接入点发现无线控制器的方法、系统和相关装置与流程

本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种AP(接入点)发现AC(无线控制器)的方法、系统和相关装置。

背景技术：

LAN(局域网，Local Area Networks)主要由AC(Access Controller，无线控制器)和AP(Access Point，无线接入点)组成，其中AC负责管理和控制AP，AP提供无线客户端到局域网的桥接功能。AP在上电后，需要发现并接入AC，目前AP发现AC的方式主要包括两种：

一种是广播发现机制，即AP在LAN内广播发现请求报文，LAN内的AC接收到该发现请求报文后回复包含自身IP地址的响应。

另一种是单播发现机制，即预先在AP上配置AC的IP地址，AP直接利用配置的IP地址来接入AC。

然而，在LAN网络逐渐成为独立网络的今天，云AC是未来AC的发展趋势，所谓云AC就是将AC管理和控制的功能放到云端，即在云端部署一个AC集群，该AC集群中的各AC可以体现为虚拟AC(vAC)。各AP可以共享该vAC集群。这种架构具有低成本、易管理、虚拟化、可伸缩网络架构等特点，在无线网络改造和扩容时都非常方便，可以有效地降低IT成本和网络复杂性。对于AC部署在云端的情况下，这种跨公网的网络环境使得现有AP发现AC的机制不再适用。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种AP发现AC的方法、系统和相关装置，以适用于AC部署在云端情况下的跨公网网络环境。

具体技术方案如下：

本发明提供了一种接入点AP发现无线控制器AC的方法，该方法包括：

AP向负载分担器LB发送发现请求报文；

接收所述LB返回的云端AC集群中的一个AC的地址信息；

依据所述AC的地址信息，向AC请求建立连接。

根据本发明一可选实施方式，所述AP向LB发送发现请求报文包括：

所述AP利用预先配置的指向所述LB的域名，向所述LB发送发现请求报文。

根据本发明一可选实施方式，一个以上的LB共用一个域名，所述域名被解析至其中一个LB。

根据本发明一可选实施方式，该方法还包括：

在向AC请求建立连接时，如果无法连接所述AC，则重新向所述LB发送发现请求报文，该发现请求报文携带无法连接的AC的地址信息；或者，

如果所述AP与所述AC断开连接后，尝试N次向所述AC建立连接失败，则重新向所述LB发送发现请求报文，该发现请求报文携带无法连接的AC的地址信息，所述N为预设的正整数。

本发明提供了一种AP发现AC的方法，该方法包括：

LB接收AP发送的发现请求报文；

从云端AC集群中为所述AP分配AC，将分配的AC的地址信息返回给所述AP。

根据本发明一可选实施方式，该方法还包括：所述LB定时获取所述AC集群中各AC的负载信息；

所述从云端AC集群中为所述AP分配AC包括：依据负载均衡原则，从所述AC集群中为所述AP分配AC。

根据本发明一可选实施方式，所述AC的负载信息包括：AC的CPU利用率、内存利用率、带宽利用率以及AP的上线率中的一种或任意组合。

根据本发明一可选实施方式，所述发现请求报文包括所述AP无法连接的 AC的地址信息；

在所述从云端AC集群中为所述AP分配AC时，排除所述AP无法连接的AC。

根据本发明一可选实施方式，在依据负载均衡原则，从所述AC集群中为所述AP分配AC时，进一步依据以下原则中的至少一种：

优先为所述AP分配距离所述AP最近的AC；

优先为所述AP分配软件版本兼容性最好的AC；

优先为所述AP分配属于同一网络运营商的AC。

本发明还提供了一种AP，该AP包括：

发现请求单元，用于向LB发送发现请求报文；

地址接收单元，用于接收所述LB返回的云端AC集群中的一个AC的地址信息；

连接建立单元，用于依据所述AC的地址信息，向AC请求建立连接。

根据本发明一可选实施方式，所述发现请求单元，具体利用预先配置的指向所述LB的域名，向所述LB发送发现请求报文。

根据本发明一可选实施方式，所述连接建立单元在向所述AC请求建立连接时，如果无法连接所述AC，则将无法连接的AC的地址信息提供给所述发现请求单元；或者，如果所述AP与所述AC断开连接后，尝试N次向所述AC建立连接失败，则将无法连接的AC的地址信息提供给所述发现请求单元；

