[發明專利]一種提供負載平衡與流量控管的動態無線網絡拓撲系統

有效

• 申請號: 200710088392.1
• 申請日: 2007-03-19
• 公開（公告）號: CN101272309A
• 公開（公告）日: 2008-09-24
• 發明（設計）人: 郭明旺
• 申請（專利權）人: 明泰科技股份有限公司
• 主分類號: H04L12/407
• 分類號: H04L12/407;H04L12/46;H04L29/06
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 任默聞

技術領域

本發明有關于一種無線網絡拓撲系統，尤指一種可令不同無線擷取點間，根據IEEE?802.11規范的管理幀(Management?frame)中所新增的一信息單元提供的一鏈接數(Hop?Count)字段及服務鏈接數(Service?Hop?Count)字段內的信息，在有線網絡骨干的架構下，自動選擇與鏈接數及服務鏈接數較少的AP，建立無線網絡連結，以動態地形成一高效率、低負載且拓撲簡單的無線網絡拓撲系統，即一種提供負載平衡與流量控管的動態無線網絡拓撲系統。

背景技術

由于，無線網絡的特性可彌補有線網絡的許多缺點，近年來，以IEEE802.11無線網絡協議為基礎的網絡拓撲系統，已成為目前無線網絡發展的主要方向，雖然此一發展趨勢已相當明顯，即如何根據無線擷取點(Access?Point，以下簡稱AP)間的互連架構，以發展無線網絡拓撲系統。然而，因為在IEEE在制定該協議之初，未預期到IEEE?802.11會發展的如此快速，故以IEEE802.11無線網絡為基礎的網絡拓撲，至今仍然沒有IEEE的標準協議，甚至連相關的草案都還未成型。因此，目前許多網絡廠商均已開始發展自己的無線網絡拓撲系統。

由于，無線網絡與有線網絡的物理特性有極大的差異，無線網絡所提供的服務不僅有別于有線網絡，其與有線網絡整合時也存在著一些潛在的問題，目前各網絡廠商所自行發展出的已知無線網絡拓撲系統，大多不能滿足使用者的真正需求，其與有線網絡的拓撲相較，不僅顯得較不具彈性，且無論在網絡架設、拓撲的生成與維護及網管等各方面，都仍存在若干待解決的問題，這些問題也為在無線分散系統模式(Wireless?Distribution?System，以下簡稱WDS)下發展無線網絡拓撲系統所必須面對與克服的問題。

另外，無線網絡系統的效能，與無線網絡拓撲有著密不可分的關系，主因在于無線介質為共享的有限資源，必須依存在載子感測多存取/碰撞避免(Carrier?Sense?Multiple?Access?with?Collision?Avoidance，簡稱CSMA/CA)的架構上，故如何有效地分享無線頻寬資源即顯得格外重要。此外，干擾與噪聲的問題對無線連結(RunOutofVport)的傳輸效能，也會有影響，此由許多無線網絡的相關文獻可知，每多增加一個無線連結，可能會導致傳輸效率降低一半，甚者，無線網絡也可能因為拓撲長成，而不具最佳化，導致網絡長時間處于忙碌狀態，但整體效能卻乏善可陳。

參閱圖1及圖2所示，乃兩個無線網絡拓撲，各該無線網絡拓撲都各有一AP連結上一有線網絡，其信號范圍均涵蓋到其余三臺未直接連結上該有線網絡的AP，且各該AP的相對位置都一致，二者間唯一的差異，在于圖1所示的拓撲中AP?1-4直接與AP?1-1建立無線連結，而圖2所示的拓撲中AP2-4則未與AP?2-1直接建立無線連結。因此，若圖1所示的拓撲中未直接連結上該有線網絡的三臺無線擷取點AP?1-2、AP?1-3及AP?1-4，同時有數據要傳送到該有線網絡時，以AP?1-4為例，若AP?1-4欲傳送幀到AP?1-1，則AP1-4會先傳送一要求幀(Request?To?Send，以下簡稱RTS)予AP?1-1，AP?1-1在收到此一RTS時，若可接收AP?1-4的幀，則AP?1-1將傳送一響應幀(Clear?ToSend，以下簡稱CTS)，告知周遭的其它AP，根據此一程序，令AP?1-4在傳送幀時，避免發生碰撞。換言之，AP?1-4在傳送幀的瞬間，圖1所示的拓撲中其它的AP都會停止傳送幀。

若類似的情況發生在圖2所示的拓撲中，當AP?2-4欲傳送幀到AP?2-1時，由于其無線拓撲架構不同于圖1所示的拓撲，故AP?2-4必須先將一RTS傳送到AP?2-3，AP?2-3在收到AP?2-4傳來的RTS時，若其可接收AP?2-4的幀，則傳送一響應幀CTS，告知周遭的其它AP，以避免發生碰撞，因此，若AP?2-2是位在AP?2-3的信號范圍內，則在AP?2-4傳送幀予AP?2-3的瞬間，不會有碰撞發生，但相較于圖1所示的拓撲，AP?2-3必須再一次執行同樣的傳送流程，才可將來自AP?2-4傳來的幀，傳送到AP?2-1。故，由前述可知，AP?1-4顯然較AP?2-4具有較佳的傳送效能。