《无线网络教学资料》补充-wlan实现z

WLAN的实现,1.评估WLAN的需求2.规划和设计WLAN3.实验性测试4.安装与配置5.操作与支持6.案例学习：WLAN上的语音服务,1.评估WLAN的需求,（1）确定用户需求（2）确定技术需求（3）评估可用技术a.网络容量b.工作范围c.选择技术解决方案,（1）确定用户需求,如果WLAN是用来服务较大的用户群，那么大范围征求用户需求意见就非常重要，可以利用调查表或进行采访。首先有必要向预期的用户群讲解技术来增进他们的了解，这样调查时他们就能给出针对性的意见。用户需求应以他们的体验来描述，而不是通过特定的解决方案或技术特性，因为他们与特定的技术是独立的。例如，当调查对工作性能的期望时，物理层的数据速率是一种技术特性，然而用户真正关心的问题则是传输某个指定大小的文件所需的时间。,WLAN用户需求类型,（2）确定技术需求,技术需求紧跟用户需求，通过将其转化为特定的技术特性来传递用户需求，如表所示。例如，如果用户需要高速地传输大的文件，如视频编辑应用，这个要求将转化为高且有效的数据速率的技术要求。一些技术特性，如工作范围以及与干扰和共存有关的事项，须在场地调查和网络硬件物理布局初始规划好之后给予说明。,WLAN技术特性,WLAN技术特性（续）,注：链路预算（linkbudget）：在一个通信系统中，对发送端、通信链路、传播环境（大气、同轴电缆、波导、光纤等）和接收端中所有增益和衰减的核算，通常用来估算信号能成功从发射端传送到接收端之间的最远距离。,（3）评估可用技术,a.网络容量b.工作范围c.选择技术解决方案,WLAN技术及其特性比较,a.网络容量,要求的网络总容量是指网络上期望的并发用户数最大时的带宽需求总量，由于用户数很少会达最大数，并且在出现使用高峰期的短暂期间里有限的性能下降也是可以接受的，所以可以允许有一定的宽限。如果上述需求超过单个接入点的容量，那么就需要用多个接入点，容量上限可由可用的不重叠信道数量决定。,IEEE802.11a、b和g的有效网络容量比较,b.工作范围,无线网络连接的工作范围受多种因素的影响，从使用的调制与编码方案到网络工作的建筑物所使用的建筑材料特性。,影响WLAN工作范围的因素,WLAN室内工作距离与PHY数据传输速率的关系,c.选择技术解决方案,在做出最后决定之前，做一些实地测量很有用。例如，确认在狭窄室内环境中的5GHz网络可达到的范围。未来硬件的发展很快会使在2.4GHz与5GHz之间的选择变得没有意义。随着同时支持IEEE802.11b/g和IEEE802.11a的双频段设备大量生产，其价格将降到与单频段产品相近，因而双频段WLAN能充分利用两种RF频带的优势，将具有很高的性价比。,1.评估WLAN的需求2.规划和设计WLAN3.实验性测试4.安装与配置5.操作与支持6.案例学习：WLAN上的语音服务,2.规划和设计WLAN,（1）勘测RF环境a.噪声和干扰勘测b.传播和信号强度勘测（2）物理结构设计a.网络物理布局设计b.利用无线交换机进行设计和部署c.网络桥接（点到点无线连接）,（1）勘测RF环境,a.噪声和干扰勘测b.传播和信号强度勘测,a.噪声和干扰勘测,此类勘测主要检查是否有其他使WLAN性能降低的无线干扰源，如附近的网络、军用设施等。,噪声和干扰勘测,b.传播和信号强度勘测,较好传播和信号强度勘测，可以保证网络资源的正确分布，以免规划的网络受到覆盖盲区的影响，导致该范围内的网络性能差。好的勘测也可以保证网络容量的合理规划。,传播和信号强度的勘测,传播及信号强度勘测结果的显示,图解,如上的勘测结果可用于确定由于本地环境条件对RF传播造成不利影响的区域。与类似的噪声基底测量图结合起来，可以指示出潜在的低信噪比区域，在这些区域需要调整接入点及天线位置，或者改变发射机功率设置或天线增益。,（2）物理结构设计,a.网络物理布局设计在建立了RF环境大致面貌并收集了工作区域内传播与信号强度数据后，即可构建一个WLAN临时物理布局。本阶段的目标是确定硬件布局，以保证完全的RF覆盖，并满足无线客户站点的带宽要求。b.利用无线交换机进行设计和部署c.网络桥接（点到点无线连接）,a.