电信思科无线网络技术建议书

电信思科无线网络技术建议书内容摘要：

............................................. 113 应用 ......................................................................................................... 113 16 思科无线网络设备配置 .................................................................................... 115 思科无线控制器 ....................................................................................... 115 思科无线 AP 设备（部分） ...................................................................... 118 电信思科无线网络技术建议书 5 1 运营商无线网络的发展 运营商无线网 络的现状及发展特点  运营 商的无线网络 发展趋势 是 终端多元化、承载业务多元化 运营商级的无线网络架构需要 确保在 无线网络上实施多种不同的业务，并同时面向PWLAN 用户、企业用户、行业用户的游牧和高速的移动 VPN 应用。  运营 商的无线网络逐渐趋向高密度、高吞吐能力、高移动能力 随着运营级 无线网络 面向多业务的需求，其应用范围和场景也随之而扩展， 因此对网络的需要已经 从早期简单的公众用户的数据应用 逐渐过渡到了 不同政企用户的业务需求。 这种变化使得 越来越多的部署场景需要考虑到诸如高密度、高吞吐能力、 高移动能力，直接反映了运营网 络对下一代 WiFi 无线网络技术（ ）以及无线构架（ CAPWAP）的发展趋势。  运营商的无线网络建设具有大规模部署的特点 由于 运营商网络 的大规模无线覆盖，需要具备实时管理大量无线接入设备 的能力 ，因而无线网络的建设需要 考虑是否影响 现网 的网络 结构， 同时无线的网络架构是否能 对 有线无线 进行 一体化 集中统一管理和部署 也是重要的考虑因素。  运营商为了的无线宽带业务发展 是多种介质并存的 无线宽带业务和电信无线增值业务的发展，未来的无线网络中同时具备在 3G、 WiFi、WiMAX 下的漫游切换以及应用 的连续，从而 满足 将 来 运营商 网络融合 的 需求。 电信思科无线网络技术建议书 6 运营网络的 无线 技术演进 运营级的无线网络技术主要在三个方面演进，覆盖规模、 无线性能、 网络构架。 覆盖规模 随着 WiFi 运营网络 及业务的不断 发展 ，网络覆盖区域已 逐渐从较小的 热点扩展到 较大的 热区 而热点部署密度的提高也使得热点的部署从 早期 的分散型逐渐 转为连续 型。 因此 传统以独立 AP 单位的小区 覆盖 模式已 无法满足这种需求的变化， 因此 Mesh 技术应运而生。 无线 Mesh 网络（无线网状网络）也称为 ―多跳（ multihop） ‖网络，它是一种与传统无线网络完全不同的新型无线网络技术。 在传统的无线局域网 (WLAN)中，每个客户端均通过一条与 AP 相连的无线链路来访问网络，用户如果要进行相互通信的话，必须首先访问一个固定的接入点 (AP)，这种网络结构被称为单跳网络。 而在无线 Mesh 网络中，任何无线设备节点都可以同时作为 AP 和路由器 ，网络电信思科无线网络技术建议书 7 中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。 这种结构的最大好处在于： 如果最近的 AP 由于流量过大而导致拥塞的话，那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。 依此类推，数据包还可以根据网络的情况， 继续路由到与之最近的下一个节点进行传输，直到到达最终目的地为止。 这样的访问方式就是多跳访问。 其实人们熟知的 Inter 就是一个 Mesh 网络的典型例子。 例如，当我们发送一份 Email 时，电子 邮件 并不是直接到达收件人的信箱中，而是通过路由器从一个服务器转发到另外一个服务器，最后经过多次路由转发才到达用户的信箱。 