智简园区WLAN无线网桥技术白皮书

1、华为智简园区 WLAN 无线网桥技术白皮书华为智简园区WLAN 无线网桥技术白皮书摘要摘要本文档针对华为无线接入设备的 WDS/MESH 技术进行说明。通过 WDS/MESH 技术，可以实现不同网络之间的远距离无线连接，扩大网络覆盖范围，降低网络部署成本。本文档提供了 WDS/MESH 的工作原理和 WDS/MESH 的几种组网场景和配置注意事项，另外提供了 WDS/MESH 的应用配置华为智简园区WLAN 无线网桥技术白皮书目录目录 HYPERLINK l _bookmark0 摘要ii HYPERLINK l _bookmark1 概述1 HYPERLINK l _bookmark2 无线

2、网桥技术介绍1 HYPERLINK l _bookmark3 WDS1 HYPERLINK l _bookmark4 MESH 介绍1 HYPERLINK l _bookmark5 WDS 原理描述2 HYPERLINK l _bookmark6 WDS 简介2 HYPERLINK l _bookmark7 WDS 建立过程4 HYPERLINK l _bookmark8 WDS 组网模式6 HYPERLINK l _bookmark9 点对点组网6 HYPERLINK l _bookmark10 点对多点组网8 HYPERLINK l _bookmark11 MESH 原理描述9 HYPER

3、LINK l _bookmark12 MESH 基本概念9 HYPERLINK l _bookmark13 MESH 连接建立10 HYPERLINK l _bookmark14 MP 配置上线12 HYPERLINK l _bookmark15 MESH 路由建立14 HYPERLINK l _bookmark16 数据报文转发15 HYPERLINK l _bookmark17 MESH 网络破环16 HYPERLINK l _bookmark18 MESH 组网模式16 HYPERLINK l _bookmark19 链状组网16 HYPERLINK l _bookmark20 星状组网

4、16 HYPERLINK l _bookmark21 网状组网17 HYPERLINK l _bookmark22 多 MPP 组网17 HYPERLINK l _bookmark23 无线网桥应用19 HYPERLINK l _bookmark24 WDS 组网场景19 HYPERLINK l _bookmark25 室内场景WDS 组网20 HYPERLINK l _bookmark26 室外场景WDS 组网20 HYPERLINK l _bookmark27 WDS 组网规划23 HYPERLINK l _bookmark28 传输距离规划23 HYPERLINK l _bookmark

5、29 网络带宽规划26 HYPERLINK l _bookmark30 MESH 组网场景28 HYPERLINK l _bookmark31 区域无线覆盖场景28 HYPERLINK l _bookmark32 道路监控回传场景29 HYPERLINK l _bookmark33 长距广覆盖场景30 HYPERLINK l _bookmark34 双链路可靠回传场景31 HYPERLINK l _bookmark35 MESH 组网规划31 HYPERLINK l _bookmark36 MESH 回传层规划31 HYPERLINK l _bookmark37 MESH 传输距离规划33 H

6、YPERLINK l _bookmark38 无线网桥典型配置举例37 HYPERLINK l _bookmark39 WDS 配置举例37 HYPERLINK l _bookmark40 组网需求37 HYPERLINK l _bookmark41 配置分析38 HYPERLINK l _bookmark42 MESH 配置举例39 HYPERLINK l _bookmark43 组网需求39 HYPERLINK l _bookmark44 配置分析40 HYPERLINK l _bookmark45 A 缩 略语42华为智简园区WLAN 无线网桥技术白皮书1 概述 1 概 述无线网桥技术介

7、绍WDSWDS (Wireless Distribution System 无线分布式系统)：通过无线链路连接两个或者多个独立的有线局域网或者无线局域网，组建一个互通的网络实现数据访问。802.11 的无线技术已经广泛地在家庭、SOHO、企业等得到应用，用户已经能通过这些无线局域网方便地访问 Internet 网络。但是在这种网络应用中，AP 必须连接到已有的有线网络，才可能提供无线用户的网络访问服务，为了扩大无线覆盖面积，需要用电缆、交换机、电源等设备将AP 互相连接。采用传统的方式，AP 需要和有线网络连接，会导致最终部署成本较高，并且在大面积无线覆盖时需要大量的时间，而使用WDS 技术可

8、以在一些复杂的环境中方便快捷的建设无线局域网。通过无线链路连接两个或者多个独立的有线局域网或者无线局域网，并为他们之间提供数据交换功能。方便网络部署、安装，实现灵活组网。MESH 介绍无线 Mesh 网络(Wireless Mesh Network，WMN)是一种新型动态自组织自配置的无线网络，网络中的节点能够自动地建立 Ad Hoc 结构并维持 Mesh 连通性。运营商或企业采用无线 MESH 技术，将多个无线热点自动地建立起无线的多跳的网络，为每个热点接入的普通无线接入终端提供的无线回传服务，可见无线 MESH 成为了经济便捷的最后一英里宽带接入方案。在传统的无线局域网(WLAN)中，每个

9、客户端均通过一条与 AP(Access Point)相连的无线链路来访问网络，形成一个局部的 BSS(Basic Service Set)。用户如果要进行相互通信的话，必须首先访问一个固定的接入点(AP)，这种网络结构被称为单跳网络。由于无线终端只能和 AP 通信，而 AP 又必须与有线网络相连接，这样就极大的制约了 WLAN 的覆盖范围。当前集中式拓扑 WLAN 的应用一般只局限在小范围场景，而且周围必须有固定线路以便 AP 能够连入有线网络。无线 Mesh 网络作为一种对传统 WLAN 的革命性技术创新，将 WLAN 的应用范围从“热点”扩展到“热区”，并减少了对有线网络的依赖。无线 Me

