中国移动-WLAN抓包案例分析

1、北京惠捷朗科技有限公司2011.3WLANWLAN技术交流技术交流本文由本文由http:/http:/ 我要我要2 2影视网整理发布影视网整理发布.802.11标准演变Mesh 扩展扩展QoS 扩展扩展安全扩展安全扩展 射频管理射频管理更高的速率更高的速率基于基于802.11的标准演化的标准演化.基于CAPWAP的WLAN运营网络WLAN MAC：Split MAC、Local MAC数据转发：集中转发、本地转发数据转发：集中转发、本地转发组网方式：组网方式：2层组网，层组网，3层组网层组网管理和状态：协议预定义、厂家私有管理和状态：协议预定义、厂家私有.WLAN相关新技术Wi-Fi Dire

2、ctWi-Fi Display 超低功耗Wi-FiWireless protect setup（WPS）Wi-Fi 热点认证计划.WLAN空口性能空口性能21WLAN连接管理机制连接管理机制WLAN与室分合路与室分合路34WLAN抓包分析案例抓包分析案例.扫描与关联 扫描的过程是识别当前空间存在的扫描的过程是识别当前空间存在的WLANWLAN无线网络。无线网络。 扫描中主要的参数：扫描中主要的参数：BSStypeBSStype、DSSIDDSSID、SSIDSSID、扫描方式、信道、扫描方式、信道列表、探测延时、最大和最小信道时间列表、探测延时、最大和最小信道时间 关联是关联是STASTA和和

3、APAP建立连接的过程建立连接的过程StationAP1AP2被动扫描：侦听被动扫描：侦听BeaconBeacon主动扫描：主动扫描：Probe requestProbe request连接过程：连接过程： STASTA对对发发Probe RequsetProbe RequsetAPAP发发Probe response Probe response Sta Sta选择选择APAP Station Station 发发Association request Association request APAP回应回应Association ResponesAssociation Respones封包

4、告封包告知知STASTA取得取得AIDAIDReassociationReassociation即即Roaming/Roaming/漫游漫游/ /切换：切换：空口类似于连接过程，但对空口类似于连接过程，但对APAP和和StationStation会产生一些不同的处理会产生一些不同的处理BeaconAP3.信道扫描使用广播使用广播BSSIDBSSID和空的和空的SSIDSSID发送发送Probe requestProbe request。开始一个开始一个ProbeProbe的的 Timer Timer如果在最小如果在最小Probe responseProbe response时间内没有收到时间内

5、没有收到responseresponse，则切换到下一个信道，则切换到下一个信道或者到底最大或者到底最大Probe responseProbe response时间，处理所有收到的时间，处理所有收到的responseresponse，然后扫描下一个，然后扫描下一个channelchannel后台扫描：后台扫描：StationStation在关联状态中，选择空闲时进行信道扫描在关联状态中，选择空闲时进行信道扫描客户端AP1AP2ProbeDIFSP ResponseSIFSACKDIFSP ResponseACKSIFS最小最小Probe response时间时间最大最大Probe respon

6、se时间时间.漫游p监测到和当前监测到和当前APAP的连接质量变差，的连接质量变差，RSSI/RateRSSI/Ratep扫描可用扫描可用APAP（200ms300ms200ms300ms）p连接到可用连接到可用APAP（10ms200ms10ms200ms）p重新进行认证（重新进行认证（802.1x802.1x：10ms10ms，WEBWEB认证：秒级）认证：秒级）p如果为如果为DHCPDHCP客户端，则重新获取客户端，则重新获取IPIP地址（地址（500ms500ms）一般的漫游过程一般的漫游过程Scan鉴证关联DHCP认证应用业务恢复连接状态连接状态连接状态连接状态应用业务恢复影响漫游的

7、问题影响漫游的问题APStation1. 环境环境一般漫游快速漫游后台扫描预认证最快漫游重关联应用业务恢复Scan断开断开断开断开断开断开.影响关联的主要原因配置匹配问题 AP的模式 配置参数响应超时 无线干扰 信号弱设备原因 驱动程序的bug 认证程序的bug.WLAN连接管理机制连接管理机制12WLAN空口性能空口性能WLAN与室分合路与室分合路34WLAN抓包分析案例抓包分析案例.802.11 PHY和MAC MAC层最主要的功能就是控制传输媒体的存取方式,让上层协议所送来的数据能无误的经由传输媒体传送出去将接收到数据解调译码后交给MAC层处理。 MAC层提供额外安全管理工作如验证服务及

