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1、2.22.2 APAP 的关联和漫游的关联和漫游无线客户端在同 AP 关联后，所有前往和来自客户端的数据都必须经过该 AP。第 1 章介绍过，客户端通过向 AP 发送关联请求消息来建立关联，如果客户端与 WLAN 兼容，即有正确的 SSID、支持相同的速率并通过了认证，AP 将使用关联应答进行响应。只要客户端在当前 AP 的覆盖范围内，其同该 AP 的关联就将得到维持。请看图 2-3 所示的 AP 蜂窝，只要客户端在点 A 和 B 之间，就能够以可接受的质量接收 AP 的信号：在客户端走出该蜂窝（到达图中的 C 点）后，信号强度将低于可接受的阈值，导致客户端失去关联。可以通过添加 AP 让客户
2、端能够在更大的区域内移动。然而，必须仔细地部署 AP，让客户端能够在 AP 之间漫游。漫游指的是从一个 AP 将关联切换到与另一个 AP 关联，让无线连接在客户端移动时能够保持的过程。在图 2-4 中，两个 AP 被并排地放置，它们使用相同的信道。使用单个信道来建立大型覆盖区域看起来很直观，但实际上，这是种糟糕的想法，因为客户端无法确定它在什么时候已离开一个 AP 的蜂窝，进入到另一个 AP 的蜂窝内。AP 的信号在其蜂窝边缘并没有消失，它将继续传播直到最终消失，图 2-4 中的信号强度图就说明了这点，在 A 点，客户端能够同 AP1 建立关联，即使是在这里也能够收到来自AP2 的信号，由于
3、AP2 和 AP1 使用的信道相同，因此这两个 AP 将相互干扰。图 2-3 移动客户端在 AP 蜂窝内移动理想情况下，在图 2-4 中，当客户端移到 B 点时，应预测到需要漫游，即将关联从AP1 切换到 AP2，在两个 AP 的信道相互干扰的情况下，可能无法进行明确的漫游，实际上，客户端可能无法在两个蜂窝内不受干扰地运行。图 2-4 相邻 AP 使用相同信道要让客户端能够漫游，必须满足的条件是什么？首先，必须将相邻 AP 配置为使用互不重叠的不同信道。例如，遵循 IEEE 802.11b 或 IEEE 802.11g 的 AP 只能使用信道 1、信道6 和信道 11，同时使用信道 1 的 A
4、P 不能与其他使用信道 1 的 AP 相邻，这就确保客户端在接收附近 AP 的信号时不受来自其他 AP 的信号干扰。漫游过程完全是由无线客户端设备驱动而不是由 AP 驱动的，客户端可采取以下两种方法来确定何时进行漫游：客户端可以在其需要漫游前主动搜索其他相邻 AP；客户端可以在需要漫游时才搜索相邻 AP。无线客户端根据各种条件确定漫游的时机，IEEE 802.11 标准没有解决这个问题，因此使用的漫游算法随厂商而异。另外，漫游算法通常使用的是“秘密配方“，因此，无法知道精确的阈值和条件。在漫游算法中，使用的一些条件包括信号强度、信号质量、遗漏的信标数、由于冲突或干扰导致的错误等。选择这些条件通
5、常是合乎逻辑的，因为它们说明了连接的整体的质量。由于不同的客户端使用不同的阈值，因此在蜂窝内的同一个位置，有些客户端可能尝试进行漫游，而有些不这样做。有些客户端选择在几乎收不到当前 AP 的信号时才进行漫游，而有些客户端在有更佳的 AP 时就进行漫游。换句话说，我们不要过多地考虑控制漫游算法的因素，而只需熟悉漫游过程即可。客户端确定应该漫游后，它首先必须搜索潜在的新 AP，这是通过扫描其他信道以找到其他活动 AP 实现的，客户端采取以下两种方法来执行扫描过程。被动扫描：客户端花时间来扫描其他信道，但只侦听来自可用 AP 的 IEEE 802.11 信标；主动扫描：客户端花时间来扫描其他信道，同
