CN102088754B - 一种基于网络访问行为的无线局域网接入控制方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于网络访问行为的无线局域网接入控制方法及***，包括：网络侧根据网络业务类型，获取一BSS中不同网络业务类型的数据包的信息；网络侧根据获取的不同网络业务类型的数据包的信息，建立包括数据包的源站点、目的站点、业务类型、网络访问行为持续时间长度和网络访问行为发生时间的所述BSS的网络流量统计表的信息；网络侧根据建立的所述BSS的网络统计表的信息，生成该BSS中各站点的网络业务类型、相应时间和相应网络数据流量之间的关系信息，根据生成的该BSS中各站点的关系信息进行接入控制。应用本发明，解决了无线局域网中如何有效的对网络资源进行分配的问题。

Description

一种基于网络访问行为的无线局域网接入控制方法及***

技术领域

本发明涉及无线局域网领域中网络接入控制技术，特别地涉及一种基于网络访问行为的无线局域网接入控制方法及***。

背景技术

随着网络流量的不断增长以及网络应用的日趋纷繁复杂化，简单、无限制地增加网络带宽是不能解决网络流量的根本问题的。在无线局域网中，通过对网络访问行为的统计实现网络站点接入行为的控制在工作和生活中有普遍的现实意义。通过无线局域网接入控制可以根据客户需求给不同站点、不同业务以不同的接入优先级，从而充分有效的利用带宽资源，能够有效的保证优先级较高的站点的高优先级业务的带宽，抑制需要限制站点的特定业务的带宽。

现有的接入控制技术主要是固定约束条件的控制方式，不是基于网络访问行为的动态接入控制方式，更多的针对于对非法网络资源的监控而不是用于对局域网资源的分配。

由此可见，当前需要一种基于网络访问行为的接入控制的技术方案来解决网络资源分配的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于网络访问行为的无线局域网接入控制方法及***，解决了无线局域网中如何有效的对网络资源进行分配的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于网络访问行为的无线局域网接入控制方法，包括：

网络侧根据网络业务类型，获取一基本服务集BSS中不同网络业务类型的数据包的信息；

所述网络侧根据获取的不同网络业务类型的数据包的信息，建立包括数据包的源站点、目的站点、业务类型、网络访问行为持续时间长度和网络访问行为发生时间的所述BSS的网络流量统计表的信息；

所述网络侧根据建立的所述BSS的网络统计表的信息，生成该BSS中各站点的网络业务类型、相应时间和相应网络数据流量之间的关系信息，根据生成的该BSS中各站点的关系信息进行接入控制。

进一步地，上述方法还可包括，所述网络侧判断若一BSS中一站点移动到其他一BSS时，则将该站点在原BSS中生成的关系信息和该BSS的网络流量统计表的信息传送给该站点移动后的目的BSS，重新各自生成两BSS中各站点的网络业务类型、相应时间和相应网络数据流量之间的关系信息，网络侧依据新生成的关系信息进行接入控制，实现不同BSS之间站点的关系信息的转移。

进一步地，上述方法还可包括，所述网络侧根据生成的BSS中各站点的关系信息进行接入控制，包括：所述网络侧判断判断若该BSS中各站点的网络业务、相应时间和相应网络数据流量没有受到用户特殊限制，则分配各网络业务的带宽分别大于预设的各网络业务的带宽的最小值，且分配带宽符合所述关系信息的限制。

进一步地，上述方法还可包括，所述网络侧根据生成的BSS中各站点的关系信息进行接入控制，包括：所述网络侧判断若该BSS中各站点的网络业务、相应时间和相应网络数据流量受到用户特殊限制，则分配各网络业务的带宽首先符合用户特殊需求的带宽，且分配带宽符合所述关系信息的限制。

进一步地，上述方法还可包括，所述网络侧获取一BSS中不同网络业务类型的数据包的信息包括：该网络业务类型的数据包的源IP地址、目的IP地址、MAC地址、网络访问行为持续时间长度和网络访问行为发生时间的信息。

