電信級WLAN無線組網(wǎng)方案一覽

標簽：WLAN 無線組網(wǎng)

基于IEEE 802.11標準的無線局域網(wǎng)(WLAN)技術已開始從企業(yè)、家庭市場進入運營市場。WLAN作為一種運營業(yè)務已在全球主流運營商內(nèi)進行試驗并開始投入商用。從組網(wǎng)的角度，WLAN在特定的場合可以替代其有線接入方式作為最后一公里解決方案，例如公眾熱點區(qū)域、家庭無線寬帶接入等;

從可運營業(yè)務的角度看，由于WLAN具有相對于諸如2.5G、3G等無線技術的高帶寬和低成本，能滿足客戶對高速無線寬帶業(yè)務的需要，無論是固網(wǎng)運營商還是移動運營商都非常看好其應用前景，當前中國運營商都開始考慮并逐步部署宏蜂窩+WLAN的模式，將WLAN作為宏蜂窩數(shù)據(jù)業(yè)務的低成本補充接入手段。

對于可運營的WLAN，從組網(wǎng)的角度，為了實現(xiàn)WLAN網(wǎng)絡的快速部署、網(wǎng)絡設備的集中管理、精細化的用戶管理，相比胖AP(自治性AP)方式，運營商更傾向于采用集中控制性WLAN組網(wǎng)(瘦AP+AC)，從而實現(xiàn)WLAN系統(tǒng)、設備的可運維、以管理。

本文主要就電信級WLAN網(wǎng)絡組成、信息轉發(fā)模式以及AC拓撲結構三個方面進行討論。

網(wǎng)絡組成及網(wǎng)元作用

瘦AP+AC架構的WLAN網(wǎng)絡主要由WLAN終端設備(STA)、WLAN接入點設備(AP)、接入控制點(AC)、PORTAL服務器、AAA服務器、OSS等組成，邏輯組網(wǎng)示意圖如下。

●WLAN終端設備(STA)

WLAN終端設備包括安裝了無線網(wǎng)卡的電腦，也包括了支持WiFi功能的PDA、手機、平板電腦等。

●接入點設備(Access Point，簡稱AP)

AP是WLAN業(yè)務網(wǎng)絡的小型無線基站設備，完成IEEE 802.11a/b/g/n標準的無線接入，是連接有線網(wǎng)絡與無線網(wǎng)絡的橋梁。

●接入控制器(Access Controller，簡稱AC)/寬帶遠程接入服務器(BRAS)

純粹的AC承擔對WLAN網(wǎng)絡中的AP的集中管理功能，完成無線信道管理、設備管理維護、基本的WLAN用戶接入管理。

●PORTAL服務器

當WLAN網(wǎng)絡采用WEB認證方式時，當STA關聯(lián)WLAN網(wǎng)絡后通過瀏覽器發(fā)起Internet訪問請求時，AC將該請求強制發(fā)送到PORTAL服務器。PORTAL服務器接收到該請求后，向用戶推送特定的認證頁面。

當用戶在認證頁面輸入相關認證信息并提交后，PORTAL服務器接收用戶認證請求并向AC發(fā)起用戶認證過程;用戶認證完成后，PORTAL服務器將認證結果通知用戶。通過認證的終端用戶隨后可以正常訪問網(wǎng)絡

●AAA服務器

AAA是認證(Authentication)、授權(Authorization)、計費(Accounting)的縮寫，AAA服務器的功能也體現(xiàn)在這三個方面。AAA的主要應用是通過RADIUS協(xié)議和接入設備(例如AC、BRAS等)配合，實現(xiàn)對以IP方式接入網(wǎng)絡的認證、授權和計費。即對某用戶為接入到某網(wǎng)絡是否有權限進行認證，并對有權用戶授予其使用網(wǎng)絡所具備的權限(帶寬屬性等)，并對使用網(wǎng)絡進行計帳。

AC網(wǎng)絡拓撲

當AC處于下游AP設備和上游設備(例如BRAS)數(shù)據(jù)的轉發(fā)路徑中時，稱之為直連模式。這種組網(wǎng)方式中AC也充當了匯聚交換機的作用，此時AC位置較高，適用于新建組網(wǎng)、廣域稀疏熱點覆蓋和大容量AC部署，AC可與城域核心路由器或省核心路由器直連。采用直連模式，網(wǎng)絡拓撲清晰，數(shù)據(jù)報文都經(jīng)過AC處理，利于用戶數(shù)據(jù)的集中管理。

當AC在物理拓撲中不直接處于AP和上游設備(例如BRAS/匯聚交換機)間、而是并行地旁掛在BRAS/匯聚交換機旁時，稱這種組網(wǎng)方式為旁掛模式。旁掛模式下，業(yè)務數(shù)據(jù)不流經(jīng)AC，AC無法對用戶數(shù)據(jù)進行管理。此外旁掛方式便于在現(xiàn)有網(wǎng)絡上新建AC時的工程實施，可以采用BRAS上空閑端口對接新建AC而不影響原有的物理連接和業(yè)務。

業(yè)務數(shù)據(jù)轉發(fā)方式

在WLAN網(wǎng)絡中，STA和AP間的報文為802.11報文，AP作為STA和有線網(wǎng)絡間的橋梁，完成802.11報文的終結并轉換為802.3報文，然后向有線網(wǎng)絡中進行轉發(fā)。在向有線網(wǎng)絡轉發(fā)過程中，AP可以采用兩種轉發(fā)模式：直接轉發(fā)(或本地轉發(fā))，集中轉發(fā)(或隧道轉發(fā))。

以業(yè)務面數(shù)據(jù)轉發(fā)為例，所謂直接轉發(fā)，是指WLAN用戶業(yè)務數(shù)據(jù)不經(jīng)過CAPWAP封裝，AP收到終端的802.11格式的上行數(shù)據(jù)，由AP直接轉換為802.3報文并標記業(yè)務vlan-s后向目的地發(fā)送。下行報文到達AP后，由AP轉換為802.11格式發(fā)送給終端。

這種組網(wǎng)模式一般應用在AC旁掛的場景下，由于AC不承載數(shù)據(jù)業(yè)務轉發(fā)功能，只對AP進行管理，因此需要AP完成數(shù)據(jù)格式轉換和協(xié)議匹配工作。

業(yè)務面數(shù)據(jù)本地轉發(fā)(直接轉發(fā))

另外一種AP數(shù)據(jù)轉發(fā)方式是集中轉發(fā)。所謂集中轉發(fā)是指AP先將用戶業(yè)務數(shù)據(jù)打包到CAPWAP隧道中，進而傳遞給AC的數(shù)據(jù)轉發(fā)方式。業(yè)務上行數(shù)據(jù)由AP封裝在CAPWAP報文，業(yè)務vlan-s由AP標記，管理vlan-m由連接AP的交換機標記，由AC接收并解CAPWAP封裝并終結vlan-s、vlan-m。

業(yè)務下行數(shù)據(jù)由AC封裝在CAPWAP報文，業(yè)務vlan-s和管理vlan-m由AC標記，由連接AP的交換機終結vlan-m，由AP接收并解CAPWAP封裝并終結vlan-s。

封裝后的報文在CAPWAP報文外層使用管理vlan-m，中間網(wǎng)絡設備只需配置和透傳管理vlan-m，而對封裝在CAPWAP報文內(nèi)的業(yè)務vlan-s不需配置。集中轉發(fā)一般應用在AC直連的場景，少數(shù)場景下，AC旁掛也需要配以AP集中轉發(fā)。

業(yè)務面數(shù)據(jù)集中轉發(fā)示意圖