H3C一體化無(wú)線校園解決方案

前言　

網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展極大地推動(dòng)了教育系統(tǒng)的信息化進(jìn)程，各院校在大力建設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，也日益關(guān)注無(wú)線網(wǎng)絡(luò)在校園的應(yīng)用。同時(shí)，隨著筆記本電腦的普以及無(wú)線局域網(wǎng)客戶端適配器產(chǎn)品的價(jià)格逐步降低，更多的學(xué)生和老師有能力擁有無(wú)線網(wǎng)絡(luò)客戶端產(chǎn)品。校園用戶越來(lái)越要求盡可能方便、快速、移動(dòng)式的使用網(wǎng)絡(luò)，無(wú)線校園的建設(shè)正駛向快車道。

設(shè)想一下，在教室、禮堂、會(huì)議室、圖書館，甚至在迎新大道、體育館、足球場(chǎng)、操場(chǎng)等有線網(wǎng)絡(luò)無(wú)法延伸到的場(chǎng)所連接到校園網(wǎng)，學(xué)生們一邊坐在草地上，愜意地喝著飲料，一邊通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)自由地與專家、老師進(jìn)行網(wǎng)上討論、訪問(wèn)圖書館電子資源;課堂上老師和學(xué)生可通過(guò)手持無(wú)線設(shè)備進(jìn)行自由溝通和交流;奧運(yùn)會(huì)比賽的時(shí)候，通過(guò)無(wú)線，全校所有師生可實(shí)時(shí)在校內(nèi)任何地方看到賽事直播……

這樣一個(gè)美好的無(wú)線校園網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)，需要一個(gè)強(qiáng)有力的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)支撐，當(dāng)前校園無(wú)線的規(guī)模越來(lái)越大，從覆蓋范圍看，無(wú)線從校園局部覆蓋擴(kuò)展到了整個(gè)校園內(nèi)的覆蓋，包括室內(nèi)、室外馬路、操場(chǎng)等的覆蓋;從無(wú)線AP的數(shù)量看，也從最初的幾個(gè)發(fā)展到幾十個(gè)甚至上百個(gè)AP。無(wú)線校園的建設(shè)對(duì)系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、擴(kuò)展性、管理性等各方面都提出了更高的要求。

無(wú)線校園網(wǎng)建設(shè)需求

在無(wú)線校園網(wǎng)建設(shè)中，為了解決大規(guī)模部署情況下的統(tǒng)一配置、調(diào)整問(wèn)題，以及射頻的智能管理問(wèn)題，現(xiàn)在高校無(wú)線校園建設(shè)普遍都采用了瘦AP建網(wǎng)模式。瘦AP的另一個(gè)好處是實(shí)現(xiàn)了三層漫游環(huán)境下避免重新認(rèn)證，從而使漫游切換時(shí)間小于50ms。這對(duì)于校園移動(dòng)業(yè)務(wù)，尤其是對(duì)切換時(shí)間要求最苛刻的語(yǔ)音業(yè)務(wù)意義重大。

然而，隨著無(wú)線校園網(wǎng)的發(fā)展，一些新的需求也逐漸變得越來(lái)越強(qiáng)烈。主要有以下幾個(gè)方面：

穩(wěn)定問(wèn)題：

由于WLAN網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)設(shè)計(jì)包含無(wú)線控制器、接入交換機(jī)、無(wú)線接入點(diǎn)等大量設(shè)備，在大部分情況下，還需要通過(guò)以太網(wǎng)解決供電問(wèn)題，所有這些環(huán)節(jié)都會(huì)影響校園無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性;同時(shí)由于無(wú)線信號(hào)的傳播深受環(huán)境影響，多徑等問(wèn)題導(dǎo)致無(wú)線信號(hào)在不同方向上存在非常復(fù)雜的衰減現(xiàn)象，實(shí)際的信號(hào)覆蓋和理想的信號(hào)衰減模型往往存在一定差異。所以如何實(shí)時(shí)根據(jù)環(huán)境動(dòng)態(tài)調(diào)整無(wú)線接入點(diǎn)的信道、發(fā)射功率等也是經(jīng)常困擾無(wú)線校園管理人員的難題。

安全問(wèn)題：

由于無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的特殊性，校園無(wú)線用戶的安全問(wèn)題就更加突出。對(duì)無(wú)線校園網(wǎng)用戶來(lái)說(shuō)，所有有線網(wǎng)絡(luò)存在的安全威脅和隱患都同樣存在。同時(shí)，任何不可信的無(wú)線設(shè)備可以在信號(hào)覆蓋范圍內(nèi)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)接入的嘗試，一定程度上也加劇了無(wú)線用戶所面臨的安全隱患。

