基于负载均衡与热备份的无线网络节点部署优化方案

何健

摘要：随着云平台、大数据等教育信息化技术在高校的建设推进，无线网在校园信息化发展中发挥着重要的作用，相应地为无线网络优化工作带来了一定的挑战。文章通过对校园无线网络覆盖范围、传输速率、稳定性等进行分析，设计了一种基于负载均衡与热备份的无线网络节点部署优化方案，并对方案进行了验证，测试结果显示，优化后网络速率明显提高，用户上网体验满意度提升，从而进一步验证了本方案的有效性。

关键词：无线网络；负载均衡；热备份

近年来，随着无线技术不断发展以及教育信息化程度的加深，无线网络正逐渐成为不少教育机构基础设施的重要组成部分，无线网络建设与部署，已经成为提升高校教学环境品质，提高教育资源利用率，增加教育灵活性和交流性的重要方式[1]。当前处在“十三五”规划起步阶段，高校面临新一轮的校园网升级改造，无线网络必然成为不可或缺的校園网络基础设施，各大电信运营正积极在高校布局，抢占高校无线网络阵地，这样虽然一定程度上满足了师生的需求，但各运营商在建设无线网初期没有合理规划，存在网络稳定性不高，覆盖不规范及维护优化不成熟等诸多问题[2-3]。

1 网络现状

某高校无线校园网实施方案采用“层次化、区域化”的校园网设计理念，采用“AC+FIT AP”架构模式[4-5]，保汪了整体架构先进性、可靠性，通过“AC+FIT AP”模式，做到统一管理，统一运维，大大减少配置及运维工作量，做到无缝漫游，保证无线覆盖效果，但在运行的过程中也存在一些问题。

（1）校园无线网络采用一台无线AC对整网的无线AP进行控制，但随着校园规模的扩大，无线网络己承载更多的网络业务，导致无线控制器异常宕机而无法工作。

（2） AP运行状态发现AP间关联的用户量并不均匀，个别AP关联用户数超高，而另外AP却很少用户关联，导致点位分布密集的空间上线体验效果差。

针对以上问题，本研究提出一种基于负载均衡与热备份的无线网络节点部署优化方案，使无线网络节点部署更加优化，从而有效地提升网络的运行质量。

2 网络优化方案实施

为了解决现场测试过程中发现的问题以及终端用户诉求，满足高校不断发展的信息化需要，结合实地调研和勘察收集的数据分析，提出了一种校园无线网络优化方案。本研究所需设备为l台二层交换机、l台三层交换机、2台瘦AP、2台AC和无线终端，具体拓扑及IP地址规划如图1所示。

（1）为了避免过多用户关联导致AP吞吐成为瓶颈，需要对AP进行了负载均衡配置优化，通过将同一区域的AP划到同一负载均衡组，协同控制无线用户的接入，可以起到负载均衡的作用。

首先，完成有线网络基础配置，再完成SSID、AP组以及AP等配置，最后进行AP负载均衡的配置。关键配置语句如下所示。

AC（config）#ac-controller（进入AC控制模式）

AC（config-ac）#num-balance-group create tg（创建负载均衡组tg）

AC（config-ac）#num-balance-group num tg l （AP间用户数量差1个时，较多用户的A环响应用户接入请求）

AC（config-ac）#num-balance-group add tg APl （将APl加入AP负载均衡组）

AC（config-ac）#num-balance-group add tg AP2（将AP2加入AP负载均衡组）

AC（config-ac）#end（退出）

（2）为了避免网络业务因无线控制器异常宕机而无法工作的情况发生，需要新增一台AC与原AC进行热备部署，当一台无线控制器无法正常工作时，网络中的AP便立刻与另一台AC建立隧道进行业务数据转发，从而避免出现单点故障。具体的操作步骤如下所示。

①有线网络基础配置。

②二层、三层交换机完成VLAN20配置。

③AC1上VLAN20及AC互联接口配置。

④SSID配置。

⑤AC2上VLAN、接口、WLAN和AP配置。

⑥AC2热备配置（关键配置语句）。

⑦按相同的方式对AC1进行热备配置。

3实施效果

网络优化后，对校园无线网络进行关联测试，关联后在AC上show ac-configclientwg命令查看，确认AP间关联用户均匀分布；在AC上show wlan hot-backup命令查看，确认两台AC均作为主设备处理业务流量，同时又作为另一台设备的备份设备。

网络优化前后，在无线覆盖区域选取了3个测试点进行下行速度测试，测试结果对比如图2所示。结果显示，优化后网络速率明显提高，优化区域的用户上网体验满意度提升。热备实例优先级，数字越高优先级越高）

AC2（config-hotbackup-ctx）# ap-group HH1（将HH1加入热备实例）

AC2（config-hotbackup- ctX） #exit（退出）

AC2（config-hotbackup）#context 20（配置备份实例）

AC2（config-hotbackup-ctx）#priority level 6（配置AC2热备实例优先级）

AC2（config-hotbackup-ctx）# ap-group HH2（将HH2加入热备实例）

AC2（config-hotbackup- ctx） #exit（退出）

AC2（config-hotbackup）#wlan hot-backup enable（启动热备功能）

AC2（config-hotbackup）#end（结束）

4结语

通过上述的研究表明，对AP进行负载均衡的配置优化，最大程度保证每台AP接入用户数平均分担，发挥每台AP的性能的同时，提高AP的使用率；对AC采用热备负载模式，当出现单点故障时，保汪切换时间在毫秒级以内不影响业务。通过无线信号测试软件WirelessMon，对校园无线网络环境进行检测，检测结果表明，优化后网络速率明显提高，用户上网体验满意度提升，从而进一步验证了本方案的有效性。

[参考文献]

[1]徐设政.基于WiFi技术的中学校园网建设及应用[J]中国教育技术装备，2016 （1）：48-49

[2]刘怡然，刘倩，刘元昕.基于校园WIFI无线网络的安全方案研究[J]自动化与仪器仪表，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]郑化浦.高校无线校园网方案设计与实现[D].郑州：郑州大学，2016

[5]杨秀梅，郑剑.校园无线网部署方案研究[J]华东师范大学学报（自然科学版），2015（3）：174-179