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漫游簡介:


WLAN漫游是指STA在不同AP覆蓋范圍之間移動,且保持用戶業務不中斷的行為。如下圖所示,STA1從AP1的覆蓋范圍移動到AP2的覆蓋范圍時保持業務不中斷。

 

WLAN無線漫游詳解

 

 

WLAN漫游策略主要解決以下問題:

1:避免漫游過程中的認證時間過長導致丟包甚至業務中斷

  802.1x認證、Portal認證等認證過程報文交互次數和時間,大于WLAN連接過程,所以漫游需要避免重新認證授權及密鑰協商過程。

2:保證用戶授權信息不變

  用戶的認證和授權信息,是用戶訪問網絡的通行證,如果需要漫游后業務不中斷,必須確保用戶在AC上的認證和授權信息不變

3:保證用戶IP地址不變

  應用層協議均以IP地址和TCP/UDP Session為用戶業務承載,漫游后的用戶必須能夠保持原IP地址不變,對應的TCP/UDP Session才能不中斷,應用層數據才能夠保持正常轉發

 

漫游分類:

根據STA是否在同一個子網內漫游,可以將漫游分為二層漫游和三層漫游

  三層漫游:

    如果兩個子網的VLAN ID不同,那么這兩個子網處于不同的網段,STA在這兩個子網漫游屬于三層漫游

  二層漫游:

    網絡中出現以下情況,兩個子網的VLAN ID相同,但是這兩個子網又屬于不同的子網。此時需要通過漫游域來確定設備是否在同一個子網內,只有當VLAN相同且漫游域也相同的時候才是二層漫游,否則是三層漫游

 

漫游基本原理

AC內漫游切換過程

  1、切換檢測:當STA檢測到要發生快速切換時,將向各信道發送切換請求。

  STA監聽各信道beacon,發現新AP滿足漫游條件,向新AP發送probe請求。新AP在其信道中收到請求后,通過在信道中發送應答來進行響應。STA收到應答后,對其進行評估,確定同哪個AP關聯最合適。

    

WLAN無線漫游詳解

 

  2、切換觸發:STA達到漫游閾值就會觸發切換

  對于觸發條件,不同的STA會有不同的方式:

    **根據當前AP和鄰近AP信號強度的對比,達到門限值就啟動切換

    **根據業務,例如丟包率,達到門限值就啟動切換,此切換觸發方式較慢,效果差

  

WLAN無線漫游詳解

 

  3、切換操作:關聯新AP,解除與老AP的關聯

    不同的STA會有不同的操作方式,一般情況,STA在發送切換請求后,發送關聯新AP的請求,待請求被接受后,再關聯新的AP,然后解除與老AP的關聯。但有的STA也會先解除與老AP的關聯,再關聯新AP

WLAN無線漫游詳解

 

 

WLAN漫游的網絡架構

 

WLAN無線漫游詳解

 

 

相關概念:

&& 漫游組:在WLAN網絡中,可以對不同的AC進行分組,STA可以在同一個組的AC間進行漫游,這個組就叫漫游組。如圖,AC1和AC2組成一個漫游組。

&& AC間隧道:為了支持AC間漫游,漫游組內的所有AC需要同步每個AC管理的STA和AP設備信息,因此在AC間建立一條隧道作為數據同步和報文轉發的通道。

&& Master Controller:STA在同一個漫游組內的AC間進行漫游,需要漫游組內的AC能夠試別組內其他AC。通過選定一個AC作為Master Controller,在該AC上維護漫游組成員表,并下發到漫游組內AC,使各AC之間相互試別并建立AC間隧道,如圖,選的AC1作為Master Controller.

  * Master Controller既可以是漫游組外的AC,也可以在漫游組內選擇一個AC

  * Master Controlle管理其他AC的同時,不能被其他Master Controlle管理

&& AC內漫游:如果漫游過程中關聯的是同一個AC,則是AC內漫游,如圖STA從AP1漫游到AP2即是AC內漫游

&& AC間漫游:如果漫游過程中關聯的不是同一個AC,則是AC間漫游,如圖STA在從Ap1漫游到AP3的過程即為AC間漫游

&& HAC (Home AC):STA首次與漫游組內某個AC進行關聯,則該AC為它的HAC

 HAP (Home AP):STA首次與漫游組內某個AP進行關聯,則該AP為它的HAP

  FAC(Foreign AC):STA漫游后關聯的AC即為它的FAC

  FAP(Foreign AP):STA漫游后關聯的AP即為它的FAP

 

漫游應用場景

二層漫游

  

WLAN無線漫游詳解

 

二層漫游后,STA仍然在原來的子網中,FAP/FAC對二層漫游用戶的報文轉發同普通新上線用戶沒有區別,直接在FAP/FAC本地網絡轉發,不需要通過AC間隧道轉回到HAP中轉

漫游前:

  STA發送業務報文到HAP

  HAP接收到STA發送的業務報文并發送給HAC

  HAC直接將業務報文發送給上層網絡

漫游后:

  STA發送業務報文給FAP

  FAP接收到STA的業務報文,并發送給FAC

  FAC直接將業務報文發送給上層網絡

 

三層漫游--隧道轉發模式

WLAN無線漫游詳解

 

三層漫游時,用戶漫游前后不在同一個子網中,為了支持用戶漫游后仍能正常訪問漫游前網絡,需要將用戶流量通過隧道轉發到原來的子網中轉。

隧道轉發模式下,HAP和HAC之間業務報文通過CAPWAP隧道封裝,此時可以將HAP和HAC看作在同一個子網內,報文無需返回到HAP,直接通過HAC中轉到上層網絡

漫游前:

  STA發送業務報文給HAP

  HAP接收到STA發送的業務報文并發送給HAC

  HAC直接將業務報文發送給上層網絡

漫游后:

  STA發送業務報文給FAP

  FAP接收到STA發送的業務報文并發送給FAC

  FAC通過HAC和FAC之間的AC間隧道將業務報文轉發給HAC

  HAC直接將業務報文轉發給上層網絡

 

三層漫游--直接轉發模式

WLAN無線漫游詳解

 

 

直接轉發模式下,HAP和HAC之間的業務報文不通過CAPWAP隧道封裝,無法判定HAP和HAC是否在同一個子網內,此時設備默認報文需要返回到HAP進行中轉。如果HAP和HAC在同一個子網時,可以將家鄉代理設置為性能更強的HAC,減少HAP的負荷并提高轉發效率

用戶漫游到其他AP后,默認以HAP作為家鄉代理。用戶漫游時,自動在FAP和家鄉代理間建立一條隧道,用戶的流量通過家鄉代理中轉,以保證用戶漫游仍能訪問原網絡

漫游前:

  STA發送業務報文到HAP

  HAP接收到STA發送的業務報文并發送給HAC

  HAC直接將業務報文發送給上層網絡

漫游后:

  STA發送業務報文給FAP

  FAP接收到STA發送的業務報文,并發送給FAC

  FAC通過HAC和FAC之間的隧道,將業務報文轉發給HAC

  HAC將業務報文發送給HAP

  HAP直接將業務報文發送給上層網絡

設置AC為家鄉代理:

  STA發送業務報文給FAP

  FAP接收到STA發送的業務報文并發送給FAC  

  FAC通過HAC和FAC之間的隧道,將業務報文轉發給HAC

  HAC將業務報文發送給上層網絡

 

小型企業WLAN漫游

  企業部署AC設備對多臺AP進行管理,用戶可以通過AP1和AP2設備接入WLAN網絡。用戶進行辦公時,從AP1區域漫游到AP2區域時,網絡業務不中斷。

WLAN無線漫游詳解

 

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