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無線局域網中的負載均衡問題( 二 )

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無線局域網中的負載均衡的分類

可以從兩個方面對無線局域網的負載均衡技術進行分類 。按照負載均衡的發(fā)起者分，負載均衡可以分為STA主控的負載均衡和AP主控的負載均衡 。按照負載均衡的解決方式可分為接入式負載均衡和切換式負載均衡 。無線局域網的負載均衡的分類如圖所示 。



圖:無線局域網的負載均衡分類

終端（STA）主控負載均衡

STA主控的負載均衡實際上是一種自發(fā)的負載均衡策略，是無線局域網中STA的特性之一 。切換完成的STA實際上也實現(xiàn)了網絡負載的傳遞 。

僅僅靠信號質量作為STA切換的條件是片面的，目前有大量的研究集中在如何改進切換的時機，以更準確地實現(xiàn)終端切換帶來的負載變化 。

STA主控的優(yōu)點是：STA最清楚自己的業(yè)務需求和所處的環(huán)境，STA掃描得到的環(huán)境中可用的BSS情況對STA而言最準確 。而且，切換或接入的主體是STA，業(yè)務也是在STA上開展，切換造成的損失由STA承擔 。缺點是：STA僅僅知道終端側的情況和STA自身的情況，對網絡環(huán)境而言，STA并不能準確把握，沒有發(fā)言權 。STA切換隨意性大，會對整個ESS造成混亂，使網絡全局的負載均衡效果不佳 。

AP主控負載均衡

AP主控負載均衡的出發(fā)點是，AP處于網絡側，AP之間通過有線的連接，可以在不影響STA業(yè)務的情況下，相互傳遞與負載均衡相關的信息 。根據這些信息，ESS就可以判定出AP中負載最重的AP和負載最輕的AP 。擁有這些信息的ESS就可以做出一些決策，比如，讓負載重的AP下的終端切換到負載輕的AP下，或者對新加入網絡的終端進行限制，不答應負載重的AP接入而只答應負載輕的AP接入等，實現(xiàn)ESS內的負載均衡 。

AP主控的優(yōu)點是網絡側的整體情況可以通過AP之間的分布式系統(tǒng)，準確、及時地進行統(tǒng)計，在整體協(xié)調和調度方面對網絡側有利，也比較輕易實現(xiàn)整體策略的實施 。另外就是整個網絡的負載均衡調整速度會很快 。缺點是網絡側并不知道STA所處的位置和網絡環(huán)境、STA所能夠掃描到的AP的情況，所以有切換決策錯誤的風險 。

接入式負載均衡

接入式負載均衡就是控制STA的接入實現(xiàn)負載均衡 。當AP的負載情況超過閾值后，該AP就會拒絕新的終端的接入，加入網絡的終端只好尋找負載較輕的AP進行連接 。從而在一定的程度上實現(xiàn)負載的均衡 。


由于接入式負載均衡只控制新終端的接入過程或切換后的重連接過程，屬于被動的負載均衡，負載均衡的調整收斂速度會比較慢 。極端情況下，沒有新的終端進入網絡，或者所有的STA都維持當前連接，網絡會一直處于非平衡狀態(tài) 。

切換式負載均衡

切換式負載均衡就是控制STA的切換以實現(xiàn)負載均衡 。當ESS中某AP的負載過重的時候，ESS或終端控制該AP下的STA切換到其他AP上，以分散負擔 。當ESS中某AP的負載過輕的時候，ESS或終端就控制其他AP下的STA切換到該AP上，以實現(xiàn)整個ESS的全局平衡 。

切換式負載均衡的特點是反應迅速，一旦出現(xiàn)負載差異，可以通過切換行為迅速調整 。缺點是切換會對終端造成損失，有切換失敗和上層業(yè)務中斷的風險 。同時，切換式負載均衡必須依靠于快速切換才能實現(xiàn) 。假如快速切換方法效果差，則負載均衡造成的損失會增大 。

將AP主控方法和切換式負載均衡方法相結合是當前研究的熱點，不僅可以準確地收集信息做出決策，而且可以迅速反應，主動地調整擴展服務集中的負載分布 。

雖然負載均衡的本意是為了優(yōu)化網絡的運行，平均分配整個網絡中的負載，達到盡可能高的網絡資源的利用率，提高網絡的性能 。但是，作為一種網絡治理行為，負載均衡為網絡引入了負載信息交互的網絡開銷和負載均衡調整的網絡治理開銷，并且與之相關的，終端切換也會增加網絡的開銷 。隨著ESS中AP數(shù)量的增加或STA數(shù)量的增加，維護負載均衡所需的網絡開銷也會增大，對網絡性能造成干擾和損失 。

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