無(wú)線校園的安全問(wèn)題已經(jīng)不再是單一的物理層安全，也包括了用戶接入安全、網(wǎng)絡(luò)層安全、設(shè)備安全、安全管理等多個(gè)層面上，如何能使校園無(wú)線用戶在使用網(wǎng)絡(luò)時(shí)能夠像使用有線網(wǎng)絡(luò)一樣安全、可靠，正逐漸成為無(wú)線校園建設(shè)所關(guān)注的核心。

管理問(wèn)題：

相對(duì)于FAT AP來(lái)說(shuō)，雖然FIT AP解決方案幫助校園網(wǎng)管理人員實(shí)現(xiàn)了無(wú)線校園的靈活安裝與應(yīng)用，但管理無(wú)線網(wǎng)絡(luò)卻仍然是一項(xiàng)非常耗時(shí)且麻煩的事情。在無(wú)線校園環(huán)境中尤為如此。

傳統(tǒng)的FIT AP解決方案由無(wú)線控制器(AC)及無(wú)線接入點(diǎn)(FIT AP)構(gòu)成，雖然整個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具有一些設(shè)備管理、安全管理功能和用戶管理功能，但是與有線網(wǎng)絡(luò)難于統(tǒng)一，無(wú)法在整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)用戶管理及認(rèn)證、服務(wù)質(zhì)量控制和安全策略實(shí)施等。因此，通常引入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)會(huì)降低安全性，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)管理起來(lái)比較復(fù)雜，并且維護(hù)成本也比預(yù)期高。把校園網(wǎng)絡(luò)作為一個(gè)整體，整合有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)控制和管理，對(duì)于高校來(lái)說(shuō)具有重要的意義。

擴(kuò)展問(wèn)題：

WLAN技術(shù)的發(fā)展日新月異，新技術(shù)、新標(biāo)準(zhǔn)層出不窮，除了呼之欲出的802.11n，在教育行業(yè)一個(gè)重要的門檻技術(shù)是IPv6。所有的無(wú)線產(chǎn)品和解決方案都要為未來(lái)的升級(jí)和應(yīng)用做好準(zhǔn)備。

應(yīng)用問(wèn)題：

隨著WLAN技術(shù)的逐步成熟，市場(chǎng)上各種各樣的WLAN終端如筆記本電腦、PDA、雙模手機(jī)、支持Wi-Fi的游戲機(jī)、即拍即傳的數(shù)碼相機(jī)如雨后春筍般涌現(xiàn)出來(lái)，同時(shí)價(jià)格越來(lái)越低，普及程度越來(lái)越高，使得無(wú)線新業(yè)務(wù)在校園網(wǎng)中的豐富應(yīng)用成為可能。如何在無(wú)線校園網(wǎng)絡(luò)這個(gè)開(kāi)放的平臺(tái)上開(kāi)展豐富的業(yè)務(wù)是建設(shè)者必須要考慮的問(wèn)題。例如VoWiFi、無(wú)線監(jiān)控等業(yè)務(wù)，解決了校園內(nèi)部和校區(qū)之間通訊費(fèi)用高、無(wú)線監(jiān)控和無(wú)線多媒體教學(xué)的問(wèn)題，讓無(wú)線接入變得更有價(jià)值。

H3C一體化無(wú)線校園解決方案

H3C一體化無(wú)線校園解決方案有效實(shí)現(xiàn)了有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的融合，通過(guò)統(tǒng)一的硬件平臺(tái)、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)管理、統(tǒng)一的用戶管理、統(tǒng)一的應(yīng)用安全，為校園用戶提供安全的無(wú)線接入。根據(jù)用戶需求，通過(guò)在H3C系列交換機(jī)中加入無(wú)線控制器插卡，就可為原有的有線校園網(wǎng)絡(luò)提供無(wú)線支持，還可以像擴(kuò)展和管理傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)一樣，對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展和管理。H3C高端無(wú)線控制器每個(gè)模塊可以接入640個(gè)FIT AP，支持2萬(wàn)個(gè)無(wú)線客戶端設(shè)備，并可以通過(guò)增加模塊，提升系統(tǒng)整體處理能力，最大可以支持6000個(gè)以上的FIT AP及數(shù)十萬(wàn)的無(wú)線客戶端。此外，H3C通過(guò)iMC智能網(wǎng)絡(luò)管理平臺(tái)為網(wǎng)絡(luò)管理員提供了圖形化、一體化管理能力，可以高效地管理有線/無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。H3C無(wú)線EAD實(shí)現(xiàn)了與有線一致的、端到端的安全防護(hù)體系，可以在終端接入層面幫助高校網(wǎng)管人員統(tǒng)一實(shí)施安全策略，大幅度提高網(wǎng)絡(luò)的整體安全。

