澳門WLAN的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案

1、澳門WLAN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案大唐電信（天津）技術(shù)服務(wù)有限公司2010年4月目錄一、WLAN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化背景2二、WLAN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化31.有線側(cè)優(yōu)化32.無線側(cè)優(yōu)化42.1.抗干擾技術(shù)優(yōu)化42.1.1.WLAN信道的合理優(yōu)化42.1.2降低AP發(fā)射功率優(yōu)化42.1.3 802.11b用戶干擾52.2用戶業(yè)務(wù)VLAN的細(xì)化62.2.1 VLAN細(xì)化前后的分析62.2.2 VLAN細(xì)化帶來的優(yōu)勢(shì)72.2.3 增加訪問控制列表（ACL）過濾用戶VLAN內(nèi)病毒的傳播82.3合理限制用戶帶寬82.4端口隔離功能82.5網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)控92.6 AP覆蓋區(qū)域優(yōu)化92.7 AP容量負(fù)荷的優(yōu)化102.8 天線安裝位置及數(shù)量的

2、優(yōu)化（某高校為例）102.8.1 天線位置調(diào)整一102.8.2 天線位置調(diào)整二11一、 WLAN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化背景隨著澳門WLAN網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，隨后將會(huì)出現(xiàn)WLAN網(wǎng)絡(luò)干擾源多，用戶密集，用戶下載，視頻業(yè)務(wù)以及網(wǎng)游業(yè)務(wù)較多，對(duì)網(wǎng)絡(luò)QoS要求高等特點(diǎn)，我們采用多種技術(shù)手段優(yōu)化WLAN網(wǎng)絡(luò)。二、 WLAN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化1. 有線側(cè)優(yōu)化1、將用戶的認(rèn)證和AP設(shè)備的管理和控制和進(jìn)行分離如果把有線和無線用戶的認(rèn)證、計(jì)費(fèi)、帶寬管理由BRAS完成，AC主要負(fù)責(zé)AP的集中管理和控制，采用BRAS+Radius+Portal這種認(rèn)證方式方案，通過如此改造優(yōu)勢(shì)如下：2、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)清晰合理，層次分明。業(yè)務(wù)擴(kuò)展好，可以快速部署增值業(yè)

3、務(wù)，便于定制各種套餐業(yè)務(wù)，以發(fā)展個(gè)性化用戶群體。方便維護(hù)管理，維護(hù)人員熟悉BRAS，可以開展各種業(yè)務(wù)，不用對(duì)AC進(jìn)行配置。 3、業(yè)務(wù)與設(shè)備控制分離，符合未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)。將用戶的DHCP Server功能從AC上分離AC主要功能是對(duì)AP的管理和控制以及無線網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)態(tài)管理，啟用DHCP Server功能會(huì)消耗AC的資源，大大影響AC的性能。而且當(dāng)啟用DHCP Server功能分配一定的IP地址后，AC的DHCP性能會(huì)下降，有可能出現(xiàn)AC分配IP地址慢或失敗等現(xiàn)象。另一個(gè)方面，由BRAS設(shè)備或?qū)ｉT的DHCP Server給用戶分配IP地址有利于運(yùn)營商對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)的統(tǒng)一規(guī)劃。4、將NAT功能從AC上分

4、離由于瘦AP架構(gòu)下，AC與AP通過CAPWAP協(xié)議通信，AC需要完成所管轄的所有AP的隧道數(shù)據(jù)的打包和解包工作，如果再由AC完成NAT轉(zhuǎn)換，進(jìn)行IP地址轉(zhuǎn)換，IP頭校驗(yàn)等，則會(huì)消耗AC的資源，大大影響AC的性能。另一方面，由BRAS等上層設(shè)備完成NAT轉(zhuǎn)換更合理，有利于運(yùn)營商整體網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，而且當(dāng)AC下有AP需要設(shè)為本地轉(zhuǎn)發(fā)模式時(shí)，由于流量不經(jīng)過AC，也影響了業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)。5、保證有線端傳輸質(zhì)量如果有線端傳輸質(zhì)量無法保證，出現(xiàn)時(shí)延較高、丟包率較高等問題，將嚴(yán)重影響AP下連接用戶的上網(wǎng)體驗(yàn)。2. 無線側(cè)優(yōu)化2.1. 抗干擾技術(shù)優(yōu)化2.1.1. WLAN信道的合理優(yōu)化一般情況下，WLAN使用的都是1、6

5、、11三個(gè)信道。但是，在實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)部署中，無同頻干擾的情況是很難避免的。我們可以通過合理的信道調(diào)整，最大可能的避免同頻干擾。如下圖立體的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：2.1.2降低AP發(fā)射功率優(yōu)化實(shí)際測(cè)試表明當(dāng)同頻干擾信號(hào)在-75dBm的信號(hào)強(qiáng)度或者更高時(shí)，對(duì)AP的吞吐量造成的影響比較明顯，AP的吞吐量下降到30%，顯然這對(duì)網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量造成巨大影響。通常，我們只要能滿足用戶的正常需求，就降低AP的發(fā)射功率，如降低50%，信號(hào)之間的會(huì)減少3dB，但是在AP的邊緣覆蓋區(qū)域，信號(hào)可能下降高達(dá)十幾dB，盡量將同頻干擾信號(hào)強(qiáng)度控制在-75dBm或者更低，才可以有效的減少同頻干擾情況。此優(yōu)化方法針對(duì)于AP單獨(dú)布防的組網(wǎng)改進(jìn)比

