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无线局域网中AP的管理
在电信重组和无线城市两大背景的推动下WLAN市场呈现出了前所未有的、如火如荼的发展局面。随着无线局域网规模的越来越大，智能化网络配置管理以及用户接入管理成为WLAN应用中最为重要的问题。而这些问题又集中表现在对WLAN中大量设备特别是无线接入点（AP）设备的管理上。　　本文联系实际工作中AP设备的管理方案，通过对无线局域网网络架构的分析，结合项目中AP设备的软、硬件结构特点，重点研究无线AP控制管理的几个重要的方面。　　参照标准协议对网络设备进行管理是主流的做法，论文首先针对实际项目中的基于嵌入式Linux操作系统的AP设备，设计了应用标准协议简单网络管理协议（SNMP）实现AP管理的方案，并针对协议本身的缺陷对其进行了改进。信道规划对保证WLAN的性能至关重要，本文在AC上设计了一种对AP信道的自动规划管理算法。为了解决SNMP等标准协议难以实现集中管理多个AP的问题，论文还适时提出并设计了一种独特的基于INSP私有协议的针对多个AP集中管理的方案。
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　　0.引言
　　目前，WLAN（无线局域网）技术迅猛发展。在各领域得到广泛应用。比如珠海移动原有的WLAN 系统共有300 多台热点AP （接入点） 设备， 到09年就增加到1000多台。但是WLAN的运营也存在一些问题：a）AP 设备多数是一些小网络设备， 网管功能不健全，现有的网络管理软件无法有效监控b）。AP 设备数量庞大，维护人员数量有限。c）现有AP 设备类型较多，不支持标准网管，且管理手段各不相同，给统一监控带来很大困难。d）信息化业务服务质量缺乏标准，无法衡量。
　　为了解决上述存在的问题。广东移动珠海分公司通过开发WLAN网络智能管理系统， 从WLAN 网络末端设备AP出发， 基于用户侧提供自动的业务监控功能，实时发现WLAN 网络连通性和性能问题，实时进行异常变动告警上传，变被动维护。
　　1 WLAN的概念
　　WLAN（Wireless Local Area Network），是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网LAN的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。
　　WLAN的特点
　　WLAN开始是作为有线局域网络地延伸而存在的，各团体、企事业单位广泛地采用了WLAN技术来构建其办公网络。但随着应用的进一步发展，WLAN正逐渐从传统意义上的局域网技术发展成为"公共无线局域网"，成为国际互联网INTERNET宽带接入手段。WLAN具有易安装、易扩展、易管理、易维护、高移动性、保密性强、抗干扰等特点。
　　WLAN的应用
　　作为有线网络无线延伸，WLAN可以广泛应用在生活社区、游乐园、旅馆、机场车站等游玩区域实现旅游休闲上网；可以应用在政府办公大楼、校园、企事业等单位实现移动办公，方便开会及上课等；可以应用在医疗、金融证券等方面，实现医生在路途中对病人在网上诊断，实现金融证券室外网上交易。对于难于布线的环境，如老式建筑、沙漠区域等，对于频繁变化的环境，如各种展览大楼；对于临时需要的宽带接入，流动工作站等，建立WLAN是理想的选择。
　　2 WLAN 网络智能管理系统功能
　　目前珠海WLAN 全网采用常用的AC（接入控制器）串联接入，下接汇聚交换机，采用传输到各热点区域或传输汇聚机房方式。现有1000 多个AP，分布于多个区域，大面积覆盖政府、酒店、医院等地。
　　随着人们对于无线数据业务的需求的增大，在将来，大部分热点地区仅仅有一个或者两三个WLAN接入点AP（Access Point）是不够的。因此在业务繁忙的地区，需要布置一个能够满足业务带宽需求的小型无线网络。这种网络的特点在于：网络接入点AP数目比较多；AP位置比较不确定，可能根据需要增加、减少或者移动节点。
&&& 在这种背景的需求下，智能网络优化技术将成为新的研究热点。智能网络优化技术是指通过在AP之间动态实时地分配频率、功率、用户以及业务流量使得整个无线网络的容量最大，性能最佳。它无疑将是未来无线局域网大规模应用的关键技术。
　　系统中直接面向用户业务的有4 个子功能模块，按照主要功能作用可分为WLAN 设备管理模块、用户行为功能模块、日志功能模块和集成功能模块四大类。
