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無線網絡管理常識

閱讀:1873發布時間:2012-11-27

  無線網絡管理常識

  對于無線網絡管理大家可能還不是很清楚,可是對于無線網絡這個詞大家是在了解不過了,我們的身邊隨處都有無線網絡,對于無線網絡的使用我們也是非常的熟悉的,但是說起無線網絡管理我們還不是很清楚,下面我們就為大家介紹一下無線網絡管理過程中遇到的問題, 希望能夠幫助大家解決問題。

  1、如何對無線網絡流量進行優先級管理

  網絡管理員長期以來都是使用如802.1d和 DiffServ的技術來管理和優化流量。隨著無線局域網(WLAN)從任意接入Internet發展到支持復雜的商業應用程序和多媒體流量,優先級管理也必須進入無線領域。WMM(Wi-Fi Multimedia,應用Wi-Fi多媒體)就可以完成此項優先級管理。

  2、使用測試工具iPerf監控無線網絡性能

  很多公司都在將自己的無線網絡升級到 802.11n,以實現更大的吞吐量、更廣的覆蓋范圍和更高的可靠性,然而保證無線LAN(WLAN)的性能對于確保足夠的網絡容量和覆蓋率尤為重要。下面,我們將探討如何通過iPerf來測定網絡性能,這是一個簡單易用測量TCP/UDP的吞吐量、損耗和延遲的工具。

  應用準備

  運行iPerf

  測量TCP吞吐量

  測量UDP丟包和延遲

  圖形化測試結果

  3、 Wi-Fi安全性

  有線和無線網絡在安全性方面的考慮是很不一樣的。首先,在有線網絡中,用戶必須能夠訪問物理的線路或接線器。其次,網卡必須連接上網絡上。zui后,還有用戶身份認證的問題。大多數網絡要求用戶使用密碼、信令或兩者結合進行身份認證。而在無線網絡中,這些問題一開始在*個無線安全標準——有線等效保密(Wired Equivalent Privacy,WEP)中是被忽略的。

  4、802.11與無線網絡管理

  IEEE 802.11k標準將接入點和筆記本電腦等無線組件構成的無線電頻率環境的測量方法。這個標準還創建一些方法,讓組件能夠使用這些方法交換他們的測量方法。IEEE 802.11v標準將一些利用802.11k的測量方法幫助管理無線環境的方法。這個標準的目標是改善無線局域網的可靠性、吞吐量和服務質量。802.11v委員會將繼續考慮一些額外的功能。到2009年,標準802.11n產品將會將的802.11a/g設備推上打折的貨架。對于很多公司而言,目前面臨的問題不是是否將網絡轉移到802.11n,而是在何時何處和如何實現轉移。本文章列出了一些你在計劃做802.11n升級時必須考慮的關鍵因素,以幫助你以zui少的付出獲取zui大的收益。

  802.11k、802.11v助力WLAN管理

  升級到802.11n的幾個關鍵問題

  無線網絡管理疑難解答 在無線網絡管理的過程中,我們會遇到很多問題,如怎樣配置無線路由器、在惡劣天氣下怎樣保證網絡暢通、怎樣保證網絡安全等等。專家會給我們提供相關的解決方案。

  5、什么是WMM?

  Wi-Fi多媒體,也被稱為無線多媒體延伸(WME),是IEEE為滿足服務質量 (QoS)所制定的802.11e標準中,在802.11 MAC層增加的的一個功能。這項改進規定802.11延伸來優化使用音頻和視頻的WLAN中應用程序的運行。802.11e規定應了兩種方式來控制帶寬占 用時長:應用增強分布式協調訪問(EDCA)進行優化,應用混合協調功能(HCF)來進行調度。

  EDCA較其它機制發展得更為成熟。然而,在802.11e定稿之前,一些方法已經產生了。為了把互操作性問題消滅在萌芽之中,Wi-Fi產業聯盟設立了WMM認證程序。四年后, 850多種產品通過了應用EDCA優化帶寬占用時長的WMM測試。

  802.11e還規定了省電(PS)這項額外功能,延長電池的使用時間。省電功能可以使客 戶端在傳輸之間進行休眠,來減少能量的消耗。802.11e通過讓客戶端及其應用選擇醒來時接收數據,更有效地節省電力。2005年底,Wi-Fi產業聯 盟又設立了另外一個程序——WMM Power Save(WMM節能程序),來促進增強的互操作性實施。

  6、 誰能從WMM中獲益?