10、sh 网络是一种多跳网络，它与传统的单跳网络的最大不同之处在于无线 Mesh 网络中的 AP 不仅提供用户接入功能，还可以转发无线信号。多个 AP 构成一个网状结构，信号在网内从一个AP 路由到另一个 AP，最后通过与固定线路相连的 AP 传送到有线网络。WDS 原理描述WDS 简介常用概念介绍在传统 WLAN 业务中，AP 通过创建业务型 VAP 以便STA（Station，站点，即无线终端）接入。相似的，在WDS 网络中，AP 通过创建网桥型VAP 以便让邻居网桥接入，进而两者之间建立起无线虚链路。网桥：AP 射频上提供WDS 业务的功能实体。业务型VAP：AP 为 STA 提供的 WLA

11、N 业务接入点。网桥型VAP：AP 网桥上为邻居网桥提供的与之建立无线虚链路的接入点。网桥型 VAP 是成对出现的，分别称之 AP 型网桥和 STA 型网桥。其中，AP 型网桥是为 STA 型网桥提供与之建立连接的接入点。WVL（Wireless Virtual Link，无线虚链路）：两个分属不同 AP 网桥的网桥型VAP 建立起的连接。业务型 WVL：业务型无线虚链路，WDS 网络中的业务数据通道。管理型 WVL：管理型无线虚链路，WDS 网络中的管理通道。在使能各 AP 的射频网桥功能后，AP 间会自动建立起管理型网桥，该网桥仅允许管理、配置报文通过。根据 AP 在WDS 网络中的实际位

12、置，AP 射频网桥的工作模式有三种，分别为 root模式、middle 模式、leaf 模式。root 模式：AP 作为根节点直接与 AC 通过有线相连，另以 AP 型网桥向下供STA 型网桥接入。middle 模式：AP 作为中间节点以 STA 型网桥向上连接 AP 型网桥、以 AP 型网桥向下供 STA 型网桥接入。leaf 模式：AP 作为叶子节点以 STA 型网桥向上连接 AP 型网桥。在利用 WDS 技术部署的WLAN 网络中的 AP 与传统WLAN 网络中的 AP 有所不同，其有线口不仅仅只用于连接 AC，还可以连接交换机或主机。根据 AP 在 WDS网络中的实际位置，AP 有线口

13、的工作模式有两种，分别为 root 模式、endpoint 模式。root 模式：用于连接AC。AP3(leaf)AP2(middle)AP1(root)ACSTAWDS网络STA SwitchSTAL2network管理型WVL业务型WVL业务型VAPendpoint 模式：用于连接交换机或直接连接主机。图1-1 利用 WDS 技术部署的 WLAN 网络示意图WDS 的架构在实际组网中，WDS 网桥组网模式可以分为以下两种：点对点组网模式图1-2 点到点网络拓扑图AP1AP2 AP2LAN Segment 1LAN Segment 2如图 1-2 所示，WDS 通过两台设备实现了两个网络无线

14、桥接，最终实现两个网络的互通。实际应用中，每一台设备可以通过配置的对端设备的 MAC 地址，确定需要建立的桥接链路。点对多点组网模式图1-3 点到多点网络拓扑图AP2LAN Segment 2LAN Segment 3AP3AP1LAN Segment 1AP4LAN Segment 4如图 1-3 所示，在点到多点的组网环境中，一台设备作为中心设备，其他所有的设备都只和中心设备建立无线桥接，实现多个网络的互联。但是多个分支网络的互通都要通过中心桥接设备进行数据转发。WDS 建立过程网桥间建立连接的基本步骤在使能 AP 的射频网桥功能时，将会自动创建一对网桥型 VAP（即 AP 型网桥与 ST

15、A 型网桥）。此时的网桥型 VAP 只有最少的参数，仅供 AP 间能够建立起管理型WVL。通过管理型 WVL，AP 接入AC 并获取自身的配置。之后，按照以下步骤网桥间建立业务型WVL。其中，网桥 A 为 STA 型网桥，网桥 B 为 AP 型网桥。探测发现 AP 型网桥射频信道模式为 auto，网桥 A 在某一信道广播携带指定 Bridge-Name（网桥标识，类似于传统 WLAN 业务中的 SSID）的探寻报文，如果不能收到响应则循环在其它信道尝试，直到收到有效响应为止。射频信道模式设置为固定，网桥 A 在此信道广播携带指定 Bridge-Name 的探寻报文，直到收到有效响应为止。AP

16、型网桥探测响应网桥 B 收到探寻请求，如发现 Bridge-Name 与自身一致，且预配置的网桥白名单为空（表示不限制网桥接入）、或网桥 A 对应 AP 的MAC 在预配置的网桥白名单中（表示允许网桥接入），则响应其探寻请求。网桥 B 收到探寻请求，如发现 Bridge-Name 与自身不一致，或预配置的网桥白名单非空且网桥 A 对应AP 的 MAC 地址不在网桥白名单中，则不响应其探寻请求。连接建立请求与响应网桥 A 收到网桥 B 准许接入报文后，如果网桥 B 没有配置认证策略则网桥A 直接接入网桥 B，即两者建立起连接。如果网桥 B 预先配置了认证策略与密钥，则网桥 A 向网桥B 发起认证

