WLAN无线网络优化知识培训

1、WLAN无线网络优化培训,2012年3月 广西网络优化中心,WLAN无线网络优化培训内容,IP网络基础知识和VLAN基础知识,1、IP网络基础知识 2、IP网络中常见的网络设备 3、IP地址 4、VLAN基础知识,IP基础网络知识,IP基础网络知识,TCP:面向连接的可靠传输，能流量控制，但是开销大，传输慢。 UDP：无连接，不提供流量控制，开销小，速度快,ICMP：典型如ping消息，目的地不可达时。 ARP协议：地址解析协议将已知的IP地址映射到MAC地址。广播发送，对方单播应答。,IP基础网络知识,IP网络中常见的网络设备,集线器,IP网络中常见的网络设备,交换机,IP网络中常见的网络设

2、备,路由器,IPv4地址,IPv4地址,私有IP地址(private IP address):为了节约IP地址空间,并增加安全性，保留了一些IP地址段作为私网IP ，不会在公网上出现。处于私有IP地址的网络称为内网或私网,与外部进行通信就必须通过网络地址翻译(NAT)。 n私网地址范围: 55 55 55,IPv4地址,IPv4地址子网和子网掩码,子网掩码是用来判断任意两台主机的IP地址是否属于同一子网络的根据。 子网掩码为1表示网络位，0表示主机位 例如：某主机

3、IP地址是24，子网掩码是48，另一台主机IP地址为20，子网掩码也是48，请问两台主机是否是同一子网？如果子网掩码改为52，这两台主机是否在同一子网？同时说出其子网段和广播号。,VLAN基础知识,VLAN（Virtual Local Area Network）即虚拟局域网，是一种通过将局域网内的设备逻辑地而不是物理地划分成一个个网段从而实现虚拟工作组的技术。其作用是划分Vlan的主要作用是隔离广播域。 为何要划分广播域？广播帧会传播到网络中的每一台主机，对每一台主机的CPU造

4、成很大的负荷。,VLAN基础知识,VLAN基础知识,VLAN基础知识,报文类型 1、不带标签的报文untag 2、带标签的报文tag,端口类型 1、ACCESS口发送不带标签的报文；一般与pc，server相连时使用； 2、Trunk口发送带标签的报文；一般用于交换机级联端口传递多组vlan信息时使用； 3、Hybrid port（混合端口）可以同时属于多个VLAN，两种报文都可发，当收到带标签的报文时，按标签转发，当收到无标签报文时，按PVID转发。 （PVID：赋予端口的唯一的身份ID）,WLAN基础知识及原理,1、WLAN无线相关协议和标准 2、WLAN无线频段和无线信道 3、WLAN无

5、线网络基本元素和组网结构 4、 WLAN无线关键技术 5、WLAN组网结构,WLAN无线相关协议和标准,WLAN的协议经历了802.11、802.11b、802.11a、802.11g、802.11n几个阶段。由于这几种标准在支持调制技术和扩频技术上有所不同，兼容性也存在差别，因此目前市场上用得较多的是能向下兼容的802.11g的产品和802.11n的产品。,WLAN无线相关协议和标准,802.11n协议： 1、工作频段：2.4G和5.8G频段均可。 2、信道带宽：20M/40M 3、调制技术：OFDM/OFDM 4、关键天线技术：MIMO技术（多收多发） 5、物理层最大速率300Mbps（2

6、*2），600Mbps（4*4）,WLAN无线频段和无线信道,WLAN的工作频段划分为14个频段，相邻信道中心频率相隔5M，信道带宽22M，对于14个信道，不同的国家开放的数量不同，中国和欧洲一样开放13个信道，如下表所示：,WLAN无线频段和无线信道,右表为美国频段信道分配表，包含24个互不干扰的信道。 在5GHz频段以5M为步进划分信道，信道编号n=(信道中心频率GHz5GHz)*1000/5。 在中国802.11a工作在5.7255.850GHz频段的5个信道，操作信道号分别为：149、153、157、161、165,WLAN无线网络基本元素和组网结构,AC+瘦AP组网结构： 终端（ST

