Mesh園區(qū)覆蓋方案解析

1、保稅港區(qū)無線園區(qū)網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目建議書1 項(xiàng)目背景和戶外無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢22系統(tǒng)整體方案32.1 無線接入網(wǎng)絡(luò)62.2 無線網(wǎng)橋系統(tǒng)62.3 無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)83 Cisco的無線技術(shù)優(yōu)勢及關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)113.1 Cisco的無線技術(shù)優(yōu)勢113.2 關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)123.2.1無線網(wǎng)絡(luò)安全123.2.2 AP之間的智能無線組網(wǎng)能力133.2.3 無線漫游切換133.2.4 無線網(wǎng)絡(luò)冗余及可靠性153.2.5 無線高級Qos的實(shí)現(xiàn)153.2.6 無線網(wǎng)絡(luò)管理與安全管理184 成功案例215 總結(jié)211 項(xiàng)目背景和戶外無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢 一如其他成功的技術(shù)，Mesh技術(shù)建立在多種現(xiàn)有的主流技術(shù)之

2、上，并且技術(shù)本質(zhì)非常簡單。具體地說，Mesh是由多個(gè)WLAN AP組成的自治網(wǎng)絡(luò)。Mesh網(wǎng)絡(luò)中的AP除了可以提供WLAN客戶端的接入服務(wù)之外，還能完成相鄰節(jié)點(diǎn)的自動發(fā)現(xiàn)、相互認(rèn)證和配置，從而智能地為網(wǎng)絡(luò)流量設(shè)計(jì)一條最優(yōu)的路徑，實(shí)現(xiàn)帶寬和覆蓋范圍的增加，并且，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的某臺AP發(fā)生故障時(shí)。其他AP能夠通過自動配置動態(tài)改變路徑，繞過有故障的節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的自我修復(fù)。Mesh技術(shù)構(gòu)建于現(xiàn)有的802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上，包括802.11a/b/g和802.11i; 當(dāng)前已經(jīng)得到Cisco、Intel、北電等大廠商的支持，并被納入802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)劃之中，將被命名為802.11s。 重慶保稅

3、港區(qū)為了滿足在園區(qū)內(nèi)實(shí)施遠(yuǎn)程無線監(jiān)控的需求，同時(shí)兼顧在園區(qū)內(nèi)開展政府專用的無線業(yè)務(wù)應(yīng)用，如移動應(yīng)急指揮車網(wǎng)絡(luò)通信，無線上網(wǎng)等，規(guī)劃在園區(qū)內(nèi)約XX平方公里的范圍部署無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋。根據(jù)應(yīng)用及地理要求，無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋主要需要滿足以下條件：采用無線組網(wǎng)：該網(wǎng)絡(luò)盡量采用無線組網(wǎng)，克服有線布設(shè)的困難，提供無線寬帶接入能力，盡量減少有線網(wǎng)絡(luò)布設(shè)成本和維護(hù)費(fèi)用，盡量降低網(wǎng)絡(luò)建設(shè)對園區(qū)環(huán)境的影響，縮短施工周期?？紤]到本次項(xiàng)目的覆蓋范圍大，監(jiān)控點(diǎn)多，網(wǎng)絡(luò)方案應(yīng)采用無線網(wǎng)狀網(wǎng)(Mesh)為主，并采用與無線網(wǎng)橋相結(jié)合的方案。公用無線頻段：園區(qū)無線寬帶網(wǎng)絡(luò)需要運(yùn)行在無需申請專用無線電牌照的公用無線頻段（如2.4GHz和

4、5.8GHz，5.8GHz頻段按照可以使用3個(gè)頻點(diǎn)的前提進(jìn)行設(shè)計(jì)）。組網(wǎng)靈活方便：園區(qū)無線寬帶網(wǎng)絡(luò)采用的無線設(shè)備需要布設(shè)方便，組網(wǎng)方式靈活，可滿足網(wǎng)絡(luò)快速擴(kuò)展和臨時(shí)網(wǎng)絡(luò)調(diào)整的需求。支持視頻業(yè)務(wù)：園區(qū)無線寬帶網(wǎng)絡(luò)需要支持基于IP的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)，滿足園區(qū)的實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控需求。2系統(tǒng)整體方案 Cisco是業(yè)界領(lǐng)先的無線廠商之一，多年以來其無線產(chǎn)品占有率在全球始終保持第一的絕對領(lǐng)先地位。 Cisco的統(tǒng)一無線網(wǎng)絡(luò)有助于簡化網(wǎng)絡(luò)的部署、運(yùn)營和管理。利用這個(gè)解決方案，用戶可以從一個(gè)集中的管理控制臺，方便地管理多個(gè)、數(shù)百個(gè)甚至上千個(gè)位于中央或者遠(yuǎn)程地點(diǎn)的接入點(diǎn)。思科統(tǒng)一無線網(wǎng)絡(luò)的靈活性讓網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商可以根據(jù)他們

5、特定的需求設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)無論是部署高度集成化的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)還是簡單的覆蓋式網(wǎng)絡(luò)。 WLAN市場目前存在著向集中式智能和控制發(fā)展的趨勢。在這種新型架構(gòu)中，一個(gè)WLAN控制器系統(tǒng)被用于在多個(gè)不同的輕型接入點(diǎn)之間創(chuàng)建和執(zhí)行策略。通過在這些設(shè)備中集中智能，可以在整個(gè)無線基礎(chǔ)設(shè)施之中有效地管理對WLAN運(yùn)營至關(guān)重要的功能，例如安全、移動和服務(wù)質(zhì)量（QoS）。而且，通過在接入點(diǎn)和控制器之間分配功能，運(yùn)營人員可以簡化管理、提高性能和加強(qiáng)大型無線網(wǎng)絡(luò)的安全性。 為了滿足保稅港區(qū)無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋要求，思科提出了一個(gè)基于Aironet 1500室外網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)的解決方案。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的主要原理是利用非常有限的有線回程連接提供廣

