基于負(fù)載均衡與熱備份的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署優(yōu)化方案

何健

摘要：隨著云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)等教育信息化技術(shù)在高校的建設(shè)推進(jìn)，無(wú)線網(wǎng)在校園信息化發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，相應(yīng)地為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化工作帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。文章通過對(duì)校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、傳輸速率、穩(wěn)定性等進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)了一種基于負(fù)載均衡與熱備份的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署優(yōu)化方案，并對(duì)方案進(jìn)行了驗(yàn)證，測(cè)試結(jié)果顯示，優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)速率明顯提高，用戶上網(wǎng)體驗(yàn)滿意度提升，從而進(jìn)一步驗(yàn)證了本方案的有效性。

關(guān)鍵詞：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)；負(fù)載均衡；熱備份

近年來(lái)，隨著無(wú)線技術(shù)不斷發(fā)展以及教育信息化程度的加深，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)正逐漸成為不少教育機(jī)構(gòu)基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與部署，已經(jīng)成為提升高校教學(xué)環(huán)境品質(zhì)，提高教育資源利用率，增加教育靈活性和交流性的重要方式[1]。當(dāng)前處在“十三五”規(guī)劃起步階段，高校面臨新一輪的校園網(wǎng)升級(jí)改造，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)必然成為不可或缺的校園網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，各大電信運(yùn)營(yíng)正積極在高校布局，搶占高校無(wú)線網(wǎng)絡(luò)陣地，這樣雖然一定程度上滿足了師生的需求，但各運(yùn)營(yíng)商在建設(shè)無(wú)線網(wǎng)初期沒有合理規(guī)劃，存在網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性不高，覆蓋不規(guī)范及維護(hù)優(yōu)化不成熟等諸多問題[2-3]。

1 網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

某高校無(wú)線校園網(wǎng)實(shí)施方案采用“層次化、區(qū)域化”的校園網(wǎng)設(shè)計(jì)理念，采用“AC+FIT AP”架構(gòu)模式[4-5]，保汪了整體架構(gòu)先進(jìn)性、可靠性，通過“AC+FIT AP”模式，做到統(tǒng)一管理，統(tǒng)一運(yùn)維，大大減少配置及運(yùn)維工作量，做到無(wú)縫漫游，保證無(wú)線覆蓋效果，但在運(yùn)行的過程中也存在一些問題。

（1）校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)采用一臺(tái)無(wú)線AC對(duì)整網(wǎng)的無(wú)線AP進(jìn)行控制，但隨著校園規(guī)模的擴(kuò)大，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)己承載更多的網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)，導(dǎo)致無(wú)線控制器異常宕機(jī)而無(wú)法工作。

（2） AP運(yùn)行狀態(tài)發(fā)現(xiàn)AP間關(guān)聯(lián)的用戶量并不均勻，個(gè)別AP關(guān)聯(lián)用戶數(shù)超高，而另外AP卻很少用戶關(guān)聯(lián)，導(dǎo)致點(diǎn)位分布密集的空間上線體驗(yàn)效果差。

針對(duì)以上問題，本研究提出一種基于負(fù)載均衡與熱備份的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署優(yōu)化方案，使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)部署更加優(yōu)化，從而有效地提升網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行質(zhì)量。

2 網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案實(shí)施

為了解決現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試過程中發(fā)現(xiàn)的問題以及終端用戶訴求，滿足高校不斷發(fā)展的信息化需要，結(jié)合實(shí)地調(diào)研和勘察收集的數(shù)據(jù)分析，提出了一種校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案。本研究所需設(shè)備為l臺(tái)二層交換機(jī)、l臺(tái)三層交換機(jī)、2臺(tái)瘦AP、2臺(tái)AC和無(wú)線終端，具體拓?fù)浼癐P地址規(guī)劃如圖1所示。

（1）為了避免過多用戶關(guān)聯(lián)導(dǎo)致AP吞吐成為瓶頸，需要對(duì)AP進(jìn)行了負(fù)載均衡配置優(yōu)化，通過將同一區(qū)域的AP劃到同一負(fù)載均衡組，協(xié)同控制無(wú)線用戶的接入，可以起到負(fù)載均衡的作用。

首先，完成有線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)配置，再完成SSID、AP組以及AP等配置，最后進(jìn)行AP負(fù)載均衡的配置。關(guān)鍵配置語(yǔ)句如下所示。

