談WLAN的組網(wǎng)技術(shù)

1、    談wlan的組網(wǎng)技術(shù)    范麗超摘要：本文就wlan技術(shù)的概念、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和組網(wǎng)方式進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞： wlan；概念；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；組網(wǎng)技術(shù)中圖分類號(hào)：tp303文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a文章編號(hào)：引言：隨著通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，從傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。wlan技術(shù)是構(gòu)建“無(wú)線寬帶城市”的重要技術(shù)手段之一，是提升城市信息化水平的重要方法。對(duì)于固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商，wlan是其寬帶接入的延伸是拓展寬帶品牌的有力武器。wlan技術(shù)滿足了人們移動(dòng)數(shù)據(jù)通信的需要，釋放出巨大的應(yīng)用需求。1.wlan 技術(shù)的概念無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)（wireless localarea ne

2、tworks，wlan）主要指基于 ieee802.11 協(xié)議系列標(biāo)準(zhǔn)制定的一種以無(wú)線信道作傳輸媒介的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，主要用來(lái)彌補(bǔ)有線局域網(wǎng)絡(luò)的不足，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)延伸的目的。wlan 使用工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)療 (industrial、scientific、medical，ism) 無(wú)線電廣播頻段通信。無(wú)線保真（wirelessfidelity，wifi）是無(wú)線局域網(wǎng)聯(lián)盟的一個(gè)商標(biāo)，該商標(biāo)僅保障使用該商標(biāo)的商品互相之間可以合作，與標(biāo)準(zhǔn)本身實(shí)際上沒有關(guān)系，但因?yàn)?wifi 主要采用802.11b協(xié)議，因此人們逐漸習(xí)慣用wifi來(lái)稱呼802.11b協(xié)議。從包含關(guān)系上來(lái)說，wifi 是 wlan 的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，w

3、ifi 包含于 wlan 中，屬于采用 wlan 協(xié)議中的一項(xiàng)新技術(shù)。無(wú)線局域網(wǎng)鑒別和保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（wireless lan authentication and privacyinfrastructure，wapi）是 wlan 中的一種傳輸協(xié)議，是我國(guó)的無(wú)線局域網(wǎng)安全強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。2. wlan的結(jié)構(gòu)在無(wú)線局域網(wǎng)中，數(shù)據(jù)處理中心與子網(wǎng)為超視距數(shù)據(jù)傳輸模式，子網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)間為視距數(shù)據(jù)傳輸模式。各個(gè)前端處理節(jié)點(diǎn)為獨(dú)立工作平臺(tái)，數(shù)據(jù)處理中心與各個(gè)工作平臺(tái)之間無(wú)直接通路，它們之間的通路必須經(jīng)過子網(wǎng)中心的中繼實(shí)現(xiàn)?？紤]到系統(tǒng)整體成本和用戶需求，在系統(tǒng)集成時(shí)，子網(wǎng)中心采用兩種可選機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)微中心處理系統(tǒng)。2

4、.1使用與前端節(jié)點(diǎn)相同結(jié)構(gòu)的微處理器控制主板作為piconet的一個(gè)微中心管理節(jié)點(diǎn)，其余節(jié)點(diǎn)處于該監(jiān)管中心機(jī)制下工作，從而構(gòu)成一個(gè)星型局域網(wǎng)絡(luò)。在這種結(jié)構(gòu)中，系統(tǒng)將獲取如下優(yōu)點(diǎn)：子網(wǎng)事務(wù)量較少。系統(tǒng)監(jiān)管軟件編程難度有所降低。子網(wǎng)沒有大量的非計(jì)算行為系統(tǒng)開銷。缺點(diǎn)：子網(wǎng)監(jiān)管中心故障將引發(fā)子網(wǎng)全局崩潰。子網(wǎng)監(jiān)管中心在大部分時(shí)間處于空閑狀態(tài)，子網(wǎng)資源不能得以充分利用。子網(wǎng)監(jiān)管中心由誰(shuí)來(lái)裁決其錯(cuò)誤行為并對(duì)它的實(shí)施命令進(jìn)行有效監(jiān)督。子網(wǎng)內(nèi)有回應(yīng)消息網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴嫌疑。子網(wǎng)故障定位難度大。前端節(jié)點(diǎn)任務(wù)終止可信任度低。從系統(tǒng)可靠性和容錯(cuò)技術(shù)角度出發(fā)，星型結(jié)構(gòu)的使用有一些限制，但從目前微電子技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用角度上看

