4.5-1 无线局域网设计在线视频

前面学习了我们无线局域网的工作原理

以及无线局域网和以太网之间的互连方法

下面通过一个实际的案例来深入地分析无线局域网当中

终端和AP的配置过程以及MAC帧的传输过程

还有终端的漫游过程

通过分析AC的功能和应用

学习大型的无线局域网的设计方法

首先 我们先来看一下具体的 实际的例子

在这个网络拓扑图当中 有以太网和无线局域网

其中以太网构成分配系统

然后无线局域网的3个BSS

通过AP连接到以太网当中

这里面的AP起着双重的作用

一个是控制无线终端接入BSS当中

第二个 实现BSS和以太网之间的互连

那么假定要求以太网互连的3个BSS构成一个广播域

那么首先我们要对AP进行配置

每一个AP需要配置这样几组参数

一个是SSID 还有一个是密钥

SSID应该配成一样的

因为我们要求以太网所连接的3个BSS构成一个广播域

因此要把3个BSS的SSID配置相同的

那么不同的AP的密钥可以相同也可以是不同的

但是我们现在要求 终端从一个BSS到另外一个BSS

能够实现无缝漫游

这样的话 我们把密钥也配置成相同的

第三个 要配置的是信道

就是AP与终端之间进行通信的信道

这个我们把它选择自动配置信道的方式

选择了自动配置方式以后

AP就能侦听附近的其它AP的信道

然后选择一个没有重叠的信道

作为终端之间通信的信道
然后选择一个没有重叠的信道

作为终端之间通信的信道

这是对于AP来说

那么对于每一个终端来说

应该要配置这样两个参数

一个就是SSID 还有一个是密钥

那么SSID和密钥应该和它所在的BSS的SSID和密钥相同

来配置的

配置完了以后 应该还要完成这样一些工作

就是终端与AP之间的同步过程

然后AP对终端的鉴别过程

以及终端与AP建立关联的过程

这些过程是终端和AP之间自动完成的

前面SSID和密钥是手工配置的

假定经过同步和关联以后

得到了这样三张关联表

比如说AP1的关联表 与终端A和终端B建立了关联

AP2与终端C和终端D建立了关联

然后AP3是与终端E和终端F建立了关联

下面我们以终端A向终端C发送MAC帧的过程

进一步分析MAC帧的传输过程

从终端A到终端C的MAC帧传输过程包括三个步骤

一个是 从终端A把MAC帧传输给AP1

也就是终端A到AP1之间的MAC帧的传输过程

第二个 是以太网广播MAC帧的过程

我们假设交换机广播开始的转发表是空的

第三个 是AP2到终端C MAC帧的传输过程

好 下面先来看终端A到AP1的MAC帧的传输过程

这个过程是利用无线局域网的原理来传输MAC帧

从终端A的AP1 源终端和发送端是终端A

目的终端是AP1

前面我们学习过无线局域网的MAC帧

它在数据的基础上加上这么一些控制信息

其中几个比较重要的是4个地址信息

那么我们先在这里说明一下这四个地址信息的选择情况

首先发送终端终端A到接收终端AP1

因此地址1字段是AP1的MAC地址

而地址2是源终端A的MAC地址MAC A

地址3是目的终端终端C的MAC地址MAC C

那么地址4没有

AP1接收到完整的正确信息以后

它去查找自己的关联表

发现它的源终端终端A在它的关联表当中有一项

因此它给终端A发送一个应答帧

同时对于目的终端地址MAC C在关联表当中查找

就没有MAC C的关联项

因此它就知道目的终端终端C不在AP1所在的BSS当中

因此 它需要通过以太网转发MAC帧

那么下面进入到第二个过程

就是以太网广播MAC帧的过程

假设以太网当中的每一个交换机的转发表是空的

然后AP1把无线局域网的MAC帧

转换成以太网的MAC帧格式

然后在以太网当中进行转发

因为每一个交换机的转发表是空的

因此每一个交换机都采用广播的方式转发MAC帧

广播以后 AP2和AP3同时接收到了MAC帧

对于AP3来说 它用目的终端MAC C的地址

去查找它的关联表

在关联表当中没有相关MAC C的关联项

因此AP3就不做任何处理

但是AP2根据目的地址MAC C查找它的关联表

在关联表当中 查找到了一个关联项

因此 它就知道目的终端是在AP2所覆盖的

无线局域网的范围里

下面进入第三步就是AP2到终端C MAC帧传输过程

在这个过程里又是按照无线局域网的工作原理

来传输MAC帧

AP2作为发送端 终端C作为目的终端和接收端

因此我们看一下无线局域网的MAC帧的4个地址字段

地址1字段是终端C的MAC地址

地址2是AP2的MAC地址

地址3是源终端A的MAC地址

那么 AP2发送了MAC帧以后

当终端C接收到正确的数据后

给AP2发送一个应答帧

从而完成了从终端A到终端C的MAC帧的传输过程

那么我们说在无线局域网当中

终端的移动性是最大的一个特性

下面我们看一下

终端从某一个BSS移动到另外一个BSS的情况

也就是我们常说的漫游

比如说终端A从BSS1到BSS2

那么漫游过程当中 这两个BSS必须属于同一个广播域

那么前面把这两个BSS的SSID都设置成相同的

因此确实是在同一个广播域中

另外 为了便于漫游

前面把这两个BSS的密钥也设置成相同的

