浅析移动网络技术发展面临“瓶颈”

　前些日子，英国卫生防护局主席近日警告无线上网设备的辐射对人体有害后，英国许多安装该设备的学校和家庭纷纷将其拆除。鉴于此，无线网络的技术开发组织纷纷发表了自己的看法，并预言：无线网络技术在今后相当长的时期内，完全可以达到环保和无公害运营的状态。

　　通过讨论，也内人士也发现了目前影响无线网络技术快速发展的几个重要问题，在本文称之为"瓶颈"问题。这些"瓶颈"问题主要包括：无线网络技术管理问题、无线网络的漫游问题、无线网络的安全问题、无线网络的服务问题，以及各种不同无线网络技术的兼容与互操作问题。专家预言，在对上述问题充分重视的基础上，认真严格地在已经开发的无限网络技术产品中推行成熟的技术路线和生产管理手段，将会极大地增强各种现行无线网络技术产品的市场容纳力，从而促进无线网络产品不断走向成熟。本文将致力于分析目前专家意见较为集中的几个"瓶颈"问题，并提出解决这些"瓶颈"问题的初步方案或意见，以供广大业内人士思考斟酌。

　　1、 无线网络技术的管理问题

　　任何一个飞速发展中的技术领域，都存在着一个共性的问题，这就是该技术的管理研究会大大滞后于该技术自身的发展速度。这在很多目前已经成熟技术的最初诞生和发展阶段都有明证，比如航空技术发展之初，就缺乏关于有关航线管理、领空划分等管理规则的制约，导致大量低效率事件和无规则调解争端的出现;地震勘探技术应用初期，也存在着大量的由于缺乏管理措施而导致的技术滥用引发的资源争端的出现。目前，人类处于无线网络技术应用的最初阶段，加强无线网络技术的管理非常必要，其中接入点的管理问题是核心中的核心。

　　以无线主干连接的管理为例，目前的管理是基于802.11规范的，无线接入点是相互连接的，也可以利用交换机和路由器通过有线网络连接。因此主干网络的管理是通过容量更大、安全性更好的局域网来实现的，用户流量在这些连接中会通过路由器连接至主干有线局域网中。然而，在许多环境中，上述管理中通过有线网络连接的作法是相当困难的，或者是非常昂贵的。为了解决这一问题，IEEE正在开发802.11s标准，这种标准将负责管理无线主干连接，并创建所谓的网格网络，从而使部分接入点可以无须直接连接到有线网络中就可实现无线主干连接。其中的关键技术在于判断如何防止与客户端的流量发生干扰和冲突。

　　还有许多微观的无线网络管理问题需要尽快解决。以管理会议室中的几个接入点为例，但对于企业用户而言，部署的规模将是数十个，要对这些接入点进行验证密钥升级、固件升级和策略制订就成为了一项相当困难的挑战。企业级接入点允许管理员利用软件工具进行升级，访问接入点的设置时通常使用MIB(管理信息库)。这些MIB事实上是通过SNMP调用的功能，并且广泛地应用于有线路由器、网关和交换机。然而，无线设备有一些额外的配置，例如管理无线电强度，在这一方面没有标准的MIB可用。802.11的基本原理是将功率放在终端节点上，即以太网上，但这在交接时会产生一些额外的负担，因为需要对中间设备进行更多的控制，而这种控制方式是根本不存在的。为了解决这一问题，今天的企业必须实现其无线接入点、网关、交换机和路由器的标准化，也就是说需要从同一家厂商那里购买，并且依靠厂商自有的管理工具或使用一个第三方工具供应商提供的解决方案，例如Airespace、AirMagnet 、AirWave、Aruba、Cognio、Legra Systems、Roving Planet、Trapeze Networks或Wavelink等厂商的方案。这些解决方案都可以管理多个厂商的硬件。在适当的标准开发出来之前，使用交换机进行接入点协调也可有助于使无线局域网的管理工作变得更加轻松。

　　IETF正在开发CAPWAP(无线接入点控制及维护)方法，用于描述各种无线局域网管理设备所使用的接口和协议，并且使其优势和劣势不再以线性方式呈现。其目标是创造出一种通用的机制理解方法，使厂商和IT经理们能够部署适合的产品。IETF还在与IEEE 802网络互连标准进行协调，其中也包括802.11。尽管无线管理设备使用SNMP MIB来管理硬件，但是针对无线网络的MIB标准将更有助于测量占用率、管理无线电频率输出功率和切换信道。信息时代需要自己的标准，至于怎么用还是要看用户的选择。目前客户机不会向接入点发送有关设置、策略和参数的信息，因此并没有对接入点管理无线电频率信号做出什么有益的贡献。