H3C一體化無(wú)線校園解決方案——更穩(wěn)定：

H3C WLAN穩(wěn)定性解決方案從無(wú)線控制器的可靠性，接入交換機(jī)供電的可靠性、無(wú)線信號(hào)的可靠性這幾方面入手，極大的提高了WLAN網(wǎng)絡(luò)的可靠性;在實(shí)際的使用情況來(lái)看，啟用這些措施之后，WLAN的可靠性能夠得到明顯的提升。

無(wú)線控制器N+1冗余備份：

H3C 無(wú)線控制器產(chǎn)品支持AC之間的N+1備份，以下通過(guò)介紹AP選擇接入的AC過(guò)程來(lái)說(shuō)明AC間的備份：

1. AP在發(fā)現(xiàn)AC的過(guò)程中，會(huì)向AC發(fā)送接入請(qǐng)求報(bào)文;AC在收到接入請(qǐng)求后，會(huì)向AP發(fā)接入回應(yīng)報(bào)文，其中包含了該AC上的負(fù)載信息(AC允許接入的最大AP數(shù)，當(dāng)前接入的AP數(shù)，允許接入的最大STA數(shù)，當(dāng)前接入的STA數(shù))，和AP在此AC上的接入優(yōu)先級(jí);

2. AP在接收到AC的回應(yīng)報(bào)文后，會(huì)選擇接入優(yōu)先級(jí)高的AC接入。如果優(yōu)先級(jí)相同，則根據(jù)AC的接入負(fù)載情況來(lái)判斷。

3. AP通過(guò)比較各AC上 (允許接入的最大AP數(shù) - 當(dāng)前接入的AP數(shù))，并選取值最大的AC接入。如果此值相同，則根據(jù)當(dāng)前接入AC的無(wú)線用戶數(shù)判斷。

4. AP通過(guò)比較各AC上 (允許接入的最大STA數(shù) - 當(dāng)前接入的STA數(shù))，并選取值大的AC接入。

5. 如相等，則隨機(jī)接入。

6. 通過(guò)CAPWAP隧道的心跳機(jī)制，AP可及時(shí)發(fā)現(xiàn)控制器DOWN，同時(shí)根據(jù)上述方法重新選擇一個(gè)負(fù)載輕的AC接入，從而實(shí)現(xiàn)AC的N+1備份。

H3C實(shí)時(shí)無(wú)線資源管理

H3C實(shí)時(shí)無(wú)線資源管理解決方案提供了實(shí)時(shí)閉環(huán)的無(wú)線資源管理，包括了如下步驟：

1. 掃描

每個(gè)接入點(diǎn)啟動(dòng)后，通過(guò)CAPWAP協(xié)議與無(wú)線控制器建立隧道，并從無(wú)線控制器獲取基本的配置。無(wú)線控制器負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)線接入點(diǎn)執(zhí)行掃描過(guò)程。通過(guò)定期的信道掃描，系統(tǒng)能夠分析和了解信道的質(zhì)量、干擾情況、鄰居接入點(diǎn)的分布等。

2. 分析

無(wú)線控制器將對(duì)無(wú)線接入點(diǎn)定期上報(bào)的數(shù)據(jù)進(jìn)行聚合分析。這些數(shù)據(jù)包括：

l 干擾：其他工作在802.11頻段的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)對(duì)無(wú)線介質(zhì)的影響。

l 噪音：非802.11信號(hào)，如雷達(dá)、藍(lán)牙、無(wú)繩電話、微波等等對(duì)信號(hào)的影響。

l 丟包率：包差錯(cuò)率(由于隱藏的節(jié)點(diǎn)或信號(hào)變形)

l 信道負(fù)載：用來(lái)衡量媒介的繁忙程度。

l 有效信號(hào)強(qiáng)度：在一定時(shí)間內(nèi)觀察到的每個(gè)鄰居的信號(hào)強(qiáng)度和整個(gè)信道的平均信號(hào)強(qiáng)度。

這些數(shù)據(jù)將幫助無(wú)線控制器構(gòu)建無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的完整視圖，為管理控制提供決策數(shù)據(jù)。