在转发的过程中，路由器一般会选择效率最高的传输路径，以 便使电子邮件能够尽快到达用户的信箱。 与传统的交换式网络相比，无线 Mesh 网络去掉了节点之间的布线需求 ， 但仍具有分布式网络所提供的冗余机制和重新路由功能。 在无线 Mesh 网络里，如果要添加新的设备，只需要简单地接上电源就可以了，它可以自动进行自我配置，并确定最佳的多跳传输路径。 添加或移动设备时，网络能够自动发现拓扑变化，并自动调整通信路由，以获取最有效的传输路径。 对于运营商而言 Mesh 技术弥补了传统 AP 在部署时传输资源不足的问题，增加了组网的灵活性 和冗余度 同时也使得 WiFi 网络与 3G、 WiMAX 网络在 覆盖层面 具有更大的融合度。 无线性能 网络业务的发展意味着运营商的网络必须能够提供更高的接入带宽以满足多种数据业务的承载、 更低的网络时延和抖动 以满足 实时应用的需求、更好的无线环境适应能力以满足不同部署场景的需求，因此运营商必须寻求下一代 WiFi 无线技术来满足业务的发展。 下一代 WiFi 无线技术 的目标是显著增加 设备的吞吐量，而不是简单地建立高比特率的无线传输能力。 这两个目标的区别就如同你自己开车依据个人习惯驱使能达到的电信思科无线网络技术建议书 8 里程数和环保相关的额定要求针对于该款车能达到的里程数。 增加 设备的有效吞吐量比提供高比特率的要求更高。 在一些方面存在比 更多的开销，而且很多开销是不能减少的。 这就导致，如果不采用其他方法，吞吐量将会存在一个明显的上限。 不仅仅是一个新的无线标准。 除了提供更高的比特率（如 ），它还改变了 设备之间通信的帧格式包括 MIMO，无线增强和 MAC 增强。 技术的优势，简单来说在以下两个方面对以前的 设备进行了改进 .第一是采用MIMO 技术在信道上达到更高的信噪比 .第二是提 升了无线传输和 MAC 协议的效率 .这些改进使得无线传输的可靠性，预见覆盖范围和吞吐率上都得到了提高 .  可靠性 较大的信噪比对于无线链路传输就意味着更 可靠的通信和更高的数据传输速率。 更高的信噪比意味着没有更多的干扰来破坏传输。 这意味着可以支持更多的客户端接入。  预知覆盖范围 利用 MIMO 技术提供的多空间数据流技术来消除在覆盖范围内的盲区。 先前受到多路反射信号干扰的区域，现在可以利用它来提供更好的通信 .  吞吐率 的显著改进在于为应用提供更高的数据传输速率 (纯粹的 11n 模式 )。 即使在向 前兼容老式 设备的混合模式下， 也可以提供较高的吞吐率 (低于纯粹的 11n 模式 )。 对于运营商而言 不但可以带给 终端高速的接入能力，扩展小区容量，同时通过多天线技术的应用也可以为那些 ，使得小区的覆盖范围 更大并能够更好的支持实时应用。 电信思科无线网络技术建议书 9 网络构架 对于运营商而言传统的 WiFi 网络由于 AP 均为自主型（也成为胖 AP），在大规模部署时往往会面临以下问题： 1. 业务区分方面： 业务的区分必须在 AP 上实现，如果根据不同业务或相同 业务的不同用户群来进行逻辑区分那么意味着 AP 必须支持上千个 VLAN，且运营商也必须考虑如何在城域网上对这些 VLAN 进行汇聚和透传，如果部署了数千甚至上万个 AP 的话，那么整个网络的复杂度和管理难度不言而喻。 2. 空口安全认证方面： 对于行业用户以及企业用户 的移动 VPN 业务 而言， 必须采用 的 WPA2 安全认证机制来确保用户的空口安全 ，由于涉及到动态的空口加解密因此对于传统的 AP 而言认证点必须在 AP 上，那么对于后台 的认证 系统而言所有的 AP 都必须是 Radius Client，如此众多的 Radius Client对 于 Radius系统而言将会造成极大的负担。 3. 二三层移动漫游方面： 在移动漫游方面传统的 AP 间的漫游切换必须借助于 AP 间的IAPP 协议 ， 且只能满足二层漫游切换的能力，对于三层漫游切换则只能通过 AP 自带的 Mobile IP Proxy 来实现，这种方式要求 AP 之间必须建立一个 Full Mesh 的 Mobile IP 隧道机制，在现实的网络中这种方式只能实现小范围局部的三层切换，而且极大的消耗了 AP 间的带宽资源。 4. 