思科无线网络解决方案.doc

目 录 1 1 WLANWLAN 在企业中的在企业中的应应用概述用概述 3 2 2 企业企业 WLANWLAN 应用应用需需求求 3 3 3 企业企业 WLANWLAN 设计思想设计思想 5 3 1 企业 WLAN 设计原则 5 3 2 思科企业 WLAN 设计思想 5 3 3 思科 WLAN 解决方案体系结构 6 3 3 1 无线网络的挑战 6 3 3 2 思科集中化无线网络解决方案 7 3 3 3 集中化协议 LWAPP 简介 9 3 3 4 集中化和统一 WLAN 的好处 11 3 3 4 便于升级 12 3 3 4 通过动态 RF 管理建立可靠的连接 12 3 3 4 通过用户负载均衡优化每个用户的性能 13 3 3 4 访客联网 15 3 3 4 第三层漫游 16 3 3 4 6 嵌入式无线 IDS 16 3 3 4 7 定位服务 17 3 3 4 8 WLAN 语音 17 3 3 4 9 降低总拥有成本 18 3 3 4 10 有线和无线整合 19 3 3 4 11 总结 20 4 4 思科企业思科企业 WLANWLAN 建建设设方案方案 21 4 1 物理设计 部署 21 4 1 1 有线部分逻辑独立组网 21 4 1 2 有线部分物理独立组网 22 4 1 3 无线覆盖方案 23 4 1 3 1 覆盖区域 23 4 1 3 2 设计指标 原则及覆盖方式 23 4 1 3 3 室内覆盖 25 4 2 逻辑设计 26 4 2 地址和路由 26 4 2 无线网络地址和路由规划 26 4 2 IPv6 规划考虑 27 4 3 认证和计费 28 5 5 解决方案的设计亮点解决方案的设计亮点 29 5 1 高性能的 IPV6 和 IPV4 无线接入 29 5 2 基于个人用户的运营管理 29 5 3 支持数据 语音等多种业务 有其它智能业务扩展能力 30 5 4 满足企业特点的安全和可靠性 30 5 5 满足生产 运营网络要求的运维和管理 30 5 6 支持用户全网漫游 31 5 7 灵活部署 易于扩展 高性价比 31 6 6 思科企业无线网络解决方案产品介绍思科企业无线网络解决方案产品介绍 32 6 1 室内无线接入点 AP1242 32 6 2 无线安全控制器 WLC 41 6 3 无线网络管理软件 WCS 45 1 1 WLANWLAN 在企业的应用概述在企业的应用概述 经过这些年有线网络建设 运行 维护 从实践结果来看 由于目前网络是 有线 的 所以在有些应用领域会出现困难 随着信息技术的飞速发展 企业对网络的依赖性相当之高 随时随地获取信 息 已成为企业员工的必须需求 但是 传统的有线网络存在着诸多 网络盲点 比如在大型会议室等许多不宜网络布线的场馆设施如何联网 如何突破网络节点限 制 实现多人同时上网的问题 从应用需求方面考虑 无线网络很适合一些不易于网络布线的场所应用 现在 如何使企业办公区的每个角落都处在网络中呢 想像一下 不用往每个办公桌下都 拉根网线 员工用笔记本随时随地可以上网 现在用无线可以很方便的实现这样 了 2 2 企业企业 WLANWLAN 应用需求应用需求 高性能的高性能的 IPv6IPv6 和和 IPv4IPv4 无线接入无线接入 中国下一代互联网项目 CNGI 正在顺利展开 基于纯 IPv6 的骨干网在 CERNET 已经建设完成并可以提供接入服务 现在建设无线网络 除了要考虑对 现有 IPv4 网络终端的无线接入 满足当前人们对无线网络的需求外 又要支持高 性能的 IPv6 的用户接入 以适应网络发展趋势 并保护网络投资 基于个人用户的运营管理基于个人用户的运营管理 无线网络系统需要支持运营管理功能 能够根据单个用户实现用户管理 包括 认证 计费 安全控制 QoS 控制等 支持数据 语音等多种业务 有其它智能业务扩展能力支持数据 语音等多种业务 有其它智能业务扩展能力 企业无线网络在支持数据转发的同时 应该是真正为语音业务优化的无线设计 包括一体化的 IP 电话解决方案 通过新技术延长客户端待机时间 实现室内外语 音不中断的安全漫游 为企业提供内部话音的无缝覆盖 以提高企业办公效率和办 公质量 为保证无线话音的质量 要求无线网络具有良好的 QoS 控制机制 包括无线 话音呼叫控制等手段 无线网络还应该支持其他智能业务的扩展 如支持精准的无线物理定位 无线 视频等 满足企业特点的安全和可靠性满足企业特点的安全和可靠性 xx 无线网的目标是建设一个收费的 可运营网络 这样的定位对可靠性 安 全 加密和非授权用户的控制提出了更明确的要求 支持精确的无线入侵 射频干扰 非法 AP 定位和隔离 冗余的中央服务控制保证企业复杂接入环境的安全无线接入 独特的访客隔离机制 保证跨企业漫游用户与企业网用户的隔离 同时支持端到端的网络可靠性保证技术 满足生产 运营网络要求的运维和管理满足生产 运营网络要求的运维和管理 企业无线网络规模大 环境复杂 因此无线网络系统应该支持高效的运营网络 级的管理功能 方便未来无线网络的运维管理 室内 室外 Mesh 系统一体化控制 所有 AP 均工作在同一 Controller 群组 cluster 管理下 可在全网范围内实现无缝漫游 设备定位 自动射频管理和安全 控制 可分级的一体化网络管理系统 有线 无线网络管理相结合 集中与分布式管 