電信級(jí)WLAN無線組網(wǎng)方案一覽

標(biāo)簽：WLAN 無線組網(wǎng)

基于IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)的無線局域網(wǎng)(WLAN)技術(shù)已開始從企業(yè)、家庭市場進(jìn)入運(yùn)營市場。WLAN作為一種運(yùn)營業(yè)務(wù)已在全球主流運(yùn)營商內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)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(diǎn)區(qū)域、家庭無線寬帶接入等;

從可運(yùn)營業(yè)務(wù)的角度看，由于WLAN具有相對(duì)于諸如2.5G、3G等無線技術(shù)的高帶寬和低成本，能滿足客戶對(duì)高速無線寬帶業(yè)務(wù)的需要，無論是固網(wǎng)運(yùn)營商還是移動(dòng)運(yùn)營商都非常看好其應(yīng)用前景，當(dāng)前中國運(yùn)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(wù)的低成本補(bǔ)充接入手段。

對(duì)于可運(yùn)營的WLAN，從組網(wǎng)的角度，為了實(shí)現(xiàn)WLAN網(wǎng)絡(luò)的快速部署、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的集中管理、精細(xì)化的用戶管理，相比胖AP(自治性AP)方式，運(yùn)營商更傾向于采用集中控制性WLAN組網(wǎng)(瘦AP+AC)，從而實(shí)現(xiàn)WLAN系統(tǒng)、設(shè)備的可運(yùn)維、以管理。

本文主要就電信級(jí)WLAN網(wǎng)絡(luò)組成、信息轉(zhuǎn)發(fā)模式以及AC拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)三個(gè)方面進(jìn)行討論。

網(wǎng)絡(luò)組成及網(wǎng)元作用

瘦AP+AC架構(gòu)的WLAN網(wǎng)絡(luò)主要由WLAN終端設(shè)備(STA)、WLAN接入點(diǎn)設(shè)備(AP)、接入控制點(diǎn)(AC)、PORTAL服務(wù)器、AAA服務(wù)器、OSS等組成，邏輯組網(wǎng)示意圖如下。

●WLAN終端設(shè)備(STA)

WLAN終端設(shè)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(jī)、平板電腦等。

●接入點(diǎn)設(shè)備(Access Point，簡稱AP)

AP是WLAN業(yè)務(wù)網(wǎng)絡(luò)的小型無線基站設(shè)備，完成IEEE 802.11a/b/g/n標(biāo)準(zhǔn)的無線接入，是連接有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)的橋梁。

●接入控制器(Access Controller，簡稱AC)/寬帶遠(yuǎn)程接入服務(wù)器(BRAS)

純粹的AC承擔(dān)對(duì)WLAN網(wǎng)絡(luò)中的AP的集中管理功能，完成無線信道管理、設(shè)備管理維護(hù)、基本的WLAN用戶接入管理。

●PORTAL服務(wù)器

當(dāng)WLAN網(wǎng)絡(luò)采用WEB認(rèn)證方式時(shí)，當(dāng)STA關(guān)聯(lián)WLAN網(wǎng)絡(luò)后通過瀏覽器發(fā)起Internet訪問請(qǐng)求時(shí)，AC將該請(qǐng)求強(qiáng)制發(fā)送到PORTAL服務(wù)器。PORTAL服務(wù)器接收到該請(qǐng)求后，向用戶推送特定的認(rèn)證頁面。

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

●AAA服務(wù)器

AAA是認(rèn)證(Authentication)、授權(quán)(Authorization)、計(jì)費(fèi)(Accounting)的縮寫，AAA服務(wù)器的功能也體現(xiàn)在這三個(gè)方面。AAA的主要應(yīng)用是通過RADIUS協(xié)議和接入設(shè)備(例如AC、BRAS等)配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)以IP方式接入網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)證、授權(quán)和計(jì)費(fèi)。即對(duì)某用戶為接入到某網(wǎng)絡(luò)是否有權(quán)限進(jìn)行認(rèn)證，并對(duì)有權(quán)用戶授予其使用網(wǎng)絡(luò)所具備的權(quán)限(帶寬屬性等)，并對(duì)使用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行計(jì)帳。