所述发现请求单元，还用于获取到所述连接建立单元提供的无法连接的AC的地址信息后，重新向所述LB发送发现请求报文，该发现请求报文携带无法连接的AC的地址信息。

本发明还提供了一种LB，该LB包括：

发现接收单元，用于接收AP发送的发现请求报文；

分配单元，用于在所述发现接收单元接收到所述发现请求报文后，从云端AC集群中为所述AP分配AC；

发现响应单元，用于将所述分配单元分配的AC的地址信息返回给所述AP。

根据本发明一可选实施方式，该LB还包括：

AC管理单元，用于定时获取所述AC集群中各AC的负载信息；

所述分配单元，具体用于依据负载均衡原则，从所述AC集群中为所述AP分配AC。

根据本发明一可选实施方式，所述AC的负载信息包括：AC的CPU利用率、内存利用率、带宽利用率以及AP的上线率中的一种或任意组合。

根据本发明一可选实施方式，所述发现请求报文包括所述AP无法连接的AC的地址信息；

所述分配单元在从云端AC集群中为所述AP分配AC时，排除所述AP无法连接的AC。

根据本发明一可选实施方式，所述分配单元在依据负载均衡原则，从所述AC集群中为所述AP分配AC时，进一步依据以下原则中的至少一种：

优先为所述AP分配距离所述AP近的AC；

优先为所述AP分配软件版本兼容性最好的AC；

优先为所述AP分配属于同一网络运营商的AC。

本发明还提供了一种AP发现AC的系统，该系统包括：上述AP和上述LB。

根据本发明一可选实施方式，该系统还包括：云端AC集群。

根据本发明一可选实施方式，该系统还包括：网络管理平台；

所述云端AC集群中的各AC上报负载信息至所述网络管理平台；

所述LB定时从所述网络管理平台获取所述AC集群中各AC的负载信息。

由以上技术方案可以看出，本发明中AP向LB发送发现请求报文，由LB从云端AC集群中分配一个AC给AP，并将该AC的地址信息返回给AP，AP依据该AC的地址信息，向AC请求建立连接。本发明的该方式适应于AC部署在云端环境下的跨公网网络环境。

【附图说明】

图1为本发明所基于的系统架构图；

图2为本发明实施例提供的详细方法流程图；

图3为本发明实施例提供的发现请求报文中供应商特定载荷的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的AP的结构图；

图5为本发明实施例提供的LB的结构图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

图1为本发明所基于的系统架构图，该系统主要包括：LB(负载分担器)、云端AC集群和AP。其中，LB和云端AC集群均设置于云端，LB和云端AC集群可以位于同一服务器，也可以分别位于不同的服务器，云端AC集群中的各AC同样可以位于同一服务器，也可以分别位于不同的服务器，甚至可以位于不同的区域，例如有的AC位于北京、有的AC位于上海等等。作为一种优选的实施方式，云端AC集群和LB部署于共有云的虚拟机上，此时云端AC集群中的各AC以虚拟AC(vAC)的形式存在，后续图2所示的实施例中以vAC为例进行描述。另外，为了提高LB设备的可靠性，LB也可以以集群的形式存在，并且在LB集群内部也可以实现负载均衡。

本发明实施例中所涉及的“云端”指的是采用应用程序虚拟化技术的软件平台，通过该平台，各类常用软件都能够在独立的虚拟化环境中被封装起来。云端AC集群就是在该虚拟化环境中的AC软件集群，该集群中的各AC以虚拟化软件形式存在。

LB主要包括以下功能：

1)定时获取AC集群中各AC的相关信息，例如负载信息、版本信息等。该LB可以从网络管理平台获取AC集群中各AC的相关信息。

2)接收AP发送的发现请求报文。图1中并未示出所有AP与LB的连接关系。

3)从云端AC集群中为发送发现请求报文的AP分配AC。LB可以依据负载均衡原则为AP分配AC，还可以进一步结合其他因素，诸如AP是否连接过该AC且连接失败、AP与AC的距离、AP与AC的软件版本、AP与AC是否属于同一运营商，等等。具体将在后续实施例中详细描述。

