無線局域網(wǎng)掃描和認(rèn)證優(yōu)化方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、基于IEEE802.11協(xié)議的無線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network， WLAN）近年來在校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)，特別是一些公共熱點(diǎn)區(qū)域得到了廣泛的部署和應(yīng)用，其業(yè)務(wù)重點(diǎn)也從傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用向以VoIP（Voice over IP）為代表的實(shí)時(shí)應(yīng)用延伸和拓展。由于無線接入點(diǎn)（Access Point，AP）信號(hào)波動(dòng)、站點(diǎn)移動(dòng)等原因會(huì)導(dǎo)致站點(diǎn)在AP間進(jìn)行切換，由此產(chǎn)生的傳輸延遲和抖動(dòng)將嚴(yán)重影響WLAN內(nèi)實(shí)時(shí)應(yīng)用的效果。因

2、而需要對(duì)WLAN的切換過程進(jìn)行優(yōu)化，降低切換時(shí)延、控制抖動(dòng)，以更好地支持各類實(shí)時(shí)應(yīng)用的開展。 本文從分析WLAN的切換過程入手，將復(fù)雜認(rèn)證環(huán)境下的WLAN切換時(shí)延分解到掃描和認(rèn)證兩個(gè)階段，并分別對(duì)掃描時(shí)延和認(rèn)證時(shí)延的改進(jìn)方法展開研究，提出了基于分片Cache更新機(jī)制的掃描優(yōu)化方案和基于分布式的認(rèn)證優(yōu)化方案，構(gòu)成一套完整的WLAN快速切換方案。該方案分別從信道掃描策略、Cache更新觸發(fā)策略和認(rèn)證信息共享三個(gè)方面對(duì)掃描時(shí)延和認(rèn)證時(shí)

3、延進(jìn)行了優(yōu)化，論文的主要研究工作包括： ◇針對(duì)已有的Cache更新機(jī)制掃描時(shí)延偏大的問題，提出了分片信道掃描策略，對(duì)WLAN使用的信道進(jìn)行分類，并區(qū)別對(duì)待，以提高信道掃描的效率。為有效控制單次Cache更新的時(shí)延，每次Cache更新時(shí)最多掃描三個(gè)信道。在維護(hù)Cache時(shí)，綜合考慮AP信號(hào)強(qiáng)度（Received Signal Strength Indicator，RSSI）和響應(yīng)時(shí)延，以平衡WLAN內(nèi)AP間的負(fù)載。 ◇針對(duì)

4、周期性Cache機(jī)制存在無效更新的問題，提出了基于RSSI閾值的Cache更新觸發(fā)策略。站點(diǎn)維護(hù)一個(gè)觸發(fā)閾值，僅在感知到AP的信號(hào)強(qiáng)度低于該閾值時(shí)才觸發(fā)Cache更新。為避免頻繁的Cache更新，站點(diǎn)在完成切換后調(diào)整該閾值到一個(gè)較低值，直到AP信號(hào)強(qiáng)度恢復(fù)正常。 ◇針對(duì)IEEE802.11i協(xié)議中身份認(rèn)證和主密鑰協(xié)商造成認(rèn)證時(shí)延過大的問題，提出了基于分布式認(rèn)證信息共享的認(rèn)證優(yōu)化機(jī)制，利用P2P（Peer to Peer）Chor

5、d技術(shù)來管理WLAN內(nèi)的認(rèn)證信息。站點(diǎn)在首次接入WLAN時(shí)將協(xié)商生成的認(rèn)證信息發(fā)布到Chord環(huán)中，在發(fā)生切換時(shí)從環(huán)中查找到相應(yīng)的認(rèn)證信息并完成后續(xù)的協(xié)議交互，而無需通過認(rèn)證服務(wù)器重新認(rèn)證，從而顯著降低復(fù)雜認(rèn)證引起的時(shí)延。 基于上述研究，在站點(diǎn)端實(shí)現(xiàn)了基于分片Cache更新機(jī)制的WLAN掃描優(yōu)化方案，在AP端實(shí)現(xiàn)了基于P2P Chord的WLAN認(rèn)證優(yōu)化方案，并對(duì)分片Cache更新機(jī)制和周期性Cache更新機(jī)制、基于P2P Ch