网络管理方面 ：在网络管理方面传统的 AP 需通过网管服务器 SNMP 的轮询机制来实现AP 管理信息的采集， 试想一下 如果 有 1 万个 AP， 网管系统轮循一个 AP 一般需要 20秒钟左右 那么所有的 AP 轮询 一遍就需要 55 个小时，何谈实时管理。 无线设备的网管与有线设备网管是完全不同的，无线设备的网管系统需要实时的了解每个 AP 所处的无线环境的变化（信号强度、信噪比、噪音、干扰等） ，所以实时管理至关重要。 另外，SNMP 设备的管理是无法跨越 NAT 的所以当传统的 AP 至于 NAT 之后的时候，网管系统则无法管理到 AP。 5. AP 部署方面 ：采用传统的 AP 部署热点的时候 ，网络部署必须为每个 AP 进行配置并根据热点进行 VLAN、 SSID、地址空间的规划，当增加 AP 的时候也必须进行相关的配置和规划，因此随着 AP 大规模的部署传统 AP 给运营商带来了极大的管理和维护的复电信思科无线网络技术建议书 10 杂度。 为了解决传统 AP 带来的问题， 参照蜂窝网络的发展道路 ，思科系统公司 率先提出了 WLAN集中化的概念，并且为高级无线局域网服务提供了业界第一个统一平台。 统一 后的 架构 ，我们称之为思科统一无线网络 的关键， 是 将数据从轻型接入点经由网络发送到无线局域网控制器。 这种思路最终被引入了 IETF 的 CAPWAP 标准 ， 成为新一代无线网络构架的标准。 通过采用该标准的轻量级统一无线系统可以很好的与运营商现有的城域网络融合在一 起并具备以下特性： 1. 一体化网络解决方案，同一控制器控制管理室内 AP、室外 AP、室内 Mesh 以及室外Mesh 节点 统一管理控制，无需考虑各系统间差异； 更好的无线应用体验，可以实现室内室外乃至整个覆盖热区的应用的连续性； 2. 思科的方案采用领先的集中管理架构，支持 自动频谱管理 快速部署 , 减少网络维护成本； 3. 对业务接入及服务质量保证能力 实现系统对用户差异化服务的能力 ； 4. 端到端的安全 : 实现无线 物理层到链路层的安全监控及防护 ，同时可以实现网络二到七层的有线测安全联动； 实现全面的网络安 全的保障，能够更快更准的发现网络安全问题并进行主动防护 ； 对接入用户而言，网络安全可靠可以增加用户忠诚度 ； 5. 网管系统可以管理超过 3 万个 AP 和数千台控制器，并提供实时真实的 RF 管理及控制。 完全满足未来大规模部署热点管理需求 ； 实现 RF 网络管理自动化 ； 6. 无线控制器支持二三层 AP 统一管理 对有线网络构架没有任何改动及特殊需求； 热点部署高效快捷； 7. 支持噪音、干扰回避、网络频点自动规划、功率自动控制（ AP 功率自动调整、无线客户端功率自动控制）、无线客户端的负载均衡。 满足热点高密度用户数量 以及高容量需求，如比赛场馆媒体区、会议室等 ； 电信思科无线网络技术建议书 11 无线网络管理自动化，无需人工干预，提升网络质量降低运维成本 ； 8. 支持访客技术，要求访客流量不能落地于内网，该技术可用于将大客户服务与热点运营结合。 可将运营商原来为大客户服务建设的部分网络部分区域变成客运营的热点，可以达到双赢的局面 ； 9. 支持客户端接入时基于用户名、接入地点的动态 VLAN 的分配以及静态 VLAN 分配，使得 WLAN 网络系统可以实现每用户 VLAN 的分配。 通过一个无线接入标识可以为数千家企业提供随处可达的移动办公服务，为运营商打造无线品牌标识 ； 10. 支持基于 AP 的 VLAN 组分配，即系统中可以有某些 AP 对应的 WLAN 专属于不同的VLAN。 使得不同的覆盖区域虽然 SSID 相同，但用户接入的默认策略不同。 网络部署可以充分考虑到在不改变电信无线接入标识的情况下，满足热点接入策略差异化的需求 ； 11. 支持同一无线控制器以及不同无线控制器下毫秒级的二三层漫游切换。 满足运营商拓展公共安全行业应用基本的移动切换需求 ； 满足将来杀手级移动数据多媒体应用业务的需求 ； 12. 支持无线控制器 N+ N+N、 N+N+1 冗余 ，且冗余控制器可以在网络任何路由可达之处而无需要求必 须相同网段。 满足网络高可用性的需求，无线网络冗余与城域网络紧密结合 而不是相互独立； 13. 支持基于无线资源百分比以及用户保障速率、抖动以及时延。