淺談 高密度無(wú)線局域網(wǎng)的相關(guān)問(wèn)題
隨著用戶對(duì)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)需求的不斷發(fā)展,無(wú)線局域網(wǎng)也應(yīng)運(yùn)而生。像網(wǎng)絡(luò)從窄帶發(fā)展到寬帶一樣,為了使無(wú)線網(wǎng)絡(luò)速度更快,容量更大,高密度無(wú)線局域網(wǎng)也迎來(lái)了它的時(shí)代。下面,就詳細(xì)介紹一下高密度無(wú)線局域網(wǎng)。
作為美國(guó)Knoxville市田納西大學(xué)的IT經(jīng)理,Philippe Hanset一直對(duì)Slingbox(指通過(guò)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)視頻傳輸?shù)母鞣N設(shè)備)和校園無(wú)線局域網(wǎng)之間的交互問(wèn)題感到頭疼。
有家廠商一直在殷勤地向新生推銷(xiāo)其Slingbox,只要是具備有線電視服務(wù)的宿舍都可以安裝該產(chǎn)品。無(wú)線局域網(wǎng)可以幫助他們將視頻流節(jié)目傳輸至校園任何地點(diǎn)的筆記本電腦中。想象一下,學(xué)生的數(shù)百臺(tái)筆記本電腦隨時(shí)隨地都能打開(kāi)“美國(guó)偶像”這樣的視頻流內(nèi)容將會(huì)使怎樣的場(chǎng)景。Hanset承認(rèn),“這將帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。”但他故意弱化問(wèn)題的嚴(yán)重程度。
類(lèi)似這樣的部署是無(wú)線局域網(wǎng)管理員往往要面對(duì)的擴(kuò)展挑戰(zhàn),要在繼續(xù)擴(kuò)大規(guī)模的同時(shí)支持更多的用戶,并且為更加苛刻的應(yīng)用提供服務(wù)。在大型無(wú)線局域網(wǎng)部署中,高等教育已經(jīng)成為這些問(wèn)題的試驗(yàn)中心。
早期的無(wú)線局域網(wǎng)側(cè)重于覆蓋某些特定地區(qū)內(nèi)接入點(diǎn)數(shù)量的增長(zhǎng)。但在今天,許多無(wú)線管理員正在將注意力轉(zhuǎn)移到容量的擴(kuò)展問(wèn)題上。 這一側(cè)重點(diǎn)具有相當(dāng)廣泛的內(nèi)容,促使人們更深入地理解接入點(diǎn)的能力范圍,并更加關(guān)注后臺(tái)系統(tǒng)、服務(wù)器和網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展。
高密度無(wú)線局域網(wǎng)的興起
Brad Noblet曾擔(dān)任Dartmouth和哈佛大學(xué)IT主管,現(xiàn)任BN Consulting公司的獨(dú)立顧問(wèn)。他說(shuō):“我們已經(jīng)習(xí)慣于每個(gè)區(qū)域中有20至50名無(wú)線用戶,另外這20至50名用戶還可能在50或100英尺之外。”其假設(shè)是:很少有用戶只需要電子郵件或Web搜索服務(wù)。
目前,低密度無(wú)線局域網(wǎng)正在讓位于高密度無(wú)線局域網(wǎng),這對(duì)網(wǎng)絡(luò)管理員提出了新的挑戰(zhàn)。Brandeis大學(xué)是一所位于馬薩諸塞州Waltham 市的高等學(xué)府。該大學(xué)網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)主管John Turner說(shuō):“我們最初在三年前部署了這套無(wú)線局域網(wǎng),當(dāng)時(shí)的無(wú)線客戶端寥寥無(wú)幾??涩F(xiàn)在,每個(gè)人都帶著筆記本電腦。”
