集中式WLAN数据快速转发方案设计

论文摘要

随着无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）技术的成熟和应用的日益普及，越来越多的企业、校园、城市开始大规模部署无线网络，接入无线网的终端用户数和无线设备的规模在成倍地增长。为了使得无线网络便于管理、监控和维护，集中式WLAN已在逐渐替代传统的自治式WLAN网络架构。然而近年来，IEEE802.11n高速无线局域网的普及，使得目前的集中式无线局域网的数据转发速率很难跟上网络飞速前进的步伐。在移动数据应用数量即将爆发的时刻，它更将面临更严峻的挑战。本文在分析无线接入点的控制与配置协议（Control And Provisioning ofWireless Access Points，CAPWAP）的转发模式及其数据隧道流量特征的基础上，对现有的集中转发模式下的数据隧道流量处理方案提出改进方法，设计出适用于当前数据流量迅猛增长的集中式WLAN的数据流量快速处理方案。该方案通过在现有的数据隧道报文处理机制的基础上，引入缓存交换的思想，将帧格式转换和隧道协议封装过程的时间开销转移到第一次处理隧道报文的预处理过程中，从而使得数据隧道流量处理效率得以提升。同时，设计中还根据现有的集中式WLAN系统结构和集中转发模型，提出了一种基于零拷贝的数据转发模型，通过减少模块间交互次数和冗余协议处理流程，减少了多次报文拷贝和多层协议处理的时间开销，从而使系统转发性能得以提升。最后本文介绍了集中式WLAN系统数据流量快速转发的系统测试思路和测试方法，并给出了已应用快速转发方案的系统的性能测试结果。测试结果表明该方案能显著提升系统吞吐量，而且该方案已在多款无线控制器设备上成功应用。本课题所研究的集中式WLAN的数据快速转发方案，还可以方便地移植到支持CAPWAP隧道的其他集中式无线网络系统甚至其他隧道技术中，具有广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 研究内容及意义
• 1.4 论文组织结构
• 2 隧道数据处理分析
• 2.1 CAPWAP 隧道技术
• 2.2 CAPWAP 转发机制
• 2.3 数据隧道流量快速处理
• 2.4 本章小结
• 3 快速转发方案设计
• 3.1 集中式 WLAN 系统架构
• 3.2 集中转发模型分析
• 3.3 转发方案的改进
• 3.4 本章小结
• 4 数据快速转发方案测试
• 4.1 测试思路和方法
• 4.2 测试环境
• 4.3 测试步骤及结果分析
• 4.4 本章小结
• 5 总结与展望
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 研究工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录一：攻读硕士学位期间的主要成果
• 附录二：相关科研项目结题证明