  在所有的應用程序和用戶都獲得同等待遇、通道也不緊張的情況下,優先權是不起什么作用的。 但RF通道是多用戶分享的媒體。802.11客戶端應用分布協調功能(Distributed Coordination Function,DCF)和同在一個隧道中的其他客戶端“友好相處”。當一個客戶端準備發送數據時,它首先會“聽”一下是否有其他客戶端在發送數據。如 果通道繁忙的話,這個客戶端必須等待一個隨機退避時隙然后再次進行嘗試。 當帶寬占用時長充足時,分布協調功能(DCF)工作順暢。但當各種應用程序分享同一個無線 局域網時,帶寬就很擁擠——就像媒體播放器一樣——有一些用戶無法分享帶寬。當載荷增長時,每一個用戶在發射數據時都會等待更長的時間。在上網沖浪的過程 中,一般的延遲是感受不出來的,但是即使是100毫秒的間隔也會使聲音不連貫。緩沖會使聲音流更順暢,但視頻和音頻仍然需要連續的帶寬占用時長才能順利傳 輸。

  WMM采用“發送者優先”的原則,讓每一個應用程序公平地使用網絡通道。需要說明的 是,WMM不能保證占用的時長。一個拒絕公平占用通道的設備仍然可以占用長時間進行傳輸,令其他設備無法進行傳輸。雖然如此,WMM仍然是多媒體WLAN 中“令大家滿意”的一個重要的基本裝置。 WMM是如何工作的 為了更好的管理帶寬占用時長,WMM將Wi-Fi “QoS數據”分成了四個訪問類 圖片:1.jpg 當IP數據包在MAC層傳輸時,用戶優先級(UP)由802.1d標簽或者DSCP headers來規定。WMM將用戶優先級對應相應的訪問類,例如,*先級數據包就以音頻幀的形式傳輸。QoS數據幀就被插入四個單獨的傳輸序列之 中。(一些接入點甚至在每一個客戶端或SSID都實施四個傳輸序列。) QoS數據幀從各訪問類中傳輸頻率的決定因素:

  • AIFSN控制每次傳輸后客戶端需要等待的時間。AIFSN默認從音頻的兩個時段到背景流量的七個時段。

  • 當通道忙碌時,競爭窗口(CW)將會控制隨機后退間隔。缺省情況下,Background和Best Effort的zui大和zui小的競爭窗口是視頻的兩倍長度,音頻的四倍。

  zui終結果是優先幀會比低級優先幀獲得更多的“傳輸機會”。當幾個序列都有數據要發送時,別序列也會比低級別序列獲得更多的傳輸服務。 如果沒有優先級別的話,帶寬占用時長的競爭會嚴重降低音頻質量。從另一個側面看,因為 VoIP會發送很多短的數據包,即使是一個也會讓通道變得十分繁忙。在阻止低級別優先應用程序被一起攔截的同時,WMM優先會停止如VoIP等延遲敏 感應用程序因拖延和震動而受阻。WMM節能計劃應用在一些如Vo和媒體播放器等裝置上,讓這些延遲敏感軟件“瞌睡”時間長一些而不降低傳輸質量, 因此提升了生活品質。

  將WMM投入使用 如果你的WLAN中配備了目前的裝備尤其是商業AP和Vo,可能會有能夠利用到WMM的設備。看看你使用的設備是否支持WMM,請搜索Wi-Fi產業聯盟的注冊產品目錄。

  要應用WMM優化流量,AP和客戶端必須都支持EDCA。WMM是向下兼容的,意思是一個AP能優化基于QoS的客戶端,同時服務Legacy客戶端。這是通過包括WMM支持、AP信標中每一個訪問類參數實現的。例如,這個信標是由一個Actiontec AP發射的: 圖片:2.jpg 延遲客戶端忽略未知因素,而基于QoS客戶端則在與AP發生關聯時決定是否應用WMM。一些客戶端必須明確配置應用WMM。例如,看下面的Dell筆記本的Wi-Fi卡: 圖片:3.jpg 許多其他的客戶端不應用WMM設置,如果他們與一個應用WMM的AP發生關聯,他們就會應用WMM。但是也會看到協商的結果。例如,看下面QoS和節能模式在Cisco客戶端的應用。 圖片:4.jpg 然而,同意應用WMM還不夠。為了達到Best Effort以外的其他效果,應用程序必須在發布的數據包中提供用戶優先的實用部分(例如802.1d標簽或者DSCP)。例如比較下面的兩個幀: 圖片:5.jpg 左 側的幀1是不添加標記的幀(IP服務類型0)。右側的幀2是一個使用用戶優先級6加密的幀。雖然IP數據包因加密而被掩蓋,我們都知道它攜帶著信息 “Type of Service=6”,WMM將其映射到聲音類上。事實上,右側的數據包是基于QoS的軟件程序產生的。

  事實上,加標簽是一個關鍵步驟。專門生產的具有WMM功能的Wi-Fi裝置通常運行標記outbound包的軟件。例子有很多,包括Wi-Fi S,如SMC Tigervoip和Cisco Unified無線;雙模式Smartphones,如RIM BlackBerry 8820和Sony Ericsson W960i;媒體中心,如Linksys DMA2100和 Philips MCP9360i;Set Top Box/DVRs,如HP MediaSmart Connect。 通常用途的裝置如筆記本電腦應用WMM適配器啟動,如上面提到的Dell 和Cisco的卡。然而,應用程序也必須發展來應用WMM。