　　WLAN 设备管理模块包括很多模块，如无线参数监控、性能监控（CPU、监控）、用户认证模块、监控、事件综合管理、排名等。用户行为分析模块包括用户接入时长、用户接入AP、用户漫游情况、用户接入时段、用户使用流量、流量应用分布、用户访问目的、用户行为指纹、用户特征识别。流量分析包括接口分析、应用分布、会话分析、流量报表、网间流量分析、流量告警、日志告警、流量事件管理、流量过滤。日志管理包括SYSLOG 日志、Trap 日志、日志匹配。
　　WLAN 网络智能着力解决以下关键技术问题： a）对小型网络设备运行状况的数据抓取进行全面支持。b）全面支持各种网络和主机设备。c）统一支持多种采集手段。d）一个可定制性极强的监控框架，大幅降低定制费用。e）充分挖掘已有管理系统的潜力，减少用户方管理系统软件投入，提高管理效果。f）设备管理、用户户管理双核心。g）高效率、高可靠性，对硬件环境要求不高。
　　3 WLAN 网络智能管理系统原理
　　3.1 统一采集平台（UNICOL）和多采集（MUTICOL）
　　WLAN 的监控对象大多是接入层的AP 设备，这些设备价格较便宜、网管功能不健全、监控方式不标准， 且型号众多， 通用网管系统不做改动很难支持。另一方面，AP 设备虽然类型复杂，但功能却相对统一。功能的相对统一决定了其监控指标的展现也相对统一。
　　结合WLAN 系统的这两大特点，构造了统一采集平台。该平台将监控指标的采集与展现彻底分离，摆脱了传统的采集模块与展现模块结合在一起的方式，以略微牺牲一点展现的丰富性为代价，换取了采集模块的极端灵活和高效。
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　　对于那些部署WLAN并在无线环境中支持最终用户和应用的网络管理员来说，看待无线网络通常有着不同的视角。
　　客户端的“黏性”
　　在一个理想的情形下，任何获得Wi-Fi联盟认证的802.11客户端设备在与相同网络类型的接入点(同样获得Wi-Fi联盟认证)通信时都应表现出始终如一的性能。但是，Wi-Fi联盟只认证产品的互操作性，并不证明或判断某一个客户端或AP的性能，目前不同客户端设备之间的性能还存在一些差异。
　　为了更好地管理无线网络，一个值得提倡的做法是向未来的系统厂商询问客户端到AP的联系和漫游是如何进行的(尤其当你寻求利用Wi-Fi进行语音通信时)。在今天市场上的大多数系统中，是由客户端决定它连接到哪个AP以及何时漫游到另一台AP上。不过，Meru Networks和Extricom的产品是两个例外，为了获得更大、更一致的总体网络性能，它们将决定权交给中央控制器。
　　不同的NIC(网络接口卡)通常表现出不同的性能，这主要取决于NIC厂商和驱动程序的配置。而802.11标准也并没有规定应当怎样做出客户端到AP联系的技术。
　　大多数自己做出决定的客户端利用信号强度作为它们的主要指标，尝试与最强的AP信号通信，同时利用监测收到帧的信噪比和数据速率来决定如何漫游到一个新的 AP。当信噪比和数据速率都比较低时，多数客户端会去寻找另一台AP。其中的许多客户端为了不中断正在进行的通信，尽可能推迟漫游。这种保持不动的倾向即所谓的客户端“黏性”。
　　一些NIC允许你在卡的驱动程序中配置NIC的黏性水平。但是请记住，对于某个客户端设备和用户而言的最佳配置，对整个网络来说并不一定就是最好的。例如，如果所有NIC都富有侵略性，网络上的竞争可能会大大增加。因此，管理员要做出客户端具有多大黏性的决定时，应当是从上到下有序进行的，而不是杂乱无章地将终端配置为不同的黏性水平。此外，还应该向厂商询问控制器软件管理不同客户端行为的能力。
　　管理员有话要说
　　除此以外，要想真正依靠无线作为主要网络手段，可靠性和安全性必须加以改进。精明的网络管理员可能会采取一些主动措施来确保这两方面因素在无线环境中达到预期的水平。
　　美国北卡罗来纳州WakeMed Health & Hospitals网络服务主管John Tuman表示，当谈到管理无线网络时，安全性是重中之重，在开发管理战略时不能被忽视。他解释说：“有线网络的安全性与生俱来，它内置在机构当中。而对于无线网络，必须首先通过数据加密来实现安全性。无线信号穿墙而出，在你真正开始担心可靠性之前，我建议先搞定安全性。”
　　另外，Tuman认为物理环境的变化和客户端设备的支持将成为WLAN管理员面临的难题。因此，设法控制你将要部署的设备类型并了解什么设备适合你的环境就变得十分重要。
　　马萨诸塞州Brandeis大学网络与系统主管John Turner则认为，选择WLAN厂商看似普通，实际上对于管理也至关重要。Turner说：“我会建议人们采用中央管理的、轻型接入点并进行场地评估。前期在对无线网络的全面调查上所投入的资金和时间最终将带来回报。”