4)将分配的AC的地址信息返回给AP。

AP主要包括以下功能：

1)向LB发送发现请求报文。

2)接收LB返回的AC地址信息，该AC是LB从云端AC集群中为该AP分配的AC。

3)依据LB返回的AC地址信息，向AC请求建立连接，即协商建立CAPWAP隧道。

4)如果无法连接AC，则重新向LB发送发现请求报文，在该发现请求报文中携带无法连接的AC的地址信息。

5)如果AP与AC的连接断开，尝试N次向该AC建立连接失败，N为预设的正整数，则重新向LB发送发现请求报文，在该发现请求报文中携带无法连接的AC的地址信息。

AC的主要功能如下：

1)与AP建立连接。

2)收集AP上的运行信息并上报到网络管理平台，根据网络管理平台下发的配置下发到具体的AP。

3)定时上报AC的相关信息到网络管理平台，其中相关信息包括负载信息、版本信息等。

图2为本发明实施例提供的详细方法流程图，如图2中所示，在201中，LB定时获取云端AC集群中的vAC的相关信息，主要包括负载信息，还可以包括版本信息等。LB在获取vAC的相关信息时，各vAC可以定时上报自 身的相关信息给网络管理平台，网络管理平台负责对网络中的各设备进行管理，LB定时从网络管理平台获取各vAC的相关信息，这种架构无需LB与各vAC之间直接进行连接，方便管理和维护。当然，也可以LB直接从各vAC获取相关信息。该步骤是周期性执行的步骤。

当有AP启动后，执行202，解析预先配置的指向LB的域名，依据解析得到的LB的地址信息，向LB发送发现请求报文。在本发明实施例中，可以预先在各AP配置指向LB的域名，在进行域名解析后得到LB的地址信息。这种方式可以解决LB的单点问题，即该域名可以指向LB集群，解析得到的LB的地址信息可以是该LB集群中任意一个工作正常的LB，也可以是该LB集群中负载较小的LB(即可以在LB集群中实现负载分担，该负载分担在域名解析服务器上实现控制)，也可以是该LB集群中距离AP最近的LB，等等。

当然，除了本步骤中的方式之外，也可以直接在AP预先配置LB的地址信息，利用该地址信息向LB发送发现请求报文。但优选202中所示的方式。

如果该发现请求报文是AP尝试连接某vAC失败之后发送的(具体情况将在后续描述中涉及)，那么该发现请求报文中可以携带无法连接的vAC的地址信息，该地址信息可以携带在发现请求报文中的vendor specific payload(供应商特定载荷)中，该vendor specific payload的结构可以例如图3中所示。其中Vendor Identifier(供应商标识)是用于区分各vendor specific payload字段，Element ID(元素标识)用于区分Vendor Identifier字段中的子属性，vAC IP用于携带vAC的IP地址，AP Software Version用于携带AP的软件版本信息。

在203中，接收到发现请求报文的LB，依据负载均衡原则，从AC集群中为AP分配vAC。

由于在201中LB会定时获取vAC集群中各vAC的相关信息，包括负载信息，因此在本步骤中可以依据负载均衡原则，优选当前负载小的vAC分 配给AP。其中上述负载信息可以包括但不限于：CPU利用率、内存利用率、带宽利用率以及AP的上线率中的一种或任意组合。AP的上线率指的是该vAC中当前连接的AP数量与该vAC可容纳的AP数量的比值。

在依据负载均衡原则，从vAC集群中为AP分配vAC时，可以首先根据发现请求报文中携带的无法连接的vAC的地址信息，排除该AP无法连接的vAC，这样该AP无法连接的vAC就不会再次被分配给该AP，从而提高AP连接上vAC的概率。

除了依据负载均衡原则之外，还可以结合其他原则，例如：优先为AP分配距离AP最近的vAC；优先为AP分配软件版本兼容性最好的vAC；优先为AP分配属于同一网络运营商的vAC。

下面列举一种方式，可以针对该AP确定各vAC的优先级，然后选择优先级最高的AC分配给AP。确定优先级的方式可以如下：

如果AP发送的发现请求报文中携带无法连接的AC的地址信息，则将该无法连接的AC的优先级设置为0。

否则，vAC的优先级P采用下面的公式确定：

P＝a1*(1-L1)+a2*(1-L2)+a3*(1-L3)+a4*(1-L4)+a5*L5

其中，a1、a2、a3、a4和a5为权重系数，L1为vAC的CPU利用率，L2为vAC的内存利用率，L3为vAC的带宽利用率，L4为vAC的AP上线率，L5为AP与vAC的匹配程度评分，该L5可以由AP与vAC是否属于同一区域，AP与vAC的软件版本是否一致，AP与vAC是否属于同一网络运营商等综合评分。

在204中，LB将为AP分配的vAC的地址信息携带在发现响应报文中返回给AP。

AP从接收到的发现响应报文中解析出vAC的地址信息，在205中依据该地址信息请求与vAC建立连接，即与AC协商建立CAPWAP(Control And Provisioning ofWireless Access Points Protocol Specification，无线接入点的控制和配置协议)隧道。

