面向802.11n的下一代的WLAN体系架构---智能转发

概述
 

    随着行业用户对无线网络应用探索和建设速度的加快，行业用户对网络应用的需求逐渐扩大。运营商、学校、大型企业等行业用户的需求，除了日常上网，还扩展到无线语音、无线视频传输等增值应用。高带宽和业务驱动结合日益高涨，为顺应这一趋势，WLAN（无线局域网）传输协议正昂首阔步地迈向802.11n标准。该标准将会以300M～600Mbps的传输带宽来到人们的面前，为无线用户带来10倍于当前无线网络的流量增长。这种突飞猛进的带宽暴涨，也给目前广受好评的瘦AP组网架构带来了新的挑战－－流量的转发将远远超过现在无线交换机所能承受的能力。

    目前，无线网络组网体系架构主要有分布式和集中式两种。分布式体系架构将所有的网络数据处理与控制能力放置在AP上，这种自治型无线接入点的模式，俗称为“胖”AP。集中式体系将所有的网络数据处理与控制能力放置在无线交换机上，这种方式被称为“瘦”AP。但这两种方式，都不能为即将出现的802.11n无线网络提供最佳的流量解决方案。无法做到在保持集中控制和管理的同时，还支持高吞吐量的802.11n网络和低延迟要求的无线语音（VoWLAN）。

    针对WLAN体系构架发展中即将遇到的瓶颈，锐捷网络提出全新的WLAN体系技术——智能转发。它综合分布式和集中式体系的优点，允许行业客户部署高性能的802.11n网络，并为用户提供高质量的语音、视频传输，同时不影响安全和管理性。

WLAN现状

当前的WLAN体系主要有分布式体系和集中式体系两种基本方式。

    在分布式体系中，AP具有很高的控制权力，它拥有所有处理客户端设备关联和流量管理及控制的能力。这种方式被称为“胖”AP。行业客户通过安装“胖”AP，将无线作为其有线网络接入层的补充和延伸。作为一个独立的设备，“胖”AP易于实施，并提供多种功能。但是“胖”AP之间相互独立，其配置和管理也是单独的。因此，随着AP数量的增多，管理 “胖”AP将变得十分困难，成本也越来越高。

    在集中式体系中，AP只有很少或没有控制能力，并且需要连接到一个无线交换机，无线交换机控制AP以及管理关联到AP的客户端的数据流量。这种方式被称为“瘦”AP。在这种方式中，位于数据中心的无线交换机控制着所有分布在接入层的“瘦”AP。集中式不仅实现了集中的配置管理，还能实现控制复杂的需要协调的操作（如RF射频管理和WIDS/WIPS）。集中式体系能够让网管像管理一个单独的实体一样管理所有无线控制器，而无线交换机管理各个AP。

    集中式体系增强了控制和管理能力，但是在流量转发方面，效果却并不理想。“瘦”AP转发所有流量到集中的无线交换机上，然后再到达最终的目的地，与分布式体系的流量处理方式（直接到达目的地）相反。

    这就导致了无线流量在有线网络中被翻倍，因为每一个无线数据包都是以迂回的方式到达目的地——在有线基础设施中穿越两次：先到达无线交换机，再到其目的地。所以，如果没有昂贵的升级，集中式WLAN将无法处理802.11n如此大的流量转发。

    除了流量处理低效，集中化体系也不能提供高质量的语音服务。无线客户端的语音流量需要经过AP到达无线交换机，再到达目的地。这种迂回的路程消耗和低效率的流量转发，将会大大增加语音数据的延迟和抖动。

    针对两种体系架构的现状和缺陷，锐捷网络认为，WLAN需要一个全新的体系。例如，VoWLAN需要非常低的延迟和抖动，但是集中式转发却不能优化数据流量传输，以满足高质量的语音要求。

智能转发为部署802.11n提供条件

    智能转发通过融合和吸收集中式和分布式体系的优点，大大推进了WLAN体系架构的发展。与集中式和分布式体系相反，在智能转发体系中，智能贯穿整个网络。这样不仅能使网络更适应应用，也能极大地优化网络性能。

智能转发体系的关键因素主要是优化应用和分布式加解密。

（1） 优化应用

    智能转发应遵循应用需求决定WLAN体系的原则而构造，因此，一个灵活的交换模式应运而生。流量既能在无线交换机上转发（集中式），也能在AP（分布式）转发，而采用何种转发方式，则取决于流量的类型和企业定义的策略与参数。

（2） 分布式加/解密

    在传统的集中式体系架构中，无线用户的数据包加/解密工作全部在无线交换机上完成，这对无线交换机是极大的负担。而在智能转发体系架构下，数据包解密是在AP上执行，这种分布式加/解密的方式具有极大的扩展能力：不会因为AP数量的增加或集中的数据流量的增多（例如：802.11n），而加重无线交换机的加/解密负担。这些负担都由每一个已经安装的AP独立承担。

    在智能转发体系构架中，AP既是瘦AP也是胖AP，它们是“智能”AP。“智能”AP拥有足够的智能，在执行加/解密以及执行策略的同时，也处理数据转发。通过分布式的WLAN，数据转发在最靠近无线用户的配线间完成。通过配置智能转发模式，能够指定哪些数据是集中转发，哪些是基于分布式转发。
 

    在智能转发体系架构中，AP转发数据流量，无需通过无线交换机，这样就使大范围部署VoWLAN成为可能。通过最短的路径转发语音数据包，从而将延迟最小化。智能转发并不要求无线交换机不断增加数据转发的负载能力，因此无需升级现有的无线交换机就能平滑迁移到802.11n，用户只需增加802.11n的AP即可，极大地保护了用户投资。