5、，系統(tǒng)可靠性和安全性主要問題應(yīng)該是出現(xiàn)在軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性上。所以在一般非嚴(yán)格容錯(cuò)技術(shù)定義下，星型結(jié)構(gòu)還是得到廣泛應(yīng)用。但從系統(tǒng)的先進(jìn)性上講，這種星型結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)被緊密捆綁。2.2前端節(jié)點(diǎn)為微控制器主板的動(dòng)態(tài)自適應(yīng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)將每個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的所有前端節(jié)點(diǎn)通過網(wǎng)內(nèi)傳輸協(xié)議組成一個(gè)自適應(yīng)選舉結(jié)構(gòu)，子網(wǎng)監(jiān)管中心是經(jīng)過子網(wǎng)前端節(jié)點(diǎn)的內(nèi)部控制算法，臨時(shí)決策某個(gè)前端節(jié)點(diǎn)作為當(dāng)前時(shí)段上的子網(wǎng)監(jiān)管中心，并擔(dān)負(fù)當(dāng)前時(shí)段的子網(wǎng)內(nèi)部系統(tǒng)可靠性監(jiān)管、消息廣播鑒權(quán)等內(nèi)部工作。由于在運(yùn)行過程中，各個(gè)子網(wǎng)監(jiān)管中心只是一個(gè)臨時(shí)時(shí)段的管理者，因此整個(gè)子網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部的可靠性是分?jǐn)傇谧泳W(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部的所有前端節(jié)點(diǎn)上。若每個(gè)前端節(jié)點(diǎn)

6、故障率按10-7計(jì)算，每個(gè)子網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部節(jié)點(diǎn)數(shù)平均按6個(gè)計(jì)算，則子網(wǎng)系統(tǒng)崩潰率是10-42，這是一個(gè)小概率事件。采用動(dòng)態(tài)自適應(yīng)組網(wǎng)結(jié)構(gòu)后，系統(tǒng)將獲得如下優(yōu)點(diǎn)：子網(wǎng)中心機(jī)制非唯一性，系統(tǒng)mttf得到提高。系統(tǒng)局部性故障被有效地屏蔽在微區(qū)域內(nèi)，不會(huì)在整個(gè)系統(tǒng)中蔓延。表決機(jī)制動(dòng)態(tài)跟蹤，系統(tǒng)故障定位準(zhǔn)確，實(shí)時(shí)實(shí)施在、離線維護(hù)。系統(tǒng)沒有設(shè)置專用子網(wǎng)監(jiān)管中心，系統(tǒng)資源可以得到最大充分使用。系統(tǒng)具備自動(dòng)退化和自恢復(fù)能力。缺點(diǎn)：系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)事務(wù)量增加，系統(tǒng)硬實(shí)時(shí)性能否保證受到質(zhì)疑。系統(tǒng)監(jiān)管軟件復(fù)雜化使軟件可靠性降低。3.wlan組網(wǎng)技術(shù)3.1分布式組網(wǎng)技術(shù)目前 wlan 組網(wǎng)一般有兩種方式，即 fat ap 和 f

7、it ap（胖 ap 和瘦 ap 方案）。fatap 是傳統(tǒng)的 wlan 組網(wǎng)方式，屬于分布式組網(wǎng)，ap 本身承擔(dān)了認(rèn)證終結(jié)、漫游切換、動(dòng)態(tài)密鑰產(chǎn)生等復(fù)雜功能，相對(duì)來(lái)說 ap 的功能較重因此稱為 fat ap。電信運(yùn)營(yíng)商在wlan 組網(wǎng)初期一般采用 fat ap，可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的快速部署。fat ap 組網(wǎng)方式比較簡(jiǎn)單，只需要在接入層添加 ap 設(shè)備即可，通過 adsl 或以太網(wǎng)專線接入到寬帶接入服務(wù)器（broadband access server/ broadband remote accessserver，bas/bras），再由 bas 接入到城域網(wǎng)。無(wú)線用戶一般采用以太網(wǎng)上的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議

