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[摘要]随着无线局域网技术的进一步成熟，越来越多的校园网开始了大规模部署，而传统的无线网络构架在配置部署上的繁琐，为无线网络的推广带来了障碍。“AP零配置”模式作为一种全新的网络架构模式，因其配置的自动化、智能化给无线校园网的维护带来了很大的方便，在无线校园网的构建中起到了很好的应用价值。
[关键词]无线网络 模式 应用研究
中图分类号：TP3文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)1010078－02
一、研究背景
随着网络技术的迅速发展，目前校园网的应用范围遍及各个角落，然而由于很多老的建筑物没有预先布线，许多有线校园网无法顺利的到达使用区域，因此作为有线网络的补充，无线校园网这几年也得到了迅速的发展，越来越多的校园网开始大规模部署无线网络。
传统的无线网络大都是为企业或家庭内少量移动用户的接入而组建的，这类网络典型的组网方式是采用AP＋有线交换机的分布式组网模式，由AP来完成用户的无线接入、用户权限认证、用户安全策略实施，对无线网络设备的管理也是分布式的。随着无线技术的成熟和应用的普及，接入的用户数和无线设备规模的迅速增长，网络管理人员在建设和维护无线校园网络时发现采用传统的组网和管理模式已经很难适应现有的无线校园网络规模。
（1）建网时需要对成百上千的AP进行逐一配置：网管IP地址、SSID和加密认证方式等无线业务参数、信道和发射功率等射频参数、ACL和QOS等服务策略，很容易因误配置而造成配置不一致。
（2）为了管理AP，需要维护大量的IP地址和设备的映射关系，每新增加一批AP设备都需要进行地址关系维护。
（3）接入AP的边缘网络需要更改VLAN、ACL等配置以适应无线用户的接入，为了能够支持用户的无缝漫游，需要在边缘网络上配置用户可能使用的VLAN和ACL。
（4）察看网络运行状况和用户统计时需要逐一登录到AP设备才能完成察看。在线更改服务策略和安全策略设定时也需要逐一登录到AP设备才能完成设定。
（5）网络存在入侵隐患，如果AP设备丢失后又需要全网重配置，并且AP软件升级无法自动完成等等。
二、“AP零配置”模式的概述
随着传统组网模式中问题的不断出现，一种全新的无线网络架构，即无线控制器＋AP集中式管理模式应运而生，这种网络架构模式被俗称之“AP零配置”模式。此模式控制架构对设备的功能进行了重新划分，其中无线控制器负责无线网络的接入控制，转发和统计、AP的配置监控、漫游管理、AP的网管代理、安全控制；AP负责802.11报文的加解密、802.11的PHY功能、接受无线控制器的管理、RF空口的统计等简单功能。
目前支持这种新的网络架构模式的开发商，同时将一些新的智能功能集成进新模式AP和无线控制器中，以便于给用户呈现统一的网络管理接口，这样可以实现AP的配置保存在无线控制器中，启动时会自动从无线控制器下载合适的设备配置信息；AP需要能够自动获取IP地址，同时AP需要能够自动发现可接入的无线控制器，并对无线控制器和AP之间的网络拓扑不敏感；无线控制器支持AP的配置代理和查询代理，能够将用户对AP的配置顺利传达到指定的设备，同时可以实时察看状态和统计信息，并且能自动更新AP最新的软件。
三、“AP零配置”模式在无线校园网中的部署
在介绍这种模式的部署前，我们要先了解无线控制器和AP之间的网络拓扑，在集中式管理模式中，AP和无线控制器之间可以支持三种网络拓扑结构（如图1）：
直连模式：AP和无线控制器直接互联，中间不经过其他设备节点；
二层网络连接模式：AP和无线控制器同属于一个二层广播域，AP和AC之间通过二层交换机互联；
三层网络连接模式： AP和无线控制器属于不同的IP网段， AP和AC之间的通信需要通过路由器或者三层交换机三层转发来完成。
（一）获取IP地址
AP在和网络通信前必须能够获取自身的IP地址，为了减少维护人员的配置，AP必须能够支持自动获取IP地址，目前业界标准的做法是采用DHCP client功能。AP启动以后会在其上行接口上通过DHCP client模块发起获取IP地址的过程. 通过DHCP的协议交互AP可以从DHCP server获取到以下信息：自身使用的IP地址、DNS server的IP地址、网关IP地址、域名、可接入的无线控制器的IP地址列表等。