8、WEP加密PHY负责将MAC层交付的资料,经调变,编码处理后传送出去PHY将接收到数据解调译码后交给MAC层处理PHY负责实际的媒体侦测工作并将侦测结果回报给MAC层让MAC层能进行媒体访问控制.天线天线放大器放大器VCO放大器放大器滤波器滤波器混频器混频器RX滤波器滤波器LNAAGC调整调整放大比率放大比率2.4G降频降频基频输入基频输入放大器放大器VCO放大器放大器天线天线混频器混频器滤波器滤波器TXPA升频升频Voltage Controlled Oscillator电压控制输出频率电压控制输出频率载波载波发射功率发射功率dBm值的参考点为千分之一瓦1mw=0dbm40 dBm 10w3

9、0 dBm 1w20 dBm 100mw10 dBm 10mw 0 dBm 1mw接收灵敏度判断标准接收灵敏度判断标准FER-80db最大接收灵敏度：11Mbps -4db邻频抑制：间隔25Mhz的信号低于35dbRF链路概要.天线switchRFIFBasebandMACPA天线天线switchRFIFBaseband/MACPA天线天线switchRF/IFBaseband/MACPA天线RF/IF/Baseband/MACPA天线switch天线RFRF芯片组合发展芯片组合发展.信道资源2.4122.4172.4222.4322.4422.4522.4622.4722.4842.4272

10、.4372.4472.4572.4671611频率频率/GHz启动时信道选择启动时信道选择 Scanning select Apply定时扫描的信道选择定时扫描的信道选择BG Scanning Channel change手动设定手动设定局限性与灵活性自动信道选择自动信道选择信道选择算法.调制技术DSSS/CCK：802.11b 1，2,5.5,11MbpsOFDM: 802.11a/g 6,9,12,18,24,36,48,54Mbps改进的OFDM：802.11n 6.5, 13, 19.5, 26, 39, 52, 58, 65Mbps.OFDM概念.影响空口传输的原因路径衰减、障碍物造

11、成的信号弱频率偏移时变偏移时序匹配峰均功率比（峰均功率比（PAPR)PAPR).传输层问题传输网络问题 传输网络的链路带宽 传输网络中的设备响应速度多用户产生的空口用户容量下降 管理帧泛滥 低速率客户端 低信号客户端.影响业务性能的原因多连接的HTTP业务FTP 下载和上行小封包造成性能损失Ping包延时、丢包率.WLAN性能优化案例(1/3) 背景：中国移动云南分公司全球通大厦，2003年采用放装使802.11b AP进行了全楼WLAN覆盖，2010年底进行容量升级，选用802.11N AP，但升级后无明显的速率提升的，反而比扩容前要差。CMNETBRAS 光设备其他楼层交换机全球通大楼10

12、/100M5层设备间APAP1、2层无线局域网APAP7层配线间APAP6层无线局域网7层无线局域网5层无线局域网12层WLAN中心交换机文庙移动机房2层设备间6层配线间AP光设备APAP8层无线局域网8层配线间AC.WLAN性能优化案例(2/3)开放办公区仓库会议室网络部总经理办公室网络部副总经理办公室办公室网络部副总经理办公室弱电井问题问题1：没有进行信道规划，：没有进行信道规划，AP都工作在信道都工作在信道1上上问题问题2：多种模式：多种模式AP共存，造成空口性能的降低共存，造成空口性能的降低问题问题3：忙时上网速度慢，传输网络性能影响，经调查认为是：忙时上网速度慢，传输网络性能影响，经

13、调查认为是BRAS性能瓶颈性能瓶颈.WLAN性能优化案例（3/3)优化建议： 空口优化，根据AP覆盖区域的重要性，进行信道规划；如领导办公室及会议室使用11信道，其他AP使用1、6信道 AP使用802.11bg模式优化效果 优化前，空口FTP速率510Mbps，优化后达到20Mbps.WLAN连接管理机制连接管理机制13WLAN与室分合路与室分合路WLAN网络优化网络优化24WLAN抓包分析案例抓包分析案例.WLAN与室分合路的挑战 覆盖盲区 覆盖盲区的往往是用户经常使用WLAN上网的位置，如天线部署在走廊，窗口附近区域很容易形成盲区。 上下行链路的不平衡 室分合路一般采用大功率AP，形成了W