17、请求以完成鉴权。接入认证网桥 A 收到网桥 B 准许接入报文后，如果网桥 B 没有配置认证策略则网桥A 直接接入网桥 B，即两者建立起连接。如果网桥 B 预先配置了认证策略与密钥，则网桥 A 向网桥B 发起认证请求以完成鉴权。连接维持网桥间链路建立后，网桥间将定期发送链路维持通知，如长时间收不到通知则网桥将虚链路断开，并重新开始 14 步操作。当 AC 下发新的WDS 参数给网桥，则网桥需用新参数重新开始 15 过程。AC 为上线 AP 下发相关配置信息支持网桥功能的 AP，通过有线接口或通过无线网桥接口发现并连接到AC，获取配置信息。此时根据AC 下发配置有如下情况：AC 下发射频未使能 W

18、DS 功能，则 AP 关闭网桥的所有 WDS 类型VAP、停止自动发现和停止发送链接保持报文。此时可配置业务接入参数，不接受 WDS 参数配置。AC 下发射频使能 WDS 功能，此时 AP 创建对应的 WDS 类型VAP，可配置 WDS参数；如原有 WDS 关键参数修改，网桥需重新发现并建立邻居链路。不支持 WDS 功能的旧版本AP，接收到 AC 下发的 WDS 相关参数配置消息，反馈参数不支持。AC 能识别，且不影响其它参数的下发过程。对打开 WDS 模式的 AP，接收到AC 下发的VAP 参数（说明是不支持 WDS 功能的旧版本 AC 下发的参数），对应射频自动切换到接入模式下，接收 VA

19、P 配置信息。通过 STP 解决网络环路问题在点对多点组网场景下，AP 网桥链路之间、以及有线链路可能出现网络环路。为防止网络风暴、保证正确的二层转发，需要启用 STP 功能打开环路检测。STP 功能对 AP 有线接口、和开启了WDS 的网桥接口有效。网桥端口的每个无线虚链路作为一个独立逻辑端口参与 STP 协议交互和控制。WDS 组网模式点对点组网图1-4 点对点组网模式AP3(leaf)AP2(middle)AP1(root)STAGE0/0/1 接入交换机GE0/0/2ACSTA Switch区域B区域A区域CL2networkSTASTA管理型业务型业务型WVLWVLVAP图 1-4

20、为 WDS 点对点组网拓扑，root AP 只桥接一个middle 或者 leaf 型 AP。实际组网中采用双频AP，采用 5GHz 频率射频作为回传，2.4GHz 频率射频作为业务覆盖。组网配置注意事项：用户保证管理链路和业务链路不在同一 vlan。否则会相互成环。配置规划如下：配置项数据VLAN管理 VLAN：100业务 VALN：101、102、103、104、105、106其中区域 A：无线业务的VLAN 为 101区域 B：无线业务的VLAN 为 102区域 C：无线业务的VLAN 为 103区域 C：AP3 有线口下 VLAN 为 104、105、106WDS 管理链路不支持 ST

21、P，用户保证管理链路和外部组网不成环路。为了避免网桥间以及AP 有线口下部署的网络间可能发生环路现象，可以配置STP。但是，华为交换机（包括 AC）端口的默认的 STP 开销按 802.1t 标准，而AP 默认的为 802.1d，如果和华为交换机对接且启用WDS 的 STP 时，需注意正确设置交换机（包括AC）端口的开销，否则可能造成WDS root AP 路径被block。以华为交换机 S5300 为例设置 STP 路径开销标准配置如下： system-viewQuidway stp pathcost-standard dot1d-1998 Quidway quit如果用户先配置了VAP12

22、15，又要使用 WDS，则需要先调整配置（用户）。需要重启 AP 才能生效的配置：使能/去使能 WDS；有线口角色变化；修改管理vlan（包含 tag/untag，PVID 属性）。为保证业务带宽，建议用户组网时不超过 3 跳。根据传输距离与带宽估算，图 1-4 组网中第一个网桥 150Mbps 吞吐量的情况下，第一跳衰减为 20Mbps，第二跳衰减为 5.7Mbps。为避免调优影响，建议用户关闭 radio-profile 中的调优开关(最好网桥中使用单独的 radio-profile)，并且将WDS 网桥加入一个单独的 region。AC 支持修改国家码，root 如果被AC 修改国家码，

23、可能和 leaf 使用不同的国家 码，支持的信道集不同，从而导致 leaf 可能关联不上root。建议用户保证WDS 网桥 AP 的国家码一致。建议用户不要更改 middle 和 leaf 的射频模板。点对多点组网图1-5 点对多点组网模式AP2(leaf)AP1AC(root)AP3(leaf)AP4(leaf)STASTAL2network管理型WVL业务型WVL业务型VAP图 1-5 为 WDS 点对多点组网拓扑，AP1 桥接多个 AP，通过 WDS 连接多个 AP，实现多个网络的互联，但 AP2、AP3、AP4 中的数据只能通过 AP1 转发。配置注意事项：由于点对点组网与点对多点组网

