一种无线网络中边缘AP的接入方法及其系统与流程

本发明涉及无线接入技术领域，尤其涉及一种无线网络中边缘AP的接入方法及其系统。

背景技术：

无线网络一般覆盖在用户需要的某一区域，并且是由多个无线AP(Access Point，接入点)组成的Mesh网络(无线网格网络)。通常来说，用户进入无线网络覆盖的区域后，使用移动终端选择某一个SSID(Service Set Identifier，服务集标识)，接入某一个BSSID(本地管理的IEEE MAC地址)的无线AP，完成关联和无线认证后，即可使用无线服务。

在一些无线网络覆盖区域，由于人流量比较大，各个无线AP的用户接入量并不相同，无线AP的负载也不同，一般来说，各无线AP之间无线通道需要支持负载均衡，从而将接入高负载无线AP的终端被引导至接入低负载的无线AP中，以此提高用户的使用体验。

中国专利CN105101106A(公告号)针对无线网络负载均衡，提出了一种基于负载均衡群组的方法及系统。在该专利中，群主通过组播报文获得群员AP的负载状态，并下发负载均衡策略到每个群员AP。当用户使用移动终端要求关联某一个群员AP时，先判断其负载情况，若没有到达阈值，则允许接入；若达到或超过负载阈值，则不允许接入，移动终端自动选择其他AP接入。中国专利CN105263167A(公告号)同样提出了通过某种负载状态的互通，从而判定是否允许终端接入的技术方案。

但是，在负载均衡群或某一无线覆盖区域的边缘，移动终端往往只能扫描并接入到一个无线AP，当此无线AP达到或超过负载阈值时，专利CN105263167A中提出的技术方案会一直拒绝用户接入，而专利CN105101106A中提出的技术方案则会在三次拒绝用户后，再允许用户接入此无线AP。不管是哪种接入方式，要么会导致用户在网络边缘无法接入无线AP，要么会导致用户多次被无线AP拒绝后才能接入，严重影响了用户的使用体验。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供了一种无线网络中边缘AP的接入方法及其系统，有效解决了局域网中边缘AP的终端接入问题。

本发明提供的技术方案如下：

一种无线网络中边缘AP的接入方法，应用于云AC(Cloud Controller，以下简称云AC)，局域网中包括多个AP，所述多个AP分别与云AC和终端通信连接，所述接入方法中包括：

S10接收AP发送的第一终端信息并将其存储在本地数据库中，所述AP为接收到终端探测帧的AP，所述第一终端信息中包括终端MAC地址及当前时间戳；

S20接收终端关联的AP发送的查询请求，所述查询请求中包括该终端的终端MAC地址，且所述AP根据终端发送的关联请求生成查询请求；

S30根据本地数据库判断除了关联终端的AP是否有其他AP探测到该终端；

S40若判断出没有其他AP探测到该终端，则判定终端关联的AP为边缘AP，反馈关联响消息应至终端允许该终端接入边缘AP。

进一步优选地，在步骤S1，接收AP发送的第一终端信息并将其进行存储中，具体包括：

S11AP接收终端的探测帧并生成第一终端信息，所述第一终端信息中包括终端MAC地址及当前时间戳；

S12根据第一终端信息中的终端MAC地址在本地数据库中进行查找；

S13若在本地数据库中查找到该终端MAC地址的记录，则将该记录中的时间戳更新为第一终端信息中的当前时间戳；

S14若在本地数据库中未查找到该终端MAC地址的记录，则在本地数据库中增加一条新的记录，以存储该第一终端信息。

进一步优选地，步骤S11之前还包括：AP获取第二终端信息，所述第二终端信息中包括终端MAC地址和终端信号强度，当终端信号强度大于预设信号强度，则生成包括终端MAC地址及当前时间戳的第一终端信息发送至云AC。

进一步优选地，在步骤S1，接收AP发送的第一终端信息并将其进行存储中，还包括：

S15实时探测本地数据库，根据记录中的时间戳和预设超时时间删除本地数据库中超时的记录。

进一步优选地，在步骤S30之后还包括：

S50若判断出有其他AP探测到该终端，则判定终端关联的AP不是边缘AP，根据负载均衡策略或AP的负载状态进一步判断是否允许终端接入该AP。

进一步优选地，在步骤S10之前，还包括：

S01划定包括多个AP的负载均衡区域，且该负载均衡区域由云AC管理。

本发明还提供了一种无线网络中边缘AP的接入系统，局域网中包括多个AP，所述多个AP分别与云AC和终端通信连接，所述接入系统中包括：

云AC中包括：用于接收并存储AP发送的第一终端信息及接收终端关联的AP发送的查询信息的第一信息接收模块，所述第一终端信息中包括终端MAC地址及当前时间戳；及用于根据查询信息判断除了关联终端的AP是否有其他AP探测到该终端的判断模块；