8、（point-to-point protocol over ethernet，pppoe）或 web portal 認(rèn)證接入網(wǎng)絡(luò)，bas作為無(wú)線用戶的認(rèn)證點(diǎn)。為了便于管理熱點(diǎn)地區(qū)的 ap 設(shè)備，需要對(duì)這些 ap 分配固定的 ip 地址，然后采用通用的管理平臺(tái)通過 snmp 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議對(duì)熱點(diǎn)地區(qū) ap 統(tǒng)一管理。fat ap 初期投入少見效快，但 ap 本身儲(chǔ)存了大量的網(wǎng)絡(luò)和安全的配置，包括加密的鑰匙，認(rèn)證報(bào)文終結(jié)等，每臺(tái) ap 都要單獨(dú)進(jìn)行配置，較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。fat ap 一般用于小規(guī)模組網(wǎng)，隨著網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴(kuò)大，原有 wlan 網(wǎng)管會(huì)漸漸無(wú)法滿足大量 ap 的維護(hù)管理和升級(jí)需要。3.2集中式組網(wǎng)技

9、術(shù)3.2.1 技術(shù)特點(diǎn)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)fit ap 又稱為 thin ap，是近年新興的一種集中式 wlan 組網(wǎng)模式。ap 設(shè)備只保留傳統(tǒng) ap 天線、802.11 協(xié)議等底層功能，故稱為“瘦 ap”。而將傳統(tǒng)技術(shù)中 ap 的網(wǎng)絡(luò)層及以上的功能如加密、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)、移動(dòng)性管理、用戶管理等全部集中到 ac（無(wú)線控制器）。并且與 fat ap 組網(wǎng)方式相比 ac 增加了新的功能，如：瘦 ap 的統(tǒng)一網(wǎng)管、ap 間自適應(yīng)、無(wú)線安全管理、rf 監(jiān)測(cè)、無(wú)縫漫游以及服務(wù)質(zhì)量（quality of service，qos）保證等。ap 與 ac 之間通過隧道方式進(jìn)行通信，之間可以跨越 l2、l3 網(wǎng)絡(luò)甚至廣域網(wǎng)進(jìn)行

10、連接，減少了單個(gè) ap 的負(fù)擔(dān)，提高了整網(wǎng)的工作效率。同時(shí)由于 fit ap 方案集中式管理的特點(diǎn)，可以通過升級(jí) ac 的軟件版本方便地實(shí)現(xiàn)豐富的業(yè)務(wù)功能擴(kuò)展。3.2.2 工作原理在 fit ap 的組網(wǎng)架構(gòu)下，由無(wú)線控制器作為網(wǎng)管的代理負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)熱點(diǎn)地區(qū)無(wú)線接入點(diǎn) ap 的管理，bas 負(fù)責(zé)無(wú)線用戶的認(rèn)證和接入控制，當(dāng)采用 pppoe 認(rèn)證時(shí)，客戶的 pppoe 認(rèn)證報(bào)文終結(jié)在 bas 設(shè)備上。具體工作過程如下：第一步，瘦 ap 獲得 ip 地址及 ac 地址。ap 加電并獲得 ip 地址；ap 查找 ac 地址；第二步，ap 發(fā)現(xiàn) ac 并與 ac 建立隧道。ap 與 ac 建立加密隧道（各廠家使用的隧道協(xié)議不一樣）；ap 從 ac 下載相應(yīng)的配置文件，完成自身配置；第三步，ap 正常工作。通過加密隧道，ap 將用戶數(shù)據(jù)通過隧道傳送到 ac，由 ac 集中轉(zhuǎn)發(fā)；ap 的管理由 ap 網(wǎng)管通過 ac 集中管理；場(chǎng)點(diǎn)虛擬局域網(wǎng)（virtual localarea network，vlan）由 ac 發(fā)起 終結(jié)于 bras；4.結(jié)語(yǔ)作為寬帶有線接入網(wǎng)的延伸和補(bǔ)充，無(wú)線局域網(wǎng)（wlan）以其靈活性和可移動(dòng)性，越來(lái)越受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。隨著