6、較明顯，但是對(duì)于AP室分合路的部署方案，由于AP功率的大小，依據(jù)連接天線的數(shù)量的多少配置稍有差別。后期優(yōu)化需要根據(jù)每個(gè)AP實(shí)際配置安裝天線的多少來調(diào)整AP的功率大小。2.1.3 802.11b用戶干擾如果網(wǎng)絡(luò)中客戶端以802.11b模式接入到網(wǎng)絡(luò)，那么對(duì)整體的網(wǎng)絡(luò)影響很大。例如，下面2個(gè)圖分別是相距40m的兩個(gè)802.11b的AP使用1、6信道和1、1信道時(shí)的網(wǎng)絡(luò)吞吐量.在使用非干擾頻段時(shí),兩AP總吞吐量可以接近11Mbit/s;在同頻時(shí)總吞吐量不足6Mbit/s,此時(shí)2個(gè)AP與非干擾情況下1個(gè)AP的吞吐量接近.所以,在有限范圍內(nèi)單純采用增加AP的辦法是無法提高網(wǎng)絡(luò)容量的。具體解決辦法，關(guān)閉8

7、02.11b的低速率的廣播，使802.11b用戶無法接入網(wǎng)絡(luò)。2.2用戶業(yè)務(wù)VLAN的細(xì)化由于網(wǎng)絡(luò)AP數(shù)量較多，我們把整個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分為一個(gè)用戶業(yè)務(wù)VLAN，高峰期時(shí)，同一個(gè)VLAN內(nèi)會(huì)有大量的用戶，出現(xiàn)大量的廣播報(bào)文。廣播報(bào)文的泛濫，必然影響到數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?。因此，可以將用戶VLAN做更細(xì)一步的優(yōu)化，比如到一棟樓或者一層樓一個(gè)用戶VLAN，來隔離廣播報(bào)文，有效的降低廣播報(bào)文占用過多資源的情況。2.2.1 VLAN細(xì)化前后的分析例如：前期我們?cè)诹謽I(yè)大學(xué)已經(jīng)做過部分的優(yōu)化， 業(yè)務(wù)VLAN優(yōu)化前：ARP廣播包占36%業(yè)務(wù)VLAN優(yōu)化后：ARP廣播包占1.982.2.2 VLAN細(xì)化帶來的優(yōu)勢(shì)VLAN的

8、細(xì)化，可以減少由于交換機(jī)偶爾的配置疏忽，導(dǎo)致交換機(jī)設(shè)備環(huán)路引發(fā)的同一VLAN下業(yè)務(wù)癱瘓的問題。有效限制環(huán)路交換機(jī)設(shè)備數(shù)量，提高故障排查率。2.2.3 增加訪問控制列表（ACL）過濾用戶VLAN內(nèi)病毒的傳播由于業(yè)務(wù)VLAN內(nèi)Nbns等netbios廣播和其他由于客戶端病毒引起的廣播過多占用帶寬，使得高峰期用戶上網(wǎng)質(zhì)量大大下降，嚴(yán)重時(shí)候可能造成網(wǎng)絡(luò)擁塞，這些病毒主要由于客戶端windows XP系統(tǒng)默認(rèn)打開了135、137、138、139等端口。例如，著名的沖擊波病毒就是由135端口進(jìn)入，導(dǎo)致用戶機(jī)器中毒無法正常的瀏覽網(wǎng)頁和收發(fā)郵件，同時(shí)使得局域網(wǎng)擁塞嚴(yán)重。通過在業(yè)務(wù)VLAN內(nèi)實(shí)施ACL丟棄基于這

9、些端口的報(bào)文，對(duì)于優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量起到很好的作用。2.3合理限制用戶帶寬如果澳門WLAN用戶經(jīng)常使用下載工具下載文件，這類大流量業(yè)務(wù)會(huì)耗盡空口帶寬，從而導(dǎo)致其他用戶訪問網(wǎng)絡(luò)慢，ping丟包等問題。為了保證WLAN網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行穩(wěn)定，用戶之間影響減少，對(duì)用戶做適當(dāng)?shù)南匏?。例?Mbps或者2Mbps。2.4端口隔離功能如果澳門WLAN網(wǎng)絡(luò)中存在大量的廣播報(bào)文，每一個(gè)廣播報(bào)文都會(huì)向所有有用戶的AP上廣播一份，而且在空間媒質(zhì)中，廣播報(bào)文通常會(huì)使用最低速率發(fā)送廣播報(bào)文，所以，當(dāng)廣播報(bào)文比較多的時(shí)候，會(huì)占用較多的空間帶寬，從而在一定程度上影響到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。可以在AC、AP或2層交換機(jī)上啟用二層隔離功能，從而控

