“无”彩缤纷——拼写无线局域网的未来

2005/3/10已阅读已点赞

在无线局域网标准“802.11”之后,正在加入越来越多的英文字母,并由此构建出未来的精彩无线世界;而另一方面,无线局域网仍面临着这样那样的挑战——冰火两重天——无线网络要见彩虹,还需经历风雨。

在构画未来之前,让我们先回到现实。看看无线局域网的努力方向在哪里,并由此映射出今后无线局域网标准发展的方向。

现实挑战

随着无线局域网的普及,IT经理们必须更清楚地了解前方的道路到底是什么样子。目前无线局域网已经具备了非常过硬的安全标准。2004年夏天,IEEE发布了802.11i验证和加密标准,而且有许多厂商也已经实施了该标准,同时Wi-Fi联盟也适时地推出了WPA2互用性认证。

然而,虽然无线局域网可以部署到更为广泛的企业网络中,但IT经理们仍然要面对其他问题,而针对这些问题的标准仍然在开发中,有的甚至还没有启动。Summit Strategies公司分析师认为,目前最紧要的问题是使无线网络变得更为强健,更加可靠。

这些问题分为四类:服务质量、无线局域网管理、漫游以及与其他无线技术之间的互操作性。

服务质量

随着无线局域网的部署越来越普及,流量管理已经成了一个大问题。接入点通常可以同时处理数十个连接,多数企业能够很容易地处理这些无线流量,接入点能够在高峰时刻将流量分担到其他接入点上,这意味着多数用户的带宽都没有达到饱和程度。而在医院和仓储等行业不断增长的无线应用将必然导致潜在的带宽饱和。尤其是医疗保健行业,目前使用的应用非常多。

带宽饱和可能对企业产生两方面的影响。一方面是高流量,即大量用户可能突然出现,如热点,这就需要接入点具备优先级设置和传递功能。另一方面是那些在无线局域网上为移动员工部署了VoIP的企业,例如一些企业建立的企业园区网或基于IP的随身携带式电话系统。后者既可以使用有线网络,也可以采用无线接入方式。

由于802.11无线网络是基于“争夺”的一种网络形式,也就是说谁的数据包先抵达接入点,就会受到接入点的关注。对于流数据,如语音,这种争夺可能会产生数据丢失。由于过去根本没有QoS标准,VoIP供应商SpectraLink公司开发了自己的优先级协议并向其他厂商提供,使用该协议的厂商包括Chantry、Cisco和Meru。IEEE预计将会在2005年春季最终完成802.11e QoS标准。该标准将会针对用户和应用设定四个优先级层次,这样,网络管理员就可以对用户级别和应用类型设定优先级别,如数据、语音和流媒体。这项标准还将实现电源消耗设置和流量时间安排的标准化,能够根据流量形式,帮助接入点优化无线电发射距离和带宽的占用。

对于多数数据应用,802.11e运行在802.11b网络上时所起到的优先级设置功能已经足够了。然而,对于语音流量,802.11e只能算是最低要求。因此建议企业使用802.11a网络进行语音通信,因为802.11a网络可以提供的信道数量是802.11b的四倍。如果联邦通信委员会能够成功地为802.11a网络再添加12个信道,那么802.11a将成为语音流量的必然之选。

一家热点开发商指出,无论采用什么样的传递介质,语音质量仍然会受到不良影响,因为802.11e不能改变802.11网络基于争夺的本质特性。但语音质量会变得更好。许多厂商已经开始拿出了自己的草案版本,但要想让它们成为真正的802.11e建议,仍然需要各家厂商达成共识。

因此,Wi-Fi联盟已经针对优先级的问题开发出了WME(无线介质扩展)临时认证,并且正在开发WSM(Wi-Fi时间计划介质)认证。该联盟主管表示,最好的方式是通过共享的实施方式来实现更为稳定的标准组成部分。

网络管理

要想管理会议室中的几个接入点并不困难,但对于企业而言,部署的规模将是数十个,要对这些接入点进行验证密钥升级、固件升级和策略制订就成为了一项相当困难的挑战。

企业级接入点允许管理员利用软件工具进行升级,访问接入点的设置时通常使用MIB(管理信息库)。这些MIB事实上是通过SNMP调用的功能,并且广泛地应用于有线路由器、网关和交换机。然而,无线设备有一些额外的配置,例如管理无线电强度,在这一方面没有标准的MIB可用。802.11的基本原理是将功率放在终端节点上,即以太网上,但这在交接时会产生一些额外的负担,因为需要对中间设备进行更多的控制,而这种控制方式是根本不存在的。

