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1、弘浩明传科技(北京)有限公司AC培训-基础篇第1页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-07目录n无线局域网基础nFITAP的工作原理nFITAP发现AC的方式nFITAP的数据流模式第2页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-071、有线和无线局域网的比较n从最本质上说,有线网络需要电缆,而无线网络不需要。所以只要是在无线覆盖的范围内,任何人通过特定的无线网卡都可以捕获到传输的数据。n传统以太网是由IEEE802.3标准定义的,而无线局域网则由IEEE802.11标准定义的。n传统以太网采用载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)方法来传输和接收,而无
2、线网络采用载波侦听多路访问/冲突避免(CSMA/CA)方法来传输和接收。前者是检测冲突,后者是尽可能避免冲突,所以,前者可以做到全双工,而后者总是半双工。第3页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-072、AP的工作原理n抽象来说,可以把AP视为转换网桥,即在第2层(链路层)对来自不同介质的帧进行转换和桥接。nAP的主要功能就是将无线数据桥接到有线网络中;当然,AP也可以用作无线网桥,在两个相隔较远的AP之间建立一条无线链路,即我们常见的无线回传功能。第4页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-073、802.11帧的类型n管理帧:用于管理WLAN通告和ST
3、A成员资格,包括:1)通告AP以及WLAN参数的信标;2)STA关联、重关联、解除关联;3)STA认证和撤销认证。n控制帧:用于控制STA同AP的关联,包括:1)探针请求和响应,用于STA请求AP的信息;2)RTS和CTS消息。n数据帧:由任何无线设备发送,包含数据或者有效负载信息。注意:在管理帧中,总是包含一个48位的BSSID字段。BSSID是该AP的无线侧MAC地址,它唯一标识AP服务。第5页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-074、STA接入AP的必要条件nSTA要满足如下条件才有可能接入AP1)匹配的SSID;2)兼容的无线速率;3)身份验证的凭证。第6页,共3
4、1页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-075、STA的关联过程1)使用与AP匹配的SSID;2)向AP认证;3)使用一种加密方式,确保数据的隐蔽性(可选);4)使用一种认证方式,确定数据的完整性(可选);5)建立同AP的关联。第7页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-076、描述RF信号强度的术语n使用单位瓦(W)或者毫瓦(mW);ndBm:信号相对于1mW的强度;计算公式:10lg(功率值/1mw)。如:100mW的AP,用dBm表示是20dBm;500mW的AP,用dBm表示是27dBm;思考:dBm可以为负数吗?第8页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公
5、司2009-10-077.1、802.11an使用5GHz的未经许可的国家信息框架(U-NII)频段。实际上,FCC将该频段分成了3个更小的频段用于不同用途:1)低频段:5.155.25,供室内使用;2)中频段:5.255.35,供室内和室外使用;3)高频段:5.7255.825,供室外使用;n在上述每个频段内,均有4个互不重叠的信道,这意味着在WLAN环境中可以使用4、8、或者12个互不重叠的信道。n正交频分多路复用(OFDM)的调制技术n最高数据率:54Mbit/sn由于与b/g频段不一样,所以,a与b/g是可以同存的。n思考:最大传输数据的速率为多少?第9页,共31页。弘浩明传科技(北京
6、)有限公司2009-10-077.2、802.11bn使用2.4GHz的频段。FCC只允许WLAN使用频率范围2.40002.4835GHzn总共14个信道,但只有3个互不重叠的信道,即1、6、11。n直接序列扩频调试(DSSS)技术或者补偿码键控(CCK)的调制技术n最高数据率:11Mbit/sn思考:最大传输数据的速率为多少?第10页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-077.3、802.11gn与802.11b一样,使用2.4GHz的频段。FCC只允许WLAN使用频率范围2.40002.4835GHzn总共14个信道,但只有3个互不重叠的信道,即1、6、11。n正交频
7、分多路复用(OFDM)的调制技术n正因为802.11g兼容802.11b,所以存在一个缺点,就是在同一个AP内,不能同时使用802.11g和802.11b调制技术,如果有不同标准的客户端,AP将使用他们都支持的调制技术。如,只要有一个b模式的用户,AP最高也只能提供11Mbit/s的数据率。n最高数据率:54Mbit/sn思考:最大传输数据的速率为多少?第11页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-077.4、802.11nn使用802.11a与802.11b/g的双频段,即5GHz和2.4GHz。n有15个互不重叠的信道。n正交频分多路复用(OFDM)的调制技术和MIMO(