AP中包括用于接收终端发送的探测帧及用于接收终端发送的关联请求的第二信息接收模块；用于从第二信息接收模块中接收的探测帧和关联请求中提取终端MAC地址的信息提取模块；用于将包括终端MAC地址的第一终端信息及生成查询请求发送至云AC的信息发送模块；以及当云AC中判断没有其他AP探测到该终端时，用于将关联响消息反馈应至终端的关联响应模块。

进一步优选地，所述云AC中还包括：

查找模块，用于根据第二信息接收模块接收到的第一终端信息中的终端MAC地址在本地数据库中进行查找；

时间戳更新模块，若查找模块在本地数据库中查找到该终端MAC地址的记录，则将该记录中的时间戳更新为第一终端信息中的当前时间戳；

记录新增模块，若查找模块在本地数据库中未查找到该终端MAC地址的记录，则在本地数据库中增加一条新的记录，以存储该第一终端信息。

进一步优选地，所述云AC中还包括：

实时探测模块，用于实时探测本地数据库；

记录整理模块，用于根据实时探测模块探测到的记录中的时间戳和预设超时时间删除本地数据库中超时的记录。

进一步优选地，在AP中还包括：

信号强度获取模块，用于根据探测帧获取终端信号强度；

比对模块，用于将终端信号强度与预设信号强度进行比对，当终端信号强度大于预设信号强度，信息发送模块将生成的第一终端信号发送至云AC。

在本发明提供的接入方法和接入系统中，无线覆盖区域中各AP接收终端发送的探测帧并将其上报至云AC中，包括AP之间的邻近关系。这样，当用户接入此某一AP时，能够根据云AC的这些信息，判断此终端是否接入到边缘AP。若该AP是边缘AP，则忽略负载均衡限制，直接允许用户接入该AP。若不是边缘AP，则按正常的负载均衡策略处理STA的接入。以此解决负载均衡区域内，边缘AP无法提供用户接入或多次拒绝后才能允许终端接入的缺陷，提高用户接入体验，为用户提供便利。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明中无线网络中边缘AP的接入方法一种实施方式流程示意图；

图2为本发明中无线网络中边缘AP的接入方法另一种实施方式流程示意图；

图3为本发明中无线网络中边缘AP的接入系统示意图；

图4为本发明中云控制器一种实施方式示意图；

图5为本发明中云控制器另一种实施方式示意图；

图6为本发明中AP另一种实施方式示意图。

附图标号说明：

100-无线网络中边缘AP的接入系统，110-云AC，111-第一信息接收模块，112-判断模块，113-查找模块，114-时间戳更新模块，115-记录新增模块，116-实时探测模块，117-记录整理模块，120-AP，121-第二信息接收模块，122-信息提取模块，123-信息发送模块，124-关联响应模块，125-信号强度获取模块，126-比对模块。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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，并获得其他的实施方式。

如图1所示为本发明提供的无线网络中边缘AP的接入方法一种实施方式示意图，具体该接入方法应用于云AC，且在局域网中包括多个AP，该多个AP分别与云AC和终端通信连接。从图中可以看出，在该接入方法中包括：S10接收AP发送的第一终端信息并将其存储在本地数据库中，AP为接收到终端探测帧(Probe Request)的AP，第一终端信息中包括终端MAC地址及当前时间戳；S20接收终端关联的AP发送的查询请求，查询请求中包括该终端的终端MAC地址，且AP根据终端发送的关联请求(Association Request)生成查询请求；S30根据本地数据库判断除了关联终端的AP是否有其他AP探测到该终端；S40若判断出没有其他AP探测到该终端，则判定终端关联的AP为边缘AP，反馈关联响消息(Association Response)应至终端允许该终端接入边缘AP。