（二）发现相同二层网络内的无线控制器
AP一旦获取到IP地址，就会通过广播方式发起无线控制器发现请求，和AP同属于相同二层广播域的无线控制器会根据预先配置的可接入AP列表和当前的负载情况决定是否响应AP的发现请求，通过用户的预先配置和无线控制器自身的判断可以使AP均衡的接入到不同的无线控制器。AP和无线控制器的交互过程详见图2：
另外，“AP零配置”的网络架构模式还能够支持被跨三层网络的无线控制器管理，因为此时AP和无线控制器之间跨越了三层网络，传统模式已经无法通过二层广播方式来发现无线控制器而只能通过单播形式来发现远端的无线控制器，而新的网络架构模式可以通过从DHCP获取IP地址时同时会获取到自身的域名字和DNS地址，AP将获取到的域名字和固定的DNS域名，同时AP会向DNS请求解析获取IP地址，用户只需在DNS上配对应的无线控制器的IP地址，AP就能获取到无线控制器的IP地址并向该IP地址发送无线控制器发现请求。
（三）部署于IPv4/IPv6双栈网络
为了适应下一代IP网络的部署要求，“AP零配置”网络架构模式能够同时满足IPv4和IPv6两种不同网络的组网要求。作为AP的缺省发现方式，AP会首先作为IPv4节点发起无线控制器发现过程，当发现过程失败以后，会在以下两种情况下自动切换到IPv6节点方式继续无线控制器发现过程。
（四）升级软件的自动下载
很多情况下网络维护者需要升级AP的更新软件，如果采用传统的设备升级方法则需要网络维护者利用TFTP/FTP来逐一对需要升级的AP进行软件升级，为了保证升级以后的可回退性，还需要在AP的Flash空间中保存备份软件。这种升级方式对于网络维护者的工作量很大，同时为了支持升级以后的可回退性而增加FLASH空间会提升AP的成本。为了简化网络维护者的工作，“AP零配置”网络架构模式下的AP在每次启动时都会比较本地保存的软件版本和无线控制器上保存的软件版本，一旦发现本地保存的版本不是最新版本时，会主动要求从无线控制器下载最新的软件版本，这个下载更新过程无需用户配置干预。
四、无线校园网建设中“AP零配置”模式的应用价值
通过“AP零配置”这种全新的网络架构模式，可以有效的解决目前无线校园网组建中存在的管理问题，实现了很好的应用价值。
（1）网络管理人员只需要建立业务参数模板和设备参数模板，并设定指定的AP引用这些模板，当AP启动时无线控制器会根据预先的配置引用信息给AP下发配置，用户的配置工作量大大减少。
（2）用户对AP的管理是通过无线控制器来代理完成，网管不再关心AP的IP地址， AP和无线控制器之间的关联是自动完成，不再需用户对AP进行的配置干预。
（3）无线用户的数据报文被AP封装在AP和AC间的数据隧道中，接入AP的边缘网络不需要再为无线用户的接入而更改VLAN和ACL等配置。
（4）无线控制器保存了所管理的AP的运行状况和在线用户统计信息，维护人员只需登录到指定的无线控制器就可以完成信息察看。用户对AP的管理是通过无线控制器来代理完成，因此在线更改服务策略设定和安全策略设定也不再需要逐一登录到AP设备，而只需要登录到指定的无线控制器就可以完成设置，无线控制器会自动把新的配置下发到指定的AP。
（5）用户不再需要手动逐一对AP设备进行软件升级，AP在每次重新启动时会自动比较当前运行的版本和无线控制器上保存的版本，如果无线控制器上保存的版本更新， Ap会自动更新本地的软件影像。
（6）AP本地不再保存配置信息，即使设备丢失也不存在因配置丢失而出现的安全隐患。
五、结束语
作为一种全新的网络架构模式，“AP零配置”模式给无线校园网的维护带来了很大的便利性，在无线网的部署、升级、配置上不再需要用户的频繁干预，把网络管理人员从繁重的配置操作中解放出来。随着无线局域网技术和无线产品的进一步成熟，这种新的网络架构模式会成为未来无线校园网乃至整个WLAN网络部署和维护的主流方式。
参考文献：
[1]汪涛，无线网络技术导论.清华大学出版社.2008年02月.
[2]Andrea Goldsmith[美].无线通信.人民邮电出版社.2007年06月.
[3]何勇亮等，无线校园网的设计研究 .《厦门大学学报：自然科学版》2007年46卷.
