高校無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案實施探析

吳 洋

(安慶師范大學(xué) 信息化建設(shè)與規(guī)劃處，安徽 安慶 246133)

在通信技術(shù)高速發(fā)展的今天，無線網(wǎng)絡(luò)由于其自身優(yōu)勢在校園網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中發(fā)揮著越來越重要的作用，方便廉價的優(yōu)勢給師生使用提供了極大便利.以安慶師范大學(xué)為例，目前無線網(wǎng)絡(luò)已基本做到校區(qū)全面覆蓋，然而隨著無線網(wǎng)絡(luò)接入節(jié)點數(shù)量的逐漸增多，一些問題逐漸顯現(xiàn)，如無線信號穩(wěn)定性不夠、部分區(qū)域AP存在相互干擾、信道不均衡等，因此亟待對學(xué)校無線網(wǎng)絡(luò)實施優(yōu)化.為了能夠讓校園無線網(wǎng)絡(luò)承載更大容量的業(yè)務(wù)內(nèi)容，在網(wǎng)絡(luò)速度、信號強(qiáng)度、穩(wěn)定性方面同步滿足不斷發(fā)展的教學(xué)科研需求，作者在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上提出高校無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案，該方案計劃使用負(fù)載均衡、功率信道優(yōu)化、速率設(shè)置、二層隔離等方式對全校無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行優(yōu)化，以提升校園無線網(wǎng)絡(luò)的性能.

1 安慶師范大學(xué)無線網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)狀

1.1 無線AC和AP

目前安慶師范大學(xué)共有無線AP 1000多個，主要分布在兩個校區(qū)教學(xué)樓和行政樓，其中部分教學(xué)樓教室和辦公室都有單獨AP，布置密集.AC使用的是H3C的WX系列，下面就H3C的WX6112AC為例，談一下優(yōu)化策略.

1.2 AP目前使用的策略和模板

AP綁定的ESS服務(wù)模板為：

wlan service-template 1 clear

ssid aqnuwlan

bind WLAN-ESS 1

client forwarding-mode local vlan 2 to 256

service-template enable

開啟了本地轉(zhuǎn)發(fā)功能,這樣可以大大減少交換機(jī)的負(fù)荷

2 無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化步驟

無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化一般分為4個步驟：

(1)準(zhǔn)備階段：確定無線網(wǎng)絡(luò)運行標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)劃AP分布范圍，收集AC運行日志，通過網(wǎng)管軟件、用戶調(diào)研、測評等收集無線網(wǎng)絡(luò)存在問題.

(2)分析階段：根據(jù)場景特點及需求差異，以及收集的無線網(wǎng)絡(luò)運行狀況和存在問題，確定優(yōu)化選項及優(yōu)化目標(biāo)，制定方案.

(3)優(yōu)化階段：根據(jù)制定好的優(yōu)化方案，逐步實施，計劃將安慶師范大學(xué)無線網(wǎng)絡(luò)如表1所示，劃分為3個區(qū)域，分區(qū)域進(jìn)行以下幾點優(yōu)化：關(guān)閉低速率應(yīng)用、禁止弱端信號接入、開啟頻譜導(dǎo)航、配置負(fù)載均衡、功率信道優(yōu)化、VLAN用戶二層隔離.

(4)測試階段：測試優(yōu)化后的網(wǎng)絡(luò)效果，是否符合優(yōu)化要求，用戶使用感和流暢度是否有提升，并規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)性能進(jìn)一步提升方案.