具体来说，在步骤S10之前，还包括：根据用户需求，划定负载均衡区域，且该负载均衡区域中包括多个AP的，云AC负责管理和维护负载均衡区域内若干AP。

基于此，在步骤S1，接收AP发送的第一终端信息并将其进行存储中具体包括：S11AP接收终端的探测帧并生成第一终端信息，第一终端信息中包括终端MAC地址及当前时间戳；S12根据第一终端信息中的终端MAC地址在本地数据库中进行查找；S13若在本地数据库中查找到该终端MAC地址的记录，则将该记录中的时间戳更新为第一终端信息中的当前时间戳；S14若在本地数据库中未查找到该终端MAC地址的记录，则在本地数据库中增加一条新的记录，以存储该第一终端信息。跟进一步来说，在步骤S1，接收AP发送的第一终端信息并将其进行存储中还包括：S15实时探测本地数据库，根据记录中的时间戳和预设超时时间删除本地数据库中超时的记录。

在这个过程中，用户手持终端移动到划定的负载均衡区域，根据IEEE 802.11协议，发送探测帧。该负载均衡区域内的一个AP或多个AP收到终端发送的探测帧，以此获得终端的终端MAC地址，加入当前时间戳后得到第一终端信息，并将其上报给云AC。云AC收到第一终端信息之后，根据该时间戳对应的终端MAC地址查询本地数据库是否有相同记录，若没有发现相同记录，则在本地数据库中添加一行新记录；若已经存在，则更新时间戳。另外，云AC实时探测本地数据库，针对每条记录，根据记录内时间戳和预设超时时间，如3s(秒)，判断是否删除相应记录。如，当超时达到3s时，自动清除本条记录。

在另一实施方式中，该负载均衡区域内的一个AP或多个AP收到终端发送的探测帧，获得终端的终端MAC地址之外，还获取终端信号强度(即获取第二终端信息)，只有当终端信号强度大于预设信号强度，如-75dBm(分贝毫伏)，才加入当前时间戳后得到第一终端信息，并将其上报给云AC；否则，不上报AC。

基于此，若终端收到若干AP的探测帧，则用户从中选择某一个AP的BSSID，向该AP发起关联请求；关联终端的AP收到终端发送的关联请求后，发送查询请求至云AC，请求判定是否有其他AP发现该终端MAC地址。云AC收到终端关联的AP发送的查询请求之后，查询本地数据库，获得其他AP发现终端MAC地址的信息。若云AC没有查到其他AP发现该终端MAC地址的信息，则响应无其他AP发现消息至该终端关联的AP，判定该终端关联的AP为边缘AP。该AP收到云AC下发的无其他AP发现消息，忽略所有的负载均衡策略，立即发送允许接入的关联响应消息至终端，以此终端能够正常关联该AP，完成后续的认证之后，正常使用无线网络。

如图2所示为本发明提供的无线网络中边缘AP的接入方法另一种实施方式示意图，在该接入方法中包括：S10接收AP发送的第一终端信息并将其存储在本地数据库中，AP为接收到终端探测帧的AP，第一终端信息中包括终端MAC地址及当前时间戳；S20接收终端关联的AP发送的查询请求，查询请求中包括该终端的终端MAC地址，且AP根据终端发送的关联请求生成查询请求；S30根据本地数据库判断除了关联终端的AP是否有其他AP探测到该终端；S40若判断出没有其他AP探测到该终端，则判定终端关联的AP为边缘AP，反馈关联响消息应至终端允许该终端接入边缘AP；S50若判断出有其他AP探测到该终端，则判定终端关联的AP不是边缘AP，根据负载均衡策略或AP的负载状态进一步判断是否允许终端接入该AP。

在本实施方式中，云AC收到终端关联的AP发送的查询请求之后，查询本地数据库，获得其他AP发现终端MAC地址的信息。若云AC没有查到其他AP发现该终端MAC地址的信息，则判定该终端关联的AP为边缘AP，并响应无其他AP发现消息至该终端关联的AP。该AP收到云AC下发的无其他AP发现消息，忽略所有的负载均衡策略，立即发送允许接入的关联响应消息至终端，以此终端能够正常关联该AP，完成后续的认证之后，正常使用无线网络。

若云AC查到有其他AP发现该终端MAC地址，则判定该终端关联的AP为非边缘AP，并响应有其他AP发现消息至该终端关联的AP。该AP收到云AC下发的有其他AP发现消息，应用负载均衡策略，通过查询群主AP下发的策略或AP自身统计的负载状态，判断是否允许终端接入。若条件允许，则发送允许接入的关联响消息给终端，以此终端就能正常关联该AP，完成后续的认证之后，正常使用无线网络；否则，发送拒绝接入的关联响消息给终端，之后，终端偿试向其他的AP发起关联请求。