24、的 WDS 实现原理相同，因此点对点组网配置注意事项完全适用于点对多点组网。另外，在点对多点组网中，要特变关注用户带宽是否满足要求，一般要求下一跳邻居 AP 的数量最多为 6 个。MESH 原理描述MESH 基本概念图1-6 Mesh 网络在传统 WLAN 业务中，AP 通过创建业务型 VAP 以便 STA（Station，站点，即无线终端）接入。而在 Mesh 组网中 AP 和 AP 间建立类似 Ad Hoc 的结构，根据在Mesh 网络中的功能不同，可以分为 MPP、MP 两种角色。Mesh Portal Point (MPP)：连接 Mesh 网络和其他类型网络的 MP 节点。这个节点具

25、有 Portal 功能，可以实现 Mesh 内部节点和外部网络的通信。Mesh Point（MP）：在 Mesh 网络中，使用 IEEE 802.11MAC 和 PHY 协议进行无线通信，并且支持 Mesh 功能的节点。该节点支持自动拓扑、路由的自动发现、数据报文转发等功能。MP 节点可以同时提供 Mesh 服务和用户接入服务。Mesh 网络通过 MPM（Mesh Peering Management）协议组建 Mesh 连接。Mesh 连接(mesh link) ：两个相邻 MP 之间通过连接管理协议建立的无线连接。Mesh 链路(mesh path)：源 MP 和目的 MP 之间由一系列

26、Mesh 连接级联成的无线链路。对端 MP（peer mesh point）：已与某个 MP 建立起 Mesh 连接的邻居 MP，称之为该 MP 的对端 MP。邻居 MP（neighbor mesh point）：与某个 MP 处于直接通信范围内的 MP，称之为该 MP 的邻居 MP。不是所有邻居 MP 均为对端 MP。候选 MP（candidate mesh point）：MP 准备与之建立 Mesh 链路的邻居 MP。Mesh 网络是全连接的 WLAN 网络，任何一个源和目的地之间会存在多条可用的Mesh 链路，并且这些 Mesh 链路的传输质量会随着周边环境实时变化。因此，非常有必要在

27、Mesh 网络支持选路协议，以确保数据帧能始终通过最优的链路传输。Mesh 网关：即 MPP，连接无线 Mesh 网络和非 Mesh 网络的接入点。Mesh 代理：一个 MP 节点也被称为一个代理(proxy)，是无线终端(STA)接入Mesh 网络进而接入 DS(distribution systems)的桥梁。Mesh 路由：各 MP 通过在 Mesh 网络中发送和转发路由管理报文学习形成，一条 Mesh 路由信息包含多条用于路由转发的下一跳信息。VAP 类型。Mesh 节点上创建的 VAP 分为两种类型：回传型 VAP，业务型 VAP。回传型 VAP：完成 MP 邻居发现，Mesh 连接

28、建立以及数据回传功能，并通过在回传链路中转发路由管理报文，实现节点间路由拓扑的建立。每个射频只创建一个回传 VAP。MPSTAMesh 网络ACMPPMPMPSTAMPL2network回传型业务型VAP业务型 VAP：提供无线终端接入功能。可配置多个。图1-7 利用 Mesh 技术部署的 WLAN 网络示意图MESH 连接建立Mesh 邻居发现流程Mesh 邻居发现是 Mesh 网络建立过程中的第一步。MP 通过主动发送 mesh Probe Request 探测帧（非 DFS 信道），或被动侦听 mesh Beacon 帧，来收集邻居信息。Beacon 或 Probe 帧中包含 Mesh

29、ID、Mesh Configuration 以及安全能力等相关信息。更新邻居关系表。每个 MP 都存在邻居关系表，该表将所有邻居节点的信息分为四类是将所有邻居节点的信息分为四类：普通 AP 邻居、其他 Mesh 网络节点、候选 MP 节点、对端 MP 节点。对于被动扫描方式，如果 MP 发现自己接收到的 Mesh Beacon 信标帧中的 Mesh ID 与自己的 Mesh ID 一致，则在邻居关系表中将该邻居设备记录为候选 MP 节点；如果 MP 发现自己接收到的 Beacon 信标帧中没有 Mesh ID，则判断邻居节点为普通 AP 邻居；如果 MP 发现自己接收到的 Mesh Beaco

30、n 信标帧中 Mesh ID 与自己不一致，则判断邻居节点为其他Mesh 网络节点。图1-8 在某信道上进行邻居 AP/MP 节点的主动和被动探测过程Mesh 连接管理完成邻居发现并更新邻居关系后，进行的是 mesh 连接的建立和拆除。采用 Peer Link Open/Confirm/Close 三种 Mesh 连接管理 Action 帧交互实现。Mesh 连接建立。MP 在选出候选 MP 节点后，可以与之发起 Mesh 连接建立过程。建立 Mesh 连接的双方 MP 处于对等地位，双方通过两次 Mesh Peering Open/Confirm 的交互，完成 Mesh 连接的建立。Mesh

31、 连接建立后，需要继续进行后续的密钥协商阶段，只有密钥协商成功之后 Mesh 节点才可以参与 Mesh 数据转发。Mesh 链路拆除。Mesh 连接双方中任一方，均可以主动向对方发送 Peer Link Close 消息，以关闭双方间的 Mesh 连接，Peer Link Close 消息中需要通过原因码指明关闭连接的原因。收到 Peer Link Close 消息的 MP，需要向对方 MP 回应一个 Peer Link Close 消息。图1-9 Mesh 连接创建和删除过程MP 配置上线MESH 特性支持零配置（zero touch configure）上线功能，零配置上线是指仅需要在AC

