ap当前关联终端数大于等于所述ac下发的关联终端限制数量的80%,或,当所述ap的当前数据吞吐量大于等于链路吞吐能力的30%时,确定关闭所述从进程。

当ap上的cpu资源不足,造成软件队列丢包时,比如,cpu的空闲资源小于等于20%,且,软件报文转发队列达到限制长度,且,软件报文转发队列由于达到限制长度产生丢包,丢包率大于等于1%,则确定关闭所述从进程。

需要说明的是,关闭所述从进程,即认为所述从进程的优先级在所有在ap中运行的进程中最低。

另外,上述百分比的具体数值只是一个优选的实施例,在其他实施例中,可以有多种选择,这里不做限定。

可选的,如图4所示,步骤s105具体包括:

所述从进程通过所述ap与所述ac之间的capwap链路与所述主进程建立连接。

可选的,如图4所示,所述方法还包括:

s111,所述从进程通过所述ap与所述ac之间的capwap链路接收所述主进程对所述从进程进行更新的指令并更新所述从进程。

另外,在本发明的一个实施例中,除了可以根据业务需求将ap分为三种工作模式,还可以根据工作繁忙时间段来对ap上运行的进程进行分配,在白天工作时间,ac指示ap主要用于提供无线接入服务进程,在晚上下班时间,ac指示ap对数据进行运算处理,即运行与所述主进程对应的从进程。

本发明实施例的有益效果在于,提供一种在无线局域网中进行分布式计算的方法,应用于无线接入点ap中,包括:接收无线控制器ac发送的工作模式指令;根据所述工作模式指令开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程并对已经运行在所述ap上的无线接入服务进行处理,所述从进程与所述主进程建立连接,所述从进程从所述主进程获取并开始执行所述主进程分配的分布式计算任务。由此,提出了一种全新的无线局域网wlan与分布式计算相结合的产品形态,提升wlan产品竞争力,也为分布式计算的普及提出新的思路,为新的商业模式提供了技术基础。可以提供高性能、低功耗的无线局域网分布式计算网络,也降低了分布式计算网络部署的难度和成本。

本发明实施例的另一方面在于,提供一种在无线局域网中进行分布式计算的装置,如图5所示,包括:

第一接收模块201,用于接收无线控制器ac发送的工作模式指令;

进程开启模块203,用于根据所述工作模式指令开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程,

无线接入模块205,用于根据所述工作模式指令为无线终端提供无线接入服务;

连接模块207,用于建立所述从进程与所述主进程之间的连接;

从进程执行模块209,用于使所述从进程从所述主进程获取并开始执行所述主进程分配的分布式计算任务。

可选的,所述进程开启模块203具体用于:

当所述工作模式为数据处理模式时,开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程,

所述无线接入模块205具体用于:当所述工作模式为数据处理模式时,解除关联已关联的无线终端,关闭无线射频收发装置。

可选的,所述进程开启模块203具体用于:

当所述工作模式为混合处理模式时,开启与在所述ac上运行的主进程对应的从进程,

所述无线接入模块205具体用于:当所述工作模式为混合处理模式时,接收所述ac下发的与无线数据转发相关的控制命令,为无线终端提供无线接入服务。

可选的,如图6所示,所述装置还包括:

监控模块211,用于当所述工作模式为混合处理模式时,监控所述无线接入服务的负载情况,

分级模块213,用于根据所述负载情况确定所述从进程的运行优先级。

可选的,所述分级模块213具体用于:

当终端关联的数量等于第一阈值时,或,所述ap的当前数据吞吐量小于等于链路吞吐能力的第一百分比时,确定所述从进程在所述ap中以最高优先级运行;

当所述ap当前关联终端数小于等于所述ac下发的关联终端限制数量的第二百分比,或,所述ap的当前数据吞吐量小于等于链路吞吐能力的第三百分比时,确定所述从进程在所述ap中以低于所述无线接入服务的进程的优先级运行;

当所述ap当前关联终端数大于等于所述ac下发的关联终端限制数量的第四百分比,或,所述ap的当前数据吞吐量大于等于链路吞吐能力的第五百分比时,确定关闭所述从进程。

可选的,所述连接模块207具体用于:

通过所述ap与所述ac之间的capwap链路建立所述从进程与所述主进程之间的连接。

可选的,如图7所示,所述装置还包括:

更新模块215,用于通过所述ap与所述ac之间的capwap链路接收所述主进程对所述从进程的更新指令并更新所述从进程。

本发明实施例的有益效果在于,提出了一种全新的无线局域网wlan与分布式计算相结合的产品形态,提升wlan产品竞争力,也为分布式计算的普及提出新的思路,为新的商业模式提供了技术基础。可以提供高性能、低功耗的无线局域网分布式计算网络,也降低了分布式计算网络部署的难度和成本。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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