本发明还提供了一种基于网络访问行为的接入控制：获取单元、网络统计表建立单元和接入控制单元，其中，

所述获取单元，用于根据网络业务类型，获取一基本服务集BSS中不同网络业务类型的数据包的信息，并发送给所述网络统计表建立单元；

所述网络统计表建立单元，用于接收所述获取单元发送的所述BSS中不同网络业务类型的数据包的信息，根据接收的该信息建立包括数据包的源站点、目的站点、业务类型、网络访问行为持续时间长度和网络访问行为发生时间的所述BSS的网络流量统计表的信息，并发送给所述接入控制单元；

所述接入控制单元，用于接收所述BSS的网络统计表的信息，根据接收的该信息生成该BSS中各站点的网络业务类型、相应时间和相应网络数据流量之间的关系信息，根据生成的该BSS中各站点的关系信息进行接入控制。

进一步地，上述***还可包括，所述接入控制单元，还用于判断若一BSS中一站点移动到其他一BSS时，则将该站点在原BSS中生成的关系信息和该BSS的网络流量统计表的信息传送给该站点移动后的目的BSS，重新各自生成两BSS中各站点的网络业务类型、相应时间和相应网络数据流量之间的关系信息，依据新生成的关系信息进行接入控制，实现不同BSS之间站点的关系信息的转移。

进一步地，上述***还可包括，所述接入控制单元根据生成的BSS中各站点的关系信息进行接入控制，是指：该接入控制单元判断若该BSS中各站点的网络业务、相应时间和相应网络数据流量没有受到用户特殊限制，则分配各网络业务的带宽分别大于预设的各网络业务的带宽的最小值，且分配带宽符合所述关系信息的限制。

进一步地，上述***还可包括，所述接入控制单元根据生成的BSS中各站点的关系信息进行接入控制，是指：该接入控制单元判断若该BSS中各站点的网络业务、相应时间和相应网络数据流量受到用户特殊限制，则分配各网络业务的带宽首先符合用户特殊需求的带宽，且分配带宽符合所述关系信息的限制。

进一步地，上述***还可包括，所述获取单元获取的一BSS中不同网络业务类型的数据包的信息包括：该网络业务类型的数据包的源IP地址、目的IP地址、MAC地址、网络访问行为持续时间长度和网络访问行为发生时间的信息。

与现有技术相比，应用本发明，通过流量统计的方法，建立了不同观测周期的详细有效的无线局域网统计模型，从业务类型、站点需求出发建立约束关系，实现基于历史访问行为的动态接入控制和人工接入控制的有机结合；实现了基本服务集之间约束条件的传递，使得在无线局域网基本服务集站点数目发生变化的时候能够保持统计数据的有效性和连续性。本发明充分利用了网络运行信息，总体设计方案易于实现、成本相对较低能够有效的进行推广普及。

附图说明

图1是本发明中基于网络访问行为的无线局域网接入控制方法的流程图；

图2是本发明中基于网络访问的接入控制***的结构示意图；

图3是本发明实例中一基本服务集通过AP接入互联网的示意图；

图4是本发明中不同基本服务集之间站点的关系信息的传递示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

本发明是一种基于网络访问行为的无线局域网接入的动态控制技术，通过接入控制更有效的根据用户需求对网络资源进行配置。本发明通过在接入点(AP，access point)上运行应用程序对局域网各站点经由AP访问广域网、局域网或者无线网络的相应业务进行统计，建立统计模型，根据客户的历史网络访问行为对各站点的各种业务的带宽进行动态的接入控制。

无线局域网中AP对其所转发的数据进行缓存，统计数据包的源IP地址、目的IP地址、MAC地址、业务类型、网络访问行为持续的时间、网络访问行为发生的时间等信息，根据客户的需求对不同的主机、不同的业务设定不同的约束条件以进行动态接入控制，且当用户从一个BSS(基本服务集，basicservice set)移动到另一个BSS时可传递这种约束条件。