6、域無線覆蓋，同時(shí)提供自動配置和自行恢復(fù)功能。利用獨(dú)特的輕型接入點(diǎn)協(xié)議（CAPWAP）和優(yōu)秀智能的Adaptive Wireless Protocol(AWP)，Cisco Aironet 1500網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)解決方案有助于確保無線接入基礎(chǔ)設(shè)施可以為Wi-Fi移動設(shè)備提供穩(wěn)定、快速、無縫、安全的漫游。 Cisco Aironet 1500系列AP可以同時(shí)支持IEEE 802.11h和802.11b/g標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)采用一種專利的自適應(yīng)無線路徑協(xié)議（AWP），在遠(yuǎn)程接入點(diǎn)之間建立一個(gè)動態(tài)的無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。Aironet AP可以在提供這種動態(tài)的、自適應(yīng)的連接方法的同時(shí)，為任何兼容Wi-Fi的客戶端提供安全的

7、無線接入（參見下圖）。 Cisco Aironet 1550是一種可以幫助保稅港區(qū)有效、安全地?cái)U(kuò)展未來的WLAN部署的輕型室外網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)。Aironet 1550是思科的統(tǒng)一無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的組成部分。該解決方案是業(yè)界唯一可以有效地解決WLAN安全、部署、管理和控制問題的統(tǒng)一無線和有線架構(gòu)。思科統(tǒng)一無線網(wǎng)絡(luò)采用了獨(dú)特的設(shè)計(jì)，可以提供與有線局域網(wǎng)環(huán)境相同級別的安全性、可擴(kuò)展性、可靠性、可管理性和部署便利性。 通過Cisco Aironet 1500產(chǎn)品構(gòu)成的保稅港區(qū)無線Mesh傳輸平臺，可以為應(yīng)用系統(tǒng)的整體應(yīng)用帶來如下好處：· 11n標(biāo)準(zhǔn)帶來的高帶寬/吞吐量；· 有線無線一體

8、化網(wǎng)絡(luò)安全；· 快速安全切換漫游；· 一體化管理與維護(hù)；· 針對不同應(yīng)用級別的差異化服務(wù)質(zhì)量；· 具備高度可擴(kuò)展的系統(tǒng)。 在整體網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的各個(gè)組成部分中，我們推薦如下主要產(chǎn)品戶外無線Mesh系統(tǒng)· 采用Cisco Aironet 1550產(chǎn)品做為無線Mesh AP產(chǎn)品· 其中5臺Aironet 1550做為Roof-Top AP，采用7dBi全向天線做為5.8G的無線回傳鏈路天線，采用4dBi全向天線做為2.4G無線客戶端接入的天線· 35臺Aironet 1550做為Pole-top AP，采用7dBi全向天線做為5.8G

9、 Backhaul的無線回傳鏈路天線，采用4dBi全向天線做為2.4G無線客戶端接入的天線無線網(wǎng)絡(luò)控制器· 采用Cisco CT5508-50做為無線網(wǎng)絡(luò)控制器，管理、控制無線Mesh AP，并提供5+1的冗余方式保證系統(tǒng)的可靠性。網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)· 采用Cisco Wireless Control System(WCS)做為無線Mesh網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全集中認(rèn)證· CiscoSecure ACS(Access Control Server)，在專用服務(wù)器上運(yùn)行的軟件提供設(shè)備接入，用戶接入（無論有線還是無線）的認(rèn)證/授權(quán)/統(tǒng)計(jì)等工作 2.1 無線接入網(wǎng)絡(luò) 我們采用C

10、isco Aironet 1550 Mesh無線產(chǎn)品做為無線接入網(wǎng)絡(luò)的主要設(shè)備，計(jì)劃對大部分地區(qū)進(jìn)行無線覆蓋，接入無線網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，同時(shí)提供公務(wù)或者單位個(gè)人無線接入需求。我們設(shè)計(jì)采用40個(gè)Aironet 1550對大部分地區(qū)進(jìn)行無線覆蓋，其中使用5個(gè)Aironet 1550做為Roof-top AP，35個(gè)Aironet 1550做為Pole-top AP，按照1: 7的配比進(jìn)行連接，即一個(gè)RAP級聯(lián)9個(gè)PAP。因?yàn)闊o線視頻采集需要一定的帶寬（建議大于2Mbps）,所以對于單獨(dú)的每個(gè)AP群，建議到達(dá)RAP不超過2跳，以保證接入上連帶寬的要求。 對于RAP的Aironet 1550產(chǎn)品，我們設(shè)計(jì)

11、使用7dBi 全向天線做為5.8G的無線回傳鏈路天線，采用4 dBi 全向天線做為2.4G無線客戶端接入的天線。使用7dBi全向天線有助于提供AP群的覆蓋范圍，使RAP無線AP可以穩(wěn)定可靠的接入。同時(shí)我們采用4dBi的Omni天線做為RAP的接入覆蓋。 對于PAP的Aironet 1550產(chǎn)品，我們設(shè)計(jì)使用7dBi 全向天線做為5.8G的無線回傳鏈路天線，采用4dBi全向天線做為2.4G無線客戶端接入的天線。使用7dBi的全向有助于在連接原有RAP鏈路失敗的情況下，在其他方向上使用Cisco的AWP快速加入其他RAP。 由于園區(qū)內(nèi)大多Mesh AP的均會選取燈桿做為安裝點(diǎn)，所以我們提供了相應(yīng)的