理相结合 为运营维护提供高效率和低成本 支持用户全网漫游支持用户全网漫游 企业无线网络应支持用户全网快速 安全 无缝漫游 保证用户在办公区移动 过程中可以保证 IP 地址不变 网络连接不间断 应用会话不间断 从而保证用户 网络应用在移动中的不间断性 灵活部署 易于扩展 高性价比灵活部署 易于扩展 高性价比 为方便企业网络的部署和未来维护的方便性 企业无线网络应具有灵活部署 易于扩展的特性 支持无线接入点的即插即用功能 当然 企业无线网络要具有良 好的性价比 3 3 企业企业 WLANWLAN 设计思想设计思想 3 13 1 企业企业 WLANWLAN 设计原则设计原则 实用性 实用性 遵循面向应用 注重实效 急用先上 逐步完善的原则 充分保护已 有投资 不设计成华而不实的无线网络 也不设计成利用率低下的网络 我们以实 用性的原则要求为依据 建设具有最低的 TCO 拥有的总成本最低 有最高的 性价比的企业无线局域网络 先进性 先进性 采用先进成熟的网络概念 技术 方法与设备 反映当今先进水平 又给未来的发展留有余地 充分采用目前国际 国内流行和成熟的技术 保证网络 能适应技术的快速发展 可靠性 可靠性 系统必须可靠运行 主要的 关键的设备应有冗余 一旦系统某些部 分出现故障 应能很快恢复工作 并且不能造成任何损失 开放性 开放性 选择的产品应具有好的互操作性和可移植性 并符合相关的国际标准 和工业标准 无论发生任何变化 均能够最大可能性的开放标准 可扩充性 可扩充性 系统是一个逐步发展的应用环境 在系统结构 产品系统 系统容 量与处理能力等方面必须具有升级换代的可能 这种扩充不仅能充分保护原有资源 而且具有较高的性能价格比 可维护性 可维护性 系统具有良好的网络管理 网络监控 故障分析和处理能力 使系 统具有极高的可维护性 安全性 安全性 必须具有高度的保密机制 灵活方便的权限设定和控制机制 以使系 统具有多种手段来防备各种形式的非法侵入和机密信息的泄露 3 23 2 思科企业思科企业 WLANWLAN 设计思想设计思想 思科公司建议企业 WLAN 采用集中管理架构下的 瘦 AP 无线网络架构 以 保证无线网络可管理性 安全性 QoS 无缝漫游等功能需求 尤其是方便未来的 运维管理 企业无线网络在满足现有网络应用的同时 保证对未来网络技术和应用的支持 如 IPv6 无线话音 无线视频 组播等技术的支持 以满足企业的要求 为满足企业网络的安全性 建议企业无线网络采用独立的有线网络系统实现无 线接入点的互联 同时本次无线网络在满足用户接入安全认证 加密的同时 支持 无线射频的安全防护功能 3 33 3 思科思科 WLANWLAN 解决方案体系结构解决方案体系结构 3 3 13 3 1 无线网络的无线网络的挑战挑战 透视就是一切 地图就是一个典型的例子 在高空摄影技术面世之前 地图 并不精确 人们按照估计的比例 将地理标志绘制到地图上 高空摄影技术为地图 绘制人员带来了之前未有的东西 透视 透视改变了我们旅行的方式 我们观察 距离的方式 甚至我们的文明发展的方式 过去 无线局域网都缺乏透视能力 因为每个接入点都是一个单独的节点 按照一个静态 RF 计划 通常为预测的 RF 中的信道和功率设置进行独立配置 尽管这些自主的接入点可以收到附近的某个工作在相同信道的接入点的信号 但是 自主接入点无法得知相邻的接入点与其是否属于同一个网络或者是相邻网络 而且 因为自主接入点是 节点式 的 所以很难扩展到大型 连续 协调的无线局域网 和添加高级应用 表 1 列出了对于自主接入点部署方式的无线需求和解决方案 在某些情况下 采用自主接入点的 WLAN 的部署会对 WLAN 带来很多限制 表表 1 1 对于自主接入点部署方式的无线需求和解决方案 需要需要说明说明自主方式的解决方案自主方式的解决方案 第二层快速安第二层快速安 全漫游全漫游 客户端在子网内部的无 缝漫游 跨越不同的接入 点和虚拟 LAN VLAN 为支持漫游添加一个无 线域服务 WDS 设备 接 入点或者交换机模块 第三层快速安第三层快速安 全漫游全漫游 客户端在子网之间的无 缝漫游 跨越不同的接入 点和 VLAN 自主接入点本身不支持 需要为支持漫游采用一个集 中式解决方案 升级成本升级成本部署额外管理功能和为 接入点安装新镜像所需的时 间 部署一个集中的管理基 站或者使用管理脚本 入侵检测系统入侵检测系统 IDSIDS 能够检测伪装接入点 攻击和未经授权的访问 使用一个基于 WDS 的 IDS 或者添加一个覆盖式 WLAN 解决方案 定位服务定位服务直观显示接收信号强度 指示 RSSI 信息变化和 Wi Fi 设备的位置 使用一个现场调查解决 方案或者一个覆盖式 WLAN 需要需要说明说明自主方式的解决方案自主方式的解决方案 动态动态 RFRF迅速地 动态地适应 RF 环境 使用系统级应用设备 或者一个简单网络管理协议 SNMP RF 信息可供手 动检查或者措施使用 负载均衡负载均衡自动在相邻接入点之间 均衡客户端负荷 每个接入点通报服务情 况 但是负载不是自动地在 接入点之间分布 访客联网访客联网能够为客户 供应商和 合作伙伴提供对 WLAN 的 受控访问权限 同时保持网 络的安全性 为每个接入点部署专门 的中继 VLAN 并在整个企 业中加以宣传 WLANWLAN 