在本发明的网络接入控制中，通过网络流量捕捉和分类、网络流量监视(统计和分析)和控制策略来实现无线局域网资源的分配。

1.网络流量捕捉和识别：这是进行网络接入控制的第一步。只有通过设置捕捉点，对网络流量进行捕捉和识别，才能进行后续的分析和控制工作。这里特别需要强调的是，网络流量分类可以非常宏观化，也可以细化。比如TCP、UDP、ICMP等分类就比较宏观，而HTTP、FTP甚至是诸如Kazza、Skype等P2P流量的分类和识别就比较细化了。可以采用Wireshark、TCPDump等知名的报文捕捉和分析软件进行流量捕捉和分类工作。

2.网络流量监视(分析)：监视用来显示流量的运行状况，帮助找出问题所在和执行相应的管理策略。应用程序和网络管理能够收集分类、展示和收集信息，包括带宽利用率、活跃的主机和网络效率以及活跃的应用程序。该目标可以通过采用市面上常见的NTOP等可视化分析管理工具在实际工作中实现。

3.控制策略：网络流量分析的下一步是根据优先级别分配带宽资源。分配的依据可以是主机、应用等等，特别需要考虑的是注意将消耗资源的P2P程序或者音频视频下载等进行滞后考虑。具体操作时可以应用流行的流量控制工具来进行和实现，如进行分类监视和控制网络流量，这样，我们就可以将网络流量有效管理起来，将原来无序的网络流量变得有序起来。

本发明通过在AP上对网络数据进行捕获分析，建立网络站点、业务类型等网络运行状态信息的统计表，根据用户的需求对不同的站点、业务等设置不同的约束条件，从而实现整个无线局域网同外网的接入控制，且这种约束条件可以在基本服务集之间可以相互传递。实现步骤如下：

如图1所示，本发明所述的基于网络访问行为的接入控制方法，具体包括以下步骤：

步骤110：网络侧根据网络业务类型，获取一BSS中不同网络业务类型的数据包的源IP地址、目的IP地址、MAC(介质访问控制)地址、网络访问行为持续时间长度和网络访问行为发生时间等信息；

步骤120：网络侧根据获取的不同网络业务类型的数据包的信息，建立包括数据包的源站点、目的站点、业务类型、网络访问行为持续时间长度和网络访问行为发生时间的所述BSS的网络流量统计表的信息；

步骤130：网络侧根据建立的所述BSS的网络流量统计表的信息，生成该BSS中各站点的网络业务类型、相应时间和相应网络数据流量之间的关系信息，根据生成的该BSS中各站点的关系信息进行接入控制。

BSS中各站点的关系信息可以是指基于历史统计的各站点、不同业务的时间分布函数。

还包括：网络侧判断若一BSS中一站点移动到其他一BSS时，则将该站点在原BSS中生成的关系信息和该BSS的网络流量统计表的信息传送给该站点移动后的目的BSS，重新各自生成两BSS中各站点的网络业务类型、相应时间和相应网络数据流量之间的关系信息，网络侧依据新生成的关系信息进行接入控制，实现不同BSS之间站点的关系信息的转移。

网络侧根据生成的BSS中各站点的关系信息进行接入控制，包括：判断若该BSS中各站点的网络业务、相应时间和相应网络数据流量没有受到用户特殊限制，则分配各网络业务的带宽尽量都能分别大于预设的各网络业务的带宽的最小值，且分配带宽符合所述关系信息的限制；

所述网络侧根据生成的BSS中各站点的关系信息进行接入控制，包括：所述网络侧判断若该BSS中各站点的网络业务、相应时间和相应网络数据流量受到用户特殊限制，则分配各网络业务的带宽首先符合用户特殊需求的带宽，且分配带宽符合所述关系信息的限制。