12、燈桿安裝套件，以便快速方便的進(jìn)行AP的安裝。 無線AP的供電方式我們會采用就近集中式供電（例如由就近的交通路口的信號燈的電源引出）。由于AP大多安裝在燈桿下方，我們建議只需把AP的接地線可靠的與燈桿同地，即可以避免大多數(shù)感應(yīng)雷擊的損害，所以我們在方案中并沒有配置避雷裝置，在實(shí)際工程中，可以根據(jù)需要酌情增加少量必要的外接避雷器。 值得一提的是，Cisco Aironet 1550產(chǎn)品支持在參與Mesh接入的同時(shí)，提供橋接功能。如果IP攝像頭與Aironet 1550安裝在同一位置（比如同一個(gè)燈桿）時(shí)，使用這個(gè)功能即可以直接把IP攝像頭連接至Aironet 1550，不需要再采用連接無線網(wǎng)橋的方式

13、，接入IP攝像頭。這種技術(shù)會使保稅港區(qū)的無線監(jiān)控系統(tǒng)的成本大大減少，并且也減少了設(shè)備故障點(diǎn)，降低維護(hù)成本和難度，保證了系統(tǒng)的長期穩(wěn)定運(yùn)行。2.2 無線網(wǎng)橋系統(tǒng) 由于有線接入點(diǎn)有限，RAP的安裝地點(diǎn)并不能均靠近有線接入點(diǎn)，所以需要通過無線網(wǎng)橋進(jìn)行中繼進(jìn)行RAP有線回傳的接入。我們設(shè)計(jì)同樣采用Aironet 1550做為我們的無線網(wǎng)橋中繼設(shè)備，只要設(shè)置Aironet 1550為橋接工作模式，Aironet 1550即可使用5.8G的11a頻點(diǎn)工作在橋接狀態(tài)中。 同樣采用9.5dBi Sector天線做為5.8G的橋接回傳天線，根據(jù)計(jì)算，采用這種天線可以保證網(wǎng)橋直接傳輸距離不低于1.5km。2.3

14、無線網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng) 針對本次項(xiàng)目，根據(jù)標(biāo)書要求，我們設(shè)計(jì)采用Cisco CT5508-50做為無線網(wǎng)絡(luò)控制器，對本次項(xiàng)目中的所有Mesh AP及無線網(wǎng)橋進(jìn)行控制、配置和管理，（每個(gè)CT5508-50控制器可以對50個(gè)AP或者網(wǎng)橋進(jìn)行控制、配置和管理）。為了保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和持續(xù)性，我們根據(jù)標(biāo)書要求設(shè)計(jì)采用N+1(5+1)的備份方式保證對無線網(wǎng)絡(luò)控制器可以不間斷的提供無線AP和網(wǎng)橋的接入。通過控制器中內(nèi)置的1000M接口，提供無阻塞、不間斷的無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。 值得提出的是，Cisco 思科無線局域網(wǎng)控制器（WLC）通過將各個(gè)接入點(diǎn)作為一個(gè)大型系統(tǒng)的組成部分，以及集中802.11協(xié)議的部分功能，

15、為大規(guī)模無線局域網(wǎng)定義了一種創(chuàng)新的架構(gòu)。Cisco Aironet 1500系列建立在輕型接入點(diǎn)協(xié)議（CAPWAP）的基礎(chǔ)上，可以充當(dāng)這種無線架構(gòu)的組成部分，從而可以實(shí)現(xiàn)對設(shè)備配置、安全策略和RF參數(shù)的系統(tǒng)級管理，同時(shí)在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中提供第二層或者第三層移動性。 CAPWAP標(biāo)準(zhǔn)和它的分離MAC架構(gòu)是為多種原因開發(fā)的，其中一個(gè)是為漫游的WLAN客戶端提供實(shí)時(shí)的切換。CAPWAP 標(biāo)準(zhǔn)是由思科的兩位技術(shù)負(fù)責(zé)人（Pat Calhoun和Bob OHara）共同制定的，由IETF發(fā)布，旨在為接入點(diǎn)（AP）在WLAN控制器通信中的作用提供標(biāo)準(zhǔn)。IETF基于IEEE的CAPWAP草案啟動了CAPWAP計(jì)劃，

16、但是CAPWAP仍然是其主要的實(shí)現(xiàn)方式。 思科無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)平臺的設(shè)計(jì)目的是將大型有線網(wǎng)絡(luò)中常用的系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于802.11環(huán)境，其中的關(guān)鍵是監(jiān)控、控制和配置功能的集中管理。實(shí)踐反復(fù)證明，這是方便地為大量的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備或者距離遙遠(yuǎn)的地點(diǎn)制定和實(shí)施統(tǒng)一策略的最佳途徑。 要讓這樣的模式有效地發(fā)揮作用，必須不斷地為這些集中設(shè)備提供“最新”信息。如果沒有關(guān)于無線環(huán)境狀態(tài)的最新信息，就不能制定準(zhǔn)確的決策。但是，集中式控制器也很容易變成瓶頸，對性能造成不利影響，或者限制執(zhí)行實(shí)時(shí)策略的能力如果它參與了所有與流量傳輸有關(guān)的操作。因此，必須進(jìn)行一定的均衡。 思科通過為802.11服務(wù)供應(yīng)創(chuàng)建一種名為“分離MAC”的新