8、多入多出)n最高数据率:600Mbit/sn关键技术:1)双频带20MHz和40MHz信道传统802.11标准,空口均工作在20MHz2)MIMO-OFDM通过在OFDM传输系统中采用阵列天线实现空间分集,提高了信号质量,并增加了多径的容限,使无线网络的有效传输速率有质的提升。常见2X2,前面2表示2个空间发送,后面2表示2个空间接收,即前面的整数是代表发送,后者表示接收。第12页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-077.4、802.11n(续)3)MACenhancement(A-MSDU&A-MPDU)A-MSDU是将若干个以太网帧聚合到一起,并封装为一个802.11
9、报文进行发送。A-MPDU是将经过802.11报文封装后的MPDU聚合到一起,一次性发送多个MPDU。4)ShortGIShortGuardInterval11a/g的GI时长为800us,而ShortGI时长为400us,在使用ShortGI的情况下,可提高10%的速率。5)BlockAcknowledgement使用一个ACK帧来完成对多个MPDU的应答,以降低ACK帧的数量,提供效率。6)PowerSavings静态与动态两种7)工作模式Mixed(混合)和Greenfield(纯粹)只有Mixed模式向后兼容a/g。第13页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-077
10、.5、802.11各标准对比表标准号IEEE802.11aIEEE802.11bIEEE802.11gIEEE802.11n标准发布时间1999年9月1999年9月2003年6月2009年9月工作频率范围5.1505.350GHz5.4755.725GHz5.7255.850GHz2.42.4835GHz2.42.4835GHz2.42.4835GHz5.1505.850GHz非重叠信道数4、8、123315物理速率(Mbps)541154300-600实际吞吐量(Mbps)28628100以上受干扰机率低高高低环境适应性较好差好很好调制方式OFDMCCK/DSSSCCK/OFDMMIMO/O
11、FDM兼容性802.11a802.11b802.11b/g802.11a/b/g/n第14页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-077.6、其他常见标准nIEEE802.3af定义了以太网供电(PoE)的实现标准,功率小于12.95W。nIEEE802.11i指定802.11网络安全机制的IEEE标准。802.11i使用高级加密标准(AES)分组密码。该标准还增强了密钥管理、基于802.1X的用户身份验证和头数据完整性。nIEEE802.11f在现有的无线网络中实现不同AP之间漫游的标准。第15页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-078、802.1X第
12、16页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-079、漫游n漫游指的是从一个AP将关联切换到另外一个AP关联,让无线连接在客户端移动时保持的过程。n漫游过程完全是由无线客户端驱动程序(而不是AP)驱动的,漫游的临界点,目前没有统一标准,均是由各网卡厂家自行定义。n被动扫描只侦听来自可用AP的802.11信标;n主动扫描主动发送802.11探针请求帧来查询可用APn传统意义上的漫游,并不支持第3层漫游。第17页,共31页。10、WLAN的热点词汇3G+W3G+WFITAPFITAP融合WAPIWAPIIPv6IPv6管理管理11n11n弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-
13、07第18页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-0711、WLAN发展历程FITAP+FITAP+无线控制器无线控制器FATAP+FATAP+无线网关无线网关FATAPFATAP无线专网无线专网第19页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-0712、FAT与FITAP组网对比第20页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-0713、FITAP的工作原理nFITAP被设计为无需接触他就能对其进行配置,他工作的必要条件是必须找到一个无线控制器(AC)并获得所有的配置参数。nFITAP启动的过程:1)FITAP从DHCP服务器获取一个ip地址;2