因此终端A在漫游的过程当中

不需要中断当前正在处理的业务

因此我们说的漫游是无缝漫游

那么在漫游过程当中 终端A从BSS1离开以后

进入BSS2的过程当中

它从AP1接收到的无线信号的能量越来越小

当这个能量小于某个阈值的时候

那么终端A就开始新的同步过程

那么 这个同步过程跟前面介绍的同步过程是一样的

那么这里要说明的一点是

当终端A离开BSS1的时候

终端A和AP1要进行分离

分离有两种方法

一个是当终端A从AP1接收的能量小于一定阈值的时候

它会给AP1发送一个分离帧

那么AP1接收到这个分离帧以后 跟终端A进行分离

第二种情况 终端A在它的BSS里面活跃的时间

也就是长期没有发送MAC帧的话

这个长期指的是在它的关联寿命之内没有发送MAC帧的话

那么它自动就给它脱离关联

这是一点要说明的

第二个 终端A进入BSS2的时候

跟AP2进行关联 发送的是一个重关联的请求帧

这个所谓重关联就是在关联帧当中

携带有它原来的关联的AP1的MAC地址

为什么要携带AP1的MAC地址呢

因为终端在AP1这个BSS里面的时候

它曾经向其它终端发送过数据

比如说 刚下是终端A向终端C发送数据

那么这个发送数据的过程是经过以太网

而以太网当中的每一个交换机里面就有一项终端A的转发项

而且这个转发项是指向AP1的

但是如果这个时候有一个终端向终端A发送数据的话

比如终端E或者终端F向终端A发送数据

那么这个时候 数据就发送到AP1上面去了

这个就会出错

为了解决这个问题

就要做下一步这样的工作

就是要修改以太网中转发表的转发项

就是由AP2发送一个MAC帧

MAC帧的目的地址是AP1的MAC地址

源地址是终端A的地址

那么告诉以太网中的各个交换机

现在终端A是在AP2这个BSS里面

从而就修改了以太网当中的各个转发表的转发项

那么在这里可以看到

终端在发送MAC帧以后

交换机3并没有修改相应的转发项

因此它就不需要修改相应的转发项

因为前面收到的转发项和现在收到的转发项的转发端口
因此它就不需要修改相应的转发项

因为前面收到的转发项和现在收到的转发项的转发端口

是相同的

随着无线局域网传输速率的提高

以及移动终端特别是智能手机的普及

现在校园网当中 无线局域网已经成了重要部分

在校园网当中 有数以百计的AP需要配置和维护

因此对AP的配置和维护工作已经成为了

繁重并且是重复的一项工作

为了解决这个问题 出现了一个新的设备

就是无线局域网接入控制器

简称为AC

由AC自动地对AP进行相关的配置

如果是采用AC自动对AP进行配置的话

当AP接入到以太网当中 首先AP要发现AC

比如说AP1接入到以太网当中

它通过以太网广播发现请求帧

当AC接收到发现请求帧以后

AC向AP一个发送发现响应帧

在这个发现响应帧当中 给出AC的地址

然后在AC和AP之间建立一个隧道

AC后面就通过隧道向AP下传相应的配置信息

然后AC完成对AP的鉴别过程

AC对AP下传的配置信息 根据AC所起的功能不同

它下传的配置信息还不同

也就是说 AC的工作模式分成两种

一种叫 local MAC模式

我们来看一下这种模式

在这种模式里面 AP接入到以太网以后

它发现AC 然后AC给AP下传所有的配置信息

下传完了以后

AP的功能跟前面没有AC时候的功能完全是一样的

也就是说AP完成的功能是两个部分

一个部分控制无线终端接入到BSS

第二个 实现BSS和以太网的互连

这是一种工作模式

那么在这种工作模式下

如果终端A给终端E发送数据

那么它首先给AP1发送数据 AP1给它一个应答帧

然后在以太网当中广播

然后AP3给终端1发送数据

然后终端1给它应答请求

整个过程跟我们前面讲的是一样的

这是一种工作模式

还有一种工作模式叫Split MAC模式

在这种模式下

当一个AP接入到以太网以后 也按照前面的方法发现AC

但是AC给它下传的信息是一些基本的配置信息

也就是说只能是用于AP在BSS中跟其它终端

进行无线MAC帧的传输和接收的功能的信息

然后 对于其它的比如说AP3接入到以太网当中

也一样下载给AP3一些基本的配置信息

然后AP1和AC之间以及AP3和AC之间

就都建立了相应的隧道

然后 下面终端接入到无线局域网

都由AC来完成对终端的同步鉴别和关联过程

那么AC完成的功能就有控制无线终端接入到BSS

然后实现BSS和以太网之间的MAC帧转发过程

比如说终端A把数据发送给AP1

那么AP1收到正确数据以后

给终端回答一个应答帧

因为终端E不是在BSS范围之内

因为AP1没有转发功能 所以把相应的信息传给AC

由AC来发现目的终端所在的AP3

然后通过隧道把数据传给AP3

AP3把数据传送给终端E

然后终端E给AP3回答一个应答帧

就完成了这样一个传输过程

接下来简答做个小结

为了方便漫游 以太网互联的无线局域网需要构成广播域

第二个 所有的基本服务集（BSS）配置相同的SSID

还有为了解决大量AP的配置和维护问题

引进AC设备

由AC自动地对AP进行相关的配置和维护工作