32、 上先对 MP 进行少量的离线管理配置，在 MP 上不需要做任何配置就可以完成AC 上线。该特性为大量 MP 同时开局的场景提供了极大的便利。针对 Mesh 场景，需要做到Mesh 节点上电后，可以自动发现和关联 AC，并获取 AC 上对某个 Mesh 网络的配置。图1-10 MP 零配置上线流程MP 零配置上线步骤如下：步骤 1 新加入 MP 扫描邻居 MP，并选择已成功关联到 AC 的邻居 MP 作为 Peer（邻居 MP 会在 Mesh Beacon 和 Mesh probe Response 报文中携带自身是否已经上线的标志，新加入 MP 只会选择已经上线的邻居 MP 建立 Mesh

33、链路），通过默认配置与其进行 Peer Link Open/Confirm 交互，建立非安全的 Mesh 连接，并建立到 MPP 节点的路由。步骤 2 新加入 MP 通过建立的 Mesh 连接与 DHCP server 交互获取到自己和 AC 的IP 地址。步骤 3 新加入 MP 通过建立的 Mesh 连接发现 AC 并完成与 AC 的关联，建立临时的 CAPWAP 隧道，完成 Mesh 及其他相关配置的获取。步骤 4 新加入 MP 获取到配置后，通过 Peer Link Close 消息主动断开临时的非安全的连接。步骤 5 新加入 MP 以新的 mesh 配置再次进行 Peer Link O

34、pen/Confirm 交互，完成密钥协商，协商出 Peer 间通信所需的最终密钥。建立正式的安全的 mesh 链路，并重新与 AC 建立安全的 CAPWAP 隧道。当 MP 在一段时间内用新 Mesh 配置无法上线，则恢复默认配置，重新从步骤 1 开始，进行非正式 mesh 链路的建立以获取新的 AC 上 mesh 配置。根据 AC 下发配置有如下情况：AC 下发射频未使能 Mesh 功能，则 MP 关闭回传类型 VAP、停止自动发现和停止发送链接保持报文。此时可配置业务接入参数，不接受 Mesh 参数配置。AC 下发射频使能 Mesh 功能，此时 MP 接收 AC 配置的 Mesh 参数；

35、如原有Mesh 关键参数修改，MP 用新配置重新发现并建立邻居连接。不支持 Mesh 功能的旧版本 AP，接收到 AC 下发的 Mesh 相关参数配置消息， 反馈参数不支持。AC 能识别，且不影响其它参数的下发过程。对打开 Mesh 模式的 AP，接收到 AC 下发的 VAP 参数，如果是不支持 Mesh 功能的旧版本 AC 下发的参数，对应射频自动切换到接入模式下，接收 VAP 配置信息。MESH 路由建立对于 Mesh 网络来说，任何一个源和目的地之间都会存在多条可用的 Mesh 链路，并且这些 Mesh 链路的传输质量会随着周边环境实时变化。因此，必须在 Mesh 网络内支持选路协议，8

36、02.11s 标准中定义的 HWMP 路由协议应运而生。在 802.11s 路由协议中，定义了下面几种路由管理帧：网关通告帧(RANN, Root Announcement Frame)。RANN 帧是为了通知其他节点一个 MPP 的存在。当节点被配置为 MPP 时，它会定时广播 RANN 帧。MP 收到RANN 消息后，将 TTL 减 1，更新路径 Metric 信息，再将其广播出去，不做其他处理。读取 RANN 帧的内容后，判断 RANN 中的网关是否已经存在于自己的网关列表中，如果不存在，则在列表中新增该网关的条目；如果存在，则依据RANN 中的信息，更新相应条目的信息。路由请求帧(PR

37、EQ, Path Request)和路由应答帧(PREP, Path Reply)。在按需路由模式中，源节点广播 PREQ 消息建立到目的节点的路由，MP 节点收到 PREQ 帧后， 回应路由应答帧。Mesh 网络中支持按需路由和先应路由两种路由选择模式：按需路由模式：源节点广播 PREQ 消息建立到目的节点的路由。如果当前 PREQ 的序列号比前一个 PREQ 消息的序列号大或者序列号相同但度量值更优，在收到PREQ 消息之后，中间节点创建或者更新到源节点的路由；如果没有到达目的路由，中间节点继续转发 PREQ。先应路由模式：根节点周期性地广播 RANN 消息。当一个 Mesh 节点收到RA

38、NN 消息并且需要创建或者更新到根节点的路由时，它会单播发送 PREP 消息到根，同时将 RANN 消息继续广播出去。这样，MPP 创建一条从根节点到源节点的反向路径，MP 创建一条从根节点到源节点的转发路径。HWMP 将先应路由模式和按需路由模式相结合，确保数据帧能够始终通过传输质量最好的 Mesh 链路传输。华为 MESH 特性基于标准 802.11s 协议开发了私有 MESH 路由协议并进行优化，实现了路由的负载均衡功能。其特点是在无线链路搭建时，考虑减少通讯的转发次数， 使能基于静态的到目的节点跳数较小的路径构造转发拓扑。数据报文转发典型场景下，MP 可以通过代理功能，将 MESH 网

