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【技术】华为WLAN漫游技术白皮书

WLAN漫游概述

WLAN漫游是指STA在不同AP覆盖范围之间移动且保持用户业务不中断的行为。 

实现WLAN漫游的两个AP必须使用相同的SSID和安全模板(安全模板名称可以不同,但是安全模板下的配置必须相同),认证模板的认证方式和认证参数也要配置相同。  

WLAN漫游策略主要解决以下问题: 

  • 避免漫游过程中的认证时间过长导致丢包甚至业务中断。 

  • 保证用户授权信息不变。 

  • 保证用户IP地址不变。

终端在移动过程中,终端在移动过程中, 如果逐渐远离接入AP,则链路的信号质量也会逐步下降。当终端感知到信号质量降低一定程度(漫游门限)时,终端会主动漫游到附近AP来提高信号质量。 

如图所示,漫游一般包括如下动作: 

  • 终端已经与AP1建链,终端在各种信道中发送Probe Request。AP2在信道6(AP2使用的信道)中收到请求后,通过在信道6中发送应答来进行响应。终端收到应答后,对其进行评估,确定同哪个AP关联最合适。此时通过评估,终端与AP2关联最合适。 

  • 终端通过信道6向AP2发送关联请求,AP2使用关联响应做出应答,建立用户与AP2间的关联,至此,用户与AP1的关联一直保持。 

  • 删除用户与AP1现有的关联。终端通过信道1(AP1使用的信道)向AP1发送802.11解除关联信息,解除用户与AP1间的关联。

WLAN漫游的相关术语

1.AC内漫游:如果漫游过程中关联的是同一个AC,这次漫游就是AC内漫游。 

2.AC间漫游:如果漫游过程中关联的不是同一个AC,这次漫游就是AC间漫游。 

3.AC间隧道:为了支持AC间漫游,漫游组内的所有AC需要同步每个AC管理的STA和AP设备的信息,因此在AC间建立一条隧道作为数据同步和报文转发的通道。AC间隧道也是利用CAPWAP协议创建的。如图所示,AC1和AC2间建立AC间隧道进行数据同步和报文转发。 

4.漫游组服务器 

  • STA在AC间进行漫游,通过选定一个AC作为漫游组服务器,在该AC上维护漫游组的成员表,并下发到漫游组内的各AC,使漫游组内的各AC间相互识别并建立AC间隧道。 

  • 漫游组服务器既可以是漫游组外的AC,也可以是漫游组内选择的一个AC。 

  • 一个AC可以同时作为多个漫游组的漫游组服务器,但是自身只能加入一个漫游组。 

  • 漫游组服务器管理其他AC的同时不能被其他的漫游组服务器管理。也就是说如果一个AC是作为漫游组服务器角色负责向其他AC同步漫游配置的,则它无法再作为被管理者接受其他AC向其同步漫游配置(即配置了漫游组就不能再配置漫游组服务器)。 

  • 漫游组服务器作为一个集中配置点,不需要有特别强的数据转发能力,只需要能够和各个AC互通即可。 

5.家乡代理 

  • 能够和STA家乡网络的网关二层互通的一台设备。为了支持STA漫游后仍能正常访问家乡网络,需要将STA的业务报文通过隧道转发到家乡代理,再由家乡代理中转。STA的家乡代理由HAC或HAP兼任,如图所示,用户可以选取AC1或AP1作为STA的家乡代理。

WLAN漫游类型

二层漫游:1个无线客户端在2个AP(或多个AP)之间来回切换连接无线,前提是这些AP都绑定的是同1个SSID并且业务VLAN都在同1个VLAN内(在同一个IP地址段),漫游切换的过程中,无线客户端的接入属性(比如无线客户端所属的业务VLAN、获取的IP地址等属性)不会有任何变化,直接平滑过渡,在漫游的过程中不会有丢包和断线重连的现象。 

三层漫游漫游前后SSID的业务VLAN不同,AP所提供的业务网络为不同的三层网络,对应不同的网关。此时,为保持漫游用户IP地址不变的特性,需要将用户流量迂回到初始接入网段的AP,实现跨VLAN漫游。 