网络物理布局设计,物理结构的规划从工作区域的场地规划及传播和信号强度的勘测结果入手，最终得到布局规划的细节：需要的接入点数目最优的天线类型及其位置无冲突工作信道各接入点合适的功率设置,影响WLAN物理结构的因素,信道分配模型如下图所示，它基于2.4GHz频带上的三个不重叠信道1、6、11。然而，有些地区（如欧洲、日本等）允许此频带内有13个信道，这样在信道1、5、9、13之间最小频率重叠的前提下，可允许有4个接入点工作，可潜在地将网络容量增加1/3。这种允许附加信道的分配模型如下下图所示。,IEEE802.11b接入点在三个非重叠信道情况下的信道分配模型,IEEE802.11b接入点在四个非重叠信道时的信道分配模型,规划工具如WirelessValley公司的“LANPlanner”可用来改进WLAN的设计，该工具可以对期望的网络性能进行仿真并以图形显示。接收信号强度指示器(ReceivedSignalStrengthIndicator,RSSI)、信号干扰比(SignaltoInterferenceRatio,SIR)、信噪比(SignaltoNoiseRatio,SNR)、吞吐量和误比特率(ThroughputandBitError,BER)等信息可以用数字化现场规划显示，这样可以对复杂的环境进行更精确的规划。利用这些工具和方法，不但可以自动布局与配置网络部件，还可自动生成材料和维修记录清单，从而简化接下来的网络实现步骤。见：补充-r-ch3-PD_思科无线网络设计-site_survey_base_ap.ppt,b.利用无线交换机进行设计和部署,无线交换机不仅可以改变两个站点间网络通信的路由方式，特别在大型WLAN安装时，还提供有助于设计和后继配置的工具。典型的无线交换机工具包包括：根据容量和覆盖区域的自动布局规划；多接入点和WLAN交换机的集中配置；简单的监控和操作，从检测及定位非法的接入点到传输功率自适应调整，来消除覆盖缺口并优化网络性能。,无线交换机自动规划工具,c.网络桥接（点到点无线连接）,如果WLAN要求连接两个分离的工作区域，例如从一个建筑物内的WLAN连接到另一个建筑物内的有线或者无线LAN，这就需要设计点到点的连接。由于RF在户外的传播比室内更容易预测，所以通常设计点到点连接比前述的室内布局设计要简单。如果能够确定适当的天线位置，在其之间提供直接的视距传播（也需要链路预算）。在给定链路范围和所用的RF频带情况下，所确定的发射功率和天线增益的结合，应能使接收端有足够的接收信号强度以获得期望的数据速率。见补充材料-AP工作模式,3.试验性测试,试验性测试将包括安装若干最终应用于该工程的同类型接入点，且覆盖部分工作区域。选择的工作区域是给设计阶段带来最大困难的部分，不论是干扰还是传播问题，这对设计方案的鲁棒性也是一次最好的考验。试验性测试还应包括对安装后试验系统的每日性能所作的监测和用户反馈，以及超负荷条件下运行极限测试。试验性测试的结果可能是确认了设计阶段提出的安装方案，也可能会指出原设计需要调整才能完全达到用户预期的需求。,WLAN试验性测试项目,4.安装与配置,（1）WLAN的安装（2）WLAN的配置a.接入点配置b.无线站点配置c.网络操作系统配置d.自动WLAN配置与管理,（1）WLAN的安装,安装WLAN应该遵循一套系统的方法，即在某一建筑区安装并测试完成后，再安装下一区域。这能确保有问题可尽早发现，一旦整个网络安装好之后，再来找出某个错误点则会困难得多。,WLAN的实现步骤,如果安装涉及多个接入点，则应依次对每个BSS进行这些步骤，每个BSS的工作检验完成后再进行下一个BSS。在安装好第一个接入点后，安装与此接入点相连接的每个站点需重复步骤46。对于第二个以及后续接入点的安装，需重复步骤16。,（2）WLAN的配置,a.接入点配置b.无线站点配置c.网络操作系统配置d.自动WLAN配置与管理,a.接入点配置,典型的接入点配置界面,b.无线站点配置,典型的无线NIC配置界面,c.网络操作系统配置,如果WLAN是某个有线网络的扩展，则不需要再对网络操作系统(NOS)进行配置。然而，若WLAN是一个全新的网络，则还需进行一系列的NOS配置工作。具体配置细节取决于所用的NOS，一般应包括：确保网络协议已安装，如TCP/IP。