AC（config）#ac-controller（進(jìn)入AC控制模式）

AC（config-ac）#num-balance-group create tg（創(chuàng)建負(fù)載均衡組tg）

AC（config-ac）#num-balance-group num tg l （AP間用戶數(shù)量差1個(gè)時(shí)，較多用戶的A環(huán)響應(yīng)用戶接入請(qǐng)求）

AC（config-ac）#num-balance-group add tg APl （將APl加入AP負(fù)載均衡組）

AC（config-ac）#num-balance-group add tg AP2（將AP2加入AP負(fù)載均衡組）

AC（config-ac）#end（退出）

（2）為了避免網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)因無(wú)線控制器異常宕機(jī)而無(wú)法工作的情況發(fā)生，需要新增一臺(tái)AC與原AC進(jìn)行熱備部署，當(dāng)一臺(tái)無(wú)線控制器無(wú)法正常工作時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的AP便立刻與另一臺(tái)AC建立隧道進(jìn)行業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，從而避免出現(xiàn)單點(diǎn)故障。具體的操作步驟如下所示。

①有線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)配置。

②二層、三層交換機(jī)完成VLAN20配置。

③AC1上VLAN20及AC互聯(lián)接口配置。

④SSID配置。

⑤AC2上VLAN、接口、WLAN和AP配置。

⑥AC2熱備配置（關(guān)鍵配置語(yǔ)句）。

⑦按相同的方式對(duì)AC1進(jìn)行熱備配置。

3實(shí)施效果

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化后，對(duì)校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行關(guān)聯(lián)測(cè)試，關(guān)聯(lián)后在AC上show ac-configclientwg命令查看，確認(rèn)AP間關(guān)聯(lián)用戶均勻分布；在AC上show wlan hot-backup命令查看，確認(rèn)兩臺(tái)AC均作為主設(shè)備處理業(yè)務(wù)流量，同時(shí)又作為另一臺(tái)設(shè)備的備份設(shè)備。

網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化前后，在無(wú)線覆蓋區(qū)域選取了3個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行下行速度測(cè)試，測(cè)試結(jié)果對(duì)比如圖2所示。結(jié)果顯示，優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)速率明顯提高，優(yōu)化區(qū)域的用戶上網(wǎng)體驗(yàn)滿意度提升。熱備實(shí)例優(yōu)先級(jí)，數(shù)字越高優(yōu)先級(jí)越高）

AC2（config-hotbackup-ctx）# ap-group HH1（將HH1加入熱備實(shí)例）

AC2（config-hotbackup- ctX） #exit（退出）

AC2（config-hotbackup）#context 20（配置備份實(shí)例）

AC2（config-hotbackup-ctx）#priority level 6（配置AC2熱備實(shí)例優(yōu)先級(jí)）

AC2（config-hotbackup-ctx）# ap-group HH2（將HH2加入熱備實(shí)例）

AC2（config-hotbackup- ctx） #exit（退出）

AC2（config-hotbackup）#wlan hot-backup enable（啟動(dòng)熱備功能）

AC2（config-hotbackup）#end（結(jié)束）

4結(jié)語(yǔ)

通過上述的研究表明，對(duì)AP進(jìn)行負(fù)載均衡的配置優(yōu)化，最大程度保證每臺(tái)AP接入用戶數(shù)平均分擔(dān)，發(fā)揮每臺(tái)AP的性能的同時(shí)，提高AP的使用率；對(duì)AC采用熱備負(fù)載模式，當(dāng)出現(xiàn)單點(diǎn)故障時(shí)，保汪切換時(shí)間在毫秒級(jí)以內(nèi)不影響業(yè)務(wù)。通過無(wú)線信號(hào)測(cè)試軟件WirelessMon，對(duì)校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果表明，優(yōu)化后網(wǎng)絡(luò)速率明顯提高，用戶上網(wǎng)體驗(yàn)滿意度提升，從而進(jìn)一步驗(yàn)證了本方案的有效性。

[參考文獻(xiàn)]

[1]徐設(shè)政.基于WiFi技術(shù)的中學(xué)校園網(wǎng)建設(shè)及應(yīng)用[J]中國(guó)教育技術(shù)裝備，2016 （1）：48-49

[2]劉怡然，劉倩，劉元昕.基于校園WIFI無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的安全方案研究[J]自動(dòng)化與儀器儀表，2017（9）：31-34.

[3]HE J.The research of computer net、vork security and protection strategy[Jl.International Conference on Materials Science， 2017（1）：8

[4]鄭化浦.高校無(wú)線校園網(wǎng)方案設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2016

[5]楊秀梅，鄭劍.校園無(wú)線網(wǎng)部署方案研究[J]華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015（3）：174-179