AC培訓之基礎篇,Date /2011.07,技術支持部,Title,無線局域網基礎 FIT AP的工作原理 FIT AP發現AC的方式 FIT AP的數據流模式,1、有線和無線局域網的比較,從最本質上說，有線網絡需要電纜，而無線網絡不需要。所以只要是在無線覆蓋的范圍內，任何人通過特定的無線網卡都可以捕獲到傳輸的數據。 傳統以太網是由IEEE802.3標準定義的，而無線局域網則由IEEE802.11標準定義的。 傳統以太網采用載波偵聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）方法來傳輸和接收，而無線網絡采用載波偵聽多路訪問/沖突避免（CSMA/CA）方法來傳輸和接收。前者是檢測沖突，后者是盡可能避免沖突，所以，前者可以做到全雙工，而后者總是半雙工。,2、AP的工作原理,抽象來說，可以把AP視為轉 換網橋，即在第2層（鏈路層） 對來自不同介質的幀進行轉換 和橋接。 AP的主要功能就是將無線數 據橋接到有線網絡中；當然， AP也可以用作無線網橋，在兩 個相隔較遠的AP之間建立一條 無線鏈路，即我們常見的無線 回傳功能。,3、802.11幀的類型,管理幀：用于管理WLAN通告和STA成員資格，包括： 1）通告AP以及WLAN參數的信標； 2）STA關聯、重關聯、解除關聯； 3）STA認證和撤銷認證。 控制幀：用于控制STA同AP的關聯，包括： 1）探針請求和響應，用于STA請求AP的信息； 2）RTS和CTS消息。 數據幀：由任何無線設備發送，包含數據或者有效負載信息。 注意：在管理幀中，總是包含一個48位的BSSID字段。BSSID是該AP的無線側MAC地址，它唯一標識AP服務。,4、STA接入AP的必要條件,STA要滿足如下條件才有可能接入AP 1）匹配的SSID； 2）兼容的無線速率； 3）身份驗證的憑證。,5、STA的關聯過程,1）使用與AP匹配的SSID； 2）向AP認證； 3）使用一種加密方式，確保數據的隱蔽性（可選）； 4）使用一種認證方式，確定數據的完整性（可選）； 5）建立同AP的關聯。,6、描述RF信號強度的術語,使用單位瓦（W）或者毫瓦（mW）； dBm：信號相對于1mW的強度； 計算公式：10lg（功率值/1mw）。 如：100mW的AP，用dBm表示是20dBm； 500mW的AP，用dBm表示是27dBm； 思考：dBm可以為負數嗎？,7、802.11標準,802.11標準定義了無線局域網在第1層和第2層的工作方式，這包括無線頻率和信道以及吞吐量、安全性和移動性。主要包括如下： 802.11a 802.11b 802.11g 802.11n,7.1、802.11a,使用5GHz的未經許可的國家信息框架（U-NII）頻段。實際上，FCC將該頻段分成了3個更小的頻段用于不同用途： 1）低頻段：5.155.25，供室內使用； 2）中頻段：5.255.35，供室內和室外使用； 3）高頻段：5.7255.825，供室外使用； 在上述每個頻段內，均有4個互不重疊的信道，這意味著在WLAN環境中可以使用4、8、或者12個互不重疊的信道。 正交頻分多路復用(OFDM)的調制技術 最高數據率：54Mbit/s 由于與b/g頻段不一樣，所以，a與b/g是可以同存的。 思考：最大傳輸數據的速率為多少？,7.2、802.11b,使用2.4GHz的頻段。FCC只允許WLAN使用頻率范圍2.40002.4835GHz 總共14個信道，但只有3個互不重疊的信道，即1、6、11。 直接序列擴頻調試（DSSS）技術或者補償碼鍵控（CCK）的調制技術 最高數據率：11Mbit/s 思考：最大傳輸數據的速率為多少？,7.3、802.11g,與802.11b一樣，使用2.4GHz的頻段。FCC只允許WLAN使用頻率范圍2.40002.4835GHz 總共14個信道，但只有3個互不重疊的信道，即1、6、11。 正交頻分多路復用(OFDM)的調制技術 正因為802.11g兼容802.11b，所以存在一個缺點，就是在同一個AP內，不能同時使用802.11g和802.11b調制技術，如果有不同標準的客戶端，AP將使用他們都支持的調制技術。如，只要有一個b模式的用戶，AP最高也只能提供11Mbit/s的數據率。 最高數據率：54Mbit/s 思考：最大傳輸數據的速率為多少？,7.4、802.11n,使用802.11a與802.11b/g的雙頻段，即5GHz和2.4GHz。 有15個互不重疊的信道。 正交頻分多路復用(OFDM)的調制技術和MIMO(多入多出) 最高數據率：600Mbit/s 關鍵技術： 1）雙頻帶20MHz和 40MHz信道 傳統802.11標準，空口均工作在20MHz 2）MIMO-OFDM通過在OFDM傳輸系統中采用陣列天線實現空間分集，提高了信號質量，并增加了多徑的容限，使無線網絡的有效傳輸速率有質的提升。 常見2X2，前面2表示2個空間發送，后面2表示2個空間接收，即前面的整數是代表發送，后者表示接收。,7.4、802.11n（續）,3）MAC enhancement（A-MSDU & A-MPDU） A-MSDU是將若干個以太網幀聚合到一起，并封裝為一個802.11報文進行發送。 A-MPDU是將經過802.11報文封裝后的MPDU聚合到一起，一次性發送多個MPDU。 4）Short GIShort Guard Interval 11a/g的GI時長為800us，而Short GI時長為400us，在使用Short GI的情況下，可提高10%的速率。 5）Block Acknowledgement 使用一個ACK幀來完成對多個MPDU的應答，以降低ACK幀的數量，提供效率。 