WLAN技术

文章目录

一.AP/AC概述

AP即“访问接入点”，无线接入点是一个无线网络的接入点，它用于无线网络的无线交换机。AP相当于一个连接有线网络和无线网络的桥梁，主要作用是将各个无线网络客户端连接到无线网络中。

AC即“接入控制设备”，AC用来集中控制，管理LAN内的AP，AP管理包括：下发配置。修改相关配置参数，射频智能管理，接入安全控制等。 

AP组网模式

• 胖AP模式：类似于家用无线路由器。每台AP需要单独配置
• 瘦AP模式：大规模WLAN中，瘦AP模式下由AC集中对所有AP进行管理

胖AP组网模式：

 瘦AP组网模式：

AC组网模式

AC直连式组网：AX同时扮演AC和汇聚或接入交换机的功能

AC旁挂式组网：AC没有直接与AX进行连接，而是旁挂在AP的上行网络

WLAN中的两种数据流：

AP管理数据流：AC对AP进行控制管理的数据流，通常放在AP管理VLAN中

无线业务数据流：终端设备通过无线信号，接入有线网络访问intrnet的数据流（无线业务VLAN）

 二.CAPWAP协议/隧道

capwap协议用于终端接入AP和无线控制器AC之间的通信交互，实现AC对其所关联的AP进行集中管理和控制，主要功能包括：

• AP对AC的自动发现以及AP和AC的状态机运行，维护
• AC对AP进行管理，业务配置下发
• 终端数据封装CAPWAP隧道进行转发

capwap隧道作用：

• AC可以通过CAPWAP隧道向AP发送管理流量，实现对接入点的集中管理。
• 数据传输：终端通过AP连接到网络，数据流量会通过CAPWAP隧道传输到AC进行处理和转发

capwap协议转发模式

• 本地转发：AP在接收到数据包后，直接将数据包转发给目标设备，无需通过AC进行中转。
• 隧道转发：AP将接收到的数据包通过隧道传输到AC，再由AC将数据包转发给目标设备。

 CAPWAP隧道建立过程

 AP发现AC阶段：

• AP启动以后会通过DHCP获取IP地址、DNS server、域名。
• 若AP预先配置了静态AC地址，AP会直接与配置的AC建立连接
• 若未配置静态AC地址，AP发出二层广播的发现请求报文试图联系一个AC。
• 如果长时间（30秒）没有响应,AP会启动L3发现。AP会从DHCP Server获取AC地址信息（DHCP响应报文中Option43存储AC的IP，Option15存储AC的域名）

 CAPWAP隧道建立阶段

• Discovery阶段：AP获得AC地址后，向AC发起discovery request（发现请求），AC响应并将AC优先级以及AP连接个数等信息告知AP，AP会根据策略（如负载均衡策略）选择一个AC。
•  DTLS协商阶段（可选）：如果AC配置了加密，AP接收到AC的响应消息后开始与AC进行DTLS（数据报传输层安全协议）握手，协商加密的方式以及加密秘钥等参数信息，确定是否采用DTLS加密传输UDP报文。
• Join阶段：完成DTLS握手后，AC和AP开始建立控制通道，同时AC下发配置参数，比如握手报文间隔、超时时间、控制报文优先级等配置参数。在这一过程中，AC也会检查AP的固件版本，如果版本不匹配就进入下一个阶段。
• ImageData阶段（可选）：如果AP和AC的版本不一致，AP会在此阶段更新软件版本。AP更新后会重启，重启后会重新对AC进行发现、建立隧道、加入等过程。
• Configure阶段：AP发送configuration request到AC，该信息中包含了现有AP的配置，AC检查AP的当前配置是否和自己所要求的一致，不一致则AC通过configuration response通AP。
• DataCheck阶段：当完成Configure后，AP会发送change state event request报文，其中包含了radio、result、code等信息。当AC收到后，开始回应。此阶段完成后，隧道建立完成。

数据传输阶段

• 控制通道数据传输：建立好隧道后，AP进入运行状态。AP会发送Echo Request报文给AC，宣布建立好CAPWAP管理隧道并启动echo发送定时器和隧道检测超时定时器以检测管理隧道的异常。当AC收到Echo Request报文后，同样进入运行状态，并回应Echo Response报文给AP，启动隧道超时定时器。AP收到Echo Response报文后，会重设检验隧道超时的定时器。
• 数据通道数据传输：对于数据报文，根据配置的不同，AP可以选择本地转发（本地直接转发业务数据，AP管理流封装在CAPWAP隧道中到达AC终止）或隧道转发（业务数据报文由AP统一封装后通过CAPWAP隧道到达AC实现转发）。

总结