语音语音利用现有的无线基础设 施提供经济有效的 实时的 语音服务 部署基于接入点的呼叫 准入控制 CAC 控制建 立在每个接入点的基础上 不能协调多个接入点 管理管理经济有效的 简化的 WLAN 管理和部署 为配置 WLAN 管理和单 独配置每个接入点部署脚本 或者 SNMP 解决方案 3 3 23 3 2 思科集中化无线网络思科集中化无线网络解决方案解决方案 使用自主接入点的第一代无线局域网是一种方便的网络 从 WLAN 首次面世 以来 技术需求发生了很多变化 现在 基本的网络连接已经不足以满足需要 企 业需要在他们的办公楼中提供无所不在的无线网络连接 他们的 WLAN 必须支持 多种移动服务 例如语音 访客接入 定位和增强的无线入侵防御系统 WIPS 同时还应当提供简化的部署 管理和可扩展性 企业需要突破了表 1 中所列多种限 制的 WLAN 为了部署这些功能和消除这些限制 需要一个统一的 WLAN 一个集中式 的 基于连接到无线局域网控制器的轻型接入点的网络 因此 机构需要思科统一 无线网络 可扩展性 可扩展性 WLANWLAN 必须具备的特性必须具备的特性 人们对基于无线网络的可扩展性 高级服务的需求并不是刚刚出现的 事实上 蜂窝网络供应商已经在扩展无线网络方面克服了很多挑战 最初 蜂窝无线网络是 由多个提供基本连接的蜂窝信号发射塔结合而成的 当时有很多管理塔间电话呼叫 的协议 但是这些协议并不可靠 很多呼叫都会被丢弃 蜂窝网络运营商需要一个让用户可以在漫游期间保持呼叫的解决方案 以及一 个部署高级服务的平台 因此 他们采用了一种名为基站控制器的新型网络组件 对于蜂窝网络而言 基站控制器可以协调一组无线电发射塔 当蜂窝网络用户 在不同发射塔的覆盖范围之间移动时 基站控制器会对漫游切换进行协调 这可以 提高蜂窝网络的稳定性 减少被丢弃的呼叫 蜂窝基站控制器的概念也可应用到 802 11 WLAN 中 运营商不是管理多个独 立的接入点 而是可以通过一个名为无线局域网控制器的集中式设备管理轻型接入 点 WLANWLAN 集中化集中化 参照蜂窝网络的发展道路 思科系统公司 率先提出了 WLAN 集中化的概念 并且为高级无线局域网服务提供了业界第一个统一平台 统一后的架构 我们称之 为思科统一无线网络的关键 是将数据从轻型接入点经由网络发送到无线局域网控 制器 思科提供了很多支持无线局域网集中化的无线局域网控制器 其中包括可以完 全集成到网络之中的企业级独立无线局域网控制器 例如 Cisco 4400 系列无线局域 网控制器和 Cisco 2000 系列无线局域网控制器 以及可以与有线网络结合的无线 局域网控制器 例如 Cisco Catalyst 6500 系列无线服务模块 WiSM 和用于集成多 业务路由器的思科无线局域网控制器模块 WLCM 开发一种新的无线局域网集中化协议开发一种新的无线局域网集中化协议 为了在轻型接入点和无线局域网控制器之间传输数据和实现通信 需要一种新 的协议 该协议需要满足下列要求 便于部署便于部署 该协议必须能够跨越子网边界 而不是仅仅将多个 VLAN 连接到 集中控制器 部署安全部署安全 将一个接入点加入网络并不意味着它应当具有完全的网络访问权 限 该协议需要提供一种对所有连接网络的接入点进行身份验证的方法 对接入点的实时控制对接入点的实时控制 在部署 认证接入点和将其连接到控制器之后 该协 议需要提供对接入点的实时控制 以便管理和部署移动服务 协议扩展能力协议扩展能力 该协议需要支持多种平台 从大型以太网交换机中基于机 箱的模块 到可堆叠交换机 路由器和其他任何网络组件 传输扩展能力传输扩展能力 尽管网络通常运行在以太网的基础上 但是该协议必须能够 支持低速的 WAN 连接 甚至无线网络 对于无线网状网络等应用 为了满足这些对于开发新型通信协议的要求 思科考虑了很多方案 通用路由 封装 GRE 协议是其中之一 但是 GRE 不支持对纯二层数据包的内部检测 而 这是安全 WLAN 所必须具备的功能 SNMP 也被列为考虑对象 因为该协议可以 提供对接入点的命令和控制功能 但是它很庞大 不太符合实际需要 在考虑了其他协议之后 思科决定开发一种新的协议 支持第二层和第三层 数据包信息的轻型接入点协议 LWAPP 3 3 33 3 3 集中化协议集中化协议 LWAPPLWAPP 简介简介 LWAPPLWAPP 是什么 是什么 LWAPP 是一项由思科系统公司拟定的互联网工程任务小组 IETF 标准草案 实现了轻型接入点和 WLAN 系统 例如控制器 交换机和路由器 之间的通信协 议的标准化 它的目标包括 减轻接入点中的处理量 让它们将计算资源集中用于无线接入 而不是过滤和 策略实施 为整个 WLAN 系统进行集中的流量处理 验证 加密和策略实施 利用一个第二层基础设施或者 IP 路由网络 为多供应商接入点互操作性提供 一个通用封装和传输机制 LWAPP 标准可以通过定义下列规范实现这些目标 接入点设备发现 信息交换和配置 接入点认证和软件控制 数据包封装 分段和格式化 接入点和无线控制器之间的通信控制和管理 LWAPPLWAPP 的工作原理的工作原理 LWAPP 将轻型接入点的介质访问控制 MAC 功能交由无线局域网控制器和 轻型接入点共同承担 对时间敏感的功能 例如次原子握手和发送给接入点的信标 