6、时发送 IEEE 802.11 探针请求帧来查询可用 AP。当客户端采用被动扫描时，只需等待接收信标即可，因此非常适合用于低功率的嵌入式无线客户端。主动扫描让客户端具有控制权，因为必须发送探针并等待接收探针应答，通常，主动扫描比被动扫描可实现更高效的漫游，因为可以根据需要查询和识别 AP。在图 2-5 中，对两个 AP 进行了正确的配置，使其使用互不重叠的信道 1 和信道 6，同时列出了两个 AP 的信号强度同客户端位置的关系图。在位置 A，客户端可以从 AP1 那里收到清晰的信号，因此它保持同该 AP 的关联。当客户端向位置 B 移动时，它发现 AP1 的信号不再是最优的，在此过程的某个位置
7、，客户端开始查找更佳的 AP 以便同其关联，无线客户端采取以下两个步骤来完成这个过程。第 1 步：客户端发送 IEEE 802.11 探针请求管理帧；第 2 步：侦听的 AP 使用 IEEE 802.11 探针响应帧来应答客户，以通告自己的存在。客户端并不知道将遇到的下一个 AP 使用的信道，因此它必须通过每个可能的信道发送探针，所以它必须花时间来调整发射器，使其远离当前 AP 的信道，以便能够扫描其他信道并发送探针。图 2-5 客户端在两个 AP 之间漫游我们可认为这类似于看电视，对当前节目感到厌烦或它接近尾声时，观众开始搜索其他信道以找到更好的节目。有一点需要记住：观众扫描信道时不能继续观
8、看原来的节目，因此会错失该节目的部分内容。无线客户端与此相同，发射器在扫描其他信道时，通过原来的信道到来的分组将丢失，因为无法接收它们。因此，必须在延续当前信道和漫游到其他 AP 之间进行折中。回到图 2-5，当客户端移到位置 B 附近时，在各种信道中发送 IEEE 802.11 探针请求帧。AP2 在信道 6 中收到探针请求后，它通过在信道 6 中发送探针应答来进行响应，客户端收到探针应答后，对其进行评估，以确定同哪个 AP 关联是最合适的。现在，客户端必须进行漫游，并切换关联。在图 2-5 中，客户端到达位置 B 后仍同AP1 关联，虽然它可能能够从 AP2 接收到更佳的信号。首先，必须删
9、除现有的关联，因为每个客户端不能同时与多个 AP 关联，客户端通过信道 1（AP1 使用的信道）向 AP1 发送 IEEE 802.11 解除关联消息，然后客户端便可以通过信道 6 向 AP2 发送关联请求，接下来 AP2 使用关联响应做出应答。2.2.22.2.2 漫游的含义漫游的含义正如图 2-5 暗示的，相邻 AP 连接到一个交换型网络，属于同一个 VLAN，因此，AP 之间的 IEEE 802.11 漫游实际上发生在第 2 层，可以将其视为类似于：客户 PC 从连接到一台接入层交换机切换到连接到另一台接入层交换机的情况，但由于位于同一个 VLAN 中，这意味着在漫游期间，客户端的 IP
10、 地址保持不变，这就提供了方便，因为当客户端关联到另一个 AP 时，无须花时间来获得新的 IP 地址。在漫游过程中，客户端必须先解除原来的关联才能协商新关联，因此在一段较短的时间内，客户端没有同任何 AP 相关联，这实际上就是客户端无法发送或接收数据的离线时间。然而，第 2 层漫游的目标是确保离线时间尽可能短，以免对延迟敏感的应用受到负面影响。有时候，在 WLAN 的规模很大时，最好增加新的 IP 子网和 VLAN。应将大型园区网划分成多个交换模块，以免出现跨越整个园区网的 VLAN，对 WLAN 来说也如此，因为它实际上只是对交换型网络的扩展。如果 WLAN 被划分成多个 VLAN 和子网，
11、无线客户端在漫游时可能跨越第 3 层边界，在这些边界上漫游时，客户端的 IP 地址可能发生变化。在这种情况下，漫游不仅需要发送IEEE 802.11 探针和关联请求，客户端还需要请求并获得新的 IP 地址，因此离线时间将更长。普通 AP 本身不支持第 3 层漫游，需要利用可在 IEEE 802.11 网络中部署的其他工具。这个问题可使用第 3 章（思科统一无线网络）将介绍的无线基础设施来解决2.32.3 蜂窝布局和信道的使用蜂窝布局和信道的使用前一节通过介绍客户端在两个 AP 蜂窝之间移动阐述了有关漫游的基础知识，在大多数情况下，为覆盖大楼内合适的区域，需要多个 AP，因此，需要根据无线环境考