　　对于纽约Morrisville州立大学的网络分析师Matt Barber来说，向同行网络管理员或机构了解特定厂商和产品是他可以提供的最好的建议。“你可以拜访那些正在使用你的目标厂商和产品的实际用户。 ”Barber说，“告诉他们你打算做什么，让他们详细讲解他们的接口及适用性是如何实现的，别忘了谈谈可能存在的问题有哪些。”
　　对于那些部署WLAN并在无线环境中支持最终用户和应用的网络管理员来说，看待无线网络通常有着不同的视角。
　　客户端的“黏性”
　　在一个理想的情形下，任何获得Wi-Fi联盟认证的802.11客户端设备在与相同网络类型的接入点(同样获得Wi-Fi联盟认证)通信时都应表现出始终如一的性能。但是，Wi-Fi联盟只认证产品的互操作性，并不证明或判断某一个客户端或AP的性能，目前不同客户端设备之间的性能还存在一些差异。
　　为了更好地管理无线网络，一个值得提倡的做法是向未来的系统厂商询问客户端到AP的联系和漫游是如何进行的(尤其当你寻求利用Wi-Fi进行语音通信时)。在今天市场上的大多数系统中，是由客户端决定它连接到哪个AP以及何时漫游到另一台AP上。不过，Meru Networks和Extricom的产品是两个例外，为了获得更大、更一致的总体网络性能，它们将决定权交给中央控制器。
　　不同的NIC(网络接口卡)通常表现出不同的性能，这主要取决于NIC厂商和驱动程序的配置。而802.11标准也并没有规定应当怎样做出客户端到AP联系的技术。
　　大多数自己做出决定的客户端利用信号强度作为它们的主要指标，尝试与最强的AP信号通信，同时利用监测收到帧的信噪比和数据速率来决定如何漫游到一个新的 AP。当信噪比和数据速率都比较低时，多数客户端会去寻找另一台AP。其中的许多客户端为了不中断正在进行的通信，尽可能推迟漫游。这种保持不动的倾向即所谓的客户端“黏性”。
　　一些NIC允许你在卡的驱动程序中配置NIC的黏性水平。但是请记住，对于某个客户端设备和用户而言的最佳配置，对整个网络来说并不一定就是最好的。例如，如果所有NIC都富有侵略性，网络上的竞争可能会大大增加。因此，管理员要做出客户端具有多大黏性的决定时，应当是从上到下有序进行的，而不是杂乱无章地将终端配置为不同的黏性水平。此外，还应该向厂商询问控制器软件管理不同客户端行为的能力。
　　管理员有话要说
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　　美国北卡罗来纳州WakeMed Health & Hospitals网络服务主管John Tuman表示，当谈到管理无线网络时，安全性是重中之重，在开发管理战略时不能被忽视。他解释说：“有线网络的安全性与生俱来，它内置在机构当中。而对于无线网络，必须首先通过数据加密来实现安全性。无线信号穿墙而出，在你真正开始担心可靠性之前，我建议先搞定安全性。”
　　另外，Tuman认为物理环境的变化和客户端设备的支持将成为WLAN管理员面临的难题。因此，设法控制你将要部署的设备类型并了解什么设备适合你的环境就变得十分重要。
　　马萨诸塞州Brandeis大学网络与系统主管John Turner则认为，选择WLAN厂商看似普通，实际上对于管理也至关重要。Turner说：“我会建议人们采用中央管理的、轻型接入点并进行场地评估。前期在对无线网络的全面调查上所投入的资金和时间最终将带来回报。”
　　对于纽约Morrisville州立大学的网络分析师Matt Barber来说，向同行网络管理员或机构了解特定厂商和产品是他可以提供的最好的建议。“你可以拜访那些正在使用你的目标厂商和产品的实际用户。 ”Barber说，“告诉他们你打算做什么，让他们详细讲解他们的接口及适用性是如何实现的，别忘了谈谈可能存在的问题有哪些。”
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本书由希赛教育组织编写，作为全国计算机技术与软件专业技术资格（水平）考试指定参考用书。在对历年考试试题进行分析和总结的基础上，本书着重对考试大纲规定的内容有重点地细化和深化，内容涵盖了最新的网络管理员考试大纲（2009版）的所有知识点。 阅读本书，就相当于阅读了一本详细的、带有知识注释的考试大纲。准
第 1 章 计算机科学基础 试看
第 2 章 计算机系统基础
第 3 章 计算机网络基础
第 4 章 计算机网络应用基础
第 5 章 网络管理基础
第 6 章 网络安全基础
第 7 章 标准化与知识产权
第 8 章 信息化基础
第 9 章 网络新技术
第 10 章 小型局域网的组建
第 11 章 网络设备的配置
第 12 章 网络服务器的配置
第 13 章 网络接入与服务
第 14 章 网页编程技术
第 15 章 网络安全技术
第 16 章 计算机应用