AC網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/strong>

當(dāng)AC處于下游AP設(shè)備和上游設(shè)備(例如BRAS)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)路徑中時(shí)，稱之為直連模式。這種組網(wǎng)方式中AC也充當(dāng)了匯聚交換機(jī)的作用，此時(shí)AC位置較高，適用于新建組網(wǎng)、廣域稀疏熱點(diǎn)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(luò)拓?fù)淝逦?，?shù)據(jù)報(bào)文都經(jīng)過AC處理，利于用戶數(shù)據(jù)的集中管理。

當(dāng)AC在物理拓?fù)渲胁恢苯犹幱贏P和上游設(shè)備(例如BRAS/匯聚交換機(jī))間、而是并行地旁掛在BRAS/匯聚交換機(jī)旁時(shí)，稱這種組網(wǎng)方式為旁掛模式。旁掛模式下，業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)不流經(jīng)AC，AC無法對(duì)用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。此外旁掛方式便于在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上新建AC時(shí)的工程實(shí)施，可以采用BRAS上空閑端口對(duì)接新建AC而不影響原有的物理連接和業(yè)務(wù)。

業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式

在WLAN網(wǎng)絡(luò)中，STA和AP間的報(bào)文為802.11報(bào)文，AP作為STA和有線網(wǎng)絡(luò)間的橋梁，完成802.11報(bào)文的終結(jié)并轉(zhuǎn)換為802.3報(bào)文，然后向有線網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。在向有線網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)過程中，AP可以采用兩種轉(zhuǎn)發(fā)模式：直接轉(zhuǎn)發(fā)(或本地轉(zhuǎn)發(fā))，集中轉(zhuǎn)發(fā)(或隧道轉(zhuǎn)發(fā))。

以業(yè)務(wù)面數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)為例，所謂直接轉(zhuǎn)發(fā)，是指WLAN用戶業(yè)務(wù)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(zhuǎn)換為802.3報(bào)文并標(biāo)記業(yè)務(wù)vlan-s后向目的地發(fā)送。下行報(bào)文到達(dá)AP后，由AP轉(zhuǎn)換為802.11格式發(fā)送給終端。

這種組網(wǎng)模式一般應(yīng)用在AC旁掛的場景下，由于AC不承載數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，只對(duì)AP進(jìn)行管理，因此需要AP完成數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和協(xié)議匹配工作。

業(yè)務(wù)面數(shù)據(jù)本地轉(zhuǎn)發(fā)(直接轉(zhuǎn)發(fā))

另外一種AP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式是集中轉(zhuǎn)發(fā)。所謂集中轉(zhuǎn)發(fā)是指AP先將用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)打包到CAPWAP隧道中，進(jìn)而傳遞給AC的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)方式。業(yè)務(wù)上行數(shù)據(jù)由AP封裝在CAPWAP報(bào)文，業(yè)務(wù)vlan-s由AP標(biāo)記，管理vlan-m由連接AP的交換機(jī)標(biāo)記，由AC接收并解CAPWAP封裝并終結(jié)vlan-s、vlan-m。

業(yè)務(wù)下行數(shù)據(jù)由AC封裝在CAPWAP報(bào)文，業(yè)務(wù)vlan-s和管理vlan-m由AC標(biāo)記，由連接AP的交換機(jī)終結(jié)vlan-m，由AP接收并解CAPWAP封裝并終結(jié)vlan-s。

封裝后的報(bào)文在CAPWAP報(bào)文外層使用管理vlan-m，中間網(wǎng)絡(luò)設(shè)備只需配置和透傳管理vlan-m，而對(duì)封裝在CAPWAP報(bào)文內(nèi)的業(yè)務(wù)vlan-s不需配置。集中轉(zhuǎn)發(fā)一般應(yīng)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(zhuǎn)發(fā)。

業(yè)務(wù)面數(shù)據(jù)集中轉(zhuǎn)發(fā)示意圖