WLAN组网介绍

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WLAN组网方式介绍

胖AP设备的典型组网：

家庭网络组网模式：

胖ap

图：家庭或SOHO网络的组网模式

在家庭或者SOHO中，由于所需要的无线覆盖范围小，一般采用胖AP组网。而胖AP可以不仅实现无线覆盖的要求，还可以同时作为路由器，实现对有线网络的路由转发。

企业网络组网模式：

企业网

图：企业网络的组网模式

在企业网络或者其他大型场所中，所需要的无线覆盖范围比较大，若采用胖AP组网，则可以将AP接入到接入交换机端，数据通过交换机的转发，到达企业核心网。在企业核心网也可以架设起网管系统，便于对AP的统一管理。

瘦AP+AC组网方式：

根据AP与AC之间的架构可分为：二层组网和三层组网。

根据AC在网络中的位置可分为：直连式组网和旁挂式组网。

无线控制器＋FIT AP控制架构（瘦AP）对设备的功能进行了重新划分，其中无线控制器负责无线网络的接入控制，转发和统计、AP的配置监控、漫游管理、AP的网管代理、安全控制；FIT AP负责802.11报文的加解密、802.11的物理层功能、接受无线控制器的管理、RF空口的统计等简单功能。

二层网络连接模式：

  • 当AP与AC之间的网络为直连或者二层网络时，此组网方式为二层组网。
  • 由于二层组网比较简单，适用于简单临时的组网，能够进行比较快速的组网配置，但不适用于大型组网架构。

三层网络连接模式：

  • 当AP与AC之间的网络为三层网络时，WLAN组网为三层组网。
  • 在实际组网中，一台AC可以连接几十甚至几百台AP，组网一般比较复杂。比如在企业网络中，AP可以布放在办公室，会议室，会客间等场所，而AC可以安放在公司机房，这样，AP和AC之间的网络就是比较复杂的三层网络。因此，在大型组网中一般采用三层组网。

AC部署方式：

直连式组网：

  • 直连式组网可以认为AP、AC与上层网络串联在一起，所有数据必须通过AC到达上层网络。
  • 采用这种组网方式，对AC的吞吐量以及处理数据能力比较高，否则AC会是整个无线网络带宽的瓶颈。但用此种组网，组网架构清晰，组网实施起来简单。

旁挂式组网：

  • 旁挂式组网，AC旁挂在AP与上行网络的直连网络中，不再直接连接AP。
  • 由于实际组网中，大部分不是早期就规划好无线网络，无线网络的覆盖架设大部分是后期在现有网络中扩展而来。而采用旁挂式组网就比较容易进行扩展，只需将AC旁挂在现有网络中，比如旁挂在汇聚交换机上，就可以对终端AP进行管理。所以此种组网方式使用率比较高。
  • 在旁挂式组网中，AC只承载对AP的管理功能，管理流封装在CAPWAP隧道中传输。数据业务流可以通过CAPWAP数据隧道经AC转发，也可以不经过AC转发直接转发，后者无线用户业务流经汇聚交换机由汇聚交换机传输至上层网络。

敏捷分步Wi-Fi方案组网：

敏捷分布式WLAN组网包括AC+中心AP+RRU，RRU收发无线报文，并二层透传给中心AP进行处理。中心AP通过网线连接RRU，相比于普通AP通过馈线连接天线，网线能够提供更长的部署距离，方便在离中心AP更远的位置部署RRU。

敏捷分布Wi-Fi方案架构通过AC集中管理和控制多个中心AP，每个中心AP集中管理和控制多个RRU。

组网

图： 敏捷分步Wi-Fi方案组网

所有无线接入功能由RRU（Remote Radio Unit）、中心AP和AC共同完成： AC集中处理所有的安全、控制和管理功能，例如移动管理、身份验证、VLAN划分、射频资源管理和数据包转发等。

  • RRU负责802.11报文的收发，并透传给中心AP，中心AP完成其他功能，例如无线信号发射与探测响应、数据加密解密、数据传输确认等。
  • 中心AP和AC之间以及RRU和中心AP之间都采用CAPWAP协议进行通讯，中心AP与AC间可以跨越二层网络或三层网络，RRU和中心AP之间跨越二层网络。