12、虑蜂窝布局并配置更多的 AP。例如，为覆盖仓库或大楼的整层，必须在整个空间内以相同的间隔放置 AP，为确定 AP的位置，现场勘查至关重要，这样可以将 AP 放在不同的地方并进行实际的测量，在设计WLAN 时，两个基本目标如下：确定 AP 蜂窝的大小；选择每个 AP 使用的信道。接下来的几小节将介绍这些目标。2.3.12.3.1 确定确定 APAP 蜂窝的大小蜂窝的大小AP 蜂窝的大小决定了需要购买并部署的 AP 数量，然而，设计方案并不能仅根据成本来选择。当客户端移动或汇集在同一个地方时，AP 蜂窝的大小将影响 AP 的性能。WLAN 是一种共享介质，在单个 AP 蜂窝内，与 AP 相关联的所
13、有客户端将共享并争用带宽，如果蜂窝太大，可能有大量的客户端聚集在这里，并使用该 AP，如果缩小蜂窝，同时使用网络的客户端数量也将减少。有关 AP 蜂窝应覆盖多少个客户端没有固定的经验规则，和交换型网络一样，限制客户端数量的因素是客户端使用的应用类型以及在给定时刻通过介质传输的数据量。作为一个非常粗略的指导原则，可考虑将无线蜂窝的最大峰值吞吐量除以同时上网的客户端数量，得到每位用户的最大速率，同时应考虑 IEEE 802.11 封装和带宽争用带来的开销，当使用 IEEE 802.11b 时，单个 AP 的吞吐量通常可高达 6 .8 Mbps，而 IEEE 802.11g 和 IEEE 802.1
14、1a 可高达 32 Mbps。这意味着在包含 25 个客户端的 IEEE 802.11b 蜂窝内，每个客户端的最大吞吐量为272 kbps（6.8 Mbps/25），当 IEEE 802.11a 或 IEEE 802.11g 蜂窝内包含 25 个客户端时，每个客户端的最大在吐量为 1.28 Mbps（32 Mbps/25）。另外，在大型蜂窝内，当客户端远离 AP 时，其速率将降低，例如，当 IEEE 802.11b客户端在 AP 附近时，可以使用最高的速率为 11 Mbps，随着客户端渐渐远离 AP，速率将降低到 5.5 Mbps，2 Mbps 和 1 Mbps，你可能希望客户端在蜂窝内能够使
15、用最高的速率，这可以通过缩小蜂窝来实现。一般而言，AP 蜂窝的大小取决于 AP 的发射功率，功率越高，覆盖范围越大。因此，必须调整 AP 的发射功率，以免其信号传播到附近使用相同信道的 AP 蜂窝内。有关 AP 蜂窝大小和无线局域网现场勘察的更详细信息，请阅读 Cisco Airospace Installation, Administration and Maintenance（CAIAM）或 Cisco Aironet Wireless Site Survey（CAWSS）课程。在确定 AP 蜂窝的大小和位置后，客户端应该能够在覆盖范围内的任何位置关联和漫游，如果一个 AP 出现故障，它原
16、来覆盖的区域将变成静区。显然，可以通过替换出现故障的 AP 来修复这个“洞“，如果能在 AP 出现了故障的第一时间发现的话，也可以对相邻的 AP 进行配置以增大其输出功率，从而使其覆盖范围包含这个“洞窝“。2.3.22.3.2 WLANWLAN 信道布局信道布局为最大限度地减少信道之间的重叠和干扰，应避免相邻 AP 使用相同的信道，在 IEEE 802.11b 和 IEEE 802.11g 中，只能使用信道 1、信道 6 和信道 11，可以有规则地排列蜂窝，交替使用不同的信道，如图 2-6 所示。图 2-6 交替使用 IEEE 802.11b/g 信道时出现的空洞然而，请注意在这些信道交叉的中央区域发生的情况-有一个没有被 RF 覆盖的小洞，如果客户端漫游时经过这个洞，可能立刻失去无线信号。另外，如果缩短蜂窝之间的距离，以覆盖这个洞，两个使用信道 1 的蜂窝将重叠，进而相互干扰。相反，应像蜂巢那样对蜂窝进行布局，如图 2-7 所示，从而避免了干扰，在采用如图2-7 所示的模式使用信道时，可以有多种不同的组合方式，但结果基本上相同。图 2-7