14、LAN是一个上行受限的系统，判断室分系统是否适合WLAN网络，在于是否满足上行链路的要求 多天线对单天线的多径效应，产生的自身干扰 隐藏节点的存在 通过RTS/CTS机制解决隐藏节点问题。但问题是现在使用的802.11g AP在默认配置下为关闭RTS/CTS 功能 建议厂家针对室分系统的AP，进行自动识别客户数量，根据误报率来自动打开RTS/CTS.WLAN与室分系统合路典型问题覆盖盲区的直接影响用户使用，室分系统在项目完成后往往很难与业主协调进行改进，建设期间的优化尤为重要。上行链路的不平衡是一个隐性问题，比较难从表象上完全的判断原因，如何进行链路上下行的检测？PCF方式解决了隐藏节点问题，

15、但带来的性能下降，影响用户的业务体验，是否有方法可以解决？.WLAN室分案例:现网优化 背景：无锡市湖滨医院是中国移动背景：无锡市湖滨医院是中国移动20092009年建成的一个年建成的一个CMCC WLANCMCC WLAN热点，有用热点，有用户投诉在病房内无法使用户投诉在病房内无法使用CMCCCMCC WLANWLAN网络上网网络上网 问题：经过网优测试人员调查，大部分病房，在门口处问题：经过网优测试人员调查，大部分病房，在门口处APAP信号非常好，但到信号非常好，但到底病房内部出现底病房内部出现20dBm20dBm的差别。的差别。.WLAN室分案例:现网优化 发现问题及热点整体评估如下：

16、住院部病房里的信号衰减严重，门口和最里面的病床信号强度相差20dBm左右，病房内大部分位置ping包丢包率非常高，在房间最里面的病床位置信号强度-80dBm 在大楼走廊顶端的A区40-42病房和B区28-30病房，在这两个病房测试终端与AP失去关联，ping包丢包率极高 根据现场的情况，我们提出了以下可选优化方案： 1. 调制室分天线， 2. 增加AP功率和立体化进行信号增补 3. 调制AP参数 4. 采用无线无线中继路由进行信号放大.WLAN室分案例:现网优化优化实施 通过比较，采用方案4，针对覆盖盲区针对性进行信号补充.优化前后对比如下表WLAN室案例:现网优化测试测试log名称名称WEB

17、WEB认证认证HTTPHTTP页面访问测试页面访问测试PingPingFTPFTP下载下载FTPFTP上上传传基本无线参数基本无线参数WEBWEB认认证时延证时延（秒）（秒）WEBWEB认认证成功证成功率（率（%）访问时访问时延（秒）延（秒）页面页面时延时延（秒）（秒）访问成访问成功率功率（%）成功率成功率（%）下载平下载平均速度均速度（kb/s）上传平上传平均速度均速度（kb/s）RSSIRSSI（dBm)载干比载干比C/I(db)滨湖医院12楼A区25-27病房优化前4.27 20.0%5.72 21.91 50.0%95.0%101.1 2435.9 -70.9 17.1 滨湖医院12楼

18、A区25-27病房优化后1.00 66.7%3.02 8.44 100.0%100.0%2444.7 1167.1 -57.4 26.6 优化后该测试点的无线网络的信号强度，载干比和业务质量有了极大的提升优化后该测试点的无线网络的信号强度，载干比和业务质量有了极大的提升。其中信号强度其中信号强度RSSI从优化前的从优化前的-70.9dBm提高到了提高到了-57.4dBm，载干比，载干比C/I的值由的值由优化前的优化前的17.1db提高到了提高到了26.6db，都达到了测试要求。而业务质量测试的数，都达到了测试要求。而业务质量测试的数据也有了大幅度的提升，上网业务体验非常流畅据也有了大幅度的提升

19、，上网业务体验非常流畅.WLAN室分案例:建设优化 背景背景：银川金风万达广场总投资约30亿元，集高档写字楼、顶级品牌专卖店、高档百货、多元化特色餐饮、时尚休闲、娱乐为一体的综合性、新地标商街。 WLAN建设：银川市万达广场站点WLAN覆盖项目是中国移动宁夏公司2011年WLAN网络建设的重点覆盖项目，旨在打造宁夏的2G、3G、WLAN的示范工程，为新地标的业主、用户提供高质量的无线宽带服务。.WLAN室分案例:建设优化现场勘察和模拟测试现场勘察和模拟测试设计问题点测试和优化验证设计问题点测试和优化验证问题点的测试示意图问题点的测试示意图全面的现场考察全面的现场考察.WLAN室分案例:建设优化根据现场模拟测试结果得出优化建议.WLAN连接管理机制连接管理机制14WLAN抓包分