网络侧判断若网络的总带宽受到限制，则可以分配各网络业务的带宽等于预设的各网络业务的带宽的最小值。

如图2所示，本发明的基于网络访问行为的接入控制***，包括：获取单元、网络统计表建立单元和接入控制单元，其中，

所述获取单元，用于根据网络业务类型，获取一基本服务集BSS中不同网络业务类型的数据包的信息，并发送给所述网络统计表建立单元；

所述网络统计表建立单元，用于接收所述获取单元发送的所述BSS中不同网络业务类型的数据包的信息，根据接收的该信息建立包括数据包的源站点、目的站点、业务类型、网络访问行为持续时间长度和网络访问行为发生时间的所述BSS的网络流量统计表的信息，并发送给所述接入控制单元；

所述接入控制单元，用于接收所述BSS的网络统计表的信息，根据接收的该信息生成该BSS中各站点的网络业务类型、相应时间和相应网络数据流量之间的关系信息，根据生成的该BSS中各站点的关系信息进行接入控制。

所述接入控制单元，还用于判断若一BSS中一站点移动到其他一BSS时，则将该站点在原BSS中生成的关系信息和该BSS的网络流量统计表的信息传送给该站点移动后的目的BSS，重新各自生成两BSS中各站点的网络业务类型、相应时间和相应网络数据流量之间的关系信息，依据新生成的关系信息进行接入控制，实现不同BSS之间站点的关系信息的转移。

所述接入控制单元根据生成的BSS中各站点的关系信息进行接入控制，是指：该接入控制单元判断若该BSS中各站点的网络业务、相应时间和相应网络数据流量没有受到用户特殊限制，则分配各网络业务的带宽尽量都能分别大于预设的各网络业务所需基本带宽的最小值，且在一定浮动范围内分配带宽符合关系信息的限制。

所述接入控制单元根据生成的BSS中各站点的关系信息进行接入控制，是指：该接入控制单元判断若该BSS中各站点的网络业务、相应时间和相应网络数据流量受到用户特殊限制，则分配各网络业务的带宽首先应符合用户特殊需求的带宽，在此基础上分配带宽应在一定浮动范围内符合关系信息的限制。

关系信息可以包括三个方面内容：1.各种业务所需的基本带宽；2.基于历史统计业务的时间分布函数；3.用户的特殊需求。

所述获取单元获取的一BSS中不同网络业务类型的数据包的信息包括：该网络业务类型的数据包的源IP地址、目的IP地址、MAC地址、网络访问行为持续时间和网络访问行为发生时间的信息。

本发明主要在于建立全面、有效的网络统计模型，在此基础上建立基于访问行为统计的网络接入约束条件，对网络接入进行控制，当站点跨基本服务集移动时能够有效的传递相关约束条件，本发明的主要意义就在于此。

下面结合具体实例对本发明作进一步说明。

案例场景如图3所示，五个终端(可以是PC)组成一个基本服务集通过AP接入互联网，所有数据都要通过AP转发到达各终端。因此通过在AP上运行网络接入控制的软件就可以实现对全网数据的统计分析以及网络资源的有效分配。软件的具体实现步骤包括：对网络流量进行统计并建立统计模型、根据模型建立网络接入的约束条件对网络接入进行动态控制、实现基本服务集间约束条件的转移。

1.网络流量统计模型

通过在AP上对局域网数据包进行捕获获得局域网内部站点访问外网业务的相关统计，建立统计表并根据客户需求建立约束关系。

根据站点id、目的IP地址、目的MAC地址等统计不同站点在不同时间，不同业务所占的比重，包括http、email、ftp、p2p和VOIP等等。客户根据需求输入约束条件，增大或缩小特定站点的某种业务。

在统计时间上我们采用逐级细化的方法设定统计时间区间，包括针对年、月、星期、天、小时的统计，针对所应用的情况不同，可以人工设定统计时间，包括工作、休息、会议等等。通过***的统计建立详尽的模型，为局域网的访问的动态接入控制提供可靠依据。根据不同的统计时间，建立统计表如表1所示，从而建立一个详尽的数据***。假设表1为以年为单位的数据统计表，则表中w₁₁表示某一年站点1的http业务的流量，x₁₁表示某一年站点1的http业务占站点1所有业务的比例，y₁₁表示某一年站点1的http业务占全网http业务的比例，z₁₁表示某一年站点1的http业务占全网总业务的比例。W₁表示某一年中全网的http业务量，Z₁表示某一年中全网http业务占全网总业务量的比例，W₁表示某一年站点1的业务总量，Z₁表示某一年站点1的业务总量占全网总业务量的比例，W表示某一年全网的总业务量，Z的值为1。