为了解决这一问题,今天的企业必须实现其无线接入点、网关、交换机和路由器的标准化,也就是说需要从同一家厂商那里购买,并且依靠厂商自有的管理工具或使用一个第三方工具供应商提供的解决方案,例如Airespace、AirMagnet 、AirWave、Aruba、Cognio、Legra Systems、Roving Planet、Trapeze Networks或Wavelink等厂商的方案。这些解决方案都可以管理多个厂商的硬件。在适当的标准开发出来之前,使用交换机进行接入点协调也可有助于使无线局域网的管理工作变得更加轻松。

IETF正在开发CAPWAP(无线接入点控制及维护)方法,用于描述各种无线局域网管理设备所使用的接口和协议,并且使其优势和劣势不再以线性方式呈现。其目标是创造出一种通用的机制理解方法,使厂商和IT经理们能够部署适合的产品。IETF还在与IEEE 802网络互连标准进行协调,其中也包括802.11。

尽管无线管理设备使用SNMP MIB来管理硬件,但是针对无线网络的MIB标准将更有助于测量占用率、管理无线电频率输出功率和切换信道。信息时代需要自己的标准,至于怎么用还是要看用户的选择。目前客户机不会向接入点发送有关设置、策略和参数的信息,因此并没有对接入点管理无线电频率信号做出什么有益的贡献。

目前存在一种争论,其焦点是标准应该涉及多大的范围。交换机厂商不愿意轻易向其他厂商提供同样的能力。另一方面,只要无线硬件能够感知到SNMP的存在,第三方局域网管理软件厂商提供的产品就完全有能力应付硬件特性方面的差异。随着交换机的应用来越普及,企业可能开始使用轻型接入点。这种接入点可以由节点和分支一级的控制器进行分组管理。

这种情况可以有效降低接入点的复杂程度和成本,但也可能导致不同厂商之间产品互操作性的下降。在这个问题上制订标准的时机已经成熟,IETF已经为此类标准开发出一个草案。这种即将成形的标准将会阻止企业使用那些采用厂商私有标准的单厂商硬件。

无线主干连接是如何管理的呢?今天,无线接入点是相互连接的,也可以利用交换机和路由器通过有线网络连接,因此主干网络的管理是通过容量更大、安全性更好的局域网来实现的。(用户流量在这些连接中会被路由至主干有线局域网中。)然而,在许多环境中,通过有线网络连接接入点的作法是相当困难的,或者是非常昂贵的。为了解决这一问题,IEEE正在开发802.11s标准。这种标准将负责管理无线主干连接,并创建所谓的网格网络,从而使部分接入点可以无须直接连接到有线网络中。其中的关键在于判断如何防止与客户端的流量发生干扰和冲突。

网络间漫游

尽管802.11f标准已经成为多数基于802.11硬件中的一个组成部分,并且在同一网段中的接入点间实现了漫游。但当用户在网段间移动时,802.11漫游经常会发生连接丢失,尤其是语音流量。对于数据连接来说,客户机通常可以使用DHCP获得一个新的IP地址,而且断线时间几乎可以忽略不计。同时,漫游过程中的重新验证也会干扰流数据连接,尤其是VoIP。

重新验证问题在全新的802.11i安全协议中尤其明确,如果使用RADIUS服务器验证问题也会相当严重,这两者都会在验证时导致数百毫秒的延迟,而语音通信在交接时需要将延迟维持在20毫秒以内。因此802.11r工作组正在研究更快的算法和预验证方法,努力使验证的时间压缩到最小程度。如果每次都要返回RADIUS服务器进行重新验证,那么要想保持正常通信肯定是没戏。

同时,企业还可以使用NAT和移动IP技术,即拥有一个静态的原始IP地址,当设备漫游至另一个接入点时,IP地址将会随之改变。然而,在802.11r完成之前,企业仍然需要使用诸如SpectraLink硬件等厂商自有的硬件产品来获得VoIP等应用的快速漫游能力。IT经理们应当注意的是无线VoIP系统使用的是不安全的WEP加密技术,也只有通过这种方式才能将延迟维持在20毫秒的临界范围以内。

移动互操作性

IT经理们面临的最不紧迫的问题就是与其他无线技术之间的互操作性,如蜂窝数据网络和802.16广域无线网络。这三者之间的互操作性目前还算不上是什么问题。

硬件的缺乏并没有阻止一些厂商和分析专家对802.16的推崇。即使像英特尔这样“最富进攻性”的802.16芯片制造商也没有准备在2006年之前推出用于笔记本电脑的802.16芯片组。英特尔公司无线网络事业群的副总裁Jim Johnson指出,对于无线802.16部署,英特尔估计在2005年秋季之前不会进行运营商测试。

与802.16的

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