17、型架構(gòu)，解決了上面這種矛盾。這種架構(gòu)在兩個(gè)設(shè)備接入點(diǎn)和集中式WLAN控制器（例如WLAN交換機(jī)或者設(shè)備）之間分配802.11協(xié)議的處理任務(wù)，從而徹底改變了無線網(wǎng)絡(luò)的面貌。通過改革WLAN系統(tǒng)處理802.11分組的方式，思科創(chuàng)建了一個(gè)強(qiáng)大的平臺，讓用戶可以在該平臺上提供關(guān)鍵業(yè)務(wù)型無線服務(wù)。在思科架構(gòu)中，所有需要系統(tǒng)智能的功能都在WLAN交換機(jī)或設(shè)備中處理。這包括下列MAC層活動： · 802.11身份驗(yàn)證· 802.11 關(guān)聯(lián)和重新關(guān)聯(lián)（移動管理）· 802.11 幀轉(zhuǎn)換和橋接· 另外，WLAN控制器可以處理其他一些關(guān)鍵的系統(tǒng)功能，其中包括：·

18、第三層加密（例如IPSec終結(jié)）· VLAN· QoS策略· RF 管理（信道分配、發(fā)射功率控制等） 思科無線系統(tǒng)利用IETF新制定的輕型接入點(diǎn)協(xié)議（CAPWAP），在WLAN控制器和AP之間通信。該標(biāo)準(zhǔn)定義了一種通用的封裝和傳輸機(jī)制，讓不同供應(yīng)商的輕型接入點(diǎn)可以通過一個(gè)第二層基礎(chǔ)設(shè)施或者IP路由網(wǎng)絡(luò)與集中的WLAN控制器通信。 Cisco Aironet 1500 系列采用了獨(dú)特的設(shè)計(jì)，可以擴(kuò)展到更大的室外部署環(huán)境。它特別適用于城域網(wǎng)絡(luò)。Cisco Aironet 1500系列可以利用網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)所必需的零配置方式進(jìn)行部署?；谧赃m應(yīng)無線路徑協(xié)議的智能無線路由

19、可以創(chuàng)建一個(gè)無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，動態(tài)地優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)路由和在發(fā)生干擾或者中斷時(shí)自動恢復(fù)，而無線資源管理（RRM）軟件思科集中WLAN解決方案的一個(gè)特性可以為客戶端接入優(yōu)化射頻參數(shù)。這些自動化功能有助于降低部署和維護(hù)成本。 思科無線網(wǎng)狀解決方案具有自監(jiān)控和自恢復(fù)機(jī)制。 思科無線控制器可以通過執(zhí)行下列任務(wù)，在不需要管理人員干預(yù)的情況下提高網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)/WLAN容量、頻譜利用效率和性能： o 通過將每個(gè)WLAN分配到最便于在AP地點(diǎn)支持802.11操作的信道，優(yōu)化WLAN中所有AP的容量。這包括最大限度地降低來自于外部來源和其他AP的干擾。o 為移動設(shè)備提供自動、系統(tǒng)的負(fù)載均衡功能。思科無線控制器可以分析提

20、供服務(wù)的AP所覆蓋的全部無線客戶端，并選擇性地對客戶端設(shè)備進(jìn)行負(fù)載均衡。這有助于最大限度地減少每個(gè)AP的帶寬爭用和浪費(fèi)。o 在有線和無線網(wǎng)絡(luò)之間提供個(gè)性化QoS。這可以利用專用的和標(biāo)準(zhǔn)的方法（例如802.11e）實(shí)現(xiàn)，從而最大限度地降低在AP和終端之間發(fā)生沖突的可能性。 從“整個(gè)系統(tǒng)”的角度來說，要為加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)的健康度制定正確的RF拓?fù)錄Q策，必須采取很多重要的措施。這些措施包括了解和處理802.11干擾和非802.11噪聲。該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)地處理802.11干擾和噪聲，以及在發(fā)生這些事件時(shí)自動地優(yōu)化系統(tǒng)。 控制器和接入點(diǎn)采用了獨(dú)特的設(shè)計(jì)，可以定時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的健康度。思科接入點(diǎn)能夠在監(jiān)控環(huán)境的同時(shí)提供

21、服務(wù)。它們不斷搜集的信息包括： - 每個(gè)信道的RSSI - 每個(gè)信道的干擾 - 每個(gè)信道的噪聲 - 惡意設(shè)備的存在與否 - 與某個(gè)AP關(guān)聯(lián)的用戶數(shù)量 思科無線解決方案還可以檢測到工作在相同頻段的、導(dǎo)致干擾的非802.11設(shè)備，以及其他不屬于整個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、但是工作在相同頻段的接入點(diǎn)。 在部署完畢之后，AP可以定時(shí)從網(wǎng)絡(luò)搜集RF信息。如果因?yàn)槿魏握系K或者AP故障而導(dǎo)致RF漏洞，系統(tǒng)將可以調(diào)用它的自行恢復(fù)算法，通過自動地調(diào)節(jié)其他AP的功率等級進(jìn)行補(bǔ)償，從而調(diào)整網(wǎng)絡(luò)的RF覆蓋范圍。如果控制器無法覆蓋RF漏洞，它將可以通過一個(gè)trap報(bào)告該漏洞。WCS控制系統(tǒng)軟件可以用圖形化的方式顯示RF漏洞。這些