7、A）STAtion ：无线网络终端，STA通过无线链路接入AP，例如PC机、WLAN手机等。 接入点（AP）Access Point ：AP通过无线链路和STA进行通信。AP上行方向与AC通过有线链路连接。 接入控制器（AC）Access Controller ：在无线局域网和外部网之间充当网关功能。AC将来自不同AP的数据进行汇聚，与Internet相连。AC支持用户安全控制、业务控制、计费信息采集及对网络的监控。,WLAN无线网络基本元素和组网结构,基本服务集（BSS）：基本服务集是802.11 LAN的基本组成模块。能互相进行无线通信的STA可以组成一个BSS（Basic Service

8、 Set）。如果一个站移出BSS的覆盖范围，它将不能再与BSS的其它成员通信。 扩展服务集（ESS）：多个BSS可以构成一个扩展网络，称为扩展服务集（ESS）网络，一个ESS网络内部的STA可以互相通信，是采用相同的SSID的多个BSS形成的更大规模的虚拟BSS。连接BSS的组件称为分布式系统（Distribution System，DS）。 SSID：服务集的标识，在同一SS内的所有STA和AP必须具有相同的SSID，否则无法进行通信。,WLAN无线网络基本元素和组网结构,SSID是一个ESS的网络标识，BSSID是一个BSS的标识 BSSID实际上就是AP的MAC地址，用来标识AP管理的B

9、SS，在同一个AP内BSSID和SSID一一映射。在一个ESS内SSID是相同的，但对于ESS内的每个AP与之对应的BSSID是不相同的。如果一个AP可以同时支持多个SSID的话，则AP会分配不同的BSSID来对应这些SSID。,WLAN无线关键技术,正交频分复用技术OFDM是一种多载波发射技术，它将可用频谱划分为许多载波，每一个载波都用低速率数据流进行调制。它获取高数据传输率的诀窍就是，把高速数据信息分开为几个交替的、并行的BIT流，分别调制到多个分离的子载频上，从而使信道频谱被分到几个独立的、非选择的频率子信道上，在AP与无线网卡之间进行传送，实现高频谱利用率。 多载波传输是相对于单载波传

10、输而来的：使用多个载波并行传输数据。 1.把一串高速数据流分解为若干个低速的子数据流每个子数据流将具有低得多的速率； 2.将子数据流放置在对应的子载波上； 3.将多个子载波合成，一起进行传输。 优点：带宽利用率高；频率选择性衰落小；时间选择性衰落小,OFDM,目前仅802.11a/g/n支持该技术,WLAN无线关键技术,多输入多输出系统，其基本思想就是在收发两端采用多根天线，分别同时发射和接收无线信号。 MIMO的三种模式：空间分集；空间复用；波束赋型,MIMO,目前仅802.11n技术支持,WLAN无线关键技术,空间分集：为了提高信噪比和抗干扰能力。同样的信号采用多幅天线采用不同的形式发射出

11、去。要求信道独立。,空间复用：将告诉数据流分成多个低速数据流，从多根天线发射出去，能提高数据速率。但是要求信道独立。,波束赋形：在发射端将待发数据进行矢量加权，形成某种方向图后到达接收端，接收端再对收到的信号进行上行波束形成，抑制噪声和干扰。,WLAN组网结构,AC+瘦AP的组网结构： AC：从原有的胖AP中脱离处AP管理职能，实现批量的AP管理（地址管理、配置管理、状态管理等）。实现对数据报文的集中转发。 集中转发：AP和AC之间通过CAPWAP隧道传递用户数据，即所有的用户数据都要通过AC进行集中转发，具有很强的数据保密性。 本地转发：数据报文不通过AC，不走隧道，通过别的方式进行中转即为