表1 優(yōu)化方案

3 無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化方案

3.1 關(guān)閉低速率應(yīng)用

無線網(wǎng)絡(luò)中，AP或無線客戶端發(fā)送報文所用的速率集包含許多種速率標(biāo)準(zhǔn)，(例如11 g支持1、2、5.5、11、6、9、12、18、24、36、48、54 Mbps)，發(fā)送報文時，會動態(tài)地選擇某個速率進(jìn)行發(fā)送.但是在實際應(yīng)用中，管理報文和廣播報文會用1、2、5.5 Mbps等低速率發(fā)送，對空口資源造成極大浪費.因此需要禁止低速率發(fā)送，但禁止后，一些信號強(qiáng)度較弱和距離較遠(yuǎn)的終端，會存在丟包現(xiàn)象，一般建議應(yīng)用在AP大規(guī)模密集部署的場景.因此，根據(jù)安慶師范大學(xué)AP部署現(xiàn)狀，計劃在A、B區(qū)域部署，部署后在整體上能減少廣播報文和管理報文對空口資源的占用.

配置命令為：

# system-view

[sysname]wlan rrm

[sysname-wlan-rrm]dot11g disabled-rate 1 2 5.5 6 9

3.2 禁止弱客戶端信號接入

當(dāng)客戶端信號較弱時，也可以接入無線網(wǎng)絡(luò)獲取網(wǎng)絡(luò)資源.如圖1所示，有Rssi為4的用戶接入AP.當(dāng)該客戶端大量下載數(shù)據(jù)的時候，信道資源會被大量占用，影響整個AP覆蓋區(qū)域接入用戶.

RSSI:Received Signal Strength Indication接入無線客戶端的信號強(qiáng)度指示值，對應(yīng)單位dBm.RSSI的計算方法如下：

在104 us內(nèi)進(jìn)行進(jìn)行基帶IQ功率積分得到RSSI的瞬時值,計算公式為(1)式[1]：

(1)

8192個RSSI的瞬時值進(jìn)行平均得到1s的RSSI的平均值，公式為(2)式[2]：

(2)

與dBm值得轉(zhuǎn)換公式為：dBm=RSSI*2-113

[sysname]wlan option client-reject rssi 10

圖1 弱信號客戶端

3.3 開啟頻譜導(dǎo)航

目前大部分支持雙頻工作的無線客戶端都習(xí)慣工作在2.4 GHz，通常AP上2.4G信道接入率較高，5G信道大量空閑.頻譜導(dǎo)航設(shè)置開啟后，能引導(dǎo)雙頻客戶端優(yōu)先連接5G射頻，使2.4G、5G用戶數(shù)達(dá)到均衡，從而提高整網(wǎng)性能.

配置命令為：

#system-view

[sysname]wlan rrm

[sysname-wlan-rrm]band-navigation enable

[sysname-wlan-rrm]band-navigation rssi-threshold 15

#配置頻譜導(dǎo)航RSSI門限值為缺省值.

[sysname-wlan-rrm]band-navigation aging-time 180

#配置客戶端信息的老化時間為缺省值.

[sysname-wlan-rrm]band-navigation balance session 40 gap8

#配置客戶端連接數(shù)門限為40，差值門限為8.

[sysname-wlan-rrm]band-navigation balance access-denial5

#配置設(shè)備拒絕5GHz客戶端關(guān)聯(lián)請求的最大次數(shù)為5.

也可在AC上直接配置，如圖2：

圖2 頻譜導(dǎo)航設(shè)置

3.4 配置負(fù)載均衡

負(fù)載均衡和頻譜導(dǎo)航有許多相似之處，屬于強(qiáng)相關(guān)模塊，做疊加設(shè)置后，需要重點測試.兩者的區(qū)別是負(fù)載均衡在AC上實現(xiàn)，而頻譜導(dǎo)航由AP完成.

在安慶師范大學(xué)ACDERG樓，每間教室都有1個AP，分布比較密集，對此我們可以做負(fù)載均衡配置，當(dāng)AP的連接用戶數(shù)或者流量門限達(dá)到闕值時，新用戶將無法連接該AP，轉(zhuǎn)而連接鄰居AP.

無線AC的負(fù)載功能分為兩種，一種是基于流量劃分，如圖3所示，流量差值門限代表當(dāng)前經(jīng)過相鄰的兩個AP的流量之間的差值，當(dāng)流量差值門限和流量門限同時觸發(fā)，AP就會開啟負(fù)載均衡.另外一種是基于用戶數(shù)劃分，如圖4所示，只有當(dāng)連接的用戶數(shù)量同時觸發(fā)會話差值門限和會話門限，AP的負(fù)載均衡功能才會啟動.

