基于負載均衡與熱備份的無線網絡節點部署優化方案

何健

摘要：隨著云平臺、大數據等教育信息化技術在高校的建設推進，無線網在校園信息化發展中發揮著重要的作用，相應地為無線網絡優化工作帶來了一定的挑戰。文章通過對校園無線網絡覆蓋范圍、傳輸速率、穩定性等進行分析，設計了一種基于負載均衡與熱備份的無線網絡節點部署優化方案，并對方案進行了驗證，測試結果顯示，優化后網絡速率明顯提高，用戶上網體驗滿意度提升，從而進一步驗證了本方案的有效性。

關鍵詞：無線網絡；負載均衡；熱備份

近年來，隨著無線技術不斷發展以及教育信息化程度的加深，無線網絡正逐漸成為不少教育機構基礎設施的重要組成部分，無線網絡建設與部署，已經成為提升高校教學環境品質，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]。當前處在“十三五”規劃起步階段，高校面臨新一輪的校園網升級改造，無線網絡必然成為不可或缺的校園網絡基礎設施，各大電信運營正積極在高校布局，搶占高校無線網絡陣地，這樣雖然一定程度上滿足了師生的需求，但各運營商在建設無線網初期沒有合理規劃，存在網絡穩定性不高，覆蓋不規范及維護優化不成熟等諸多問題[2-3]。

1 網絡現狀

某高校無線校園網實施方案采用“層次化、區域化”的校園網設計理念，采用“AC+FIT AP”架構模式[4-5]，保汪了整體架構先進性、可靠性，通過“AC+FIT AP”模式，做到統一管理，統一運維，大大減少配置及運維工作量，做到無縫漫游，保證無線覆蓋效果，但在運行的過程中也存在一些問題。

（1）校園無線網絡采用一臺無線AC對整網的無線AP進行控制，但隨著校園規模的擴大，無線網絡己承載更多的網絡業務，導致無線控制器異常宕機而無法工作。

（2） AP運行狀態發現AP間關聯的用戶量并不均勻，個別AP關聯用戶數超高，而另外AP卻很少用戶關聯，導致點位分布密集的空間上線體驗效果差。

針對以上問題，本研究提出一種基于負載均衡與熱備份的無線網絡節點部署優化方案，使無線網絡節點部署更加優化，從而有效地提升網絡的運行質量。

2 網絡優化方案實施

為了解決現場測試過程中發現的問題以及終端用戶訴求，滿足高校不斷發展的信息化需要，結合實地調研和勘察收集的數據分析，提出了一種校園無線網絡優化方案。本研究所需設備為l臺二層交換機、l臺三層交換機、2臺瘦AP、2臺AC和無線終端，具體拓撲及IP地址規劃如圖1所示。

（1）為了避免過多用戶關聯導致AP吞吐成為瓶頸，需要對AP進行了負載均衡配置優化，通過將同一區域的AP劃到同一負載均衡組，協同控制無線用戶的接入，可以起到負載均衡的作用。

首先，完成有線網絡基礎配置，再完成SSID、AP組以及AP等配置，最后進行AP負載均衡的配置。關鍵配置語句如下所示。

AC（config）#ac-controller（進入AC控制模式）

AC（config-ac）#num-balance-group create tg（創建負載均衡組tg）

AC（config-ac）#num-balance-group num tg l （AP間用戶數量差1個時，較多用戶的A環響應用戶接入請求）

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

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

AC（config-ac）#end（退出）

（2）為了避免網絡業務因無線控制器異常宕機而無法工作的情況發生，需要新增一臺AC與原AC進行熱備部署，當一臺無線控制器無法正常工作時，網絡中的AP便立刻與另一臺AC建立隧道進行業務數據轉發，從而避免出現單點故障。具體的操作步驟如下所示。

①有線網絡基礎配置。

②二層、三層交換機完成VLAN20配置。

③AC1上VLAN20及AC互聯接口配置。

④SSID配置。

⑤AC2上VLAN、接口、WLAN和AP配置。

⑥AC2熱備配置（關鍵配置語句）。

⑦按相同的方式對AC1進行熱備配置。

3實施效果

網絡優化后，對校園無線網絡進行關聯測試，關聯后在AC上show ac-configclientwg命令查看，確認AP間關聯用戶均勻分布；在AC上show wlan hot-backup命令查看，確認兩臺AC均作為主設備處理業務流量，同時又作為另一臺設備的備份設備。

網絡優化前后，在無線覆蓋區域選取了3個測試點進行下行速度測試，測試結果對比如圖2所示。結果顯示，優化后網絡速率明顯提高，優化區域的用戶上網體驗滿意度提升。熱備實例優先級，數字越高優先級越高）

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

AC2（config-hotbackup- ctX） #exit（退出）

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

AC2（config-hotbackup-ctx）#priority level 6（配置AC2熱備實例優先級）

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

AC2（config-hotbackup- ctx） #exit（退出）

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

AC2（config-hotbackup）#end（結束）

4結語

通過上述的研究表明，對AP進行負載均衡的配置優化，最大程度保證每臺AP接入用戶數平均分擔，發揮每臺AP的性能的同時，提高AP的使用率；對AC采用熱備負載模式，當出現單點故障時，保汪切換時間在毫秒級以內不影響業務。通過無線信號測試軟件WirelessMon，對校園無線網絡環境進行檢測，檢測結果表明，優化后網絡速率明顯提高，用戶上網體驗滿意度提升，從而進一步驗證了本方案的有效性。

[參考文獻]

[1]徐設政.基于WiFi技術的中學校園網建設及應用[J]中國教育技術裝備，2016 （1）：48-49

[2]劉怡然，劉倩，劉元昕.基于校園WIFI無線網絡的安全方案研究[J]自動化與儀器儀表，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.高校無線校園網方案設計與實現[D].鄭州：鄭州大學，2016

[5]楊秀梅，鄭劍.校園無線網部署方案研究[J]華東師范大學學報（自然科學版），2015（3）：174-179