從網(wǎng)絡發(fā)展看無線網(wǎng)絡故障排查需求

一、當最后100米無線化

所有對網(wǎng)絡故障維護有較長期經(jīng)驗的人都清楚，早期網(wǎng)絡大概75%左右的故障來自于物理連接故障，也就是來自于網(wǎng)線或物理接口。后期伴隨綜合布線理念的貫徹與執(zhí)行，制造工藝的提升，線纜與接口質量的提升，這一故障的比例大幅度降低了。那么當我們的最后100米無線化之后，網(wǎng)線和物理接口會出現(xiàn)什么樣的情況呢?

1.1 靈活性的大躍進與技術本身的退步

首先我們應該有一個明確的認識，無線WLAN網(wǎng)絡事實上是網(wǎng)絡靈活性的提升和網(wǎng)絡技術的倒退。從技術角度講，WLAN本身將網(wǎng)絡技術倒退了至少5-10年，即從交換式以太網(wǎng)年代退回到共享式以太網(wǎng)年代。這種倒退從物理介質角度而言尤甚，因為在當前的交換式以太網(wǎng)技術中，每個用戶是獨享傳輸介質的，但是在無線技術中，所有的用戶共享物理信道，只要用戶間相互可見，無論有多少個AP，所有工作在同一頻點的用戶共享相同的物理介質。這就是典型的同軸共享式以太網(wǎng)或基于HUB的共享式以太網(wǎng)的特征。

那么在共享式以太網(wǎng)里需要考慮的物理數(shù)據(jù)碰撞、網(wǎng)絡用戶量與數(shù)據(jù)量規(guī)模無法無限擴展等問題重新歸來，因此網(wǎng)絡排錯時需要考慮的因素增加了。

1.2 便捷性與管理復雜度的雙重提升

相較以太網(wǎng)，WLAN在提升便捷性的同時，其傳輸介質發(fā)生了明顯的變化，從現(xiàn)在幾乎絕對可信的銅纜和光纖變?yōu)榻^對不可信的頻譜資源，因此，管理無線網(wǎng)絡的網(wǎng)管人員除必須擁有管理以太網(wǎng)絡必備的充足TCP/IP知識外，還必須理解無線網(wǎng)絡中的射頻知識，例如對信噪比、信號強度、發(fā)射功率、天線增益、干擾等概念的真正理解，以及對802.11協(xié)議的獨特特性，例如重傳的概念的真正理解。管理無線網(wǎng)絡對網(wǎng)管員的知識體系提出了新的挑戰(zhàn)，并且對接入介質的管理復雜度呈幾何級提升。

1.3 從管理“有”到管理“無”

傳統(tǒng)以太網(wǎng)是有線網(wǎng)絡，所有的連接是可見的，某個終端連接到具體哪個設備是明確的。而無線網(wǎng)絡的連接是不可見的，某個終端在整個的接入過程中會不斷的發(fā)生切換，從一個接入設備切換到另外一個接入設備。在某些極端情況下，設備會在兩個不同的接入AP之間一分鐘之內切換幾十甚至上百次，并且這種切換完全由客戶端決定，傳統(tǒng)網(wǎng)管軟件的刷新速率已經(jīng)完全無法把握這種情況，這無疑成為如何進行無線網(wǎng)絡管理所需解決的又一個重點問題。

二、摩托羅拉系統(tǒng)將無線故障排查可視化

2.1 無線網(wǎng)絡拓撲的可視化

不一樣的無線網(wǎng)絡拓撲。當討論有線網(wǎng)絡拓撲圖時，我們只需將客戶端簡單地連接到接入交換機的物理接口即可。但是在無線里同一個AP還需要討論其ESS/BSS的問題，因此拓撲圖應該是客戶端接入了哪一個BSS，然后這個BSS接入到哪一個ESS。所以，無線網(wǎng)絡的拓撲圖與有線網(wǎng)絡的拓撲圖是完全不同的。

2.2 不同的物理狀態(tài)

在無線領域中，沒有明確的線纜連接，只有無線區(qū)域的覆蓋好壞，而且無線網(wǎng)絡的動態(tài)特征導致這種覆蓋好壞是變化的。因此，我們需要實時熱圖來監(jiān)控整個無線網(wǎng)絡，使其真正的可視起來。

2.3 物理層排錯

在物理層排錯時，大家普遍認為無線的干擾是網(wǎng)絡質量的罪魁禍首。但是事實上，無線網(wǎng)絡中的資源利用率和干擾強度的組合才是真正的問題所在，而且干擾不僅僅是WLAN對WLAN的干擾，還包括其它同頻干擾，例如微波、2.4GHz無線電遙控射頻信號或者藍牙信號。因此，在物理層排錯中，我們必須對所有的干擾源進行分析，同時對其資源利用率進行監(jiān)控。僅僅通過網(wǎng)上某些免費的工具是不能夠真正定位問題所在的。