在配置前，需要根據(jù)不同教室，先劃分負(fù)載均衡組進(jìn)行管理.初步計劃將ACDEFG樓劃分為一個組，進(jìn)行配置和測試.

配置流量負(fù)載均衡命令為：

[sysname]system-view

[sysname]wlan rrm

[sysname-wlan-rrm]load-balance traffic 10 gap 40

3.5 功率信道優(yōu)化

在同一信道的相鄰AP，當(dāng)發(fā)射功率設(shè)置高時，會產(chǎn)生沖突.降低同信道AP發(fā)射功率，可以加強(qiáng)信道頻譜資源的復(fù)用率，提高無線網(wǎng)絡(luò)性能.

優(yōu)化方案，需根據(jù)教室大小和信道，進(jìn)行逐個優(yōu)化調(diào)整，配置命令如下:

舉例：將hl-11功率配置為20

system-view

[sysname]wlan ap hl-11 model WA2620E-X

[sysname-wlan-ap-hl-11]radio 1 type dot11a

[sysname-wlan-ap-hl-11-radio-1]max-power 20

也可配置自動功率調(diào)整，當(dāng)AP發(fā)現(xiàn)周圍有缺省數(shù)目(數(shù)目可配置)的鄰居時，能自動調(diào)整功率，避免沖突[3].

配置命令如下：

system-view

[sysname]wlan rrm

[sysname-wlan-rrm]dot11bg calibrate-power self-decisive

3.6 VLAN用戶二層隔離

圖3

圖4

目前安慶師范大學(xué)的無線用戶之間，無互相訪問需求，可以做二層隔離，使無線用戶無互訪功能，只可訪問網(wǎng)關(guān)設(shè)備.設(shè)置以后，可顯著減少整個WLAN的廣播流量.

配置命令為:

system-view

[sysname]user-isolation vlan 2 to 256 enable

4 優(yōu)化測試

對A區(qū)(ABCDHJK 7棟教學(xué)樓)進(jìn)行無線優(yōu)化配置以后，進(jìn)行測試.

4.1 測試工具

測試電腦一臺，無線網(wǎng)卡一塊，AirMagnet(無線報文分布、頻譜信道等分析)測試軟件一套，inSSIDer(監(jiān)測無線網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度、檢測信號強(qiáng)度)測試軟件一套.

4.2 測試標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)果

測試內(nèi)容測試標(biāo)準(zhǔn)測試結(jié)果信號強(qiáng)度覆蓋區(qū)域和信號強(qiáng)度(單位dBm)7棟教學(xué)樓樓內(nèi)覆蓋區(qū)域均達(dá)到98%以上,大部分區(qū)域強(qiáng)度≥-75 dBmPING測試選擇不同的覆蓋區(qū)域和AP下,測試延時率和丟包率延時率≤20 ms,丟包率≤1%認(rèn)證時間選擇不同的覆蓋區(qū)域和AP下,測試計費認(rèn)證界面彈出和登錄時延彈出時延≤5 s,登錄時延≤2 s網(wǎng)頁瀏覽選擇不同的覆蓋區(qū)域和AP下,測試常用網(wǎng)站打開時間打開時延基本小于8 s射頻測試從AC上查看AP兩個射頻單元接入用戶部分AP 5 G射頻信道連接用戶高于2.5 G同頻AP測試檢測某一區(qū)域內(nèi),記錄所有信號強(qiáng)度高于-75 dBm的AP區(qū)域AP數(shù)量均≤8

5 結(jié)束語

本文通過對安慶師范大學(xué)無線網(wǎng)絡(luò)的實際情況進(jìn)行分析，提出了整體優(yōu)化方案.優(yōu)化之后，經(jīng)過專業(yè)軟件測試，無線網(wǎng)絡(luò)速度有明顯提高.