无线网络技术方案.docx
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无线网络技术方案
无线网络技术方案
无线网络技术工程
一、概述
1.2无线局域网概述
无线局域网（WLAN）技术于20世纪90年代逐步成熟并投入商用，既可以作传统有线网络的延伸，在某些环境也可以替代传统的有线网络。
对比传统的有线传输解决方案，使用WLAN网络实现数据传输具有以下显著特点：
Ø简易性：
WLAN网络传输系统的安装快速简单，可极大的减少敷设管道及布线等繁琐工作；
Ø灵活性：
无线技术使得WLAN设备可以灵活的进行安装并调整位置，使无线网络达到有线网络不易覆盖的区域；
Ø综合成本较低：
一方面WLAN网络减少了布线的费用，另一方面在需要频繁移动和变化的动态环境中，无线局域网技术可以更好地保护已有投资。
同时，由于WLAN技术本身就是面向数据通信领域的IP传输技术，因此可直接通过百兆自适应网口和企业内部Intranet相连，从体系结构上节省了协议转换器等相关设备；
扩展能力强：
WLAN网络系统支持多种拓扑结构及平滑扩容，可以十分容易地从小容量传输系统平滑扩展为中等容量传输系统；
随着WLAN技术的快速发展和不断成熟，目前在国内外已经具有较多的政府机构使用WLAN技术布置无线城域网，进行承载部分政府业务，诸如：
电子政备、消防、公安信息等等，如：
美国费城、荷兰阿姆斯特丹等。
无线局域网技术经过十几年的发展，已经历了三代技术及产品的发展。
第一代无线局域网主要是采用FatAP（即“胖”AP），每一台AP都要单独进行配置，费时、费力、费成本；
第二代无线局域网融入了无线网关功能但还是不能集中进行管理和配置，其管理性和安全性以及对有线网络的依赖成为了第一代和第二代WLAN产品发展的瓶颈，由于这一代技术的AP储存了大量的网络和安全的配置，包括加密的钥匙，Radiusclient的安全密码（secret）等，而AP又是分散在建筑物中的各个位置，一旦AP的配置被盗取读出并修改，其无线网络系统就失去了安全性。
另外由于AC或无线网关的硬件多数是基于Pentium架构的，所以当用户接入数量（IPsessions）增多时，无线网的性能会急剧下降，时常会发生掉线或死机情况。
在这样的环境下，基于无线交换机技术的第三代WLAN产品应运而生。
第三代无线局域网采用无线交换机和AP（即“瘦”AP）的架构，对传统WLAN设备的功能做了重新划分，将密集型的无线网络和安全处理功能转移到集中的WLAN交换机中实现，同时加入了许多重要新功能，诸如无线网管、AP间自适应、无线安管、RF监测、无缝漫游以及Qos。
，使得无线局域网的网络性能、网络管理和安全管理能力得以大幅提高。
二、需求分析
总体目标是：
本工程具体的建设目标是：
1、采取通行的网络协议标准：
目前无线局域网普遍采用802.11系列标准，因此无线局域网将主要支持802.11g（54M带宽）标准以提供可供实际应用的相对稳定的网络通讯服务；
2、全面的无线网络支撑系统（包括无线网管、无线安全等），以避免无线设备及软件之间的不兼容性或网络管理的混乱而导致的问题；
3、保证网络访问的安全性，支持MAC、Portal或802.1x安全认证方式；
工程布线和安装要求：
1、室内部分：
定好较为开阔位置，将网线和电源线走暗线敷设到位；挂在墙上，可利用设备本身自带的安装附件进行安装；如果需要遮蔽，则需要定制非金属安装盒；如果是挂在天花板上，则根据天花板的情况而定，若天花板是非金属结构，可以固定在天花板内。
安装过程中应充分考虑防盗问题。
2、供电部分：
AP的供电可采用POE方式由接入的网络设备进行供电（也可进行本地供电）。
Ø产品能力要求：
1、具有无委会核准证；
2、产品支持AES、WEP加密等安全标准；
3、漫游切换；
4、支撑QOS能力
三、网络建设方案
结合WLAN的实际应用和发展要求，无线局域网（WLAN）网络系统设计，主要遵循以下系统总体原则：
