一体化网络Wi-Fi终端自动切换机制的设计与实现

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随着互联网技术的发展,用户对移动接入的需求越来越大,而基于IEEE802.11标准的Wi-Fi技术,由于广泛植入笔记本电脑、手机、游戏机、个人掌机等个人电子设备,迅速成为移动接入的主流。然而传统互联网设计之初是为固定、有线用户提供互联互通服务,对移动性的支持能力很差。一体化网络理论提出一种新的基于标识分离映射机制的互联网架构,有着良好的移动性支持。因此在一体化网络中引入Wi-Fi终端的接入与切换问题的研究就变得非常有意义。本文主要研究一体化网络Wi-Fi终端自动切换机制的设计及其实现。首先,本文分析介绍了一体化网络终端接入认证过程,以及在无线环境中Wi-Fi终端接入一体化网络的步骤;其次,在对一体化网络Wi-Fi终端一般切换流程进行分析的基础上,提出自动切换机制的设计目标,并且设计无线链路切换方案——预扫描切换算法和“网通层”切换方案以实现快速切换,设计自动切换有限状态机机制以实现自动控制;第三,本文对给出的设计方案在Linux平台进行编程实现。此实现方案主要有以下特点:1)采用Linux线程库,实现自动切换有限状态机机制,包括事件触发,定时器控制,网络套接口控制等;2)采用Linux开源IEEE802.11无线操作库,经过修改以实现无线链路设计的功能;3)采用双向链表的数据结构存储无线AP的信息,并根据RSSI值进行排序,供无线链路切换使用;4)采用Linux开源路由操作库,经过修改以实现“网通层”路由功能;5)采用UNIXUDP套接口编程,实现“网通层”切换与认证的报文交互;5)采用Linux GTK图形库,实现用户界面,为用户提供操作接口以及显示接口,以满足使用和测试需求。通过在一体化网络原型系统的Wi-Fi终端上安装本文所实现的程序,实际测试了自动切换有限状态机机制与预扫描切换算法。测试表明,在自动切换有限状态机机制的控制下,既支持自动接入与预扫描自动切换,手动接入与切换,又支持在自动切换过程中手动干预切换,并且在一定程度上抑制“乒乓效应”;在一体化网络原型系统中测试,自动切换和手动切换均能满足一般实时性业务的需求。
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