12、本地转发。,WLAN组网结构,WLAN无线网络优化知识,1、WLAN无线接入流程 2、WLAN部分无线参数意义 3、WLAN覆盖和干扰问题 4、 WLAN常见问题归纳,WLAN无线接入流程,数据帧 用户的数据报文 控制帧 协助发送数据帧的控制报文，如RTS、CTS、ACK等 管理帧 负责STA和AP之间能力级的交互，认证、关联等管理作，例如Beacon, Probe, Association, Authentication,WLAN无线接入流程,发现流程：搜索该地区的无线WLAN网络。WLAN的发现过程分为主动发现和被动发现两种情况。 被动发现：网络会按照一定的周期发送Beacon帧（也叫信标

13、），终端会监听该区域的所有Beacon帧。该Beacon帧包含的信息内容有Beacon的发送间隔、AP的物理地址、AP所使用的信道、认证方式、加密算法、SSID，所支持的速率模式等。 主动发现（可以发现隐藏AP）：终端主动会发送Probe request请求帧，AP收到Probe request消息后会回送一个Probe response消息，这个Probe response帧结构和Beacon结构一样。,WLAN无线接入流程,关联、重关联和去关联 STA通过Association和一个AP建立关联，后续的数据报文的收发只能和建立Association关系的AP进行。 重关联：STA在从一个老

14、的AP移动到新AP时通过Reassociation和新AP建立关联。Reassociation 前必须经历Authentication过程。漫游都要进行重关联的过程。 去关联：STA和AP均可通过Deassociation和AP解除关联关系。除了终端自己发起要求解除关联外，作为AP，一般情况下是没有理由要求正常关联成功的STA解除关联的。,WLAN无线接入流程,切换和漫游： 在WLAN网络中，终端移动时，就会发生漫游过程。何时发起漫游、漫游算法由终端来决定，一般是简单地按场强来判决。WLAN系统侧只负责响应终端的漫游请求，并配合完成这个过程。漫游完成后，终端的业务保持不变，IP地址保持不变。

15、漫游的分类：二层漫游（同一子网的AP间漫游）和三层漫游（不同子网的AP间漫游）,附WEB接入流程,WLAN部分无线参数意义,无线模式：例如802.11g模式、802.11a/b/g模式等。(建议：按实际情况设置，一般以b/g/n模式居多，最好是设a/b/g/n模式) 广播无线网络名：否，即为不广播，隐藏AP，一般不隐藏AP。 CTS模式：打开/关闭，关闭即为不发送采用CCK调制的CTS消息，802.11b模式的终端将无法识别消息，所以802.11g不向下兼容802.11b模式。一般有老式电脑终端的情况下需要打开CTS模式。 信标间隔：就是Beacon帧的发送周期，一般是可以调整的，默认大多是1

16、00ms。建议100ms。 前导帧类型：就是Preamble帧的类型，这个不是用户数据信息，越短越好，因此设置为“短”比较好。 启用频率自动调节：启用后，AP会周期性扫描周围的信道使用情况，并自动调节到一个相对干净的信道上去。建议在干扰严重的地方“关闭”该模式。 频率自动调节间隔：就是AP进行自动调节信道的周期。（若开启则建议：24小时或者48小时）,WLAN部分无线参数意义,最低信号标准：AP在做信道重新选择的时候，会检测周围AP的场强和所使用信道情况，如果接收到的AP的场强低于最低信号标准，则该AP就忽略检测该设备。（建议设为75） RTS阀值：如果发送的帧长度超过这个阀值，将激活RTS-