⏹实用性原则：
以现行需求为基础，充分考虑发展的需要来确定系统规模。
⏹安全性原则：
WLAN网络是一个开放网络，需要对用户以及网络做到安全保障。
⏹可靠性原则：
系统设计能有效的避免单点失败，在设备的选择和关键设备的互联时，应提供充分的冗余备份，一方面最大限度地减少故障的可能性，另一方面要保证网络能在最短时间内修复。
⏹成熟和先进性原则：
需要及时将新技术引用进来，更好的开展业务，同时也要求保证网络与业务的可靠性。
⏹规范性原则：
系统设计所采用的技术和设备应符合WLAN国际标准、国家标准和联通WLAN企业标准，为系统的扩展升级、与其他系统的互联提供良好的基础。
⏹开放性和标准化原则：
在设计时，要求提供开放性好、标准化程度高的技术方案；设备的各种接口满足开放和标准化原则。
⏹可扩充和扩展化原则：
所有系统设备不但满足当前需要，并在扩充模块后满足可预见将来需求，如带宽和设备的扩展，应用的扩展和办公地点的扩展等。
保证建设完成后的系统在向新的技术升级时，能保护现有的投资。
⏹可管理性原则：
整个系统的设备应易于管理，易于维护，操作简单，易学，易用，便于进行系统配置，在设备、安全性、数据流量、性能等方面得到很好的监视和控制，并可以进行远程管理和故障诊断。
3.1无线网络方案
3.1.1方案逻辑组网
采用无线接入点，支持802.11a或802.11b/g协议；在部分楼层设无线控制起来对ap进行管理配置。
AP组网最大的优点在于AP本身零配置，AP上电后会自动从无线控制器下载软件版本和配置文件，同时无线控制器会自动调节AP的工作信道以及发射功率。
另外，通过无线控制器的RF扫描探测热点地区RougeAP，可以及时排除其他AP存在的干扰，保障AP的稳定运行。
在网络管理方面，网管可以只通过管理无线控制器设备就可以达到控制AP的效果，极大的减少了无线网络后期维护和管理的工作量。
使用无线控制器+AP时，AP在启动后会自动通过DHCP方式获取IP地址，并自动搜寻可关联的无线控制器，在和无线控制器建立CAPWAP隧道之后会自动从无线控制器下载配置文件和更新软件版本。
在AP的接入方面，思科拥有智能射频管理，当某一个AP出现故障时，周围的其他AP会自动调整功率，对该部分区域进行重新的信号覆盖，保证信号的良好覆盖。
而当有非法AP进入无线网络造成信号干扰时，思科只能射频管理系统可以定位出该AP的位置，以便及时加以排除。
无线控制器可以设定AP间对接入用户进行负载分担，当无线控制器发现AP的负载超过设定的门限值以后，对于新接入的用户无线控制器会自动计算此用户周围是否还有负载较轻的AP可供用户接入，如果有则AP会拒绝用户的关联请求，用户会转而接入其他负载较轻的AP。
如图所示。
思科公司创新性地支持智能负载均衡技术，保证只对处于AP覆盖重叠区的无线用户才启动AP负载均衡功能，有效的避免误均衡的出现。
思科AP方案还支持无线入侵检测。
当有第三方的AP仿冒SSID时，无线控制器会通过AP的反馈，迅速得到相应的信息，并上报网管，采取相应的信息。
管理员还可以对该设备发起攻击，使该第三方设备无法连接上相应的用户。
3.1.2频率规划与负载均衡：
Ø频率规划
802.11g使用开放的2.4GHzISM频段，可工作的信道数为欧洲标准信道数13个。
由于其支持直序扩频技术造成相邻频点之间存在重叠。
对于真正相互不重叠信道只有相隔5个信道的工作中心频点。
因此对于802.11g在2.4GHz地工作频段，理论上只能进行三信道的蜂窝规划实现对需要规划的热点的无缝覆盖。
此外，由于功率模板是否能做到符合邻道、隔道不干扰也非常影响频率规划的效果。
信道标号
中心频率（MHz）
1
2412
2
2417
3
2422
4
2427
5
2432
6
2437
7
2442
8
2447
9
2452
10
2457
11
2462
12
2467
13
2472
