3.1_AC培训之基础篇Ver1.0

无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved中太AC培训之基础篇无锡中太数据通信有限公司AllrightsreservedTitle•无线局域网基础•FITAP的工作原理•FITAP发现AC的方式•FITAP的数据流模式无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved1、有线和无线局域网的比较•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。•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。•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。无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved2、AP的工作原理•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。•AP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。无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved3、802.11帧的类型•管理帧：用于管理WLAN通告和STA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。•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。•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。无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved4、STA接入AP的必要条件•STA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。无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved5、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。无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved6、描述RF信号强度的术语•使用单位瓦（W）或者毫瓦（mW）；•dBm：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？无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved7、802.11标准802.11标准定义了无线局域网在第1层和第2层的工作方式，这包括无线频率和信道以及吞吐量、安全性和移动性。主要包括如下：•802.11a•802.11b•802.11g•802.11n无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved7.1、802.11a•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：5.15~5.25，供室内使用；2）中频段：5.25~5.35，供室内和室外使用；3）高频段：5.725~5.825，供室外使用；•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。•正交频分多路复用(OFDM)的调制技术•最高数据率：54Mbit/s•由于与b/g频段不一样，所以，a与b/g是可以同存的。•思考：最大传输数据的速率为多少？无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved7.2、802.11b•使用2.4GHz的频段。FCC只允许WLAN使用频率范围2.4000~2.4835GHz•总共14个信道，但只有3个互不重叠的信道，即1、6、11。•直接序列扩频调试（DSSS）技术或者补偿码键控（CCK）的调制技术•最高数据率：11Mbit/s•思考：最大传输数据的速率为多少？无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved7.3、802.11g•与802.11b一样，使用2.4GHz的频段。FCC只允许WLAN使用频率范围2.4000~2.4835GHz•总共14个信道，但只有3个互不重叠的信道，即1、6、11。•正交频分多路复用(OFDM)的调制技术•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。•最高数据率：54Mbit/s•思考：最大传输数据的速率为多少？无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved7.4、802.11n•使用802.11a与802.11b/g的双频段，即5GHz和2.4GHz。•有15个互不重叠的信道。•正交频分多路复用(OFDM)的调制技术和MIMO(多入多出)•最高数据率：600Mbit/s•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。无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved7.4、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）ShortGI——ShortGuardInterval11a/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。无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved7.5、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5.150－5.350GHz5.475－5.725GHz5.725－5.850GHz2.4－2.4835GHz2.4－2.4835GHz2.4－2.4835GHz5.150－5.850GHz非重叠信道数4、8、123315物理速率（Mbps）541154300-600实际吞吐量（Mbps）28628①100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/OFDM兼容性802.11a802.11b802.11b/g802.11a/b/g/n无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved7.6、其他常见标准•IEEE802.3af定义了以太网供电(PoE)的实现标准，功率小于12.95W。•IEEE802.11i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。•IEEE802.11f在现有的无线网络中实现不同AP之间漫游的标准。无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved8、802.1X无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved9、漫游•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。•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。•被动扫描——只侦听来自可用AP的802.11信标；•主动扫描——主动发送802.11探针请求帧来查询可用AP•传统意义上的漫游，并不支持第3层漫游。无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved10、WLAN的热点词汇3G+WFITAP融合WAPIIPv6管理11n无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved11、WLAN发展历程FITAP+无线控制器FATAP+无线网关FATAP无线专网无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved12、FAT与FITAP组网对比无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved13、FITAP的工作原理•FITAP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。•FITAP启动的过程：1）FITAP从DHCP服务器获取一个ip地址；2）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；无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved13、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。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。无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved14、FITAP发现AC的方式•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）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。无锡中太数据通信有限公司Allrightsreserved15、AP发现AC的各种方式的优先级•AP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。•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。•思考：为什么option43不能应付多个DHCPserver环境？•Option43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80080A0101010B010101•后续：故障定位的手段无锡中太数据通信有限