17、CTS机制。（该值一般情况下关闭） 自动功率调节：无线接入点根据连接在其上的、或试图与其连接的无线终端的信号强度来自动调整自己的输出功率，在保证所有的STA都可以和无线接入点正常通信的同时，将无线接入点的发射功率降到最低，最大限度地避免对邻近设备产生干扰。 （建议关闭） 分片长度：用于对较大的数据帧进行分包，在有干扰的环境中，把大的包拆成小的包，能降低出错率，提高传输质量。（建议按默认设置） 用户控制模式：选择用户数时，当连接的STA超过设置的用户数时，设备会拒绝新用户的连接；选择流量时，当经过设备的带宽超过设置的流量时，设备会拒绝新用户的连接。（一般按用户，也可按流量）,WLAN部分无线参数

18、意义,负载均衡模式：用户均衡（常用），流量均衡。 用户均衡模式下： 1、用户均衡阀值：当某一AP上关联用户数达到该值才开启用户均衡。（2.4G一般设为25，5.8G可以设为50） 2、用户数差值：当某一AP上用户数比另一AP上的用户数超过该值时，用户均衡模式开始起作用。（建议设为5） 流量均衡模式下： 1、流量均衡模式：和用户均衡中的用户均衡阀值差不多，只是该标准是流量不是用户数。（较少使用） 2、数据流量差值：和用户均衡中的用户数差值差不多，标准是流量不是用户数。（较少使用）,WLAN覆盖和干扰问题,无线测试的几个关键指标： 1、覆盖场强情况的测试 2、信噪比和同邻频干扰 3、FTP下载速率

19、测试 4、终端ping AC丢包率 5、终端ping AC时延 6、门户网站登录成功率 7、门户网站登录时延,WLAN覆盖和干扰问题,场强覆盖：WLAN信道都是高频段，工作在2.4G或者5.8G，其无线信号在无线空间中穿透差、衰减快。因此在GSM/TD/WLAN三网合路的系统中，WLAN信号最弱。无线规划和优化中建议： 1、室分系统三网合路中，天线布放尽量较密，且保持WLAN系统的天线口设计功率最强（WLANTDGSM）。按经验，WLAN天线口功率要比GSM强15dB。 2、设计中WLAN在和GSM系统合路是，应把WLAN尽量放在末端合路，减少链路损耗。 3、5.8G频段的AP只做放装型覆盖，

20、尽量不要用在室分合路系统中。,WLAN覆盖和干扰问题,信道干扰： 外部干扰：WLAN是开放系统，其频段公用，因此来自外部的干扰不可避免，比如微波炉、电磁炉、无绳电话等。AP安装时应尽量远离这些干扰源。、 内部干扰：由于WLAN信道资源有限，2.4G频段仅有3个互不干扰的频点，5.8G也仅有5个互不干扰的频点，因此在规划布局上必须精细化。另外不同运营商的干扰也不可避免。,WLAN覆盖和干扰问题,容量规划： 2.4G频段AP无干扰时的实际总速率为22Mbps，接入用户太多会导致发生碰撞的几率加大。单AP下挂普通网页浏览用户数为20人，在有较大流量业务的情况下为10人左右。完全无干扰的情况下一个空间

21、内可以开1、6、11三个信道，容纳用户数为60人。当用户人数超过100人的情况下，则需要做好AP位置、信道、功率等的规划，避免干扰。 5.8G频段的AP互不干扰信道5个，可作2.4G信道AP的补充，在需要大容量保障时，可以考虑启用5.8G的AP进行覆盖。但是需要注意其功率衰减快的问题。,WLAN覆盖和干扰问题,容量规划建议： 1、当用户数量少于60人时，可以仅开启2.4G频段的三个AP即可。做好单用户速率限制。 2、当用户数超过60，少于120人时，可以考虑开启5个2.4G的AP，注意AP布放位置和开启功率，避免频率干扰。 3、当用户数超过120人时，需要考虑开启5.8G频段的AP做容量补充。802.11n模式的5.8G物理信道带宽达300Mbps，实际可以确保30个用户，每用户2Mbps的同时并发的流量业务。 注意事项： 1、5.8G