用户接入无线网络的过程分三步：

  1. 中心AP与AC建立CAPWAP隧道。
  2. RRU和中心AP建立CAPWAP隧道。
  3. STA与RRU和中心AP的关联过程。

转发方式介绍

数据转发方式：

WLAN网络中的数据包括控制消息和数据消息，其中数据消息转发方式包括：

  • 直接转发（又称为“本地转发”）
  • CAPWAP隧道转发（又称为“集中转发”）

AC承载管理流和数据业务流，管理流必须封装在CAPWAP（Control And Provisioning of Wireless Access Points）隧道传输，数据流可以根据实际情况选择是否封装在CAPWAP
隧道中传输。

CAPWAP定义了无线接入点（AP）与无线控制器（AC）之间的通信规则，为实现AP和AC之间的互通性提供通用封装和传输机制。

  • CAPWAP数据隧道封装发往AC6605的802.11协议的数据包。
  • CAPWAP管理隧道提供远程AP配置和WLAN管理。

根据数据流（也称业务流）是否封装在CAPWAP隧道中转发，可以分为两种转发模式：

  • 直接转发：也称本地转发或分布转发。
  • 隧道转发：也称集中转发，通常用于集中控制无线用户流量的场景。

AP与AC间的控制报文必须采用CAPWAP隧道进行转发，而数据报文则除了可以采用CAPWAP隧道转发之外，还可以采用直接转发方式。

当AC为旁挂式组网（即AC的业务接入端口和上行端口为同一个以太网端口）时，如果数据是直接转发，则数据流不经过AC；如果数据是隧道转发模式，则数据流经过AC。

无论直连式组网还是旁挂式组网，都可以根据需要自行选择，AC支持两种模式混合，即根据需要将部分AP配置为直接转发模式，部分AP配置为隧道转发模式。由于隧道转发模式下，所有无线用户流量都将汇聚到AC上处理，存在交换瓶颈的风险，在企业网
中不常采用。

直连式组网：

直连式组网

图：直连式组网拓扑

  • 直连式组网是指AC6605下直接接入AP或接入交换机，同时扮演AC和汇聚交换机功能，AP的数据业务和管理业务都由AC6605集中转发和处理。
  • 直连式组网方式中，AP和AC6605之间建立CAPWAP管理隧道，AC通过该CAPWAP管理隧道实现对AP的集中配置和管理。无线用户的业务数据可以通过CAPWAP数据隧道在AP与AC之间转发（隧道转发模式），也可以由AP直接转发（直接转发模式）。
  • 由于直连式组网中，AC自然串接在线路中，故多采用直接转发模式，用户业务数据在AP上实现转发。
  • AC6605启动DHCP Server功能，给AP分配IP地址，AP通过DNS或DHCP option43的方式或二层发现协议发现AC6605，建立数据业务通道。

直连式组网-直接转发：

直接转发

###直连式组网-隧道转发：

隧道转发

旁挂式组网：

旁挂式

图：旁挂式组网拓扑

  • 旁挂式组网是指AC6605旁挂在现有网络中（多在汇聚交换机旁边），实现对AP的WLAN业务管理。
  • 在旁挂式组网中，AC6605只承载对AP的管理功能，管理流封装在CAPWAP隧道中传输。数据业务流可以通过CAPWAP数据隧道经AC转发，也可以不经过AC转发直接转发，后者无线用户业务流经汇聚交换机传输至上层网络。

旁挂式组网-直接转发：

旁挂式-直接

  • 直接转发又称为数据本地转发，即AP与AC间的报文没有经过CAPWAP隧道封装，直接转发到上层网络，从而提高报文的转发效率。
  • 直接转发指AP不会对数据报文进行任何处理，发送原始报文。
  • 采用直接转发，可以很容易的突破AC的带宽限制，而且配置CAPWAP断链保持以后，可以减少无线用户断网的风险。

