弘浩明传AC培训之基础篇Ver.ppt
AC培训之基础篇,Date/2011.07,技术支持部,Title,无线局域网基础FIT AP的工作原理FIT AP发现AC的方式FIT AP的数据流模式,1、有线和无线局域网的比较,从最本质上说，有线网络需要电缆，而无线网络不需要。所以只要是在无线覆盖的范围内，任何人通过特定的无线网卡都可以捕获到传输的数据。传统以太网是由IEEE802.3标准定义的，而无线局域网则由IEEE802.11标准定义的。传统以太网采用载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）方法来传输和接收，而无线网络采用载波侦听多路访问/冲突避免（CSMA/CA）方法来传输和接收。前者是检测冲突，后者是尽可能避免冲突，所以，前者可以做到全双工，而后者总是半双工。,2、AP的工作原理,抽象来说，可以把AP视为转换网桥，即在第2层（链路层）对来自不同介质的帧进行转换和桥接。AP的主要功能就是将无线数据桥接到有线网络中；当然，AP也可以用作无线网桥，在两个相隔较远的AP之间建立一条无线链路，即我们常见的无线回传功能。,3、802.11帧的类型,管理帧：用于管理WLAN通告和STA成员资格，包括：1）通告AP以及WLAN参数的信标；2）STA关联、重关联、解除关联；3）STA认证和撤销认证。控制帧：用于控制STA同AP的关联，包括：1）探针请求和响应，用于STA请求AP的信息；2）RTS和CTS消息。数据帧：由任何无线设备发送，包含数据或者有效负载信息。注意：在管理帧中，总是包含一个48位的BSSID字段。BSSID是该AP的无线侧MAC地址，它唯一标识AP服务。,4、STA接入AP的必要条件,STA要满足如下条件才有可能接入AP 1）匹配的SSID；2）兼容的无线速率；3）身份验证的凭证。,5、STA的关联过程,1）使用与AP匹配的SSID；2）向AP认证；3）使用一种加密方式，确保数据的隐蔽性（可选）；4）使用一种认证方式，确定数据的完整性（可选）；5）建立同AP的关联。,6、描述RF信号强度的术语,使用单位瓦（W）或者毫瓦（mW）；dBm：信号相对于1mW的强度；计算公式：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可以为负数吗？,7、802.11标准,802.11标准定义了无线局域网在第1层和第2层的工作方式，这包括无线频率和信道以及吞吐量、安全性和移动性。主要包括如下：802.11a802.11b802.11g802.11n,7.1、802.11a,使用5GHz的未经许可的国家信息框架（U-NII）频段。实际上，FCC将该频段分成了3个更小的频段用于不同用途：1）低频段：5.155.25，供室内使用；2）中频段：5.255.35，供室内和室外使用；3）高频段：5.7255.825，供室外使用；在上述每个频段内，均有4个互不重叠的信道，这意味着在WLAN环境中可以使用4、8、或者12个互不重叠的信道。正交频分多路复用(OFDM)的调制技术最高数据率：54Mbit/s由于与b/g频段不一样，所以，a与b/g是可以同存的。思考：最大传输数据的速率为多少？,7.2、802.11b,使用2.4GHz的频段。FCC只允许WLAN使用频率范围2.40002.4835GHz总共14个信道，但只有3个互不重叠的信道，即1、6、11。直接序列扩频调试（DSSS）技术或者补偿码键控（CCK）的调制技术最高数据率：11Mbit/s思考：最大传输数据的速率为多少？,7.3、802.11g,与802.11b一样，使用2.4GHz的频段。FCC只允许WLAN使用频率范围2.40002.4835GHz总共14个信道，但只有3个互不重叠的信道，即1、6、11。正交频分多路复用(OFDM)的调制技术正因为802.11g兼容802.11b，所以存在一个缺点，就是在同一个AP内，不能同时使用802.11g和802.11b调制技术，如果有不同标准的客户端，AP将使用他们都支持的调制技术。如，只要有一个b模式的用户，AP最高也只能提供11Mbit/s的数据率。最高数据率：54Mbit/s思考：最大传输数据的速率为多少？,7.4、802.11n,使用802.11a与802.11b/g的双频段，即5GHz和2.4GHz。有15个互不重叠的信道。正交频分多路复用(OFDM)的调制技术和MIMO(多入多出)最高数据率：600Mbit/s关键技术：1）双频带20MHz和 40MHz信道传统802.11标准，空口均工作在20MHz 2）MIMO-OFDM通过在OFDM传输系统中采用阵列天线实现空间分集，提高了信号质量，并增加了多径的容限，使无线网络的有效传输速率有质的提升。常见2X2，前面2表示2个空间发送，后面2表示2个空间接收，即前面的整数是代表发送，后者表示接收。,7.4、802.11n（续）,3）MAC enhancement（A-MSDU&A-MPDU）A-MSDU是将若干个以太网帧聚合到一起，并封装为一个802.11报文进行发送。A-MPDU是将经过802.11报文封装后的MPDU聚合到一起，一次性发送多个MPDU。4）Short GIShort Guard Interval11a/g的GI时长为800us，而Short GI时长为400us，在使用Short GI的情况下，可提高10%的速率。5）Block Acknowledgement使用一个ACK帧来完成对多个MPDU的应答，以降低ACK帧的数量，提供效率。6）Power Savings静态与动态两种 7）工作模式Mixed（混合）和Greenfield（纯粹）只有Mixed模式向后兼容a/g。