确保网络软件已安装，如文件或打印机共享。允许部分网络文件系统可以被普通用户或者工作组接入。允许打印机、扫描仪等设备共享接入。,d.自动WLAN配置与管理,基于第一代或“胖”接入点的传统WLAN配置，仅具有有限的或非内置的网络管理能力，其初始配置以及进行的管理大多通过基于Web的用户界面执行。网络管理工作需要对每个接入点分别进行，比如改变安全设置、RF工作信道、传输功率或接入策略等。对于企业WLAN，随着接入点数目的增加，配置将会十分耗时，并且很快将变得难以管理。,现在：无线交换机自动配置与管理工具,5.操作与支持,（1）网络性能监测（2）网络改动控制,（1）网络性能监测,从中规模到大规模的WLAN实现，网络管理员需要对网络性能保持大概的了解，这样才能确定及定位任何问题的性质和位置，并迅速采取解决措施。WLAN管理工具的多样化使性能监测工作得以简化，一般采用基于建筑物蓝图或工作区域的其他规划的图形界面，可使网络管理员能够看到从接入点和接口卡收集来的性能数据。,通过SNMP查询接入点和站点采集到的这种实时性能数据，以及来自系统软件的数据，可以用来判别：活跃的接入点和客户站；平均数据速率、重试率和总体的网络利用率；区域内的噪声水平和干扰；网络区域或个别接入点发生严重错误的概率。,WLAN管理软件,（2）网络改动控制,在基于良好的物理布局设想和配置规划基础上建成了WLAN后，如果要维持网络的效率，在未来改动时也要做相同程度的设想和规划。为了弥补覆盖盲区，或为新用户提供网络功能而增加接入点，即使选取了适当的信道、传输功率和安全设置，如果新硬件配置与现有设置不兼容，则很可能对网络性能造成相反的影响。,（2）网络改动控制,一套经过证明的网络策略和支持改动控制的程序，可以保证此管理方式下的未来的改动，可使性能得以维持或增强。网络策略可列出如下：支持的标准（如IEEE802.11b/g）支持的硬件生产商或NIC模式SSID管理安全或加密需求（如个人防火墙，WEP/WPA）,改动控制程序应确定，对安装提出的改动在改动实施前，怎样进行技术地分析和确认。这些改动可以包括硬件、软件和配置设置。改动控制程序应包含：程序的使用范围，何种类型的改动需加以控制提出的改动所需的过程和文件审阅者和决策者的任务及责任认可不同类型改动的依据,6.案例学习：WLAN上的语音服务,（1）VoWLAN的宽带要求（2）RF覆盖（3）服务质量（4）无缝漫游（5）实验性测试（6）VoWLAN的安全,（1）VoWLAN的宽带要求,使用语音业务对WLAN带宽需求很高，对所要支持的并发呼叫的数目的估计，是决定要求的设计或现有WLAN设计是否合适的关键因素。尽管单路语音会话需要带宽约为64kbps，或者压缩后大约可小至10kbps，但IP和IEEE802.11MAC协议使需求带宽增至大约每路200kbps。共享无线媒体上的碰撞会进一步限制并发的语音会话数。若提供与收费长途电话相当的语音质量，单一接入点能支持的实际并发呼叫数目取决于所用的无线标准。,IEEE802.11WLAN的VoWLAN容量,（2）RF覆盖,语音服务对无线覆盖区域有更高的要求，以使漫游用户在使用VoWLAN电话时可以不会遇到覆盖盲区，如在走廊或楼梯间。如果WLAN是设计用于工作区域或会议室，那么在规划VoWLAN服务时，需要做更针对传播和信号强度的勘测。只有当所有接入点都达到最大的支持数据速率时，语音用户的服务质量才能够提高。这可以保证当一个用户从接入点移出后，整个网络的吞吐量没有降低，同时这也意味着，为了提供适当的RF覆盖来支持语音通信，有必要增加接入点的密度。,（3）服务质量,VoWLAN需要保证一定的服务质量，以最小化可导致服务质量降低的丢包、延时和抖动等现象。为了改善最初的IEEE802.11规范缺乏QoS的问题，提出了IEEE802.11e标准，Wi-Fi联盟也发布了无线多媒体(WMM)作为IEEE802.11e规范的过渡体。WMM和IEEE802.11e规定的优先级，从高到低是语音、视频、尽力而为和背景传输类别。IEEE802.11e和WMM规范将成为几乎所有的WLAN硬件的基本技术要求，至少是需要VoWLAN应用的硬件。