刍议无线局域网中的负载平衡技术

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[摘　要]在无线网络中，移动节点(M0blie Node，缩写为MN)的接入或切换方式往往很容易产生AP(ACCe$8 Point)阅。的负载不平衡现象。从基于发起者的负载平衡技术及基于解决方式的负载平衡两个方面对无线局域网的负载平衡技术做探讨。　--

[关键词]无线局域网；负载平衡技术

在IEEE 802，1l无线局域网中，MN(Moble Node)的接入或切换方式很容易产生AP间的负载不平衡现象。IEEE 802.11中规定的负载平衡机制很难满足用户服务的需求，很多解决AP间的负载平衡技术可能会产生负载平衡假象问题，而不能真正解决无线网络的负载平衡问题。

一、无线局域网的负载平衡技术

(一)基于发起者的负载平衡技术

1.移动终端主控的负载平衡。移动终端主控的负载平衡实际上是一种自发的负载平衡策略，是无线局域网中移动终端的特性之一，切换完成的移动终端实际上也实现了网络负载的传递。对终端切换的条件加以扩充，在终端接入无线接入点之前，比较ESS内AP的当前接入用户数或接入数据流量，无线终端将接入到接入用户数或接入流量最少的无线接入点，实现局域网无线接入点的负载平衡。终端接入或切换除了AP的信号强度，还要考虑AP的当前用户数和流量，增加了切换目标AP选择的准确性。这样的方法的缺点是切换或接入的过程中，终端必须查询AP的状态，增加了切换的工作步骤，使切换的时间延长，违背快速切换原则。有研究对此方法进行了改进，由AP定期广播其流量和用户数量，这样做虽然可以在终端背景扫描时就同时得到信号质量和负载水平，不过这种方法会增加网络开销。移动终端主控的优点是：移动终端十分明白自己的业务需求及所处的环境，此外，移动终端扫描得到的环境中可用的ESS情况对移动终端而言最准确。切换或接入的主体是移动终端，业务也是在移动终端上开展，切换造成的损失由移动终端承担。移动终端主控的缺点是：移动终端仅仅知道终端侧的情况和移动终端自身的情况，对网络环境而言，移动终端并不能准确掌握，没有发言权。移动终端切换随意性大，会对整个ESS造成混乱，使网络全局的负载平衡效果不佳。

2.AP主控负载平衡。AP主控负载平衡的出发点是iAP处于网络侧，AP之间通过有线的联结，可以在不影响移动终端业务的情况下，相互传递与负载平衡相关的信息。根据这些信息，ESS就可以判断出AP中负载最重的AP和负载最轻的AP。拥有这些信息的ESS就可以做出一些决策，比如让负载重的AP下的终端切换到负载轻的妙下，或者对新加入网络的终端进行限制，不允许负载重的AP接入而只允许负载轻的AP接入等，实现ESS内的负载平衡。AP主控的优点是网络侧的整体情况可以通过AP之间的分布式系统，准确、及时地进行统计，在整体协调和调度方面对网络侧有利，也比较容易实现整体策略的实施，整个网络的负载平衡调整速度会很快。缺点是网络侧并不知道移动终端所处的位置和网络环境、移动终端历：能够扫描到的Ap的情况，所以有切换决策错误的风险。

(二)基于解决方式的负载平衡技术

1.接入式负载平衡。接入式负载平衡就是通过控制移动终端的接入，从而实现负载平衡。可以首先对移动终端的接入数设置阂值，当AP的负载情况超过阈值后，该AP就会拒绝新的终端的接入，要加入网络的终端只有寻找负载较轻的AP进行联接，从而在一定的程度上实现负载的平衡。由于接入式负载平衡是通过控制新终端的接入过程或切换后的重联接过程，它属于被动的负载平衡，负载平衡的调整收敛速度会比较慢。这种负载平衡技术有可能出现极端的情况，既没有新的终端进入网络，或者所有的移动终端都维持当前联接，网络会一直处于非平衡状态。

2.切换式负载平衡。切换式负载平衡是通过控制移动终端的切换实现负载平衡。当ESS中某AP的负载过重的时候，ESS或终端就会控制该AP下的移动终端切换到其他AP上：以分散其负担；当ESS中某AP的负载过轻的时候，ESS或终端就会控制其他AP下的移动终端切换到该AP上，以实现整个ESS的全局平衡。切换式负载平衡的优点是反应迅速，一旦出现负载差异，可以通过切换行为迅速调整。缺点是切换会对终端造成损失，有切换失败和上层业务中断的风险。切换式负载平衡必须依赖于快速切换才能实现，如果快速切换方法效果差，则负载平衡造成的损失会增大。

二、对负载平衡相关问题的讨论

根据以上论述知，AP主控的负载平衡能通过lAP之间的分布式系统，可以及时、准确地统计网络侧的整体情况，在整体协调和调度方面对网络侧有利，‘也比较容易实现整体策略的实施，切换式负载平衡反应迅速，一旦出现负载差异，可以通过切换行为迅速调整。将AP主控方法和切换式负载平衡方法相结合是当前研究的热点，不仅可以准确地收集信息做出决策，而且可以迅速反应，主动地调整扩展服务集中的负载分布。