舉一個簡單的例子，大家隨便找兩個AP，將其設定在同一個信道上，然后把它們的發(fā)射功率調到最大，物理間隔僅10厘米。用傳統(tǒng)軟件看，這種干擾是極強的。但是如果有一個AP上有用戶，另外一個AP上一個用戶都沒有，或者即使兩個AP都有用戶，在AP的競爭策略設定合理、用戶流量不大的情況下，我們的上網(wǎng)感知仍然會相當好。

相反，如果我們將兩個AP之間的距離拉遠到30米，每個AP上都接入用戶，并且采用大流量，此時，用傳統(tǒng)軟件看到的干擾會較小，但是實際的使用感知卻非常差。

還有一種情況，如果我們只使用一個AP，并讓幾個用戶同時接入，在用戶處在互相不可見的位置同時觀看高質量視頻時，所有用戶的感知都會很差。但在這種情況下，傳統(tǒng)軟件會認為這是沒有干擾的。

摩托羅拉系統(tǒng)選擇對整個無線網(wǎng)絡的整個物理層實現(xiàn)完整的呈現(xiàn)，包括各個信道的干擾強度、信道使用率以及是否有非WLAN的干擾。在下圖的示例中，信道11的干擾高達-25dBm，但是利用率只有5%，而信道1的干擾在-40到-50dBm之間，接口利用率卻高達100%，而且是持續(xù)的微波干擾。在這種情況下，信道1干擾小，但基本是不可使用的。信道11干擾極強，卻一定是客戶體驗最好的。因此，物理層可視化在無線網(wǎng)絡中是非常重要的。

2.3 您真的知道網(wǎng)絡的情況嗎?

在傳統(tǒng)以太網(wǎng)中，如果用戶出現(xiàn)玩游戲頻繁“卡”的情況，那么，查看一下互聯(lián)網(wǎng)出口的擁塞程度和用戶Ping DHCP服務器的響應時間，就基本可以定位問題所在了。但是對于無線網(wǎng)絡而言，頻繁“卡”很有可能是無線和有線雙重因素導致。

如果是響應較慢，需要定位是無線慢還是有線慢;如果是無線慢，還要確認是哪種無線因素導致了緩慢。那么，到底是由于干擾、沖突、，無線網(wǎng)絡整體性能不足還是覆蓋不合理的頻繁漫游切換導致了這個問題呢?

有些時候，由于無線網(wǎng)絡是共享式的，我們在無線中只要有一個或幾個用戶是低速率用戶，整體網(wǎng)絡性能就會大幅度的下降。在20個終端中部分是802.11n AP的網(wǎng)絡(如18個802.11n加2個802.11b)，其整體網(wǎng)絡性能可能遠遠低于20個均是802.11g的網(wǎng)卡。因此，如果一個用戶玩游戲卡，很有可能是另外一個用戶的網(wǎng)卡速率低造成的。

另外，如何排查用戶在兩個AP間頻繁切換的問題呢?如何排查用戶的性能是由于干擾造成的呢?對于無線網(wǎng)絡的排錯需要看一個信道、一個用戶、一個BSS的整體情況，而不是僅僅排查某個用戶。

摩托羅拉系統(tǒng)通過一個界面可以遠程的了解數(shù)據(jù)的信號噪聲比(干擾)、用戶的重傳(空口負載情況)、數(shù)據(jù)傳輸速率(是否有低速率用戶影響了整個網(wǎng)絡性能)、用戶的傳輸信道分配(是否用戶短時間內在兩個不同信道內發(fā)射，也就是在頻繁漫游)，完全可視化地監(jiān)控全部可能存在的故障。

如果網(wǎng)管人員不足、無法實時監(jiān)控時，摩托羅拉系統(tǒng)可以定義網(wǎng)絡質量劣化的兩大重要指標——傳輸速率和重傳率的門限，對網(wǎng)絡進行實時監(jiān)控，一旦指標超越門限值即可通過告警了解到這一情況，并且通過對歷史數(shù)據(jù)的詳細分析確認網(wǎng)絡故障的具體原因。

例如從附圖中網(wǎng)管員了解過去24小時中的不同類型報文比例，如果將這一趨勢分析放大到季度或者年度，我們又可以分析網(wǎng)絡趨勢，及時調整網(wǎng)絡以避免問題的大規(guī)模爆發(fā)。

三、通過故障排查可視化確保網(wǎng)絡的真正可用性

網(wǎng)絡最后100米由WLAN接管是大勢所趨，應用的多終端協(xié)同化是大勢所趨，關鍵應用效率提升通過移動應用方式實現(xiàn)也是大勢所趨。無線網(wǎng)絡技術倒退是實際情況，無線網(wǎng)絡的物理介質脆弱是實際情況，無線網(wǎng)絡不可視也是實際情況。

要求無線網(wǎng)絡完全無故障是不現(xiàn)實的，在這樣的實際要求下，無線網(wǎng)絡故障排查的高效率是我們必須提供的，尤其是將關鍵應用部署于無線之上的機構。