如图3所示为本发明提供的无线网络中边缘AP的接入系统100示意图，具体，该局域网中包括多个AP120(图示中仅示出一个)，多个AP120分别与云AC和终端通信连接，从图中可以看出，在该接入系统100中包括：云AC和AP120，其中，云AC110中包括第一信息接收模块111和判断模块112，其中，第一信息接收模块111用于接收并存储AP120发送的第一终端信息及接收终端关联的AP120发送的查询信息，所述第一终端信息中包括终端MAC地址及当前时间戳；判断模块112用于根据查询信息判断除了关联终端的AP120是否有其他AP120探测到该终端。

AP120中包括第二信息接收模块121、信息提取模块122、信息发送模块123以及关联响应模块124，其中，第二信息接收模块121用于接收终端发送的探测帧及用于接收终端发送的关联请求；信息提取模块122用于从第二信息接收模块121中接收的探测帧和关联请求中提取终端MAC地址；信息发送模块123用于将包括终端MAC地址的第一终端信息及生成查询请求发送至云控制器；当云控制器中判断没有其他AP120探测到该终端时，关联响应模块124用于将关联响消息反馈应至终端。

如图4所示，在云AC110中除了包括上述第一信息接收模块111和判断模块112之外，还包括：查找模块113、时间戳更新模块114以及记录新增模块115；其中，查找模块113用于根据第二信息接收模块121接收到的第一终端信息中的终端MAC地址在本地数据库中进行查找；若查找模块113在本地数据库中查找到该终端MAC地址的记录，则时间戳更新模块114将该记录中的时间戳更新为第一终端信息中的当前时间戳；若查找模块113在本地数据库中未查找到该终端MAC地址的记录，则记录新增模块115，在本地数据库中增加一条新的记录，以存储该第一终端信息。

如图5所示，在云AC110中除了包括上述第一信息接收模块111、判断模块112、查找模块113、时间戳更新模块114以及记录新增模块115之外，还包括：实时探测模块116和记录整理模块117，其中，实时探测模块116用于实时探测本地数据库；记录整理模块117用于根据实时探测模块116探测到的记录中的时间戳和预设超时时间删除本地数据库中超时的记录。

如图6所示，AP120中除了包括上述第二信息接收模块121、信息提取模块122、信息发送模块123以及关联响应模块124之外，还包括：信号强度获取模块125和比对模块126，其中，信号强度获取模块125用于根据探测帧获取终端信号强度；比对模块126用于将终端信号强度与预设信号强度进行比对，当终端信号强度大于预设信号强度，信息发送模块123将生成的第一终端信号发送至云AC。

在工作过程中，局域网中的各AP120探测终端发送的探测帧，若探测到了，则通过第二信息接收模块121接收终端发送的探测帧，之后通过信息提取模块122获取终端MAC地址，添加入当前时间戳之后得到第一终端信息并通过信息发送模块123发送至云AC。

云AC通过第一信息接收模块111接收到该第一终端信息，查找模块113根据第一终端信息中的终端MAC地址在本地数据库中进行查找，若在本地数据库中查找到该终端MAC地址的记录，则时间戳更新模块114将该记录中的时间戳更新为第一终端信息中的当前时间戳；若在本地数据库中未查找到该终端MAC地址的记录，则记录新增模块115在本地数据库中增加一条新的记录，以存储该第一终端信息。另外，在整个过程中，实时探测模块116实时探测本地数据库，以此记录整理模块117根据记录中的时间戳和预设超时时间删除本地数据库中超时的记录。在一个实例中，将该预设时间设定为3s，则根据记录中的时间戳，当超时达到3s时，自动清除本条记录。

基于此，若终端收到若干AP120的探测帧，则用户从中选择某一个AP的BSSID，向该AP120发起关联请求。关联终端的AP120通过第二信息接收模块121接收到终端发送的关联请求后，通过信息提取模块122提取终端MAC地址，生成查询请求并通过信息发送模块123将查询请求发送至云AC，请求云AC110判定是否有其他AP120发现该终端MAC地址。云AC中第一信息接收模块111接收终端关联的AP120发送的查询请求之后，通过查询模块查询本地数据库，获得其他AP120发现终端MAC地址的信息。若云AC没有查到与该终端MAC地址关联的记录，则判断模块112判断无其他AP120发现终端MAC地址的信息，响应无其他AP120发现消息至该终端关联的AP120，同时判定该终端关联的AP120为边缘AP。该AP120通过第二信息接收模块121接收到云AC下发的无其他AP120发现消息，忽略所有的负载均衡策略，立即通过信息发送模块123发送允许接入的关联响应消息至终端，以此终端能够正常关联该AP120，完成后续的认证之后，正常使用无线网络。