表1：网络流量统计表

根据网络流量统计表，可以得到站点m的第n种业务的流量随年、月、周、天、小时的分布

站点m的第n种业务占该站点总业务比例随年、月、周、天、小时的分布

站点m的第n种业务占全网第n种业务的比例随年、月、周、天、小时的分布

站点m的第n种业务占全网总业务的比例随年、月、周、天、小时的分布

第n种业务的流量随年、月、周、天、小时的分布第n种业务占全网总业务的比例随年、月、周、天、小时的分布

第m站点的流量随年、月、周、天、小时的分布

第m站点的流量占全网总业务的比例随年、月、周、天、小时的分布

全网总流量随年、月、周、天、小时的分布f_年W(i)、f_月W(i)、f_周W(i)、f_天W(i)、f_时W(i)。

所有数据定时更新，更新周期分别为对应观测周期的一半，使得所有数据都是最新的、有效的。

2.约束条件的建立

通过一定时间的网络流量统计，可以得到业务的分布信息。从时间上来考虑，可以得到某一局域网在一年、一月、一周、一天、一小时的业务流量分布；从各个终端考虑，可以寻求不同主机的业务需求规律。通过以上的信息的有效结合，可以建立一个有效的动态约束条件，智能、实时、有效的控制全网的资源分布。假设http、ftp、VOIP、P2P等业务需要的最小带宽分别为B_http、B_ftp、B_VOIP、B_P2P等，则分以下几种情况考虑：

如果站点、业务、时间没有特殊要求，则尽量使得各种业务带宽都能分别大于B_http、B_ftp、B_VOIP、B_P2P，若总带宽受限，则使得各种业务带宽能等比于B_http、B_ftp、B_VOIP、B_P2P。

按时间统计信息进行接入控制，统计信息的优先级按照年、月、周、天、小时的顺序选取，使得接入控制的有效性得到保障，但又能够充分考虑到短时业务的随机性、变化性。按照统计的流量分布函数，对全网的业务进行约束，使得第n种业务的流量符合

的要求，再进一步将各个业务分给对应的全网的各个站点，分配方式符合

要求。这里对于小时的约束条件允许浮动范围为50％，对于天的约束条件允许浮动范围为40％，周的约束条件允许浮动范围为30％。如果发现站点分配的带宽不能得到充分的利用则可以将该资源分给其他业务使用。

根据用户特殊时段的特殊需求进行自定义约束条件，主要需要考虑的因素有工作、休息、会议等对特殊站点特殊业务有特殊需求的时段。工作时间我们可以减小视屏业务、限制站点的总业务量，休息时间则可以相对放开这些限制，会议时间则需要根据实际情况对特殊业务、特殊站点进行保障。这些约束条件需要人工进行配置，其优先级高于基于历史行为的动态接入控制。

3基本服务集之间约束条件的传递

如图4所示，当终端A从一个基本服务集1移动到另一个基本服务集2时，AP2得知有新的站点A′加入的时候会发出请求帧，要求原来A所在的基本服务集的AP1回复AP1所存有的网络流量统计表和相应的关系信息，从而实现统计表和相应的关系信息在基本服务集之间的传递，使得站点的移动不会导致统计数据的可用性降低。AP2在得到站点A的相关约束条件后对关系信息进行调整，根据站点A的不同业务的分布需求做如下调整：