[4]王文魁，校园无线网络的构建及运行模式探讨[J] . 中国高新技术企业，2007年10月.
[5]李天明，校园网的拓展之无线网络.科技经济市场.2007年04月.
[关键词]无线网络 模式 应用研究
中图分类号：TP3文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)1010078－02
一、研究背景
随着网络技术的迅速发展，目前校园网的应用范围遍及各个角落，然而由于很多老的建筑物没有预先布线，许多有线校园网无法顺利的到达使用区域，因此作为有线网络的补充，无线校园网这几年也得到了迅速的发展，越来越多的校园网开始大规模部署无线网络。
传统的无线网络大都是为企业或家庭内少量移动用户的接入而组建的，这类网络典型的组网方式是采用AP＋有线交换机的分布式组网模式，由AP来完成用户的无线接入、用户权限认证、用户安全策略实施，对无线网络设备的管理也是分布式的。随着无线技术的成熟和应用的普及，接入的用户数和无线设备规模的迅速增长，网络管理人员在建设和维护无线校园网络时发现采用传统的组网和管理模式已经很难适应现有的无线校园网络规模。
（1）建网时需要对成百上千的AP进行逐一配置：网管IP地址、SSID和加密认证方式等无线业务参数、信道和发射功率等射频参数、ACL和QOS等服务策略，很容易因误配置而造成配置不一致。
（2）为了管理AP，需要维护大量的IP地址和设备的映射关系，每新增加一批AP设备都需要进行地址关系维护。
（3）接入AP的边缘网络需要更改VLAN、ACL等配置以适应无线用户的接入，为了能够支持用户的无缝漫游，需要在边缘网络上配置用户可能使用的VLAN和ACL。
（4）察看网络运行状况和用户统计时需要逐一登录到AP设备才能完成察看。在线更改服务策略和安全策略设定时也需要逐一登录到AP设备才能完成设定。
（5）网络存在入侵隐患，如果AP设备丢失后又需要全网重配置，并且AP软件升级无法自动完成等等。
二、“AP零配置”模式的概述
随着传统组网模式中问题的不断出现，一种全新的无线网络架构，即无线控制器＋AP集中式管理模式应运而生，这种网络架构模式被俗称之“AP零配置”模式。此模式控制架构对设备的功能进行了重新划分，其中无线控制器负责无线网络的接入控制，转发和统计、AP的配置监控、漫游管理、AP的网管代理、安全控制；AP负责802.11报文的加解密、802.11的PHY功能、接受无线控制器的管理、RF空口的统计等简单功能。
目前支持这种新的网络架构模式的开发商，同时将一些新的智能功能集成进新模式AP和无线控制器中，以便于给用户呈现统一的网络管理接口，这样可以实现AP的配置保存在无线控制器中，启动时会自动从无线控制器下载合适的设备配置信息；AP需要能够自动获取IP地址，同时AP需要能够自动发现可接入的无线控制器，并对无线控制器和AP之间的网络拓扑不敏感；无线控制器支持AP的配置代理和查询代理，能够将用户对AP的配置顺利传达到指定的设备，同时可以实时察看状态和统计信息，并且能自动更新AP最新的软件。
三、“AP零配置”模式在无线校园网中的部署
在介绍这种模式的部署前，我们要先了解无线控制器和AP之间的网络拓扑，在集中式管理模式中，AP和无线控制器之间可以支持三种网络拓扑结构（如图1）：
直连模式：AP和无线控制器直接互联，中间不经过其他设备节点；
二层网络连接模式：AP和无线控制器同属于一个二层广播域，AP和AC之间通过二层交换机互联；
三层网络连接模式： AP和无线控制器属于不同的IP网段， AP和AC之间的通信需要通过路由器或者三层交换机三层转发来完成。
（一）获取IP地址
AP在和网络通信前必须能够获取自身的IP地址，为了减少维护人员的配置，AP必须能够支持自动获取IP地址，目前业界标准的做法是采用DHCP client功能。AP启动以后会在其上行接口上通过DHCP client模块发起获取IP地址的过程. 通过DHCP的协议交互AP可以从DHCP server获取到以下信息：自身使用的IP地址、DNS server的IP地址、网关IP地址、域名、可接入的无线控制器的IP地址列表等。
（二）发现相同二层网络内的无线控制器