旁挂式组网-隧道转发：

旁挂式-隧道

  • 隧道转发又称为集中转发，即AP与AC间的报文经过CAPWAP隧道封装后再转发到上层网络，从而提高报文的转发安全性。
  • 隧道转发，所有数据报文都要经过CAPWAP隧道封装后到达AC，再由AC转发到上层网络。
  • 采用此种数据转发方式，可以大大提高数据的安全性，还可以对数据进行集中控制，比如QoS等。

VLAN在WLAN业务中的应用

管理VLAN：

管理VLAN主要用来传送AC与AP之间的管理数据。

管理VLAN

图；管理VLAN

管理VLAN：

  • 对于二层交换机而言，一般只能设置一个三层虚接口，所以必须设置一个VLAN作为三层虚接口的管理VLAN。管理VLAN中绑定了一个IP地址，这样我们可以远程管理交换机，例如登录交换机查看相应的LOG日志，分析交换机状态，处理某些故障等。
  • 对于WLAN来说，管理VLAN主要是用来传送AC与AP之间的管理数据，如AP DHCP报文、AP ARP报文、AP CAPWAP报文（包含控制CAPWAP报文和数据CAPWAP报文）。AC内部XGE口的PVID和TRUNK VLAN与交换机普通物理端口的PVID和TRUNK VLAN相同，在部署AC时，需要配置PVID为管理VLAN ID并允许管理VLAN的报文通过TRUNK接口。

业务VLAN:

业务VLAN主要负责传送WLNA用户上网时的数据。

从WLAN整体来看：业务VLAN是基于VAP的区域业务VLAN，与位置有关，与用户无关，VAP内的用户使用此业务VLAN封装用户。主要负责传送WLAN用户上网时的数据。

从AP角度看：

  • 直接转发模式下，业务VLAN是指AP给数据报文加的VLAN。
  • 隧道转发模式下，业务VLAN是指CAPWAP隧道内用户报文的VLAN。

从AC角度看：VAP模板中的Service VLAN：AP上传的用户报文VLAN，始终为当前用户的业务VLAN。

用户VLAN：

用户VLAN是指基于用户权限的VLAN。

用户

用户VLAN是指基于用户权限的VLAN，WLAN中使用的用户VLAN具体可以分为以下几种：

用户在使用802.1X方式进行用户接入安全认证时，会涉及到以下的VLAN：

  • Guest VLAN：

    Guest VLAN的基本功能是使用户在没有经过认证的情况下也能访问GuestVLAN内部的部分资源。例如，当用户没有安装客户端软件时，可以通过访问Guest VLAN的资源下载并安装客户端，通过认证后，才能进行正常的网络访问。

  • Restrict VLAN：

    Restrict VLAN功能允许用户在认证失败的情况下可以访问某一特定VLAN中的资源，这个VLAN称之为Restrict VLAN。需要注意的是，这里的认证失败是认证服务器因某种原因明确拒绝用户认证通过，比如用户密码错误，而不是认证超时或网络连接等原因造成的认证失败（即AC收到RADIUS服务器下发的Radius-reject报文）。

  • 授权VLAN：

    传统的静态VLAN部署不仅管理复杂，而且难以解决移动办公用户的VLAN控制问题。可以通过在用户接入网络时动态指定该用户所属的VLAN，实现基于用户的VLAN划分。例如，在企业网中，通过动态VLAN下发，可以保证在无线用户在一个AP的覆盖区域漫游到另外一个AP的覆盖区域时，用户均属于同一个业务VLAN，保证用户正常业务不被中断。

VLAN部署原则：

当WLAN系统同时设置了用户VLAN和管理、业务VLAN后，原则如下：

  • 无论在认证、重认证、漫游重认证还是CoA动态下发VLAN过程中，授权VLAN都有最高优先级，且为即时启用。
  • 如果认证、重认证、漫游重认证还是CoA动态下发VLAN过程中没有授权VLAN，则取用当前所在地的业务VLAN。
  • 总体而言，用户VLAN优先于业务VLAN，在系统同时设置有授权VLAN、Guest VLAN、Restrict VLAN等用户VLAN的情况下，优先启用授权VLAN。
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