廣東移動WLAN質(zhì)量監(jiān)測系統(tǒng)方案研究

李 斌， 羅 毅， 李 鶯， 趙 攀

（1.四川理工學院 計算機學院，四川 自貢 643000；2.四川理工學院 自動化與電子信息學院，四川 自貢 643000）

隨著中國移動WLAN網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展，WLAN用戶日益增多。通過提升WLAN網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量，保障WLAN用戶網(wǎng)絡(luò)感知成為亟待解決的問題。在廣東全省WLAN網(wǎng)絡(luò)中建立一項網(wǎng)絡(luò)和業(yè)務(wù)質(zhì)量測試手段是衡量用戶感知的有效方法，通過測試采集并分析用戶感知，為WLAN網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化和維護提供客觀支持；同時在WLAN網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，為網(wǎng)絡(luò)管理人員提供故障預(yù)警和定位手段[1]。

1 備選方案

本項目以監(jiān)測WLAN用戶感知、發(fā)現(xiàn)WLAN網(wǎng)絡(luò)故障為目標，基于此目標和項目背景需求，廣東移動WLAN質(zhì)量監(jiān)測可采用3種技術(shù)方案。

1.1 仿真用戶測試WLAN方案

使用無線試測試探針接入CMCC網(wǎng)絡(luò)覆蓋的熱點區(qū)域，同時通過有線接口接入上聯(lián)AC或其上聯(lián)的ONU，模擬用戶自動連接CMCC并完成CMCC Protal鑒權(quán)，通過無線環(huán)境發(fā)起網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和業(yè)務(wù)質(zhì)量感測測試；在此基礎(chǔ)上WLAN探針實現(xiàn)有線/無線同時發(fā)起測試，判斷感知降質(zhì)量；有需要可設(shè)置連接競爭對手WLAN熱點，發(fā)起對不同WLAN網(wǎng)絡(luò)的感知對比測試。具體部署方案為：

1）廣東省內(nèi)21個地市各部署一臺WLAN測試探針，初步規(guī)劃WLAN探針接入位置為有CMCC網(wǎng)絡(luò)覆蓋的移動機房或移動于高校的匯聚點、熱點區(qū)域的移動匯聚機房，每臺WLAN探針提供一個WLAN上網(wǎng)賬號和密碼；

2）WLAN探針同時可以提供有線接入，有線接入最好在AC上聯(lián)的ONU，有線接入可便于管理探針和進行分段質(zhì)量測試，采用電口接入，分配30掩碼IP地址；

3）每臺WLAN探針需配備7*24小時的交流或POE供電。

4）全省WLAN測試探針通過互聯(lián)網(wǎng)與中心服務(wù)器連接，由中心服務(wù)器完成探針測試探針對WLAN網(wǎng)絡(luò)進行測試目的；

5）支持對CMCC進行測試同時也支持對競爭對手如ChinaNet WLAN進行對比測試。

圖1 方案1示意圖Fig.1 Chart of scheme 1

1.2 基于VLAN切換的AC測試方案

提供一個VLAN切換器，部署于AP與AC之間，實現(xiàn)通過集中控制的方式將一個AP切換至任意AC下，實現(xiàn)對AC業(yè)務(wù)的DHCP地址獲取、驗證，同時在該AP在部署測試探針，通過控制VLAN切換器切換到至不同的AC網(wǎng)絡(luò)并建立通道，實現(xiàn)對AC的集中撥測。具體部署方案為：

1）在廣東省內(nèi)各地市部署一臺VLAN切換器，將1臺AP通過VLAN切換器接入AC匯聚交換機，VLAN切換器通過多個接口接入不同的AC VLAN網(wǎng)絡(luò)，本地市存在N個AC，原則上分配N個交換機端口；專用交換設(shè)備同樣配置N個接口接入?yún)R聚交換機；

2）同時部署一臺測試探針在該AP下；通過切換控制AP的端口和需要測試的AC連接，將AP所屬于的端口的VLAN屬性設(shè)置為AC的VLAN，從而在AP與AC之間建立一條二層通道，實現(xiàn)控制一個AP快速切換到各個AC進行撥測；

3）有需要對全省AC進行撥測，通過將AP通過VLAN切換器輪詢切換到各個AC通道，實現(xiàn)對所有AC集中測試；

4）需要在部署遠程控制中心系統(tǒng)來控制管理全省VLAN切換器實現(xiàn)端口的切換。

圖2 方案2示意圖Fig.2 Chart of scheme 2

1.3 仿真AP對AC集中測試方案

通過測試探針模擬AP并與AC建立通道，測試探針完成建立通道后，模擬用戶進行DHCP連接、完成CMCC Protal鑒權(quán)，進一步發(fā)起網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量測試和業(yè)務(wù)質(zhì)量測試；

模擬AP的測試探針可以通過子接口接入各地市AC VLAN，一臺探針可模擬與全市所有AC同時建立通道，對全市WLAN網(wǎng)絡(luò)控制進行網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和業(yè)務(wù)感知質(zhì)量測試。