,7.5、802.11各标准对比表,7.6、其他常见标准,IEEE 802.3af 定义了以太网供电(PoE)的实现标准，功率小于12.95W。IEEE 802.11i 指定 802.11 网络安全机制的 IEEE 标准。802.11i 使用高级加密标准(AES)分组密码。该标准还增强了密钥管理、基于 802.1X 的用户身份验证和头数据完整性。IEEE 802.11f 在现有的无线网络中实现不同AP之间漫游的标准。,8、802.1X,9、漫游,漫游指的是从一个AP将关联切换到另外一个AP关联，让无线连接在客户端移动时保持的过程。漫游过程完全是由无线客户端驱动程序（而不是AP）驱动的，漫游的临界点，目前没有统一标准，均是由各网卡厂家自行定义。被动扫描只侦听来自可用AP的802.11信标；主动扫描主动发送802.11探针请求帧来查询可用AP传统意义上的漫游，并不支持第3层漫游。,10、WLAN的热点词汇,3G+W,FIT AP,融合,WAPI,IPv6,管理,11n,11、WLAN发展历程,12、FAT与FIT AP组网对比,13、FIT AP的工作原理,FIT AP被设计为无需接触他就能对其进行配置，他工作的必要条件是必须找到一个无线控制器（AC）并获得所有的配置参数。FIT AP启动的过程：1）FIT AP从DHCP服务器获取一个ip地址；2）FIT AP获悉所有可用的AC地址；3）FIT AP向其AC地址列表中的第一个AC发送加入请求信息。如果该AC没有应答，将尝试下一个AC。AC接受FIT AP时，将向FIT AP发回加入应答信息；,13、FIT AP的工作原理（续）,4）AC将FIT AP上报的信息（所属厂商、设备型号、硬件版本，这3个信息是必要信息）进行比较，如果不同，则向FIT AP发回不允许加入AC的应答；如果相同，则向FIT AP发回允许加入AC的应答信息（主要包括AP版本等信息）；5）FIT AP根据AC的应答信息，判断是否需要升级版本，如果不需要，则进入AC配置FIT AP状态；如果需要，则进入FIT AP版本升级状态。6）FIT AP与AC建立一条不加密的CAPWAP隧道和一条加密的CAPWAP隧道，前者是用于传输管理数据流，后者用于传输无线客户端的数据。思考：FIT AP加入AC的几个必要条件？故障定位的手段。,14、FIT AP发现AC的方式,从上页的第2步中，FIT AP可以使用下面任何一种方式来得到AC的ip地址1）广播发现FIT AP使用ip子网广播地址广播一条加入请求信息，当且仅当瘦AP和AC在同一个二层子网中，这种方式才管用。2）DHCP option发现在DHCP server上配置option60或者43选项，添加AC的ip地址列表。3）DNS发现在DHCP server上配置域名选项，DNS server上配置域名与ip地址对应关系，FIT AP以获取的域名向DNS解析，通过DNS解析得到AC的ip地址。,15、AP发现AC的各种方式的优先级,AP在DHCP过程中，最优选择带有option60的dhcp offer报文，option43次之，最后是任意offer。从上述AP获取ip地址的优先级，可以得出发现AC的优先级顺序。Option60方式是弘浩明传特有的，是为了应付网络中可能存在多个DHCP server的实际环境，在开局中优先使用。思考：为什么option43不能应付多个DHCP server环境？Option43是业界通用的方式，下发一个AC地址（如）的格式是16进制：80 04 0A 01 01 01，下发两个AC地址（）的格式是80 08 0A 01 01 01 0B 01 01 01后续：故障定位的手段,16、FIT AP的数据流模式（1）,（1）本地数据转发AC只对FIT AP进行管理和控制，并不发起和FIT AP的隧道连接，所有的用户数据通过本地网络转发。此种方式下，本地用户数据交换无需通过AC进行集中交换，减少了网络流量迂回。此模式适用于FIT AP到AC是二层网络环境或者流量大的环境。,16、FIT AP的数据流模式（2）,（2）集中数据转发FIT AP和AC间通过专用的数据隧道进行数据转发，FIT AP和AC间的数据隧道中为二层数据。采用此模式时，所有用户数据都要通过AC进行转发。此种方式下，用户数据流向容易控制，适合运营商的组网架构。而且由于采用隧道技术，对用户IP分配可以更加灵活。此模式适用于任何组网，对其他关联设备如AP的接入交换机的依赖最小，同时对其配置的影响也最小。思考：为什么本地转发比集中转发更适合大流量的环境？,16、FIT AP的数据流模式（3）,（3）集中与本地同时转发不同的SSID，采用不同的转发方式。实现原理：FIT AP在加入AC之后，AC会下发SSID对应的隧道参数，FIT AP根据AC的信息进行对应的转发，如果AC没有下发对应SSID的隧道参数，FIT AP将对此SSID进行本地转发；如果AC下发了某SSID的隧道参数，FIT AP就对此SSID进行集中转发。应用/组网灵活，个性化突出。,17、FIT AP的关联,FIT AP关联 STA关联FIT AP在802.11层面是与胖AP一致的，只是在关联过程中，FIT AP需要将关联信息送给AC集中处理，FIT AP需要根据AC返回的信息决定STA是否可以关联。如负载均衡的实现。AC上的用户关联信息是极为重要的信息，如隧道转发，负载均衡等等。后续：故障定位的手段,18、FIT AP的漫游,在有AC的控制下，FIT AP可以支持第2层和第3层漫游，客户端的关联总是对应一条CAPWAP隧道，切换到新的AP时，关联也将对应到新的隧道，即将新AP连接到AC的隧道。漫游时，客户端的ip地址可保持不变，而不管客户端是通过哪条CAPWAP隧道连接到AC。FIT AP的漫游，根据FIT AP所在的位置，分为AC内漫游和AC间漫游。,Thank You,