AP一旦获取到IP地址，就会通过广播方式发起无线控制器发现请求，和AP同属于相同二层广播域的无线控制器会根据预先配置的可接入AP列表和当前的负载情况决定是否响应AP的发现请求，通过用户的预先配置和无线控制器自身的判断可以使AP均衡的接入到不同的无线控制器。AP和无线控制器的交互过程详见图2：
另外，“AP零配置”的网络架构模式还能够支持被跨三层网络的无线控制器管理，因为此时AP和无线控制器之间跨越了三层网络，传统模式已经无法通过二层广播方式来发现无线控制器而只能通过单播形式来发现远端的无线控制器，而新的网络架构模式可以通过从DHCP获取IP地址时同时会获取到自身的域名字和DNS地址，AP将获取到的域名字和固定的DNS域名，同时AP会向DNS请求解析获取IP地址，用户只需在DNS上配对应的无线控制器的IP地址，AP就能获取到无线控制器的IP地址并向该IP地址发送无线控制器发现请求。
（三）部署于IPv4/IPv6双栈网络
为了适应下一代IP网络的部署要求，“AP零配置”网络架构模式能够同时满足IPv4和IPv6两种不同网络的组网要求。作为AP的缺省发现方式，AP会首先作为IPv4节点发起无线控制器发现过程，当发现过程失败以后，会在以下两种情况下自动切换到IPv6节点方式继续无线控制器发现过程。
（四）升级软件的自动下载
很多情况下网络维护者需要升级AP的更新软件，如果采用传统的设备升级方法则需要网络维护者利用TFTP/FTP来逐一对需要升级的AP进行软件升级，为了保证升级以后的可回退性，还需要在AP的Flash空间中保存备份软件。这种升级方式对于网络维护者的工作量很大，同时为了支持升级以后的可回退性而增加FLASH空间会提升AP的成本。为了简化网络维护者的工作，“AP零配置”网络架构模式下的AP在每次启动时都会比较本地保存的软件版本和无线控制器上保存的软件版本，一旦发现本地保存的版本不是最新版本时，会主动要求从无线控制器下载最新的软件版本，这个下载更新过程无需用户配置干预。
四、无线校园网建设中“AP零配置”模式的应用价值
通过“AP零配置”这种全新的网络架构模式，可以有效的解决目前无线校园网组建中存在的管理问题，实现了很好的应用价值。
（1）网络管理人员只需要建立业务参数模板和设备参数模板，并设定指定的AP引用这些模板，当AP启动时无线控制器会根据预先的配置引用信息给AP下发配置，用户的配置工作量大大减少。
（2）用户对AP的管理是通过无线控制器来代理完成，网管不再关心AP的IP地址， AP和无线控制器之间的关联是自动完成，不再需用户对AP进行的配置干预。
（3）无线用户的数据报文被AP封装在AP和AC间的数据隧道中，接入AP的边缘网络不需要再为无线用户的接入而更改VLAN和ACL等配置。
（4）无线控制器保存了所管理的AP的运行状况和在线用户统计信息，维护人员只需登录到指定的无线控制器就可以完成信息察看。用户对AP的管理是通过无线控制器来代理完成，因此在线更改服务策略设定和安全策略设定也不再需要逐一登录到AP设备，而只需要登录到指定的无线控制器就可以完成设置，无线控制器会自动把新的配置下发到指定的AP。
（5）用户不再需要手动逐一对AP设备进行软件升级，AP在每次重新启动时会自动比较当前运行的版本和无线控制器上保存的版本，如果无线控制器上保存的版本更新， Ap会自动更新本地的软件影像。
（6）AP本地不再保存配置信息，即使设备丢失也不存在因配置丢失而出现的安全隐患。
五、结束语
作为一种全新的网络架构模式，“AP零配置”模式给无线校园网的维护带来了很大的便利性，在无线网的部署、升级、配置上不再需要用户的频繁干预，把网络管理人员从繁重的配置操作中解放出来。随着无线局域网技术和无线产品的进一步成熟，这种新的网络架构模式会成为未来无线校园网乃至整个WLAN网络部署和维护的主流方式。
参考文献：
[1]汪涛，无线网络技术导论.清华大学出版社.2008年02月.
[2]Andrea Goldsmith[美].无线通信.人民邮电出版社.2007年06月.
[3]何勇亮等，无线校园网的设计研究 .《厦门大学学报：自然科学版》2007年46卷.
[4]王文魁，校园无线网络的构建及运行模式探讨[J] . 中国高新技术企业，2007年10月.
[5]李天明，校园网的拓展之无线网络.科技经济市场.2007年04月.