圖3 方案3示意圖Fig.3 Chart of scheme 3

1）在廣東省各地市部署1臺測試探針，將測試探針接入AC匯聚交換機，測試探針通過子接口接入不同的AC VLAN，本地市存在N個AC，原則上分配N個VLAN；測試探針則配置N個子接口接入?yún)R聚交換機；通過模擬AP與全市所有AC建立通道；

2）全省每個地市配置1個探針，由地市公司分配置AC匯聚交換機接口及配置數(shù)據(jù)；

3）各地市需分配一個可重復登錄的WLAN上網(wǎng)帳戶；

4）全省WLAN測試探針通過帶外網(wǎng)管與中心服務(wù)器連接，由中心服務(wù)器完成探針測試探針對全省WLAN網(wǎng)絡(luò)進行測試目的。

2 方案對比

3種方案各有優(yōu)缺點，對比如下。

2.1 仿真用戶測試WLAN方案

優(yōu)點：通過有線與無線結(jié)合同時接入WLAN網(wǎng)絡(luò)，通過無線段直接發(fā)起測試，與用戶環(huán)境完全相同，更可結(jié)合無線與有線進行關(guān)聯(lián)測試，分段定位故障位于無線側(cè)或有線側(cè)；同時在無線環(huán)境可以自動搜索其它運營商無線WLAN信號，自動進行對比測試，具備多運營商WLAN無用戶感知對比測試能力。

缺點：在目前WLAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，分布分散的情況下，此方案無法對WLAN全網(wǎng)進行監(jiān)測，只能抽樣對部分熱點區(qū)域進行測試，測試面覆蓋較窄。

2.2 基于VLAN切換的AC測試方案

優(yōu)點：通過集中式與多個AC建立通道，實現(xiàn)在對全網(wǎng)WLAN控制層的測試，在目前WLAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，分布分散的情況下，有效對全網(wǎng)AC進行網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和業(yè)務(wù)質(zhì)量測試，實時采集用戶感知指標。

缺點：通過VLAN切換器進行切換，需要對AC進行輪詢，不能并發(fā)進行測試，周期較長，每個AC測試大約需要10分鐘，因為AP-AC間鑒權(quán)和接入，大批量AC測試下來時間較長；每次切換相當于將AP和AC斷開，這樣AC上會產(chǎn)生一個告警；控制無線測試設(shè)備進行測試同時，需要另一套管理系統(tǒng)管理VLAN切換器端口切換；用一個AP存在無法適配所有廠家AC并建立起通道的可能。

2.3 仿真AP對AC集中測試方案

優(yōu)點：通過集中式跨VLAN與多個AC建立通道，實現(xiàn)在對全網(wǎng)WLAN控制層的測試，在目前WLAN網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，分布分散的情況下，提供一種快速的、經(jīng)濟的解決方案，可以使測試探針模擬多個AP與全網(wǎng)保持通道，可以有效對全網(wǎng)AC進行網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量和業(yè)務(wù)質(zhì)量測試，實時采集用戶感知指標。

缺點：模擬AP與所有AC建立通道需解決跨廠家WLAN設(shè)備適配問題，模擬AP的測試探針需同時適配多個廠家設(shè)備；目前該方案正在開發(fā)當中。

3 撥測方案優(yōu)選

以上提出的3種解決方案，各自有優(yōu)缺點。方案1帶有線測測試功能，卻只能實現(xiàn)分布式部署；方案2能實現(xiàn)集中監(jiān)控，卻無法實現(xiàn)有線測對比監(jiān)測；方案3需要模擬AP，必須適應(yīng)不同廠商的私有協(xié)議，實現(xiàn)難度大。實際的實現(xiàn)方案，必須能融合各種各種方案的優(yōu)點。經(jīng)過認真的方案對比和可行性研究，提出一種融合方案1和方案2的融合方案，具有兩個方案的所有優(yōu)點，互補其缺點。方案3技術(shù)上尚不成熟，暫時不予考慮。

本AC撥測方案使用集中撥測，在中心機房對所有AC的服務(wù)狀況進行撥測，改變了以往現(xiàn)場撥測方案的諸多弊端。以下是某地市WLAN撥測原理圖：

圖4 融合方案（優(yōu)選方案）示意圖Fig.4 Chart of mixed scheme

1）使用無線網(wǎng)卡與AP連接

2）使用有線網(wǎng)絡(luò)修改WLAN交換機配置達到軟切換AP所屬AC的目的

3）連接AP執(zhí)行各種無線側(cè)上網(wǎng)測試

4）通過有線網(wǎng)絡(luò)連接AC的上聯(lián)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，執(zhí)行有線測上網(wǎng)測試

4 結(jié)束語

本文提出的3種測試方案各有優(yōu)缺點，實際使用的是方案1和方案2的融合方案，該融合方案的具體實現(xiàn)方法和步驟，是將來工作的重點。作者將撰寫后續(xù)論文，對后續(xù)工作進行跟蹤和分析。

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