6）Power Savings靜態與動態兩種 7）工作模式Mixed（混合）和Greenfield （純粹） 只有Mixed模式向后兼容a/g。,7.5、802.11各標準對比表,7.6、其他常見標準,IEEE 802.3af 定義了以太網供電(PoE)的實現標準，功率小于12.95W。 IEEE 802.11i 指定 802.11 網絡安全機制的 IEEE 標準。802.11i 使用高級加密標準 (AES) 分組密碼。 該標準還增強了密鑰管理、基于 802.1X 的用戶身份驗證和頭數據完整性。 IEEE 802.11f 在現有的無線網絡中實現不同AP之間漫游的標準。,8、802.1X,9、漫游,漫游指的是從一個AP將關聯切換到另外一個AP關聯，讓無線連接在客戶端移動時保持的過程。 漫游過程完全是由無線客戶端驅動程序（而不是AP）驅動的，漫游的臨界點，目前沒有統一標準，均是由各網卡廠家自行定義。 被動掃描只偵聽來自可用AP的802.11信標； 主動掃描主動發送802.11探針請求幀來查詢可用AP 傳統意義上的漫游，并不支持第3層漫游。,10、WLAN的熱點詞匯,3G+W,FIT AP,融合,WAPI,IPv6,管理,11n,11、WLAN發展歷程,12、FAT與FIT AP組網對比,13、FIT AP的工作原理,FIT AP被設計為無需接觸他就能對其進行配置，他工作的必要條件是必須找到一個無線控制器（AC）并獲得所有的配置參數。 FIT AP啟動的過程： 1）FIT AP從DHCP服務器獲取一個ip地址； 2）FIT AP獲悉所有可用的AC地址； 3）FIT AP向其AC地址列表中的第一個AC發送加入請求信息。如果該AC沒有應答，將嘗試下一個AC 。AC接受FIT AP時，將向FIT AP發回加入應答信息；,13、FIT AP的工作原理（續）,4）AC將FIT AP上報的信息（所屬廠商、設備型號、硬件版本，這3個信息是必要信息）進行比較，如果不同，則向FIT AP發回不允許加入AC的應答；如果相同，則向FIT AP發回允許加入AC的應答信息（主要包括AP版本等信息）； 5）FIT AP根據AC的應答信息，判斷是否需要升級版本，如果不需要，則進入AC配置FIT AP狀態；如果需要，則進入FIT AP版本升級狀態。 6）FIT AP與AC建立一條不加密的CAPWAP隧道和一條加密的CAPWAP隧道，前者是用于傳輸管理數據流，后者用于傳輸無線客戶端的數據。 思考：FIT AP加入AC的幾個必要條件？故障定位的手段。,14、FIT AP發現AC的方式,從上頁的第2步中，FIT AP可以使用下面任何一種方式來得到AC的ip地址 1）廣播發現FIT AP使用ip子網廣播地址廣播一條加入請求信息，當且僅當瘦AP和AC在同一個二層子網中，這種方式才管用。 2）DHCP option發現在DHCP server上配置option60或者43選項，添加AC的ip地址列表。 3）DNS發現在DHCP server上配置域名選項，DNS server上配置域名與ip地址對應關系，FIT AP以獲取的域名向DNS解析，通過DNS解析得到AC的ip地址。,15、AP發現AC的各種方式的優先級,AP在DHCP過程中，最優選擇帶有option60的dhcp offer報文，option43次之，最后是任意offer。 從上述AP獲取ip地址的優先級，可以得出發現AC的優先級順序。Option60方式是弘浩明傳特有的，是為了應付網絡中可能存在多個DHCP server的實際環境，在開局中優先使用。 思考：為什么option43不能應付多個DHCP server環境？ Option43是業界通用的方式，下發一個AC地址（如10.1.1.1）的格式是16進制：80 04 0A 01 01 01，下發兩個AC地址（10.1.1.1 11.1.1.1）的格式是80 08 0A 01 01 01 0B 01 01 01 后續：故障定位的手段,16、FIT AP的數據流模式（1）,（1）本地數據轉發 AC只對FIT AP進行管理和控制，并不發起和FIT AP的隧道連接，所有的用戶數據通過本地網絡轉發。 此種方式下，本地用戶數據交換無需通過AC進行集中交換，減少了網絡流量迂回。 此模式適用于FIT AP到AC是二層網絡環境或者流量大的環境。,16、FIT AP的數據流模式（2）,（2）集中數據轉發 FIT AP和AC間通過專用的數據隧道進行數據轉發，FIT AP和AC間的數據隧道中為二層數據。采用此模式時，所有用戶數據都要通過AC進行轉發。 此種方式下，用戶數據流向容易控制，適合運營商的組網架構。而且由于采用隧道技術，對用戶IP分配可以更加靈活。 此模式適用于任何組網，對其他關聯設備如AP的接入交換機的依賴最小，同時對其配置的影響也最小。 思考：為什么本地轉發比集中轉發更適合大流量的環境？,16、FIT AP的數據流模式（3）,（3）集中與本地同時轉發 不同的SSID，采用不同的轉發方式。 實現原理：FIT AP在加入AC之后，AC會下發SSID對應的隧道參數，FIT AP根據AC的信息進行對應的轉發，如果AC沒有下發對應SSID的隧道參數，FIT AP將對此SSID進行本地轉發；如果AC下發了某SSID的隧道參數，FIT AP就對此SSID進行集中轉發。 應用/組網靈活，個性化突出。,17、FIT AP的關聯,FIT AP關聯 STA關聯FIT AP在802.11層面是與胖AP一致的，只是在關聯過程中，FIT AP需要將關聯信息送給AC集中處理，FIT AP需要根據AC返回的信息決定STA是否可以