擴(kuò)展的挑戰(zhàn)還包括向用戶的應(yīng)用提供充足的無(wú)線和有線帶寬。Noblet說(shuō):“隨著用戶的數(shù)量越來(lái)越多,這些擴(kuò)展問(wèn)題正變得越來(lái)越明顯,我們必須有所行動(dòng)。” 這種行動(dòng)包括許多客戶端將被連接至接入點(diǎn)并獲得IP地址,然后進(jìn)行驗(yàn)證,取得足夠的應(yīng)用帶寬(無(wú)線和有線),并且以網(wǎng)民的身份約束自己的行為。
根據(jù)容量配置接入點(diǎn)
Noblet敦促網(wǎng)絡(luò)管理員們針對(duì)性能(或容量)對(duì)接入點(diǎn)進(jìn)行配置,而不是其接入數(shù)量。他發(fā)現(xiàn),一些接入點(diǎn)的配置中沒(méi)有任何客戶端關(guān)聯(lián)方面的限制。如果大量用戶聚集在該接入點(diǎn)周?chē)?,他們?huì)發(fā)現(xiàn)連接速度極慢,或者根本就沒(méi)有連接。Noblet說(shuō):“真正的問(wèn)題在于,要理解某個(gè)特定數(shù)據(jù)流的吞吐性能。”
但是,每個(gè)人都同意接入點(diǎn)一級(jí)的容量規(guī)劃更多的是藝術(shù)而非科學(xué)。Carnegie Mellon大學(xué)(CMU)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)助理主任Dan McCarriar說(shuō):“在談到這個(gè)主題時(shí),我想強(qiáng)調(diào)在我們的部署環(huán)境中,最了解用戶和應(yīng)用場(chǎng)景的并不是廠商,而是我們這些IT專(zhuān)業(yè)人員。”
CMU目前已完成了一半的802.11部署工作,使用的是兩家廠商的設(shè)備,其中Aruba公司的設(shè)備用于教學(xué)區(qū),而Xirrus的設(shè)備則用于宿舍區(qū)。Xirrus的套裝包括一臺(tái)無(wú)線局域網(wǎng)控制器,以及4、8或16個(gè)Wi-Fi收發(fā)器,安裝在一種超大“煙霧報(bào)警器”式的容器內(nèi),被稱(chēng)為陣列,該裝置內(nèi)的分區(qū)式天線可以防止干擾。因此,CMU只需將單個(gè)陣列插入到高密度區(qū)域中即可,完全不需要進(jìn)行復(fù)雜的微蜂窩規(guī)劃和管理。
與DHCP保持同步
在某些情況下,DHCP服務(wù)器無(wú)法與涌入的客戶端保持同步,但CMU的DHCP服務(wù)器能夠保持同步。關(guān)鍵在于為這些類(lèi)型的服務(wù)設(shè)計(jì)一種集中式的IT基礎(chǔ)設(shè)施,使有線和無(wú)線客戶端都可以使用,并且迅速方便地實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展。
在未來(lái),Turner計(jì)劃將位置和移動(dòng)性服務(wù)與DHCP綁定,在園區(qū)內(nèi)創(chuàng)造出更加無(wú)縫的移動(dòng)體驗(yàn)。他說(shuō):“DHCP服務(wù)器并不知道某人已經(jīng)斷開(kāi)連接。我們可以在中心無(wú)線局域網(wǎng)控制器和DHCP之間做一些事情,這樣就不需要再為一去不復(fù)返的那些人繼續(xù)保留地址。”
Hanset則指出,田納西大學(xué)遇到的DHCP問(wèn)題稍有不同:宿舍中一些學(xué)生的筆記本電腦或“流氓”接入點(diǎn)本身就擔(dān)當(dāng)起了DHCP服務(wù)器的角色,為提出請(qǐng)求的客戶端提供DHCP租用。該學(xué)校在交換機(jī)端口或Aruba無(wú)線局域網(wǎng)控制器上阻止了這些主機(jī)。
另外一項(xiàng)擴(kuò)展問(wèn)題是,當(dāng)客戶端獲得IP地址后,會(huì)根據(jù)自己的需要盡可能長(zhǎng)時(shí)間地保留這些地址,因此同一子網(wǎng)中的這些地址就不可能重新分配給新到的客戶端。在某些情況下,地址可能被用盡。