10、制用戶只能訪問網(wǎng)關(guān)設(shè)備，而不能互相訪問，這樣可以減少WLAN網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的廣播流量，提高整體的網(wǎng)絡(luò)性能。2.5網(wǎng)絡(luò)性能監(jiān)控隨著WLAN網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的不斷壯大，對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能監(jiān)控尤為重要。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的性能數(shù)據(jù)：如網(wǎng)絡(luò)流量，用戶數(shù)等指標(biāo)可以全面反映整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的健康和負(fù)荷狀況。在接入網(wǎng)部分，AP、ONU交換機(jī)是重要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可以通過單個(gè)AP的用戶數(shù)、輸入輸出流量，ONU交換機(jī)的輸入輸出流量等，通過這些指標(biāo)可以判斷接入網(wǎng)是否健康，是否需要擴(kuò)容。在核心網(wǎng)部分，OLT、核心交換機(jī)、AC是重要的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，可監(jiān)控OLT、核心交換機(jī)以及AC的輸入輸出流量，來判斷核心網(wǎng)是否健康，是否需要擴(kuò)容。下面是我們前期針對(duì)某地用戶數(shù)

11、和用戶下載速率的一個(gè)平均計(jì)算，可以反映到整個(gè)校園上行帶寬的問題。無論用戶數(shù)增加還是減少，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)帶寬的都在300M左右。要么廣播包占用很大帶寬，要么整個(gè)網(wǎng)絡(luò)帶寬不夠，需要擴(kuò)容進(jìn)行的一個(gè)判斷。時(shí)間學(xué)校用戶數(shù)下載速率總帶寬（bps）2009-12-1012:3032811713:006325313:3036410914:002122042.6 AP覆蓋區(qū)域優(yōu)化AP的位置首先應(yīng)根據(jù)實(shí)際的場(chǎng)景和需求初步進(jìn)行選擇，然后再通過實(shí)地測(cè)量進(jìn)行調(diào)整。定位需要遵循兩個(gè)原則：AP的覆蓋區(qū)域之間無間隙，AP之間重疊區(qū)域最小。第一條原則保證所有的區(qū)域都能覆蓋到，而第二條原則是要盡可能減少所需的AP數(shù)量。AP覆蓋區(qū)域

12、的確定需要根據(jù)接收到的信號(hào)強(qiáng)度來決定，做法是先設(shè)定一個(gè)信號(hào)強(qiáng)度閥值，例如為滿足某個(gè)區(qū)域的無線終端點(diǎn)播流媒體課件的需求，通過測(cè)量得知信噪比SNR10dB是能夠保證點(diǎn)播流媒體課件質(zhì)量穩(wěn)定的最低信號(hào)強(qiáng)度，所以可將10dB作為閥值，凡是信號(hào)強(qiáng)度不低于這個(gè)閥值的區(qū)域就確定為AP的覆蓋區(qū)域；然后進(jìn)行實(shí)地測(cè)量，并記錄，產(chǎn)生AP的覆蓋區(qū)域圖；最后根據(jù)定位原則進(jìn)行調(diào)整，直到滿意為止。2.7 AP容量負(fù)荷的優(yōu)化WLAN的優(yōu)化設(shè)計(jì)不僅要從覆蓋范圍的角度來考慮，還要考慮其負(fù)載能力，以保證服務(wù)質(zhì)量。以布置無線教室為例，假設(shè)實(shí)際的需求是要保證30個(gè)學(xué)生同時(shí)點(diǎn)播多媒體課件，一個(gè)AP不能滿足要求，需要在同一教室里面布置兩個(gè)A

13、P。由于用戶需求是動(dòng)態(tài)變化的，AP的實(shí)際負(fù)載可能會(huì)加重或減輕，這些變化可以通過對(duì)WLAN監(jiān)視得知。網(wǎng)絡(luò)管理員應(yīng)根據(jù)實(shí)際變化對(duì)AP的數(shù)量和分布作出調(diào)整?？傊?，良好的WLAN設(shè)計(jì)不僅可以保證較好的服務(wù)質(zhì)量，也可以減少AP的使用數(shù)量從而節(jié)約成本，其前提是事先經(jīng)過充分的實(shí)地測(cè)量和評(píng)估。2.8 天線安裝位置及數(shù)量的優(yōu)化（某高校為例）2.8.1 天線位置調(diào)整一目前我們的設(shè)計(jì)方案，為每個(gè)宿舍門口安裝一根天線來解決宿舍內(nèi)的覆蓋問題，由于天線安裝環(huán)境導(dǎo)致天線距離墻壁太近，不足10CM，天線主波瓣并沒有完全覆蓋宿舍，導(dǎo)致宿舍內(nèi)信號(hào)不穩(wěn)定，反而使更多的反射波影響到對(duì)面的其他的宿舍，使該宿舍的用戶并沒有完全使用該覆蓋區(qū)域的AP。建議更改天線位置。 設(shè)計(jì)天線安裝圖2.8.2 天線位置調(diào)整二鑒于此高校宿