都在接入点进行管理 其他对网络具有重要意义的功能 例如移动管理 身份验证 VLAN 划分 RF 管理 无线 IDS 和数据包转发 都在无线局域网控制器进行管理 如图 1 所示 图图 1 1 分离的介质访问控制功能 安全策略 QoS 策略 RF 管理 移动管理 人力分配 分离 MAC 远程 RF 接口 MAC 层加密 无线局域网控制器 LWAPP 轻型接入点 控制器 MAC 功能 802 11 MAC 管理 重新 关联请求和 行为框架 802 11 数据 封装和 发送到接入点 802 11e 资源预留 控制协议在 802 11 管 理帧中发送到接入点 信令在控制器完成 802 11i 身份验证和密 钥交换 接入点 MAC 功能 802 11 信号发射 探测响应 身份验证 如果启用 802 11 控制 数据包 确认和传输 延迟 802 11e 帧排序和数 据包优先级设置 访 问 RF 802 11i 接入点中的 加密 轻型接入点和无线局域网控制器之间存在多对一的关系 单个无线局域网控 制器可以管理和操作大量的轻型接入点 另外 无线局域网控制器可以在一个大型 无线网络中协调和比较信息 甚至跨越 WAN 就像卫星拥有广阔空间的完整视 图一样 控制器也拥有整个网络的整体视图 一旦将这项协议作为标准 并准备好用于统一的平台 WLAN 集中化的真正 优势将会变得显而易见 3 3 43 3 4 集中化和统一集中化和统一 WLANWLAN 的好处的好处 下面列出了 WLAN 集中化和统一 WLAN 所具有的很多好处 3 3 4 13 3 4 1 便于部署便于部署 当在企业中部署自主接入点时 每个接入点都将单独进行配置 这种配置可以 在每个接入点的基础上进行 也可以通过一个系统级应用或者设备完成 在完成对 自主接入点的配置之后 每个接入点都将可以支持 VLAN 以便划分不同的用户群 组 为不同的用户和用户群组区分不同的 LAN 策略和服务 例如安全和服务质量 QoS 这些 VLAN 可以扩展到网络的接入层 根据部署的规模和范围 VLAN 可以在多台交换机中进行中继和扩展 在向网络引入基于轻型接入点和无线局域网控制器的集中化时 并不需要在接 入层重新划分子网和设置 VLAN 中继 相反 VLAN 将以中继方式连接到一个集 中式无线局域网控制器 而控制器则将把用户和 WLAN 划分到 VLAN 中 这可以 简化 WLAN 的部署和管理 在使用集中化解决方案时 一个轻型接入点只需要找出无线局域网控制器的 IP 地址 当部署于第二层模式时 在部署于一个远程子网中时 接入点需要 IP 地址 子网掩码和缺省网关信息 轻型接入点还可以从一个标准的动态主机 配置协议 DHCP 服务器接收无线局域网控制器的 IP 地址 在轻型接入点联系无线局域网控制器之后 控制器将会为轻型接入点设定所有 RF 策略和无线局域网策略 因为所有来自接入点的数据包都会被置入一个 LWAPP 隧道 进而发送到无线局域网控制器 所以不需要将特殊 VLAN 扩展到各个接入 点 3 3 4 3 3 4 便于升级便于升级 较低的运营成本可以提高一个机构的投资效率 问题是 怎样实现低成本的运 营 集中化有助于简化升级集中化有助于简化升级 利用思科统一无线网络 所有轻型接入点映像都会被嵌入到控制器映像之中 当控制器映像被升级时 它也会升级所有与其关联的接入点 不需要在一个集中管 理基站上采用一个专门的脚本或者创建一个特殊的任务 思科统一无线网络的低成本接入点升级的另外一个好处是 轻型接入点和控制 器之间的互操作能力已经通过了思科的质量保障团队的全面测试和认证 3 3 4 3 3 4 通过动态 通过动态 RFRF 管理建立可靠的连接管理建立可靠的连接 过去 使用自主接入点的无线网络通常利用一个静态 RF 计划进行部署 而且 每个接入点都以静态方式设置它们的信道和功率 这个计划是根据 RF 预测制定的 即利用计算机对 RF 环境的模拟 结合接入点的天线发射功率 估计接入点的覆盖 范围 RF 预测的目标是以最小的信道重叠 获得接入点的最优覆盖范围 但是 因为 RF 预测是在一个不考虑部署后 RF 环境实际发生情况的计算机上进行的 所 以它们只是对实际 RF 环境的估计 例如 在使用 RF 预测时 很难准确地估计来自相邻网络 办公室改建 房门 开启或关闭 微波炉或者其他干扰源的共用信道干扰 集中化可以提供动态集中化可以提供动态 RFRF 无线局域网控制器可以自动获知同一个网络中不同轻型接入点之间的信号强度 控制器能利用这些信息 为网络创建一个动态优化 RF 拓扑 无线局域网控制器可 以用一种独特的方式提供动态 RF 在一个支持思科 LWAPP 的接入点启动时 它会立即搜寻网络中的无线局域网 控制器 在其找到一个无线局域网控制器之后 支持 LWAPP 的接入点会发出加密 的 neighbor 邻居 消息 这些邻居消息包括 MAC 地址和任何相邻接入点的 信号强度 在一个无线局域网控制器网络中 控制器可以利用这些邻居信息确定接 入点在网络中的相对空间状态 控制器随后会调节每个接入点的信道和信号强度 以获得最佳的覆盖范围和网络容量 如果网络中有一个无线局域网控制器集群 例如在单个网络中部署多个控制器 那么会有一个控制器被选为缺省控制器 所有控制器都会向它们的轻型接入点发 送缺省控制器信息 