CMU目前運(yùn)行著一個(gè)扁平式的無(wú)線局域網(wǎng),網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)經(jīng)理Scott Ambrose計(jì)劃收集大量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),內(nèi)容涉及網(wǎng)絡(luò)中設(shè)備的平均數(shù)、用戶的峰值數(shù)量,以及用戶接入的接入點(diǎn)位置等。所有這些數(shù)據(jù)都將用于規(guī)劃分區(qū)的規(guī)模和數(shù)量,以及如何為每個(gè)分區(qū)分配可用的IP地址。
多媒體擴(kuò)展
多媒體的使用正在突飛猛進(jìn),而且802.11n有望使這種爆發(fā)式增長(zhǎng)更進(jìn)一步。所有這些大學(xué)都在對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)的組播支持進(jìn)行配置,目的是盡可能地降低帶寬需求。用戶事實(shí)上可以調(diào)節(jié)進(jìn)入單個(gè)組播流(類(lèi)似于收看廣播電視),而不是每個(gè)人接收自己的獨(dú)立單播流。Noblet說(shuō):“您必須了解自己的應(yīng)用,并且知道自己的服務(wù)內(nèi)容。只有這樣才能確定是否使用單播或組播傳輸。”
田納西大學(xué)的Hanset 說(shuō):“只要可能,我們便會(huì)啟用組播。但為了進(jìn)一步改善性能,大學(xué)還禁用了無(wú)線局域網(wǎng)的最低數(shù)據(jù)傳輸速率,即1M和2Mbps。因此每個(gè)廣播包都以5.5Mbps的速率發(fā)送。”
Carnegie大學(xué)的McCarriar則表示,應(yīng)當(dāng)對(duì)每一項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行測(cè)試。他警告說(shuō):“廠商提供的組播支持已經(jīng)成為一種普遍現(xiàn)象。”
11n并非萬(wàn)能良藥
或許有人會(huì)認(rèn)為802.11n是解決高密度無(wú)線局域網(wǎng)的法寶,但是他們錯(cuò)了。本文提到的所有用戶都在采用或評(píng)估11n,該標(biāo)準(zhǔn)可望提供比現(xiàn)有802.11a/b/g無(wú)線局域網(wǎng)高五至六倍的吞吐量。容量增加當(dāng)然是件好事,但所有的人都認(rèn)為,即使有了11n,仍然需要進(jìn)行仔細(xì)、精確的端對(duì)端容量規(guī)劃。田納西大學(xué)IT經(jīng)理Philippe Hanset說(shuō):“這一標(biāo)準(zhǔn)可以保證更快的速度,但它并不能阻止一個(gè)人占用多數(shù)帶寬。我希望能夠有一種無(wú)線局域網(wǎng)中的公平共享機(jī)制來(lái)防止這一現(xiàn)象的出現(xiàn),尤其是在高密度無(wú)線網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。”
同時(shí),11n的吞吐量可能會(huì)嚴(yán)重受到上行連接帶寬不足的影響。經(jīng)過(guò)測(cè)試表明,一個(gè)Aruba的11n接入點(diǎn)在通常的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中可以提供80至90Mbps的速率,但在局域網(wǎng)使用千兆連接設(shè)備時(shí),帶寬則可以提升至160Mbps。此外,在許多遷移過(guò)程中,企業(yè)只是用11n設(shè)備簡(jiǎn)單地替換掉了11a/b/g接入點(diǎn),而忘了11n產(chǎn)品還可以使用5GHz頻率。在這個(gè)頻率下,信道變得更多而無(wú)線電噪音則大為減少,因此進(jìn)行一些調(diào)整是必需的。
不過(guò),5GHz頻段下的信號(hào)傳播能力不如2.4GHz頻段,某學(xué)校安裝了11n接入點(diǎn),并且希望其在5GHz波段下能夠取得更好的性能,但在經(jīng)過(guò)兩道墻之后,信號(hào)就已經(jīng)消失了。11n并非萬(wàn)能良藥,解決高密度無(wú)線局域網(wǎng)擴(kuò)展問(wèn)題并不是那么簡(jiǎn)單。