22、信息將會分發(fā)給那些利用此信息計(jì)算整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最佳RF拓?fù)涞目刂破?。這樣，系統(tǒng)就可以在計(jì)算過程中利用這些trap信息執(zhí)行下列任務(wù)： - 動態(tài)信道分配 - 動態(tài)發(fā)射功率控制 - 覆蓋漏洞檢測 - 負(fù)載均衡 思科無線解決方案的一個(gè)重要特點(diǎn)是，它可以根據(jù)一個(gè)“RF域”，或者整個(gè)系統(tǒng)的視圖，不斷地監(jiān)控和調(diào)節(jié)每個(gè)AP的功率和信道設(shè)置。所采用的算法是動態(tài)的，可以實(shí)時(shí)工作，因而信道分配和功率分配可以不間斷地在系統(tǒng)中進(jìn)行。因此，無論是添加一個(gè)新的AP，還是環(huán)境發(fā)生了某種變化，系統(tǒng)都可以做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，以保持最大限度的性能。該解決方案可以提供真正“動態(tài)的”自動RF功能。 因此，RRM軟件讓運(yùn)營商可以避免因?yàn)榉爆嵉臍v

23、史數(shù)據(jù)分析工作和思科AP重新配置所導(dǎo)致的成本。RRM軟件的功率控制功能有助于提高客戶滿意度，而覆蓋漏洞檢測功能可以在需要添加（或者移動）思科AP時(shí)向運(yùn)營商發(fā)出警報(bào)。3 Cisco的無線技術(shù)優(yōu)勢及關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.1 Cisco的無線技術(shù)優(yōu)勢· MESH路由算法使用AWP(Adaptive Wireless Protocol)協(xié)議做為二層MESH無線算法，結(jié)合了Metric和無線參數(shù)(信噪比，信號強(qiáng)度，無線干擾等等)做為路由計(jì)算的依據(jù)。專門為無線環(huán)境所設(shè)計(jì)。不會受其他因素影響。如依托簡單的路由協(xié)議做為MESH路由算法，路由協(xié)議的抖動引起無線網(wǎng)絡(luò)路由抖動。IEEE 802.11s采用

24、的Hybrid Wireless Mesh (routing) Protocol（HWMP) (規(guī)定MESH路由算法的標(biāo)準(zhǔn))基本與AWP類似。· 一體化網(wǎng)絡(luò)Cisco Unified Wireless Network包括了室內(nèi)無線產(chǎn)品系列和室外MESH產(chǎn)品，室內(nèi)室外的無線AP均可以接入同一的無線控制器，使用統(tǒng)一的無線網(wǎng)管系統(tǒng)WCS，可以進(jìn)行無縫的漫游切換，進(jìn)行統(tǒng)一的安全部署，即室內(nèi)和室外的無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是一套整體的解決方案，可以進(jìn)行無縫的集成。· MESH工作模式Cisco MESH產(chǎn)品可以同時(shí)支持P2P和P2MP的橋接模式· 無線網(wǎng)關(guān)/無線控制器Cisco的單個(gè)無

25、線控制器最大支持500個(gè)AP接入，并且可以支持24個(gè)N+1模式堆疊。每個(gè)無線控制器支持多個(gè)Gigabit接口，無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)間不形成任何瓶頸。· 與有線網(wǎng)絡(luò)的集成可以與Cisco有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行完美集成，包括模塊化的無線網(wǎng)絡(luò)控制器WiSM(安裝于Catalyst 6500系列中)，支持堆疊冗余；集成Catalyst 3750中的無線網(wǎng)絡(luò)控制器。· 豐富的產(chǎn)品線Cisco擁有全系列的室內(nèi)、室外、MESH、無線網(wǎng)絡(luò)控制器、無線網(wǎng)管及無線應(yīng)用平臺產(chǎn)品，可以適合各種工作環(huán)境和系統(tǒng)容量要求（室內(nèi)、室外/小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模）進(jìn)行部署。擁有良好的網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性和適應(yīng)能力。·

26、 安全認(rèn)證支持包括所有L2、L3的認(rèn)證方式，比如WPA、WPA2、WEB、IPsec等等。· Qos的支持Cisco是最早的也是唯一的一家經(jīng)過WiFi組織認(rèn)證的支持WMM標(biāo)準(zhǔn)的無線廠商，完全符合IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)。通過先進(jìn)的Qos支持技術(shù)，實(shí)現(xiàn)差分不同級別的應(yīng)用的服務(wù)質(zhì)量。· 簡單快速的網(wǎng)絡(luò)部署Cisco Mesh無線網(wǎng)絡(luò)沿襲了CAPWAP輕型AP無線網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，部署的過程可以實(shí)現(xiàn)AP零配置，通過無線控制器可以實(shí)現(xiàn)集中配置管理，因此可以在較短的時(shí)間內(nèi)完成安裝部署和參數(shù)配置。· 網(wǎng)絡(luò)管理使用Wireless Control System為無線產(chǎn)品提供統(tǒng)一網(wǎng)管

27、平臺，針對無線產(chǎn)品設(shè)計(jì)，具有完美的性能和豐富的功能。3.2 關(guān)鍵技術(shù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)3.2.1無線網(wǎng)絡(luò)安全由于無線信號的空間泄漏特性，以及802.11技術(shù)的普及，隨之而來的無線網(wǎng)絡(luò)安全問題也被廣大用戶普遍關(guān)注。如何在保證802.11WLAN的高帶寬，便利訪問的同時(shí)，增加強(qiáng)有力的安全特性。業(yè)界的廠商紛紛研究發(fā)展了802.11技術(shù)，增強(qiáng)了無線局域網(wǎng)安全的各個(gè)方面，并促成了諸如802.1x/EAP，802.11i，WPA/WPA2等標(biāo)準(zhǔn)的誕生，以及后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)（如802.11w）的制定。Cisco在無線局域網(wǎng)安全技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)制定方面，扮演了極為重要的角色，是802.1x/EAP無線環(huán)境應(yīng)用的最早支持廠商，并在