39、络外节点与 MESH 网络进行连接。此时，对于 MP，需要根据报文的目的地址，检测目的节点是否与其它代理 MP进行关联。如果进行了关联，MP 将报文转换为 Mesh 帧，经过 MESH 网络，最终将报文转发至目的节点。图1-11 MESH 数据报文转发中的地址封装图示：SA&DA 指报文最终的源地址和目的地址：SA=Source Address，DA=Destination AddressMesh SA&DA 指报文在 mesh 网络中，在 mesh 边界的两个 Mesh 节点的源地址和目的地址TA&RA 指 mesh 节点逐跳传输中每个 MP 的发送地址和接收地址：TA=Transmissi

40、on Address，RA=Receive Address普通的 802.11 报文采用三地址封装格式，而 MESH 网络采用六地址格式进行报文的封装，从无线 STA 发出的标准 802.11 报文到达 MP 后，查表准备入 MESH 网络。此时，需要将标准 STA 帧转换为 Mesh 帧，将标准的 802.11 三地址封装改为 mesh 的六地址封装，在 mesh 网络中逐跳传输，最终到达目的目的 MP，再根据目的 STA 的链路类型转换为相应的报文封装格式进行转发。对于广播和组播报文：当 mesh 节点收到 STA 的广播/组播报文后，会在 mesh 内广播，即向该 mesh 节点所有的

41、mesh 链路中复制一份发送出去，每个途径的 mesh 节点都会接受和按需处理该广播/组播报文，并同时向自己的其它链路（所有 mesh 链路和非 mesh 链路）复制一份继续发送出去，最终保证整个 mesh 网络中所有 mesh 节点都接收并处理该报文。对于未知单播报文：当 mesh 节点收到一个单播报文，其目的地址的路由未知，即不知道向哪个链路转发时，普通 mesh 节点会将其通过 mesh 链路转送 MPP，到达MPP 后，如果 MPP 查表失败，仍旧不知该报文的目的路由，则将该报文在其有线端口转发。MESH 网络破环由于 Mesh 是网状组网，MP 节点间存在链路冗余，为避免广播风暴的产

42、生，标准定义了以下处理方法：TTL 字段：Mesh 帧格式中包含了 TTL 字段，收到报文后，先将 TTL 减 1，如果为 0 则丢弃，否则做转发处理。重复报文检测：通过 mesh 报文头中的 sequence number 域来检测是否是重复报文。Mp 需要维护一个表项，表项的条目为， 记录最近收到的报文，如果新收到的报文命中该 cache 表，则表示收到了重复报文，进行丢弃，否则做转发处理。目前版本不支持 Mesh 网络中透传生成树协议报文，需用户保证多 MPP 场景下，组网不会在 LAN和 Mesh 网络之间形成环路。MESH 组网模式在实际组网中，Mesh 组网模式可以分为以下三种：链

43、状组网在链状组网环境中，用户可以预先指定与其相连的邻居。MP 间形成的链路可以将的802.3 报文转换成 802.11s 报文，然后在无线链路上传输。图1-12 链状组网模式星状组网在星状组网环境中，所有的连接都要通过中心网关设备进行数据转发，所有的局域网的数据传输都要通过 MPP。该模式通常用于小型广场的热点覆盖，远端 MP 直接采用无线 MESH 链路与根节点 MPP 相连，提供更大范围的无线覆盖服务。图1-13 星状组网模式网状组网网状拓扑组网可以检测到其他局域网设备，并且形成链路。该网络拓扑会引起网络环路，使用时可以结合 Mesh 路由选择性地阻塞冗余链路来消除环路，在 Mesh 链路

44、故障时还可以提供备链路备份的功能。图1-14 网状组网模式多 MPP 组网在多 MPP 组网环境中，整个 mesh 网络中部署了多个 MPP 设备，每个 MPP 分别与有线网络连接，也就是说整个 mesh 网络存在多个有线出口，mesh 网络中的网络设备可以通过多个 MPP 访问有线的固定网络。该组网模式，一方面实现了多 MPP 之间的有线链路冗余备份，提高了回传网络的可靠性，同时还具有多 MPP 负载分担的效果。图1-15 多 MPP 组网模式华为智简园区WLAN 无线网桥技术白皮书2 无线网桥应用 2 无线网桥应用WDS 组网场景图2-1 AP 通过 WDS 接入 AC 示意图AP1AP2

45、AP3汇聚交换机接入交换机(root)(middle)(leaf)AC管理型WVL 5GHz业务型WVL 5GHz业务型VAP 2.4GHz如图 2-1 所示，使用WDS 技术将众多 AP 部署成 WDS 网络，则 AP 间可以建立起无线的、多跳的连接，进而 AP 就可以通过无线方式连接到 AC。另一方面，对于终端用户而言，是感知不到传统 WLAN 网络与利用WDS 技术部署的无线网络的区别，因为这两种网络只是在骨干网部分有所不同。下面介绍实际应用中的几种典型场景组网图。室内场景 WDS 组网图2-2 室内组网场景汇聚交换机接入交换机AP1(root)AP2(middle)AP3(leaf)A