在另一实施方式中，若云AC110中查找模块113查找到与该终端MAC地址关联的记录，则判断模块112判断有其他AP120发现该终端MAC地址，同时判定该终端关联的AP120为非边缘AP，并响应有其他AP120发现消息至该终端关联的AP120。该AP120通过第二信息接收模块121接收到云AC下发的有其他AP120发现消息，应用负载均衡策略，通过查询群主AP120下发的策略或AP120自身统计的负载状态，判断是否允许终端接入。若条件允许，则发送允许接入的关联响消息给终端，以此终端就能正常关联该AP120，完成后续的认证之后，正常使用无线网络；否则，发送拒绝接入的关联响消息给终端，之后，终端偿试向其他的AP120发起关联请求。

在另一实施方式中，该无线局域网区域内的一个AP120或多个AP120收到终端发送的探测帧，除了通过信息提取模块122获得终端的终端MAC地址之外，还通过信号强度获取模块125获取终端信号强度，并通过比对模块126将终端信号强度与预设信号强度进行比较，只有当终端信号强度大于预设信号强度，如-75dBm(分贝毫伏)，才加入当前时间戳后得到第一终端信息，并将其上报给云AC；否则，不上报AC。

基于以上对无线网络中边缘AP的接入方法及其系统的描述，以下通过一实例进一步说明：

首先，根据用户需求，划定负载均衡区域，且该负载均衡区域中覆盖有n个AP，分别为AP_1、AP_2、…、AP_n；云AC负责管理和维护该负载均衡区域内的n个AP，且云AC内部实时探测模块，实时收集无线区域内附近所有终端的探测帧。

用户持终端移动到无线负载均衡区域，根据IEEE 802.11协议，发送探测帧。此时，负载均衡区域内的k个AP收到此终端的探测帧，每个终端分别获得终端MAC地址和终端信号强度(RSSI，Received Signal Strength Indication)；终端信号强度大于-75dBm，则加入当前时间戳T后得到第一终端信息，上报给云AC，具体格式为：<AP_1，T_1，终端MAC地址>，<AP_2，T_2，终端MAC地址>，...，<AP_k，T_k，终端MAC地址>，其中k≥1；相反，如果终端信号强度-75dBm，则忽略此记录，不上报云AC。

云AC收到k个AP发送的第一终端信息，根据其中的终端MAC地址查询本地数据库是否有相同记录，若没有查找到相关记录，则添加一行新记录<AP_i，T_i,，终端MAC地址>，其中1≤i≤k。若已经存在该终端MAC地址的记录，则更新时间戳。与此通知，云AC实时探测数据库，针对每条记录<AP_i，T_i,，终端MAC地址>(1≤i≤k)，根据记录内时间戳T_i，设置3s的超时，即当T_i+3秒时间到了，自动清除本条记录。

另一方面，根据IEEE 802.11协议，终端收到一个或多个AP的探测帧，用户从中选择某一个AP的BSSID，发起关联请求，记此AP为AP_TG。AP_TG收到终端的关联请求后，随即发送查询请求给云AC，请求云AC判定终端MAC地址是否有其它AP发现。

云AC收到AP_TG的查询请求之后，查询实时探测模块，获得其他AP发现终端MAC地址的信息；具体，以终端MAC地址为关键字检索本地数据库，若除AP_i＝＝AP_TG以外，没有其他AP发现该终端，则表明没有查到任何AP，表明该AP_TG是边缘AP；若还有其他AP，则表明有其他AP发现，表明该AP_TG不是边缘AP。

若云AC没有查到任何AP发现终端MAC地址，则响应无AP发现终端消息至AP_TG。AP_TG收到云AC发送的无AP发现终端消息，忽略所有的负载均衡策略，根据自身的最大接入数等资源情况，判定是否允许终端接入。若自身条件允许，则立即发送允许接入的关联响应消息给终端，此时终端正常关联AP，完成其他认证后，接入无线网络；否则发送拒绝接入的关联响应消息给终端，无法提供无线网络服务。

若云AC查到有AP发现终端MAC地址，则响应有AP发现终端消息至此AP_TG。AP_TG收到云AC发送的AP发现终端消息，应用负载均衡策略，通过查询群主AP下发的策略或自身统计的负载状态，判定是否允许终端接入。若策略允许，则发送允许接入的关联响应消息给终端，此时终端正常关联AP，完成其他认证后，接入无线网络；否则，发送拒绝接入的关联响应消息给终端，此时终端偿试向其他的AP发起关联请求。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。