,（4）无缝漫游,仅仅完成RF覆盖还不能有效保证不间断VoWLAN服务的无缝漫游。VoWLAN漫游用户还需在接入点之间快速转换，以避免切换中的时延与包丢失，这样服务质量才不会降低或中断。当语音用户从一个接入点转换到另一个时，与新接入点的链接与认证应当快速执行，以避免通话质量的下降。典型地，当包延时与抖动在50ms以下时，VoWLAN的性能最佳，而延时接近150ms时，通话将掉线。如IEEE802.11r标准所述，为达到无缝漫游所需的快速切换，在切换前应完成预认证操作。,（5）试验性测试,如前所述，一些即将出台的IEEE802.11增强标准的目标是改进RF管理、QoS和漫游性能进而提高IEEE802.11网络的性能以支持VoWLAN服务。在这些标准被批准与发行以及相应的产品出现之前，VoWLAN的配置需要经过仔细的试验性测试以保证所要求的服务能够实现。,（6）VoWLAN的安全,当使用传统的电话系统时，要想截取话音通信，需要物理接入办公室中的电话线或专用分组交换机(PrivateBranchExchange,PBX)。对于VoWLAN，话音通信通过不安全的Internet传到机构外部，所以需要为更多机构提供与数据通信一样加密等级的话音通信。随着IP电话的普及，被称为Internet电话垃圾信息(SpamoverInternetTelephony,SPIT)将会像垃圾邮件一样普遍。克服这些危害的技术正在发展中。这些技术有的通过根据呼叫频率和持续时间等特征来滤除或删除不需要的呼叫，有的通过电子记录，并核对用户认证的呼叫者名单来确定可信的呼叫。,参考材料,无线设备技术指标解读AP配置思科无线设备配置无线网络方案解读.,WLAN故障排除,1分析WLAN问题2使用WLAN分析器排除故障3蓝牙和IEEE802.11WLAN的共存4总结,1分析WLAN问题,像解决其他问题一样，解决WLAN问题也需要系统的方法，首先分析故障现象，缩小故障原因的范围，然后再研究可能的解决办法。,表1WLAN故障排除：缩小问题范围,表2WLAN故障排除：首先的考虑事项,表3WLAN故障排除：解决策略,1.1连通性问题列表,连通性问题的根本原因在PHY层或MAC层，例如由于RF硬件的物理或配置问题，或是更高层的，如由于用户认证过程的失败。表4所列可以作为诊断连通性问题的考虑要素。,表4WLAN故障排除：连通性问题列表,1.2性能问题列表,WLAN中性能问题的发生，或是因为到达接收节点的传输没有足够的信噪比(SNR)用于检测和解码，或是因为接入点过载不能处理通信流量。SNR问题是由于弱信号（覆盖漏洞）或是强噪声（干扰）。表5所列可以作为解决性能问题的考虑要素。,表5WLAN故障排除：性能问题列表,2.使用WLAN分析器排除故障,用来监视和排除故障的装置称为WLAN分析器。这些系统包含的工具可以进行站点检查、安全评估、网络性能监视和故障排除，可以帮助网络管理员设计、实现、防护WLAN以及最终排除故障。分析器可以作为独立的硬件，也可以是能在笔记本电脑或手持电脑上运行的软件包。,WLAN网络分析工具（FlukeNetwoks提供）,WLAN分析器分析工具和典型应用,除了广泛的商业工具，也有许多免费的或开源的分析工具，最流行的是NetStumbler。这些“非商业用途的免费”工具可以识别SSID、信道、加密设置和所有检测到的接入点的SNR，还可以用来改变网络配置、检测范围内的流氓站点。在小规模应用时，它还可以用来实现简单的站点检查、检查RF覆盖漏洞、检测其他可能造成干扰的IEEE802.11a/g/b网络。,3.蓝牙和IEEE802.11WLAN的共存,由于蓝牙(IEEE802.15.1)无线设备和IEEE802.11b/g网络共享2.4GHz的ISM频段，在这两种技术之间存在着潜在的RF干扰。,这些无线设备之间干扰的结果由IEEE802.11网络中扩频种类、两个系统的发射功率以及承载的服务种类决定。对于两个相互干扰的FHSS系统，IEEE802.11系统会变得更坏，因为它的调频速率比蓝牙无线通信慢160次。这意味着，在79个跳信道上，对每个发送的IEEE802.11包，蓝牙无线通信会多次登陆到相同频率的IEEE802.11频段。IEEE802.11MAC层会连续请求重发丢失的包