28、無線安全標(biāo)準(zhǔn)工作組中占據(jù)領(lǐng)導(dǎo)地位。 對于Cisco無線設(shè)備之間，即無線AP與Controller之間，Cisco通過數(shù)字證書提供互相安全認(rèn)證手段，并且CiscoAP與終端或者WGB之間支持各種形式的二層或者三層認(rèn)證和加密，如二層的EAP-Fast、PEAP、EAP-TLS、TKIP、AES等等，三層的IPsec、WEB、L2TP等等。 同時(shí)思科無線保護(hù)系統(tǒng)還可以可以檢測過量的干擾和異常的用戶行為，并對信道分配和訪問控制機(jī)制進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，從而防止合法的無線用戶受到拒絕服務(wù)（DoS）、void11和其他攻擊的影響。另外，它可以防止無線設(shè)備的地址偽裝，從而避免FakeAP和類似的攻擊。思科的系統(tǒng)還

29、可以將那些多次登錄嘗試失敗的用戶納入“黑名單”，以防止字典攻擊。最后，它還可以檢測和調(diào)整RF覆蓋區(qū)域，限制NetStumbler和類似工具的作用。這樣就可以建立一個(gè)能夠防止無線、有線資源受到惡意活動影響的RF域。MESH網(wǎng)絡(luò)安全要點(diǎn):· 動態(tài)的WLAN VLAN 分配 + 802.11i WPA/WPA2 安全· 基于硬件的AES加密回程鏈接· AP身份驗(yàn)證可以防止“模仿AP”· AP和控制器之間的安全控制流量· 針對“保密的”網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)客戶端流量的IPSec VPN· 檢測和報(bào)告Rogue AP的位置，并及時(shí)抑止3.2.2 AP之間的

30、智能無線組網(wǎng)能力 思科開發(fā)了自適應(yīng)無線路徑（AWP）協(xié)議。該協(xié)議源自于思科25年來積累的路由知識和20年來積累的RF網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建經(jīng)驗(yàn)。下面列出了AWP的一些重要特點(diǎn)：· AWP可以建立指向根的最優(yōu)路徑· 如果拓?fù)浠蛘哝溄咏】刀劝l(fā)生變化，每個(gè)APE都可以攜帶可用的替代拓?fù)浠蛘哝溄?#183; AWP 使用一個(gè)“粘性”值來減少路由變化 AWP是目前唯一在制定路由路徑?jīng)Q策時(shí)考慮RF路徑特性 的路由協(xié)議。大部分無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品只會根據(jù)傳統(tǒng)的IP路由成本考慮鏈路指標(biāo)。RF一直在不斷變化；過去設(shè)置的鏈路指標(biāo)在將來可能不再適用。如果缺乏管理，這些RF變化可能導(dǎo)致效率較低的回程鏈接，并有可能成

31、為管理網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)最費(fèi)時(shí)的任務(wù)之一。思科的AWP是解決這個(gè)問題的最佳方法。 所以，在Cisco Mesh網(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)PAP接點(diǎn)失去原有的RAP時(shí)，他可以通過配置的5.8GHz天線根據(jù)AWP算法自動快速重新加入Mesh網(wǎng)。3.2.3 無線漫游切換 對于無線接入終端，Cisco采用了一種不同的方法，即所謂的“邊緣隧道”。在這種架構(gòu)中，WLAN控制器負(fù)責(zé)跟蹤漫游客戶端，而不是將這個(gè)任務(wù)交給路由器。WLAN控制器負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)和交換特定的用戶信息，以便在WLAN中的任何地方實(shí)現(xiàn)移動性。整個(gè)流程對于最終用戶和現(xiàn)有的LAN基礎(chǔ)設(shè)施是透明的，因此非常便于部署和管理。 邊緣隧道概念的原理是創(chuàng)建“移動群組”。這些移動群

32、組是思科WLAN控制器的聯(lián)合體，可以互相通信，處理漫游客戶端。這些移動群組是通過選擇可以加入某個(gè)群組的思科控制器的地址而建立的。在所選設(shè)備經(jīng)過身份驗(yàn)證（利用X.509證書）之后，它們將可以自動地在彼此之間建立隧道。隧道將用于交換RF信息、管理/控制流量、數(shù)據(jù)分組和用戶環(huán)境信息。這樣，網(wǎng)絡(luò)就可以處理漫游不需要對底層路由器基礎(chǔ)設(shè)施或者以太網(wǎng)進(jìn)行任何改動。而且，移動設(shè)備不需要安裝任何額外的軟件。 當(dāng)一個(gè)漫游設(shè)備跨越一個(gè)子網(wǎng)邊界時(shí)，思科解決方案的主要特點(diǎn)將表現(xiàn)得非常明顯?？蛻舳丝梢耘c屬于某個(gè)新無線控制器的AP重新建立關(guān)聯(lián)。這個(gè)無線控制器位于一個(gè)與Anchor控制器不同的外部子網(wǎng)上。這個(gè)新的控制器被稱為

33、“Foreign”控制器。RouterAnchor Controller 1Foreign ControllerClient t=1Client t=2SUBNE ASUBNET B標(biāo)準(zhǔn)的重新關(guān)聯(lián)流程需要啟用一個(gè)移動觸發(fā)器，導(dǎo)致Foreign控制器與Anchor控制器通信。而宿主控制器則可以將所有針對客戶端的用戶身份和策略信息發(fā)送到外部控制器，從而讓所有QoS和安全策略都跟隨著漫游用戶，讓其不需要反復(fù)進(jìn)行身份驗(yàn)證。 一個(gè)加密隧道會在Anchor控制器和Foreign控制器之間建立，以處理數(shù)據(jù)分發(fā)。例如，當(dāng)客戶端試圖訪問互聯(lián)網(wǎng)信息時(shí)，會從外部控制器向路由器發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)分組，而分組報(bào)頭則表示請求來