46、C管理型WVL 5GHz业务型WVL 5GHz业务型VAP 2.4GHz图 2-2 室内 WDS 典型组网场景，在家庭、仓库、地铁或者公司内部，由于不规则的布局，墙体等物体对WLAN 信号的衰减，导致一台 AP 的覆盖效果很不理想，许多地方存在信号盲区，这时采用 WDS 技术，通过WDS 桥接 AP，不仅可以有效地扩大无线网络覆盖范围，还可以避免因重新布线带来的经济损耗。室外场景 WDS 组网相对于室内场景，室外场景一般范围开阔，通过选取不同的天线，两台 AP 可以相距几十公里实现网络互连。因此，WDS 技术可以用于跨建筑物或者跨区域的数据传输，解决了有线网络部署受施工条件限制，以及部署成本高

47、，灵活性低的缺点。所以 WDS 组网适用于校园、种植园、山区、高楼等场景中。窍门室外场景中的的障碍物主要为树木、高大建筑物等，如果传输距离很远，还要考虑地球的球面弧度，因此实际组网中要根据实际情况灵活选用和安放天线。（一）室外组网场景图 2-3、图 2-4 和图 2-5 三中WDS 组网一般用于不同建筑物之间的网络互连，比如当需要连接的两个局域网之间有障碍物遮挡而不可视时，可以采用图 2-3 的方式组网。图2-3 室外组网 1汇聚交换机接入交换机AP1(root)AP2(middle)AP3(leaf)AC管理型WVL 5GHz业务型WVL 5GHz业务型VAP 2.4GHz图2-4 室外组网

48、 2AC汇聚交换机接入交换机 (root)(leaf)接入交换机AP1AP2管理型WVL 5GHz业务型WVL 5GHz图2-5 室外组网 3AP3(leaf)AC汇聚交换机接入交换机AP1(root)AP2(leaf)AP4(leaf)管理型WVL 5GHz业务型WVL 5GHz业务型VAP 2.4GHz（二）室外组网场景当需要连接的网络之间有障碍物或者传输距离太远时，可以采用图 2-6 所示的组网方式，通过两个 WDS AP 有线级联背靠背组成中继网桥。这种组网方式可以保证长距离网络传输中保证无线链路带宽。图2-6 室外组网 4汇聚交换机AC接入交换机AP1(root)AP2(leaf)A

49、P3(root)AP4(leaf)AP5(root)AP6(leaf)管理型WVL 5GHz业务型WVL 5GHz业务型VAP 2.4GHz（三）室外组网场景图2-7 室外组网 5AP3(leaf)汇聚交换机接入交换机AP1(root)AP2ACAP4(leaf)(leaf)管理型WVL 5GHz业务型WVL 5GHz业务型VAP 2.4GHzWDS 组网规划传输距离规划信号衰减当 WDS AP 之间进行桥接时，至少需要两台AP 设备在距离几百米到几十公里之间的不同场所进行网络互连。经过长距离的传播，无线电波的能量会衰减。假设电波是在自由空间里传播，即不产生反射、折射、绕射、散射和地物吸收等时

50、，电波的衰减与传播距离的关系如下：PL = 32.45 + 20 lg(d ) + 20 lg(f )自由空间传播模型是最简单的无线电传播模型，无线电波的损耗只与传播距离、电波频率有关系。但实际传播环境一般比较复杂，因此还要考虑环境因子 n,那么公式变为：PL = 32.45 + 10n lg(d ) + 20 lg(f )其中，环境因子系数 n 随传播环境的不同而不同，取值范围为 25.一般密集城区取45，普通城区取 34，郊区取 2.53。利用上面的公式，在WDS 组网中，假如两个 AP 距离 1 公里，频率取 5000MHz，电波在自由空间中传播，n 取值为 2，则计算出电波的衰减为：P

51、L= 32.45 + 10*2* lg(1) + 20 lg(5000) = 106.4 dB由上可知，在长距离无线传输中，信号的衰减非常明显。实际WDS 组网中，两台互相桥接的 AP 之间距离可能需要几十公里，而 AP 设备的输出功率一般是固定的，因此合理的选用天线是保证信号传输距离和传输质量的关键。窍门在实际无线环境中，无线信号只要在第一费涅尔区不受阻挡，就可以认为是在自由空间传播。这样可以比较容易的估算出信号的衰减。天线参数天线参数包括天线的增益、波瓣宽度、极化方向、电下倾角、前后比等，其中，对网络性能的影响最大的两个参数为天线增益和波瓣宽度。增益：天线增益是指在相同输入功率条件下，天线

52、在最大辐射方向上的某一点所产生的功率密度，与理想点源天线在同一点所产生的功率密度比值。波瓣宽度，就是无线电波辐射形成的扇面所张开的角度。同一天线发射的无线电波不同方向上的辐射强度是不同的，所以定义为比最大辐射方向的功率下降 3dB 的两个方向之间的夹角为波瓣宽度.一般来讲，天线的增益越高，波瓣宽度越窄，天线发射出的能量也越集中。天线选型基于特定三维（通常指水平或垂直）平面，可以把天线分为两大基本类型：全向天线和定向天线。全向天线：全向天线将信号均匀分布在中心点周围 360 度全方位区域，即全向天线的波瓣宽度为水平 360 度，但全向天线的增益一般都比较小。全向天线若用在 WDS 组网中作为网桥