缺省控制器会关联网络中所有接入点的信息 再将最佳信道和 功率设置发送给网络中的每个接入点 思科统一无线网络架构中内置的算法有助于确保网络不会 抖动 即发生没 有必要的变化 这样做的结果是 建立起一个能够实时地适应不断变化的 RF 环境 的动态无线网络 3 3 4 3 3 4 通过用户负载均衡优化每个用户的性能 通过用户负载均衡优化每个用户的性能 802 11 协议很难预测和保障用户的性能和吞吐 因为 802 11 为每个网络组件提 供了相等的空间访问能力 所以每个客户端都可以决定它接下来将漫游到哪个接入 点 当客户端设备进入一个覆盖区域时 它们可能会漫游到信号最强的接入点 同 样 每个客户端设备对 RF 介质的访问权限与它们所关联的接入点一样 因此 所 有客户端的 RF 吞吐都有可能降低 所有客户端都可以关联到同一个接入点 这 通常被成为 会议室效应 负载均衡可以通过不断地优化用户关联关系 为每个客户端提供最佳的 从而 优化所有客户端的吞吐 这可以提高每个客户端的吞吐 动态地均衡网络的客户端 负载 集中化有助于均衡用户负载集中化有助于均衡用户负载 思科无线局域网控制器和模块拥有一个网络整体视图 通过加密的无线消息 这些控制器可以获知接入点之间的信号强度 另外 当某个客户端探测接入点 这 是 802 11 标准的一部分 即客户端寻找任何广播它所寻找的 WLAN 名称的接入点 时 控制器会收到来自每个收到客户端探测信号的接入点所发出的信号 控制器随 后将根据客户端的信号强度和信噪比 决定哪个接入点应当响应客户端的探测信号 例如 某个相邻接入点能够以较低的信号强度提供相同的服务 控制器将根据接入 点的信号强度 RSSI 决定哪个接入点应当响应客户端的探测信号 如图 2 所 示 图图 2 2 无线局域网控制器决定哪个接入点应当响应客户端的探测信号 3 3 4 3 3 4 访客联网访客联网 访客联网已经从一种奢侈的功能发展成为了一项业务必需的功能 访客联网让 机构可以在保证无线网络安全的同时 为客户 供应商和合作伙伴提供对他们的 WLAN 的受控访问权限 它让顾问和访客可以迅速开展合作 加快业务速度 今天 问题不再是一个机构是否应当提供访客联网功能 而是它打算怎样提供 该功能 如果使用自主接入点部署方式 管理员可以通过将 访客 VLAN 拓展到 网络中 提供访客网络 这些 VLAN 具有不同于普通网络流量的安全策略 这些 VLAN 可能会成为错误配置的来源和潜在的安全漏洞 集中化有助于简化访客联网集中化有助于简化访客联网 在思科统一无线网络中 每个无线局域网控制器都具有一个美观的 Web 门户 让机构可以根据自己的业务需要定制 WLAN 例如 网络管理人员可以将控制器 放入 DMZ 充当访客接口 当在网络中部署一个访客无线局域网时 所有来自于 访客 WLAN 的流量都会以隧道方式发送到访客控制器 与采用自主接入点的无线 局域网不同 使用轻型接入点和无线局域网控制器的思科解决方案不需要对底层 VLAN 架构进行任何改动 3 3 4 3 3 4 第三层漫游第三层漫游 借助采用轻型接入点的思科统一无线网络 当第三层漫游被引入网络时 管理 员不需要将 VLAN 拓展到网络中的所有接入点 就可以保持一个扁平式的无线子 网 那些采用自主接入点的网络则有所不同 它们通过拓展 VLAN 来实现漫游 因而会产生大范围的 不便于扩展的广播域 通过像思科统一无线网络这样在不使用 VLAN 的情况下实现第三层漫游 可 以简化网络 让网络可以方便地支持各种实时应用 例如基于无线网络的语音和视 频 集中化有助于支持第三层漫游集中化有助于支持第三层漫游 利用思科统一无线网络 轻型接入点可以被部署到网络的标准子网基础设施中 并获得一个隶属于它们所在子网的 IP 地址 所有来自于无线客户端的流量都将被 放置到一个通过底层网络发送到无线局域网控制器的 LWAPP 数据包中 客户端设 备可以从一个连接到控制器的子网获得它们的 IP 地址 而不是它们所在的楼宇 的子网 底层子网基础设施对于客户端而言是透明的 控制器可以管理互相之间的 所有漫游和隧道通信 以确保不需要移动 IP 等协议 3 3 4 63 3 4 6 嵌入式无线嵌入式无线 IDSIDS 安全是网络管理人员的关注焦点 而无线安全则是安全人员最关注的问题 一 个重要的顾虑是恶意接入点可能会在一个有线或者无线网络中制造漏洞 通过在网 络中采用一个无线 ID 系统 可以为网络添加一条额外的防线 无线局域网 IDS 可 以降低黑客或者恶意用户访问关键网络资源的风险 集中化有助于支持无线集中化有助于支持无线 IDSIDS 思科轻型接入点和无线局域网控制器可以同时充当数据服务设备和 IDS 传感器 这可以通过 LWAPP 独有的分离 MAC 架构实现 即有些功能由接入点承担 另外 一些由控制器承担 LWAPP 分离 MAC 让轻型接入点可以在不中断数据服务的情 况下扫描信道 接入点和控制器拥有一个强大的攻击签名库 它可用于检测无线威 胁 包括恶意接入点 特殊网络 或者试图寻找无线网络漏洞的恶意人员 轻型 接入点可以在它们在工作时使用的信道上检测攻击 以及检测那些工作信道与它们 不同的威胁 例如恶意接入点和特殊网络 另外 因为思科统一无线网络轻型接入点和无线局域网控制器都配有 X 509 证 书 它们可以检测到伪装成网络中某个可靠接入点 