14、)FITAP获悉所有可用的AC地址;3)FITAP向其AC地址列表中的第一个AC发送加入请求信息。如果该AC没有应答,将尝试下一个AC。AC接受FITAP时,将向FITAP发回加入应答信息;第21页,共31页。13、FITAP的工作原理(续)4)AC将FITAP上报的信息(所属厂商、设备型号、硬件版本,这3个信息是必要信息)进行比较,如果不同,则向FITAP发回不允许加入AC的应答;如果相同,则向FITAP发回允许加入AC的应答信息(主要包括AP版本等信息);5)FITAP根据AC的应答信息,判断是否需要升级版本,如果不需要,则进入AC配置FITAP状态;如果需要,则进入FITAP版本升级状态
15、。6)FITAP与AC建立一条不加密的CAPWAP隧道和一条加密的CAPWAP隧道,前者是用于传输管理数据流,后者用于传输无线客户端的数据。思考:FITAP加入AC的几个必要条件?故障定位的手段。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-07第22页,共31页。14、FITAP发现AC的方式n从上页的第2步中,FITAP可以使用下面任何一种方式来得到AC的ip地址1)广播发现FITAP使用ip子网广播地址广播一条加入请求信息,当且仅当瘦AP和AC在同一个二层子网中,这种方式才管用。2)DHCPoption发现在DHCPserver上配置option60或者43选项,添加AC的ip地址列表。3
16、)DNS发现在DHCPserver上配置域名选项,DNSserver上配置域名与ip地址对应关系,FITAP以获取的域名向DNS解析,通过DNS解析得到AC的ip地址。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-07第23页,共31页。15、AP发现AC的各种方式的优先级nAP在DHCP过程中,最优选择带有option60的dhcpoffer报文,option43次之,最后是任意offer。n从上述AP获取ip地址的优先级,可以得出发现AC的优先级顺序。Option60方式是中太特有的,是为了应付网络中可能存在多个DHCPserver的实际环境,在开局中优先使用。n思考:为什么option43
17、不能应付多个DHCPserver环境?nOption43是业界通用的方式,下发一个AC地址(如10.1.1.1)的格式是16进制:80040A010101,下发两个AC地址(10.1.1.111.1.1.1)的格式是80080A0101010B010101n后续:故障定位的手段弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-07第24页,共31页。16、FITAP的数据流模式(1)(1)本地数据转发AC只对FITAP进行管理和控制,并不发起和FITAP的隧道连接,所有的用户数据通过本地网络转发。此种方式下,本地用户数据交换无需通过AC进行集中交换,减少了网络流量迂回。此模式适用于FITAP到AC是
18、二层网络环境或者流量大的环境。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-07第25页,共31页。16、FITAP的数据流模式(2)(2)集中数据转发nFITAP和AC间通过专用的数据隧道进行数据转发,FITAP和AC间的数据隧道中为二层数据。采用此模式时,所有用户数据都要通过AC进行转发。n此种方式下,用户数据流向容易控制,适合运营商的组网架构。而且由于采用隧道技术,对用户IP分配可以更加灵活。n此模式适用于任何组网,对其他关联设备如AP的接入交换机的依赖最小,同时对其配置的影响也最小。n思考:为什么本地转发比集中转发更适合大流量的环境?弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-07第26
19、页,共31页。16、FITAP的数据流模式(3)(3)集中与本地同时转发n不同的SSID,采用不同的转发方式。n实现原理:FITAP在加入AC之后,AC会下发SSID对应的隧道参数,FITAP根据AC的信息进行对应的转发,如果AC没有下发对应SSID的隧道参数,FITAP将对此SSID进行本地转发;如果AC下发了某SSID的隧道参数,FITAP就对此SSID进行集中转发。n应用/组网灵活,个性化突出。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-07第27页,共31页。17、FITAP的关联nFITAP关联STA关联FITAP在802.11层面是与胖AP一致的,只是在关联过程中,FITAP需要将
20、关联信息送给AC集中处理,FITAP需要根据AC返回的信息决定STA是否可以关联。如负载均衡的实现。nAC上的用户关联信息是极为重要的信息,如隧道转发,负载均衡等等。n后续:故障定位的手段弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-07第28页,共31页。18、FITAP的漫游n在有AC的控制下,FITAP可以支持第2层和第3层漫游,客户端的关联总是对应一条CAPWAP隧道,切换到新的AP时,关联也将对应到新的隧道,即将新AP连接到AC的隧道。n漫游时,客户端的ip地址可保持不变,而不管客户端是通过哪条CAPWAP隧道连接到AC。nFITAP的漫游,根据FITAP所在的位置,分为AC内漫游和AC间漫游。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-07第29页,共31页。弘浩明传科技(北京)有限公司2009-10-07结束谢谢各位!第30页,共31页。演讲完毕,谢谢观看!第31页,共31页。