53、链路的天线，适用于链接点距离较近，分布角度范围大，且数量较多的情况。比如在点对多点的组网场景下，全向天线作为 Root AP 的天线，链接分布在四周的 Leaf AP，如下图所示：图2-8 全向天线 WDS 组网示意图Leaf APLeaf AP全向天线Leaf APRoot APLeaf AP无线网桥定向天线：定向天线是在水平方向图上表现为一定角度范围辐射，也就是平常所说的有方向性的天线。定向天线的能量聚集能力最强，信号的方向指向性极好。因此当远程链接点数量较少，或者角度方位相当集中时，采用定向天线是最为有效的方 案。若采用点对多点的WDS 组网方式，选择定向天线时需要关注天线的波瓣宽度，即

54、需要链接的设备与天线所形成的角度不能大于天线本身的波瓣宽度，链接点需要在天线电波的覆盖范围之内。如下图所示， Root AP 通过定向天线连接两个 Leaf AP，两个 Leaf AP 必须在定向天线所发射的电波覆盖范围之内。图2-9 定向天线点对多点 WDS 组网示意图Leaf APRoot AP定向天线Leaf AP无线网桥而点对点的WDS 组网方式中，为了提高传输距离和保证信号质量，推荐选用天线波瓣宽度小的定向天线。这样的天线增益高，能量聚焦能力强。组网如下图所示：图2-10 定向天线点对点 WDS 组网示意图Root AP定向天线1定向天线2Leaf AP无线网桥附：以下为典型天线的外

55、观图，具体天线选择与天线参数请参考WLAN V2R1 配套天线概览。图2-11 典型天线外观图全向天线定向天线定向天线网络带宽规划在无线网络的信号传输中，传输距离越远，信号衰减也越大，相对来说信号的带宽也越小。下表列出分别采用不用增益天线（两台WDS AP 均使用相同增益天线）不同场景典型距离下点对点网桥的系统有效带宽。表2-1 典型距离下点对点网桥传输带宽(HT20)工作频段环境天线增益HT20 模式不同距离吞吐量（Mbps）0.2km0.5km1km2km5km10km5G市区11dBi8055306/15dBi80806030/18dBi8080805012/21dBi808080803

56、210郊区/农村11dBi808080458/15dBi8080804810/18dBi8080808030821dBi808080805027表2-2 典型距离下点对点网桥传输带宽(HT40)工作频段环境天线增益HT40 模式不同距离吞吐量（Mbps）0.2km0.5km1km2km5km10km5G市区11dBi1609045/15dBi1601609545/18dBi1601601608015/21dBi16016016013550/郊区/农村11dBi16016013565/15dBi16016016070/18dBi16016016012045/21dBi16016016016080

57、40WDS 使用点对多点组网模式，各WDS AP 之间距离较远，可能彼此互为隐藏终端（注：在通信领域中，若基站A 向基站 B 发送信息，基站 C 未侦测到 A 也向 B 发送，故 A 和 C 同时将信号发送至 B，引起信号冲突，最终导致发送至 B 的信号都丢失了， 则 A 和 C 即互为隐藏终端。），并考虑到多点桥接之间的竞争，相同距离下 P2MP 模式的传输带宽将远远低于 P2P 模式的传输带宽，下表给出不同 P2MP 配置下传输带宽的评估参考值：表2-3 点对多点网桥性能影响因子P2MP影响因素系数吞吐量影响因子隐藏终端多用户竞争PMP1无无1120.60.950.570.28530.60

58、.90.540.1840.60.90.540.13550.60.80.480.09660.60.80.480.08对于表 2-3 的使用，以下给出使用示例：根据点对点网桥性能指标参考可知，在农村场景，使用 5G 频点，配置 18dBi 天线，在2km 距离下点对点网桥吞吐量可达 80Mbps。相同场景和配置下采用点对多点（P2MP，M=3）时，查询表 4-3 吞吐量影响因子，计算 P2MP 各节点的吞吐量如下：P2MP 中 root 节点有效带宽=80Mbps*0.54=43.2Mbps；P2MP 中 leaf 节点有效带宽=80Mbps*0.18=14.4Mbps；从上述结果看出，与点对点网

59、桥模式相比，点对多点（P2MP，M=3）网桥链路总带宽从 80Mbps 下降到 43.2Mbps，而每一条链路仅约 14.4Mbps，吞吐量下降明显。因此， 使用点对多点网桥方案时需要特别关注带宽是否满足需求。带宽规划示例某地政府为了缩短“数字鸿沟”，给当地种植园村庄进行网络覆盖，满足种植园区内业务发展的需要，提供上网业务，项目覆盖的家庭用户数是 31 万户。覆盖目标为种植园中普通住户，每个村落家庭数大概 300400 户，每户按 5 人计，则地区人数在 1750 人左右，上网并发率按照 30%设计。带宽方面无特殊需求，普通上网需求，大概 100 户家庭共享 10M 带宽，则每个地区入口总带宽

60、在 40M 即可满足覆盖需求。在每个种植园部署一台 AC 作为无线控制器，完成 AP 管理、无线漫游等功能。在每个种植园部署百余台 AP6610DN 室外型双频 AP。AP6610DN 支持 2.4GHz 和 5GHz 频率，支持无线网桥，遵循 IEEE 802.11a/b/g/n 标准，可完成无线传输和无线覆盖双重功能。组网设计图如下：图2-12 组网设计图5.7MpsAC20Mps150Mps5.7MpsS5700无线网桥AP6610DN根据传输距离与带宽估算，第一个网桥 150Mbps 吞吐量的情况下，第一跳衰减为20Mbps，第二跳衰减为 5.7Mbps。20 个用户共享 5.7Mbp