AP2所在基本服务集站点业务量及其占全网总业务量比例的对应统计函数乘以

进行更新，例如：站点m的第n种业务随年份变化的分布

AP2所在的基本服务集站点某种业务量占全网相应业务总量的比例乘以

进行更新，例如：站点m的第n种业务占全网第n种业务总量比例随年份变化的分布

AP1所在基本服务集在确定站点A离开之后，也会更新相关表项，具体内容如下：

AP1所在基本服务集站点业务量及其占全网总业务量比例的对应统计函数乘以

进行更新。例如：站点m的第n种业务随年份变化的分布

AP2所在的基本服务集站点某种业务量占全网相应业务总量的比例乘以

进行更新，例如：站点m的第n种业务占全网第n种业务总量比例随年份变化的分布

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种基于网络访问行为的无线局域网接入控制方法，其特征在于，包括：

网络侧根据网络业务类型，获取一基本服务集BSS中不同网络业务类型的数据包的信息；

所述网络侧根据获取的不同网络业务类型的数据包的信息，建立包括数据包的源站点、目的站点、业务类型、网络访问行为持续时间长度和网络访问行为发生时间的所述BSS的网络流量统计表的信息；

所述网络侧根据建立的所述BSS的网络统计表的信息，生成该BSS中各站点的网络业务类型、相应时间和相应网络数据流量之间的关系信息，判断若该BSS中各站点的网络业务、相应时间和相应网络数据流量没有受到用户特殊限制，则分配各网络业务的带宽分别大于预设的各网络业务的带宽的最小值，且分配带宽符合所述关系信息的限制；否则分配各网络业务的带宽首先符合用户特殊需求的带宽，且分配带宽符合所述关系信息的限制。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

还包括：所述网络侧判断若一BSS中一站点移动到其他一BSS时，则将该站点在原BSS中生成的关系信息和该BSS的网络流量统计表的信息传送给该站点移动后的目的BSS，重新各自生成两BSS中各站点的网络业务类型、相应时间和相应网络数据流量之间的关系信息，网络侧依据新生成的关系信息进行接入控制，实现不同BSS之间站点的关系信息的转移。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述网络侧获取一BSS中不同网络业务类型的数据包的信息包括：该网络业务类型的数据包的源IP地址、目的IP地址、MAC地址、网络访问行为持续时间长度和网络访问行为发生时间的信息。

4.一种基于网络访问行为的接入控制***，其特征在于，

包括：获取单元、网络统计表建立单元和接入控制单元，其中，

所述获取单元，用于根据网络业务类型，获取一基本服务集BSS中不同网络业务类型的数据包的信息，并发送给所述网络统计表建立单元；

所述网络统计表建立单元，用于接收所述获取单元发送的所述BSS中不同网络业务类型的数据包的信息，根据接收的该信息建立包括数据包的源站点、目的站点、业务类型、网络访问行为持续时间长度和网络访问行为发生时间的所述BSS的网络流量统计表的信息，并发送给所述接入控制单元；

所述接入控制单元，用于接收所述BSS的网络统计表的信息，根据接收的该信息生成该BSS中各站点的网络业务类型、相应时间和相应网络数据流量之间的关系信息，判断若该BSS中各站点的网络业务、相应时间和相应网络数据流量没有受到用户特殊限制，则分配各网络业务的带宽分别大于预设的各网络业务的带宽的最小值，且分配带宽符合所述关系信息的限制；否则分配各网络业务的带宽首先符合用户特殊需求的带宽，且分配带宽符合所述关系信息的限制。

5.如权利要求4所述的接入控制***，其特征在于，

所述接入控制单元，还用于判断若一BSS中一站点移动到其他一BSS时，则将该站点在原BSS中生成的关系信息和该BSS的网络流量统计表的信息传送给该站点移动后的目的BSS，重新各自生成两BSS中各站点的网络业务类型、相应时间和相应网络数据流量之间的关系信息，依据新生成的关系信息进行接入控制，实现不同BSS之间站点的关系信息的转移。

6.如权利要求4所述的接入控制***，其特征在于，

所述获取单元获取的一BSS中不同网络业务类型的数据包的信息包括：该网络业务类型的数据包的源IP地址、目的IP地址、MAC地址、网络访问行为持续时间长度和网络访问行为发生时间的信息。

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