充当一个 honeypot 的未经 授权的接入点 思科统一无线网络还可以利用其强大的隔离恶意功能 消除因为恶意接入点所 导致的威胁 这种功能有助于确保客户端不会与恶意接入点建立关联 一种由网络管理员部署的 用于检测 制止未经授权的网络访问的授权接入点 3 3 4 73 3 4 7 定位服务定位服务 定位服务是下一代无线网络必须达到的一项要求 定位服务支持同时跟踪 WLAN 基础设施内部的数千个 Wi Fi 设备 这些服务被用于一些关键的应用 例如 高价值资产跟踪 IT 管理 安全和业务策略的执行 其他应用包括 基于无线局域网的 e911 和语音 客户端故障诊断和客户端位置与客户端连接问题的关联 资产跟踪和管理 以跟踪任何支持 802 11 的设备 包括配有 802 11 RFID 标签 的资产 基于位置的安全 无线局域网不仅可以获知轻型接入点之间的路径损耗和信号强度 还可以从网 络中的支持 LWAPP 的接入点那里获得关于客户端信号强度的信息 思科无线局域网控制器会将收到的客户端信号强度信息转发到思科无线控制系 统 WCS 和思科无线定位设备 它们将根据楼宇材料类型 多路径和反射等因素 进行高强度的 RF 指纹计算 确定 802 11 或者有源 RFID 设备的位置 这些信息将 实时提供 LWAPP 是支持定位服务的控制和传输协议 3 3 4 83 3 4 8 WLANWLAN 语音语音 WLAN 语音 VoWLAN 不仅可以提供 IP 语音 VoIP 的诸多好处 例如收 费旁路 还可以提供移动性 选择 VoWLAN 功能的管理人员都希望通过用他们 的 802 11 数据网络承担语音功能 降低或者消除办公楼内移动电话使用成本 集中化有助于支持高性能集中化有助于支持高性能 VoWLANVoWLAN 对于自主解决方案而言 基于 802 11 的语音采用了与普通数据流量相同的底层 协议 并通过在接入点和一个语音终端之间运行 802 11e 提供了一些额外的功能 不幸的是 工作在相同信道的自主接入点无法协调它们的呼叫准入控制 CAC 功 能 而且 所有能够接收到工作在相同信道的其他设备信号的设备都会受到共用信 道干扰 而自主接入点并不能方便地解决这个问题 利用思科统一无线网络 无线局域网控制器可以为网络提供可预测的 CAC 在这种统一网络中 控制器拥有网络中所有客户端的整体视图 以及同一信道中所 有接入点之间的总呼叫容量 这种功能有助于确保当一个 VoWLAN 呼叫获准进入 思科统一无线网络时 所有接入点可以提供足够的语音容量 这样 可以为网络提 供更加可预测 更加可靠的语音性能 3 3 4 93 3 4 9 降低总拥有成本降低总拥有成本 较低的总拥有成本 TCO 让机构可以在不增加额外人手的情况下部署解决方 案 从而降低网络部署和维护所造成的负担 这有助于改善机构的经营状况 对于 自主接入点部署方式 时间主要被用于安装和初始化接入点 重新设置接入点 以 及升级接入点 在一个包含 100 个接入点的自主接入点网络中 如果一年为每个自主接入点花 费 30 分钟 就相当于一年花费 3000 个人 分钟 或者 50 个人 小时 在五年的 折旧期中 就有超过一个月的时间被用于自主接入点的管理上 不包括诊断客户 端和其他网络组件问题所用的时间 图图 3 3 为配置每个接入点付出的人力成本预测 集中化有助于降低集中化有助于降低 TCOTCO 利用思科统一无线网络 用户不需要逐一配置 100 个网络组件 而是只需要配 置无线局域网控制器 控制器进而再配置网络中的所有接入点 另外 管理员不需 要升级网络中每个接入点的软件 而是只需要升级无线局域网控制器的软件 这样 所有轻型接入点都会同时得到升级 因为无线局域网控制器能够搜索整个无线网络 所以它可以协调信息和使用高 级功能 例如定位 为诊断客户端连接问题提供支持 这些功能可以降低大型无 线网络的 TCO 同时减少诊断和管理网络所需的成本 3 3 4 103 3 4 10 有线和无线整合有线和无线整合 有线和无线网络的集成对于实现统一的网络控制 可扩展性 安全性和可靠性 具有重要的意义 为了支持企业级的无线应用 必须提供覆盖整个系统的无线局域 网功能 例如安全策略 入侵防御 RF 管理 QoS 和移动性 使用轻型接入点 和无线局域网控制器的 WLAN 可以方便地支持有线 无线局域网的整合 因为控 制器功能可以被集成到思科交换和路由平台之中 整合可以保护投资和精简成本整合可以保护投资和精简成本 思科统一无线网络提供了一个统一 创新的端到端网络 它可以提供有力的投 资保护 为有线和无线网络确保一个安全 移动 经济有效的交互式工作环境 这 种使用轻型接入点和无线局域网控制器的统一网络基础设施 可以与集成到一系列 思科交换 路由平台中的独立或者模块化局域网控制器配合使用 客户可以通过添加一个模块化无线局域网控制器 例如 Cisco Catalyst 6500 系列 WiSM 或者用于集成多业务路由器的思科 WLCM 大幅度降低 TCO 减少支持 成本 以及缩短计划内和计划外断网时间 思科统一无线网络还支持网络准入控制 NAC 和思科兼容扩展客户端设备 用于 WLAN 的 NAC 可以通过在 WLAN 客户端试图进入网络时执行设备安全策略 提供威胁防御功能 思科兼容扩展计划有助于推动那些可以与思科 WLAN 