34、自于Anchor控制器上的一個(gè)IP地址。當(dāng)數(shù)據(jù)從互聯(lián)網(wǎng)返回時(shí)，路由器會利用分組報(bào)頭和IP信息，將分組轉(zhuǎn)發(fā)到Anchor控制器。接著，Anchor控制器會通過隧道將流量發(fā)送到外部控制器，尤其將數(shù)據(jù)發(fā)送到發(fā)出請求的客戶端。 對于無線車載接入終端，針對本次方案，我們選用Cisco 3230 Mobile Router采用Mobile IP技術(shù)，提供無縫的跨越二、三層網(wǎng)絡(luò)的漫游。3.2.4 無線網(wǎng)絡(luò)冗余及可靠性 思科的真正分布式的系統(tǒng)可以利用內(nèi)置的冗余提供很高的網(wǎng)絡(luò)可用性。它的自動、可自行恢復(fù)的架構(gòu)能利用即將榮獲專利的IETF標(biāo)準(zhǔn)CAPWAP協(xié)議提高可用性。通過在AP處檢查CAPWAP脈沖分組的丟失情

35、況，可以判斷無線控制器是否發(fā)生了故障。AP隨后將試圖與屬于移動群組的其他控制器通信。AP還可以保持它最后的信道和功率設(shè)置，因此在與一個(gè)新的控制器建立連接時(shí)，它會立即開始提供服務(wù)。新的控制器可以（逐步地）重新均衡網(wǎng)絡(luò)，通過調(diào)節(jié)AP的信道和功率設(shè)置，反映主控制器和/或容量的損失；以及主動地對客戶端進(jìn)行負(fù)載均衡，以實(shí)現(xiàn)最佳的系統(tǒng)性能。冗余是通過網(wǎng)絡(luò)提供的，可以消除因?yàn)檐浖罎?、電力中斷或者其他?zāi)難性事件而導(dǎo)致的單點(diǎn)故障單個(gè)設(shè)備或者主/從式系統(tǒng)往往無法克服這種故障。 當(dāng)發(fā)生故障的無線控制器恢復(fù)正常時(shí)，將故障控制器列為“主設(shè)備”的AP可以逐步地將它們的控制連接轉(zhuǎn)移到該交換機(jī)。因此，這樣的改動不會影響為任

36、何客戶端提供的服務(wù)（而當(dāng)沒有客戶端與AP關(guān)聯(lián)時(shí)它可以將它的控制連接移回到首選控制器）。3.2.5 無線高級Qos的實(shí)現(xiàn)QoS指的是網(wǎng)絡(luò)通過不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為特定的網(wǎng)絡(luò)流量提供更出色服務(wù)的能力。QoS技術(shù)是園區(qū)、WAN和電信運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)中的企業(yè)級多媒體和語音應(yīng)用的重要組成部分。QoS讓網(wǎng)絡(luò)管理人員可以與他們的網(wǎng)絡(luò)用戶制定服務(wù)水平協(xié)議（SLA）。QoS能更加有效地實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源的共享，加快關(guān)鍵任務(wù)型應(yīng)用的處理速度。QoS可以管理對時(shí)間敏感的多媒體和語音應(yīng)用流量，確保這些流量獲得比盡力而為型數(shù)據(jù)流量更高的優(yōu)先級、更多的帶寬和更低的延時(shí)。利用QoS，網(wǎng)絡(luò)管理人員可以更加有效地管理LAN和WAN的帶寬。過去，

37、無線局域網(wǎng)（WLAN）主要用于傳輸?shù)蛶挼臄?shù)據(jù)應(yīng)用流量?，F(xiàn)在，隨著WLAN在企業(yè)和垂直（零售、金融和教育等）市場的日益普及，WLAN被廣泛用于傳輸高帶寬、高流量的數(shù)據(jù)應(yīng)用，以及對時(shí)間敏感的多媒體應(yīng)用。這使得人們迫切需要采用無線QoS。為了加快QoS的普及速度和支持多個(gè)供應(yīng)商的、對時(shí)間敏感的應(yīng)用，人們需要一種統(tǒng)一的無線QoS機(jī)制。IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)委員會中的IEEE 802.11e工作組正在制定一項(xiàng)無線QoS標(biāo)準(zhǔn)，這項(xiàng)工作于2005年完成。Cisco Aironet產(chǎn)品從2002年11月開始支持基于IEEE 802.11e標(biāo)準(zhǔn)草案的QoS。我們推薦的Cisco1550設(shè)備，支持無線QoS

38、技術(shù)802.11e/WMM。只需要簡單的三個(gè)步驟，就可以在無線鏈路上控制不同流量的傳輸特性，從而實(shí)現(xiàn)無線服務(wù)質(zhì)量保證：第一步：分類（Classifying）；第二步：標(biāo)記（Marking）；第三步：排隊(duì)（Queuing）。雖然AP是第二層設(shè)備，但是在分類和標(biāo)記的過程中可以根據(jù)第三層和第四層的信息；不過最終的排隊(duì)過程中AP內(nèi)部是需要根據(jù)802.1Q標(biāo)記來進(jìn)行的。在無線接口上共有四個(gè)EDCF隊(duì)列，每個(gè)隊(duì)列均有相應(yīng)的CWMIN/CWMAX值，對應(yīng)訪問無線鏈路的不同優(yōu)先級，從而不同隊(duì)列中的應(yīng)用數(shù)據(jù)可以有不同的服務(wù)質(zhì)量。QoS可以通過下列方式提供增強(qiáng)的、可預(yù)測的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)：· 為關(guān)鍵的用戶和應(yīng)用

