淺談 高密度無線局域網的相關問題
隨著用戶對無線網絡需求的不斷發展,無線局域網也應運而生。像網絡從窄帶發展到寬帶一樣,為了使無線網絡速度更快,容量更大,高密度無線局域網也迎來了它的時代。下面,就詳細介紹一下高密度無線局域網。
作為美國Knoxville市田納西大學的IT經理,Philippe Hanset一直對Slingbox(指通過網絡實現視頻傳輸的各種設備)和校園無線局域網之間的交互問題感到頭疼。
有家廠商一直在殷勤地向新生推銷其Slingbox,只要是具備有線電視服務的宿舍都可以安裝該產品。無線局域網可以幫助他們將視頻流節目傳輸至校園任何地點的筆記本電腦中。想象一下,學生的數百臺筆記本電腦隨時隨地都能打開“美國偶像”這樣的視頻流內容將會使怎樣的場景。Hanset承認,“這將帶來巨大的挑戰。”但他故意弱化問題的嚴重程度。
類似這樣的部署是無線局域網管理員往往要面對的擴展挑戰,要在繼續擴大規模的同時支持更多的用戶,并且為更加苛刻的應用提供服務。在大型無線局域網部署中,高等教育已經成為這些問題的試驗中心。
早期的無線局域網側重于覆蓋某些特定地區內接入點數量的增長。但在今天,許多無線管理員正在將注意力轉移到容量的擴展問題上。 這一側重點具有相當廣泛的內容,促使人們更深入地理解接入點的能力范圍,并更加關注后臺系統、服務器和網絡的擴展。
高密度無線局域網的興起
Brad Noblet曾擔任Dartmouth和哈佛大學IT主管,現任BN Consulting公司的獨立顧問。他說:“我們已經習慣于每個區域中有20至50名無線用戶,另外這20至50名用戶還可能在50或100英尺之外。”其假設是:很少有用戶只需要電子郵件或Web搜索服務。
目前,低密度無線局域網正在讓位于高密度無線局域網,這對網絡管理員提出了新的挑戰。Brandeis大學是一所位于馬薩諸塞州Waltham 市的高等學府。該大學網絡及系統主管John Turner說:“我們最初在三年前部署了這套無線局域網,當時的無線客戶端寥寥無幾。可現在,每個人都帶著筆記本電腦。”
擴展的挑戰還包括向用戶的應用提供充足的無線和有線帶寬。Noblet說:“隨著用戶的數量越來越多,這些擴展問題正變得越來越明顯,我們必須有所行動。” 這種行動包括許多客戶端將被連接至接入點并獲得IP地址,然后進行驗證,取得足夠的應用帶寬(無線和有線),并且以網民的身份約束自己的行為。
根據容量配置接入點
Noblet敦促網絡管理員們針對性能(或容量)對接入點進行配置,而不是其接入數量。他發現,一些接入點的配置中沒有任何客戶端關聯方面的限制。如果大量用戶聚集在該接入點周圍,他們會發現連接速度極慢,或者根本就沒有連接。Noblet說:“真正的問題在于,要理解某個特定數據流的吞吐性能。”
但是,每個人都同意接入點一級的容量規劃更多的是藝術而非科學。Carnegie Mellon大學(CMU)網絡服務助理主任Dan McCarriar說:“在談到這個主題時,我想強調在我們的部署環境中,最了解用戶和應用場景的并不是廠商,而是我們這些IT專業人員。”
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備,其中Aruba公司的設備用于教學區,而Xirrus的設備則用于宿舍區。Xirrus的套裝包括一臺無線局域網控制器,以及4、8或16個Wi-Fi收發器,安裝在一種超大“煙霧報警器”式的容器內,被稱為陣列,該裝置內的分區式天線可以防止干擾。因此,CMU只需將單個陣列插入到高密度區域中即可,完全不需要進行復雜的微蜂窩規劃和管理。
與DHCP保持同步
在某些情況下,DHCP服務器無法與涌入的客戶端保持同步,但CMU的DHCP服務器能夠保持同步。關鍵在于為這些類型的服務設計一種集中式的IT基礎設施,使有線和無線客戶端都可以使用,并且迅速方便地實現擴展。
在未來,Turner計劃將位置和移動性服務與DHCP綁定,在園區內創造出更加無縫的移動體驗。他說:“DHCP服務器并不知道某人已經斷開連接。我們可以在中心無線局域網控制器和DHCP之間做一些事情,這樣就不需要再為一去不復返的那些人繼續保留地址。”
Hanset則指出,田納西大學遇到的DHCP問題稍有不同:宿舍中一些學生的筆記本電腦或“流氓”接入點本身就擔當起了DHCP服務器的角色,為提出請求的客戶端提供DHCP租用。該學校在交換機端口或Aruba無線局域網控制器上阻止了這些主機。
另外一項擴展問題是,當客戶端獲得IP地址后,會根據自己的需要盡可能長時間地保留這些地址,因此同一子網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目前運行著一個扁平式的無線局域網,網絡設計和開發經理Scott Ambrose計劃收集大量的統計數據,內容涉及網絡中設備的平均數、用戶的峰值數量,以及用戶接入的接入點位置等。所有這些數據都將用于規劃分區的規模和數量,以及如何為每個分區分配可用的IP地址。
多媒體擴展
多媒體的使用正在突飛猛進,而且802.11n有望使這種爆發式增長更進一步。所有這些大學都在對無線局域網的組播支持進行配置,目的是盡可能地降低帶寬需求。用戶事實上可以調節進入單個組播流(類似于收看廣播電視),而不是每個人接收自己的獨立單播流。Noblet說:“您必須了解自己的應用,并且知道自己的服務內容。只有這樣才能確定是否使用單播或組播傳輸。”
田納西大學的Hanset 說:“只要可能,我們便會啟用組播。但為了進一步改善性能,大學還禁用了無線局域網的最低數據傳輸速率,即1M和2Mbps。因此每個廣播包都以5.5Mbps的速率發送。”
Carnegie大學的McCarriar則表示,應當對每一項內容進行測試。他警告說:“廠商提供的組播支持已經成為一種普遍現象。”
11n并非萬能良藥
或許有人會認為802.11n是解決高密度無線局域網的法寶,但是他們錯了。本文提到的所有用戶都在采用或評估11n,該標準可望提供比現有802.11a/b/g無線局域網高五至六倍的吞吐量。容量增加當然是件好事,但所有的人都認為,即使有了11n,仍然需要進行仔細、精確的端對端容量規劃。田納西大學IT經理Philippe Hanset說:“這一標準可以保證更快的速度,但它并不能阻止一個人占用多數帶寬。我希望能夠有一種無線局域網中的公平共享機制來防止這一現象的出現,尤其是在高密度無線網絡區域。”
同時,11n的吞吐量可能會嚴重受到上行連接帶寬不足的影響。經過測試表明,一個Aruba的11n接入點在通常的網絡環境中可以提供80至90Mbps的速率,但在局域網使用千兆連接設備時,帶寬則可以提升至160Mbps。此外,在許多遷移過程中,企業只是用11n設備簡單地替換掉了11a/b/g接入點,而忘了11n產品還可以使用5GHz頻率。在這個頻率下,信道變得更多而無線電噪音則大為減少,因此進行一些調整是必需的。
不過,5GHz頻段下的信號傳播能力不如2.4GHz頻段,某學校安裝了11n接入點,并且希望其在5GHz波段下能夠取得更好的性能,但在經過兩道墻之后,信號就已經消失了。11n并非萬能良藥,解決高密度無線局域網擴展問題并不是那么簡單。