基础设 施进行互操作 并利用思科创新提高安全性 移动性 服务质量和网络管理水平的 客户端设备的普及 3 3 4 113 3 4 11 总结总结 思科统一无线网络可以降低部署 管理无线网络的复杂性 支持多种高级服务 例如语音 定位和访客联网 并且有助于确保有线 无线网络的运营成本的可管理 性 网络集中和整合并不是新概念 它最初是由蜂窝网络运营商所提出的 进而 被引入到了 802 11 网络之中 通过集中和整合 无线网络将能够扩展到大型企业 级部署 为用户提供可靠的连接和移动性 4 4 思科企业思科企业 WLANWLAN 建设方案建设方案 4 14 1 物理设计 部署 物理设计 部署 4 1 14 1 1 有线部分逻辑独立组网有线部分逻辑独立组网 在目前的环境下 借助于 Cisco 的瘦 AP 架构 专业叫法为 轻量型 AP 模式 可以在现有企业有线网络的基础上建立逻辑独立的无线网络 由于前端的无线 AP 运行在 LWAPP 模式 通常模式下所有无线数据及控制流量均交由无线控制器 来处理 在特殊应用场合可以通过 Cisco 提供的 H REAP 功能将某些 SSID 的流量 终结在本地 VLAN 因此借用现有企业的交换机 路由器组成集中控制管理的 覆盖式 Overlay 无线网络 是比较经济实惠的选择 在此模式下的物理组网结构图如下 AP 连接在现有网络的接入交换机 则 IP 地址由现有网络有线端提供动态地 址 或者符合当地 IP 地址规划的静态地址 虽然从原理上来讲 AP 和无线控制器的 AP Manager 只要 IP 可达即可创建并维护数据 控制隧道 但是从性能 可管理性等 角度出发 建议在满足下列条件的前提下将 AP 接入现有网络交换机 AP 和无线控制器的 AP Manager 之间端到端环回延迟 round trip delay 80dbm 1 一般来讲室内容许最大覆盖距离为 35 100 米 室外容许最大距离 100 400 米 2 障碍物阻挡 要观测无线覆盖周围的障碍物确定 AP 的数量和放置位置 2 4G 电磁波对于各种建筑材质的穿透损耗的经验值如下 A 水泥墙 15 25cm 衰减 10 12dB B 木板墙 5 10cm 衰减 5 6dB C 玻璃窗 3 5cm 衰减 5 7dB 各种建筑材料对无线讯号的影响如下 当 AP 与终端隔一座水泥墙时 AP 的可传送覆盖距离约剩下 5 米有效距离 当 AP 与终端中间隔一座木板墙时 AP 的传送距离约剩下 15 米有效距离 当 AP 与终端中间隔一座玻璃墙时 AP 的传送距离约剩下 15 米 有效距离 所以在安装选点时 一定要注意以避开墙 柱子等 覆盖方式 覆盖方式 在覆盖区域内 选择办公室和会议室为主 其他区域为辅的覆盖 方式 实现大楼整体无线覆盖 根据国家无线电管理委员会 1997 年 2 4GHz 频段的管理办法 中规定的场 强标准 选配不同技术规格的全向天线 扇区天线 既要考虑到每个信号输出点的 电频强度 又要顾及信号对人体可能存在的危害 达到 绿色环保 的效果 经过现场的覆盖区域现场勘测后 对无线覆盖区域进行详细描述 4 1 3 34 1 3 3 室内覆盖室内覆盖 室内覆盖规划原则 AP 的放置要遵循两个原则 AP 覆盖区域无间隙 AP 重叠区域最小 相邻 AP 工作在不同频道 以 1 6 11 三个频道实 现全方位的覆盖 根据经验值 当相邻 AP 设定相同频点时 要求间隔 25 米以上 当相邻 AP 设定相邻频点时 要求 AP 间隔 16 米以上 当 AP 设定相隔频点时 要 求间隔 12 米以上 室内典型环境覆盖 一 室内典型环境覆盖 一 主要特点是 环境开阔 用户数量相对集中 对带宽需求较高 主要用户群 是公司员工 来访人员 例如 多功能厅 会议室 报告厅等 主要用户群 公司 领导以及来访用户 用户使用环境相对封闭 室内典型环境覆盖 二 室内典型环境覆盖 二 环境特点是 房间多 用户数量不多但分布较分散的楼宇 楼长 墙体结构 厚 房间多 用户无线应用也比较频繁 主要用户群是公司员工 如 办公区域等 该环境下 覆盖 AP 安装楼道内 通过内置天线覆盖楼道两侧房间 微波通过 房间的门窗传输到室内 实现了比较细腻的覆盖环境 AP 通过有线接入到楼层交 换机 4 24 2 逻辑设计逻辑设计 4 2 4 2 地址和路由 地址和路由 无线用户在地址分配方式上建议采用 DHCP 动态地址分配 配置外置 DHCP 服务器实现 无线控制器 对无线客户端的 DHCP Request 进行 DHCP Proxy 的操作 4 2 1 14 2 1 1 无线网络地址和路由规划无线网络地址和路由规划 对于无线接入点 AP 基本原则 虽然瘦 AP 支持通过 DHCP 动态获取 IP 地址 但是从运营管理的角度 本方案建议采用静态 IP 地址 如果 AP 连接在现有企业的接入交换机 则 IP 地址由现有企业有线端提供 虽然从原理上来讲 AP 和无线控制器的 AP Manager 只要 IP 可达即可创建并维护数 据 控制隧道 但是从性能 可管理性等角度出发 建议在满足下列条件的前提下可 以将 AP 接入现有网络交换机 AP 和无线控制器的 AP Manager 之间端到端环回延迟 round trip delay 100 毫秒 局域网交换环境均能实现 AP 不与一般有线网络设备混合在一个 