如果AP与该vAC无法建立连接，那么重新转至202，向LB发送发现请求报文，该发现请求报文中携带该vAC的地址信息。

如果AP与vAC的连接断开，则AP会尝试重新与该vAC建立连接，如果尝试N次均失败，N为预设的正整数，那么转至202，AP向LB发送发现请求报文，该发现请求报文中携带无法连接的vAC的地址信息。

图4为本发明实施例提供的AP的结构图，如图4中所示，该AP可以包括发现请求单元01、地址接收单元02和连接建立单元03。其中各组成单元的主要功能如下：

发现请求单元01负责向LB发送发现请求报文。当AP启动后，可以解析预先配置的指向LB的域名，依据解析得到的LB的地址信息，向LB发送发现请求报文。在本发明实施例中，可以预先在各AP配置指向LB的域名，在进行域名解析后得到LB的地址信息。这种方式可以解决LB的单点问题，即该域名可以指向LB集群，解析得到的LB的地址信息可以是该LB集群中任意一个工作正常的LB，也可以是该LB集群中负载较小的LB(即可以在LB集群中实现负载分担，该负载分担在域名解析服务器上实现控制)，也可以是该LB集群中距离AP最近的LB，等等。除了这种方式之外，也可以直接在AP上预先配置LB的地址信息，利用预先配置的地址信息向LB发送发现请求报文。

LB接收发现请求报文后，会从AC集群中为AP分配AC，将分配的AC的地址信息通过发现响应报文返回给AP，因此地址接收单元02接收LB返回的云端AC集群中的一个AC的地址信息。

连接建立单元03负责依据AC的地址信息，向AC请求建立连接，即与AC协商建立CAPWAP隧道。

连接建立单元03在向AC请求建立连接时，如果无法连接AC，则将无法连接的AC的地址信息提供给发现请求单元01；或者，如果AP与AC断开连接后，尝试N次向AC建立连接失败，N为预设的正整数，则将无法连接的AC的地址信息提供给发现请求单元01。

发现请求单元01获取到连接建立单元03的无法连接的AC的地址信息后，重新向LB发送发现请求报文，该发现请求报文携带无法连接的AC的地址信息。

图5为本发明实施例提供的LB的结构图，如图5所示，该LB可以包括：发现接收单元11、分配单元12和发现响应单元13，还可以包括AC管理单元14，各组成单元的主要功能如下：

发现接收单元11负责接收AP发送的发现请求报文。

分配单元12负责在发现接收单元11接收到发现请求报文后，从云端AC集群中为AP分配AC。

发现响应单元13负责将分配单元12分配的AC的地址信息返回给AP。

AC管理单元14负责定时获取AC集群中各AC的负载信息，上述的分配单元12可以依据负载均衡原则，从AC集群中为AP分配AC。AC管理单元14在获取AC的负载信息时，各AC可以定时上报自身的相关信息给网络管理平台，网络管理平台负责对网络中的各设备进行管理，AC管理单元14定时从网络管理平台获取各AC的相关信息，这种架构无需LB与各vAC之间直接进行连接，方便管理和维护。当然，也可以AC管理单元14直接从各vAC获取相关信息。

其中，上述的AC的负载信息可以包括：AC的CPU利用率、内存利用率、带宽利用率以及AP的上线率中的一种或任意组合。AP的上线率指的是该AC中当前连接的AP数量与该AC可容纳的AP数量的比值。

如果发现请求报文中包括AP无法连接的AC的地址信息，则分配单元12在从云端AC集群中为AP分配AC时，排除AP无法连接的AC。这样该AP无法连接的AC就不会再次被分配给该AP，从而提高AP连接上AC的概率。

另外，分配单元12在依据负载均衡原则，从AC集群中为AP分配AC时，可以进一步依据以下原则中的至少一种：

优先为AP分配距离AP近的AC；

优先为AP分配软件版本兼容性最好的AC；

优先为AP分配属于同一网络运营商的AC。

由以上描述可以看出，本发明提供的方法、系统和相关装置可以具备以下优点：

1)适用于AC部署在云端情况下的跨公网网络环境。

2)通过一个以上的LB共用一个域名的方式，AP通过域名访问LB并发送发现请求报文，以此能够有效解决LB的单点问题，并能够实现LB之间的负载分担。

3)当需要进行网络扩容时，仅需要增加AC，无需改造现有网络即可实现平滑扩容。

4)AP无法连接AC时，会将无法连接的AC的地址信息携带在发现请求报文中发送给LB，使得LB在为该AP分配AC时能够排除该AC，从而提高AP连接上AC的概率。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。

上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等) 或处理器(processor)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。