什么叫无线控制器(详细解析无线控制器)

扫描阶段:用户关联前期首先是发送探针寻找周边对应SSID的AP,这个过程中首先会涉及到5G优先,该特性主要是为了帮助更多的双频终端切到5G频段上。而在这个过程中还需要考虑诸如5G负载、信号强度、双频终端探测等相关条件,因此对于每个终端的扫描过程中无线控制器都需要介入判断和决策。

用户关联:用户关联包括了用户正常关联和用户漫游关联两个部分,其实部分一线厂商还会借助11k, 802.11v来进一步优化关联体验,这部分内容今天暂时不涉及,后续会有篇幅专门为大家介绍。用户正常关联一般情况下是需要上送无线控制器的,也就是关联的响应需要由控制器判断后进行回复,关联过程还会产生用户状态信息。而对于漫游关联实际上是对重关联进行处理,这里我们只探讨简单的关联过程,如果涉及空口数据加密,则还需要考虑PMK缓存及802.11r等处理过程,这些过程都需要依赖控制器完成,即使对于简单的关联过程,也需要控制器完成对目标AP的用户状态的同步以及重关联的安全问题判断。

今天几乎所有的商用WLAN系统都采用DCF模式,也就是在CSMA/CA的约束条件下充分的进行信道争抢,但带来的问题是系统容量随用户数增多将会有较大程度的下降,因为退避所占用的时间片增加了。为了保障用户接入体验,在多AP部署的场景中一般都会采用CAC及负载均衡的方式来处理用户的关联请求,当用户关联时无线控制器还会基于信道负载、终端数量阈值等相关条件判断回复状态的设置,同时还会判断根据周边AP的负载情况进行最终的关联决策。

什么叫无线控制器(详细解析无线控制器)(1)

用户认证:目前主流的用户认证包括了MAC认证、Portal认证、WPA/WPA2认证、混合认证(如MAC优先的Portal认证),对于MAC认证而言不同厂商的理念不同,有的厂商考虑到大规模用户接入体验,采用的是先关联后控制的方式,而有的厂商则侧重控制,采用了先控制判断后关联的方式。但无论哪种方式,所有的判断都是在控制器侧决策的。对于Portal认证,无线控制器还需要进行页面重定向、认证计费过程以及用户策略控制,对于WPA/WPA2认证无线控制器则需要处理EAP流程、密钥协商及分发,同样也包括认证计费和用户策略控制。

用户数转发: 用户数据转发对于集中转发而言则主要依靠转发平面实现,用户数量的大小和快转表项有直接关系。除了上面提到的用户接入过程,在集中转发的场景下还会考虑到DHCP Relay,ARP代答等去广播的需求。

什么叫无线控制器(详细解析无线控制器)(2)

上面我们讲到的其实仅仅是在无线用户处理过程中的一小部分工作,考虑到用户在不同场景下的体验,一线厂商还做了更多的智能化工作,而这些工作都需要由一个集中的大脑来综合判断和实时决策,这就是无线控制器的管控平面要做的工作。

现在我们知道一个用户关联的生命周期中无线控制器需要做这么多工作,那么60K的用户是一个什么概念?我们按照百分之一的并发概率来算,无线控制器需要处理每秒600个用户关联决策,在CAC和负载均衡情况下则会产生更多的交互,许多移动终端默认会主动扫描网络,如果涉及到5G优先或感知等需求,无线控制器处理的扫描决策则会远超这数值,考虑到手机节能待机后被启动所触发的关联以及漫游切换的处理(漫游切换并不见得用户移动才会出现,有时候无线环境的变化造成信号波动也触发)也同样会造成大量的并发处理,这只是开放连接情况下的处理过程。如果再涉及到用户认证,对于Portal而言需要做重定向处理,涉及到DNS及HTTP并发会话处理,而如果涉及到WPA/WPA2的认证过程,还需要涉及到复杂的EAP交互流程,每个并发用户都需要无线控制器进行处理,当然我们不排除有些厂商把部分功能下移到AP来完成,但即使下移到AP完成,在认证授权阶段也需要无线控制器来统一完成,不然用户的计费系统将面对成千上万个NAS Client,这是完全不可行的,同时还涉及到大量的用户状态同步,而目前的SoC级别的商用AP,显然也无法支撑过多的认证用户,因此对用户而言无非是成本的转嫁游戏,如果面对无线控制器管理1K级别AP的量而言明显得不偿失。所有的这些处理最后都会落到设备的硬件能力上,不仅是对RAM的需求,更是对CPU能力的要求,而这也决定了产品的成本。

什么叫无线控制器(详细解析无线控制器)(3)

以上的内容仅仅涉及到了一小部分无线控制器在管控平面的处理工作,实际使用环境下还和诸如无线安全、终端及应用识别、空口调优、热备同步等等功能有直接关系,所以对于用户而言厂商的诚信尤为重要的,敢于把参数写在官网上并能够接受用户的验证,给出实践场景才是企业成功的王道,这才是工匠精神。

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