VLAN 中 避免有线设备的异常 流量阻断 AP 和无线控制器之间的通讯 连接在同一 L3 交换机端口下的所有 AP 建议放置在一个受保护的 VLAN 中 部署时统一分配给这些 AP 静态 IP 地址 需要修改现有交换机的 VLAN 参数设置 现有 L3 交换机的路由设置 如果 AP 连接在新构建的有线网络中 与原有有线网络隔离 则 IP 地址可 以由有线网络分配 也可以从 32 个 C 类 IPv4 地址段中分配 建议从保留地址池中 分配 比如将 C21 C22 共 500 个 IPv4 地址 用来作为管理网段的 IP 地址池 4 2 1 24 2 1 2 IPv6IPv6 规划考虑规划考虑 用户终端用户终端 IPv6IPv6 地址设计地址设计 按 IPv6 常规单播地址规划方式分配 前 64 比特作为 Prefix 对应不同部门和 VLAN 后 64 比特对应终端 对应不同主机 终端或接口 主机地址采用 AutoConfiguration 方式 采用 EUI 64 地址方式映射传统 MAC 地 址 终端 IPv6 单播地址获得过程 Controller AP 需要打开 IPv6 Pass through 功能和以太网组播穿过支持功能 整个 LWAPP 隧道对包括 ICMPv6 在内的 IPv6 的传输是透明的 终端和 Sup720 路由引擎之间采用 Autoconfig 或在相应 VLAN 内使用 DHCPv6 都可以 无线网络设备无线网络设备 IPv6IPv6 地址设计地址设计 当前无线部分无需设置 IPv6 地址 当前无线部分对 IPv6 的支持是穿透方式的 将来很快我们会支持在 Native IPv6 的网络上实现 LWAPP 等机制 而在当前无线部分无需设置 IPv6 地址 Sup 720 的 VLAN 路由虚端口和对外 CERNET2 的相关端口需要分配 IPv6 地址 IPv6 的无线客户端可以被看做是被透明连接到 6500 Sup720 的不同 VLAN 上的 IPv6 终端 靠 6500 丰富的双栈支持实现 IPv6 的高性能传输 因此 Sup 720 的 VLAN 路由虚端口和对外 CERNET2 的相关端口需 要分配 IPv6 地址和做相关 IPv6 路由设置 IPv4 和 IPv6 组播地址规划还需根据组播应用需求进行进一步考虑 4 2 34 2 3 认证和计费认证和计费 采用 Web 和 Mac 地址认证相结合的认证方式 1 Data SSID a 针对无线用户的数据终端接入建议采用 Web 认证方式 外置 Portal MD5 CHAP b 采用 CERNET 的 Portal RADIUS c 与 CERNET 计费系统相集成 2 Voice SSID a 对于无线话音设备建议采用 Mac 认证方式 以保证使用的方便性 b 采用 CERnet 的 Portal RADIUS 5 5 解决方案的设计亮点解决方案的设计亮点 5 15 1 高性能的高性能的 IPv6IPv6 和和 IPv4IPv4 无线接入无线接入 IPv6 作为下一代互联网的支撑技术对于处于科研前沿的企业而言至关重要 思 科是业界最早支持 IPv6 的无线接入 并且无线控制单元与核心交换机一体化设计 利用核心交换机超大容量的背板和转发能力 保证交换无瓶颈 为用户提供高性能 的无线网络解决方案 思科无线控制器是业界最高性能的无线控制器之一 在设计初始即为所有的 AP 预留了足够的带宽 保证无线控制器不成为整个无线网的性能瓶颈 以 6509 上 的 WISM 模块为例 WISM 到背板的带宽高达 8G bps 可以同时支持 300 个 AP 假设每个 AP 下 20 个用户同时使用网络 中度负荷 则每个用户可以得到 8G 300 20 1 33M 的背板带宽保证 虽然价格贵一些 但还是业界性价比非常好 的一款无线控制器 一个 6509 可以插最多 5 个 WISM 模块 也就是说在同时支持 1500 个 AP 的情况下 我们可以保证每个用户可以拿到 1 33M 的背板带宽保证 保 证了用户的合理性能要求并提供了巨大的网络扩展空间 5 25 2 基于个人用户的运营管理基于个人用户的运营管理 思科 瘦 AP 集中化解决方案具有运营级的网络管理能力 可以提供灵活一 体化的认证 计费 管理等解决方案适于基于个人用户的运营管理 便于企业用户 根据不同人员群体制定不同的安全策略 如认证方式 加密算法 访问权限等 服务质量级别 如转发优先级等 以及日志管理和计费 5 35 3 支持数据 语音等多种业务 有其它智能业务扩展能力支持数据 语音等多种业务 有其它智能业务扩展能力 思科企业无线网络解决方案在支持数据转发的同时 真正为语音业务优化的无 线设计 包括 一体化的 IP 电话解决方案 辅助客户端省电 语音不中断安全漫 游 为企业提供内部话音的无缝覆盖 方便老板和员工的工作 可以极大提高企业 办公效率 为保证无线话音的质量 思科无线网络具有良好的 QoS 控制机制 可以根据 不同的策略实现不同的优先级 保证话音等时间敏感应用的传输质量 同时思科无 线解决方案支持无线话音呼叫控制手段 保证呼叫连接建立的有效带宽 思科无线网络解决方案还支持其他智能业务的扩展 如支持精准的无线物理定 位 无线视频等 5 45 4 满足企业特点的安全和可