针对如何进行802.11g的频率规划作了大量的实验，实验证明3载频也可以实现蜂窝对需要覆盖的区域进行无缝覆盖，并提供更高的服务带宽提高服务质量，和高带宽业务的开展。
`
频率规划需要配合使用的功能包括：
1、AP支持13个信道设置
2、AP支持100mW最大射频功率以及多级功率控制
3、AP支持外置天线以及定向天线
4、针对特殊应用还需要AP支持桥接功能、接入功能以及WDS功能
Ø频率复用和负载均衡
针对频率复用的设计与实现主要侧重于重叠区域，考虑到802.11技术中目前业界主要采用DCF的仲裁，这样会导致从网络实施的角度出发，没有办法做到像GSM、3G网络的控制力度，从技术原理的角度出发，没有办法实现很好的频率复用，只能被动做些负载均衡的功能。
每个AP具有54Mbps、48Mbps、36Mbps、18Mbps等的覆盖范围，对于54Mbps的覆盖范围不重叠，对于54Mbps与18Mbps就可能进行重叠，可以根据网络侧的负载功能进行实现一定程度的频率复用功能，从网络规划的角度出发，WLAN基本上、下行无线链路复用的处理问题，因为目前都是DCF方式，而从只能结合业务目标实现网络覆盖效果，具体网络使用效果使用负载均衡功能进行实现。
负载均衡的功能实现具体原理如下：
1.根据负载均衡的配置确定负载均衡的模式、SSID、其他参与负载均衡的AP的标识、用户数或流量的阀值等进行一定的初始化；
2.确定本AP的2个射频模块连接的STA用户数量和流量；
3.通过UDP协议以私有方式定时进行AP间通讯。
先进行握手，成功后才进行数据的交换，获取参与负载均衡的AP的负载信息。
4.当有STA要接入时，根据其工作频率，比较本AP上该射频下的负载和其他AP的指定SSID下的用户数或流量，以及负载均衡的SSID绑定接口的速率集，决定STA能否接入。
同时要注意到若用户数已达到AP某个SSID的最大用户数，则该AP的SSID不允许再接入STA；
Ø容量规划
从业界实现的DCF方式来看，没有一个最大用户数的限制，但业界各个厂商进行实现时都基于一定理解的前提下进行默认限制，思科目前每个AP最大的用户默认限制为64个用户，并可以根据实际情况更改每个AP限制接入的用户数。
根据多年的WLAN部署经验，思科建议，从网络规划的角度出发，按照每个AP覆盖20用户进行部署，可以保证用户的接入质量和正常需求下的网络吞吐量。
3.1.3网络管理
思科使用WSM无线业务管理器应能对无线网络中的AP、AC等设备作到统一管理。
WSM无线业务管理器依托iMC智能管理平台，实现有线无线一体化的管理，在iMC系统全面的有线网络管理的基础上，为用户提供无线网络管理能力。
用户无需重新搭建IT管理平台，即可在原有的有线网络管理系统中增加无线管理功能，与有线管理平台统一部署，节省用户投入，节约维护成本。
iMC智能管理中心采用分布式、组件化、跨平台的开放体系结构。
通过选择安装WSM无线业务管理器，用户可以获得全面的无线业务管理能力，实现AC设备、FATAP设备、AP设备、移动终端等无线设备的集中管理，轻松实现设备配置管理功能，并提供资源分组、无线拓扑功能，对全网无线设备进行直观有效的组织，对网络部署和设备状态一目了然，策略模板等功能实现网络和设备的批量配置，提升效率，降低维护工作量，降低维护成本。
基于Web的管理系统，为无线业务管理者提供了简便、友好的管理平台。
与iMC智能管理平台及其它组件配合，还可实现无线设备的面板管理、故障管理、性能监控、软件版本管理、配置文件管理、接入用户管理、用户认证管理等功能，并可对网络中的其它设备进行统一管理，真正实现有线无线一体化管理。
另外，思科的所有设备均内置WEB网管，可以满足对SNMP要求不高的应用场景。
3.1.4供电问题
由于本次无线网中AP设备数量不是很多，可以通过采用本地电源进行供电。
3.2覆盖解决方案
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