  zui后,QoS算法必須適用于AP并能夠與有線網絡流量管理相結合。一些AP應用802.11e協議規定默認程序,其他的AP,如下面的Motorola AP-5131,會為每一個錄音機或者SSID提供相應的WMM數據。 圖片:6.jpg 然而,推行WMM僅僅是優化帶寬占用時長。附加的AP或者控制器參數決定QoS如何在AP運行、數據包如何在進出界面被標記。 例 如,你的AP可能讓你規定適用于向獨立客戶端(MAC地址)或應用程序(TCP/UDP端口)傳輸流量的WMM訪問類。或者你通過inbound DSCP或者802.1d標簽如何被映射到outbound數據包來控制,忽略應用程序有效載荷。許多商業AP提供更多的寬帶管理特征,如當一個錄音機或 通道支持幾個虛擬AP,或者以IP服務類型為基礎的通信量調整功能。 這些性能多有不同,所以要檢查你的裝置是怎樣運行的以及它如何將WMM應用于QoS。 Wi-Fi安全性

  有線和無線網絡在安全性方面的考慮是很不一樣的。首先,在有線網絡中,用戶必須能夠訪問物理的線路或接線器。其次,網卡必須連接上網絡上。zui后,還有用戶身份認證的問題。

  大多數網絡要求用戶使用 密碼、信令或兩者結合進行身份認證。而在無線網絡中,這些問題一開始在*個無線安全標準——有線等效保密(Wired Equivalent Privacy,WEP)中是被忽略的。

  有線等效保密

  WEP是被設計用來提供與用戶在有線網絡所使用的相同的保密機制。WEP基于RC4對稱加密標準,它使用64位或128位密鑰。而WEP的安全性問題恰恰就出現 在這里,因為密鑰的64位或128位并不全被用于加密,它其中的24位實際上被用作初始化向量(IV)。IV的目的是用不同的密鑰給每個數據包進行加密。 這是通過將IV添加到40位或104位的預共享密鑰(PSK)而實現的。結果就是IV+PSK。這減小了加密過程中的有效密鑰長度,因為現在密鑰的有效長 度只有40位或104位了。

  有兩種方法可以生成和使用PSK:

  一是默認密鑰方法,它共享包含zui多四個默認密鑰的密鑰集給所有WAP。

  二是密鑰映射方法,它在每一個無線基站與其它單個基站之間建立密鑰映射關系。雖然這個方法比*個方法更安全,但它帶來了額外開銷并降低一定的吞吐量。這個額外的開銷意味著許多選擇使用WEP的系統要在所有的基站使用一個共享密鑰。

  為了更好地理解WEP過程,你需要理解布爾邏輯的基本原理。特別是你需要理解異或(Excusive OR,XOR)的用法。XOR只是一個簡單的2比特位之間的二進制比較,它的結果是另一個比特位。當比較2個比特位時,XOR檢查它們是否不同。如果不 同,XOR的結果就是1。如果相同,結果就是0。表9-2說明了一個XOR運算的例子。

  表:異或(XOR)運算

  為了更好地理解XOR過程,并且理解WEP是如何工作的,下面讓我們看一下加密消息的七個步驟:

  1.使用密鑰初始化傳輸和接收基站。這個密鑰必須使用一個跨波段機制來分發的,如電子郵件發送、提交到一個,或者寫在紙上發給你(像許多酒店的做法)。

  2.傳輸基站產生一個種子,它是通過將40位密鑰附加到24位IV,然后輸入到偽隨機數生成器(PRNG)而得到的。

  3.傳輸基站將種輸入到WEP PRNG中生成隨機類型的密鑰流。

  4.密鑰流與明碼文本進行XOR后得到密文。

  5.傳輸基站將密文附加到IV上,并設置一個比特位表示它是一個WEP加密的數據包。這就完成了WEP加密,其結果是傳輸的一個幀的數據。WEP加密的僅僅是數據。數據包頭和包尾是不加密發送的。

  6.接收基站檢查所接收的幀的加密位是否被設置了。如果是,接收基站會從該幀中提取出IV,并將IV附加到密鑰中去。

  7.接收者生成一個密鑰流,這個密鑰流必須是與傳輸基站的密鑰相匹配。這個密鑰流通過與密文XOR后獲得明文。

  WEPzui大的問題是IV不是的,是可以重用的。這樣的結果是大量的攻擊會重用IV來暴露PSK。為了更好地說明這個問題,我們可以考慮下面的例子。假設我們 的PSK是8765309。這個值將會與“qrs”字符串一起構成密鑰“qrs8765309”。它將被用于加密數據包。下一個數據包將會要求一個新的 IV。因此,雖然它仍使用相同的PSK 8765309,但這次它會與字符串“mno”一起構成新的密鑰“mno8765309”。這樣的過程會在每一個數據包數據加密時進行。我們可以看到變化 的只是密鑰的IV部分,這就是WEP攻擊所感興趣的。

  其實我們在無線網絡管理的過程中會遇到很多的問題,這些問題有的是我們自己能夠解決的,有的是我們自己沒有辦法解決的,無論怎樣我們了解更多的關于無線網絡管理的常識對我們以后更好的應用無線網絡是非常有利的。


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