网络中有时候会出现以下情况:两个业务VLAN的VLAN ID相同,但是这两个子网又属于不同的子网。此时为了避免系统仅仅依据VLAN ID将用户在两个子网间的漫游误判为二层漫游,需要通过漫游域来确定设备是否在同一个子网内,只有当VLAN相同且漫游域也相同的时候才是二层漫游,否则是三层漫游。

WLAN漫游流量转发模型

根据WLAN数据转发类型以及跨三层与否,可将漫游流量转发模型划分为四种:

AC间二层漫游 - 直接转发

漫游前:

  • STA发送业务报文给HAP。

  • HAP接收到业务报文后经由网关(交换机)发送给上层网络。

漫游后:

  • STA发送业务报文给FAP。

  • FAP接收到业务报文后经由网关(交换机)发送给上层网络。

AC间二层漫游隧道转发与直接转发流量走向一致,不再赘述。

AC间三层漫游 - 隧道转发

漫游前: 

  1. STA发送业务报文给HAP。

  2. HAP接收到业务报文后通过CAPWAP隧道发送给HAC。

  3. HAC直接将业务报文经过交换机发送给上层网络。

漫游后:

  1. STA发送业务报文给FAP。

  2. FAP接收到业务报文后通过CAPWAP隧道发送给FAC 。

  3. FAC通过HAC和FAC之间的AC间隧道将业务报文转发给HAC。

  4. HAC直接将业务报文经由交换机发送给上层网络。

三层漫游时,用户漫游前后不在同一个子网中,为了使用户漫游后仍能正常访问漫游前的网络,需要将用户流量通过隧道中转到原来的子网。 

隧道转发模式下,HAP和HAC之间的业务报文通过CAPWAP隧道封装,此时可以将HAP和HAC看作在同一个子网内,报文无需返回到HAP, 直接通过HAC进行中转到上层网络。

AC间三层漫游 - 直接转发(HAP为家乡代理)

漫游前: 

  1. STA发送业务报文给HAP。

  2. HAP接收到业务报文后直接将业务报文经过交换机发送给上层网络。

漫游后:

  1. STA发送业务报文给FAP。

  2. FAP接收到STA发送的业务报文并通过CAPWAP隧道发送给FAC。

  3. FAC通过HAC和FAC之间的AC间隧道将业务报文转发给HAC。

  4. HAC通过CAPWAP隧道将业务报文发送给HAP。

  5. HAP直接将业务报文发送给上层网络。

直接转发模式下,HAP和HAC之间的业务报文不通过CAPWAP隧道封装,无法判定HAP和HAC是否在同一个子网内,此时设备默认报文需要返回到HAP进行中转。如果HAP和HAC在同一个子网时,可以将家乡代理设置为性能更强的HAC,减少HAP的负荷并提高转发效率。

AC间三层漫游 - 直接转发(HAC为家乡代理)

漫游前: 

  1. STA发送业务报文给HAP。

  2. HAP接收到业务报文后直接将业务报文经过交换机发送给上层网络。

漫游后:

  1. STA发送业务报文给FAP。

  2. FAP接收到STA发送的业务报文并通过CAPWAP隧道发送给FAC。

  3. FAC通过HAC和FAC之间的AC间隧道将业务报文转发给HAC。

  4. HAC直接将业务报文发送给上层网络。

直接转发模式下,HAP和HAC之间的业务报文不通过CAPWAP隧道封装,无法判定HAP和HAC是否在同一个子网内,此时设备默认报文需要返回到HAP进行中转。如果HAP和HAC在同一个子网时,可以将家乡代理设置为性能更强的HAC,减少HAP的负荷并提高转发效率。

AC间漫游配置介绍

 1.创建漫游组

[AC-wlan-view] mobility-group name   group-name

 2.向漫游组中添加成员,此处添加的AC的IP地址为AC的源IP地址。

[AC-mc-mg-group-name] member { ip-address ipv4-address | ipv6-address ipv6-address } [ description description ] 

配置漫游组。 

  • 如果指定了漫游组服务器,则需要在漫游组服务器上配置漫游组。 

  • 如果没有指定漫游组服务器,则各成员AC均需配置漫游组。

配置案例 (1)

  • HAP与HAC,FAP与FAC之间的组网方式为三层组网。

  • 配置HAC和FAC形成漫游组,保证STA的业务流量正常。

配置AC1和AC2的WLAN漫游功能:



配置案例 (2)

STA漫游后在AC上查看STA的漫游轨迹:


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