39、提供專用帶寬· 控制抖動和延時(shí)（滿足實(shí)時(shí)流量的需要）· 管理和最大限度地減少網(wǎng)絡(luò)擁塞· 對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行整形，讓流量平穩(wěn)傳輸· 對網(wǎng)絡(luò)流量進(jìn)行優(yōu)先級劃分 參考如下Qos實(shí)現(xiàn)原理，Cisco Aironet 1550結(jié)合無線網(wǎng)絡(luò)控制器，嚴(yán)格遵循802.11e標(biāo)準(zhǔn)，是WiFi組織唯一認(rèn)證的一家符合WMM標(biāo)準(zhǔn)的無線廠商。 我們通過下面一個(gè)例子來說明在Cisco AP上應(yīng)用服務(wù)質(zhì)量設(shè)置的效果。我們在無線網(wǎng)絡(luò)中加載下列三種接受測試的業(yè)務(wù)類型，每種業(yè)務(wù)類型具備如下參數(shù)：類型發(fā)包間隔時(shí)間包尺寸單路數(shù)據(jù)占用帶寬實(shí)測路數(shù)語音0.02秒92Byte0.0368Mbps4視頻0

40、.001秒1464Byte1.4Mbps2數(shù)據(jù)0.012秒1500Byte1.0Mbps4無線鏈路QoS（eDCF）參數(shù)設(shè)定TypePriorityACAIFSDCWminCWmaxTXOP Limit(msec)語音73PIFS7153視頻52PIFS15315數(shù)據(jù)00DIFS3110230吞吐量測試結(jié)果對比（左邊為Cisco AP沒有啟用QoS，右邊為啟用QoS）延時(shí)測試結(jié)果對比（左邊為Cisco AP沒有啟用QoS，右邊為啟用QoS）通過上述例子，我們可以了解到：· 當(dāng)打開QoS機(jī)制以后，在無線接口上，三種數(shù)據(jù)類型的持續(xù)帶寬在傳輸過程中保持穩(wěn)定· 沒有啟用QoS功能的

41、時(shí)候數(shù)據(jù)流量比視頻/語音流量占用更多的帶寬· 啟用QoS功能之后，優(yōu)先級高的視頻流量的帶寬得到了充分的保障，優(yōu)先級低的數(shù)據(jù)流量的帶寬受到了應(yīng)有的限制· 沒有啟用QoS的時(shí)候，各種流量的延時(shí)抖動較大：視頻延時(shí)抖動高達(dá)1秒左右，語音延時(shí)抖動0.4秒左右· 啟用QoS之后，視頻延時(shí)抖動穩(wěn)定在0.002秒左右，語音延時(shí)抖動穩(wěn)定在0.002秒左右綜上所述，在保稅港區(qū)無線項(xiàng)目中，適當(dāng)配置的QoS技術(shù)可以確保無線網(wǎng)絡(luò)對多媒體數(shù)據(jù)流的支持，特別是視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)流的上傳。3.2.6 無線網(wǎng)絡(luò)管理與安全管理 在本方案中，我們?yōu)楸６惛蹍^(qū)無線項(xiàng)目配備了相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)管理軟件（WCS），以及AA

42、A認(rèn)證軟件（CiscoSecure ACS），雖然這些設(shè)備、服務(wù)器并不直接參與無線鏈路的通訊，或是快速漫游的過程，但是仍然在網(wǎng)絡(luò)中扮演了極為重要的角色。 思科無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)解決方案可以提供動態(tài)的、系統(tǒng)級的RF管理，包括多種有助于提供平穩(wěn)無線運(yùn)營的功能，例如動態(tài)信道分配、發(fā)射功率控制和負(fù)載均衡等?？梢詾檎麄€(gè)系統(tǒng)的策略（包括VLAN、安全和QoS）使用一個(gè)統(tǒng)一的圖形化界面。 思科無線控制系統(tǒng) (WCS)是無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃、配置和管理的平臺。WCS提供了一個(gè)平臺，讓網(wǎng)絡(luò)管理人員可以從一個(gè)集中地點(diǎn)設(shè)計(jì)、控制和監(jiān)控?zé)o線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)。利用思科WCS，網(wǎng)絡(luò)管理員可以為RF預(yù)測、策略配置、網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化、診斷、用戶跟蹤、安全監(jiān)控和無線局域網(wǎng)系統(tǒng)管理等采用一個(gè)解決方案。圖形化界面讓無線局域網(wǎng)的部署和運(yùn)營變得非常簡便。詳細(xì)的趨勢和分析報(bào)告則使思科WCS可以為長期的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營提供關(guān)鍵的支持。 下面列出了一些對無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)部署具有重要意義的WCS功能： 管理多個(gè)控制器 詳細(xì)的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)、相鄰設(shè)備和鏈接信息 SNR、背景噪聲等的柱狀圖 發(fā)現(xiàn)、避免RF干擾 優(yōu)化覆蓋區(qū)域 過去七天的歷史報(bào)告信息 發(fā)現(xiàn)和消除覆蓋漏洞 網(wǎng)絡(luò)的管理 參照以下WCS管理功能配置界面圖1: WCS網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)圖和鏈接細(xì)節(jié)信息圖2: 無線網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)鏈接歷史圖客戶端的管理 與WLAN控制器結(jié)合的思科WCS平臺讓網(wǎng)絡(luò)操作員可以通過客戶端