　　用来指导管理的那些标准应该涉及多大的范围，是目前大家关注的主要问题之一。交换机厂商不愿意轻易向其他厂商提供同样的能力，只要无线硬件能够感知到SNMP的存在，第三方局域网管理软件厂商提供的产品就完全有能力应付硬件特性方面的差异。随着交换机应用的日益普及，企业可能开始使用轻型接入点。这种接入点可以由节点和分支一级的控制器进行分组管理。这种情况可以有效降低接入点的复杂程度和成本，但也可能导致不同厂商之间产品互操作性的下降。在这个问题上制订标准的时机已经成熟，IETF已经为此类标准开发出一个草案，这种即将成形的标准将会阻止企业使用那些采用厂商私有标准的硬件。

　2、无线网络的漫游问题

　　无线网络的漫游技术，有些类似于蜂窝网络技术中的漫游技术。然而于因通讯中的漫游通过漫游费用的收取得到了有效的缓解，而无线网络技术秉承了网络通讯应用中的惯例，不收取漫游费用，从而引发了漫游通讯中的接入拥挤问题和数据验证难题。

　　众所周知，802.11f标准已经成为多数基于802.11硬件中的一个组成部分，并且在同一网段中的接入点间实现了漫游。但是，目前的应用发现，用户在网段间移动时，802.11漫游经常会发生连接丢失，尤其是语音流量，应用无线网络技术通话的网络用户对此深有体会。对于数据连接来说，客户机通常可以使用DHCP获得一个新的IP地址，而且断线时间几乎可以忽略不计。同时，漫游过程中的重新验证也会干扰流数据连接，尤其是VoIP重新验证问题在全新的802.11i安全协议中尤其明确，如果使用RADIUS服务器，数据验证的问题也会相当严重，这两者都会在数据验证时导致几百毫秒的延迟，而语音通信在交接时需要将延迟维持在20毫秒以内，从而导致了因漫游问题产生的信息缺失问题。因此802.11r工作组正在研究更快的算法和预验证方法，努力使验证的时间压缩到最小程度。如果每次都要返回RADIUS服务器进行重新验证，那么要想保持正常通信肯定是没戏。同时，企业级用户还可以使用NAT和移动IP技术，即拥有一个静态的原始IP地址，当设备漫游至另一个接入点时，IP地址将会随之改变。然而，在802.11r完成之前，大家仍然需要使用诸如SpectraLink硬件等厂商自有的硬件产品来获得VoIP等应用的快速漫游能力。IT经理们应当注意的是无线VoIP系统使用的是不安全的WEP加密技术，也只有通过这种方式才能将延迟维持在20毫秒的临界范围以内。

　　3、无线网络的安全问题

　　无线网络的安全含义比传统的网络安全增加了内涵，它不仅仅是指网络通讯的数据安全问题，还包括如何尽量减少无线通讯给人体可能带来的人身安全问题。

　　对于前者，各种网络加密技术、固件技术和协议标准将通过日益完善来完成，而且802.11协议标准体系已经为此搭建了较完美的雏形。而对于后者，802.11体系标准中没有明确的解决方案。只要是电磁波场就对人体没有好处，只是由于很多种电磁波的波源距离人体较远或者和人体电磁波不在同一个波段，不容易引发谐振或直接改变分子结构和特性，所以致害作用不明显。医学研究认为，长期处在电磁波场环境下的人群，不但容易身体疲倦，睡眠效果差，甚至会干扰人体的内分泌系统，增加患癌症的几率，易于处在亚健康状态。而且，对于电磁波敏感者或正在生长发育中的小孩、青少年或孕妇，长期暴露在电磁波下，都会造成对自身或胎儿的损害。世界卫生组织呼吁社会正视电磁波危害，各国政府机构应尽快制定有关法规，要求电脑生产商将电磁波发射量明确标示在商品上，同时家长也应减少发育中的孩童使用无线上网。然而，无线网络生产商和标准制定者应该尽早完成相关协议标准的制定和完善，以减少无线网络设备给人类自身安全造成的损害。

　　4、无线网络的服务问题

　　随着无线网络技术在一些新兴企业的推广和普及，无线网络的服务质量已经引起了业界人士的担忧。比如，随着无线局域网的部署越来越普及，流量管理已经成了一大服务质量隐患。影响流量增大的原因有两个：一是传统的企业网络用户的增加，这时，接入点通常可以同时处理数十个连接，多数企业能够很容易地处理这些无线流量，接入点能够在高峰时刻将流量分担到其他接入点上，这意味着多数用户的带宽都没有达到饱和程度;二是医院和仓储等行业不断增长所形成的无线应用，这些新增用户必然导致潜在的带宽饱和。

　　带宽饱和可能对网络应用企业产生两方面的影响，从而诱发无线网络服务问题的增加。一方面是高流量，即大量用户可能突然出现，如热点，这就需要接入点具备优先级设置和传递功能。另一方面是那些在无线局域网上为移动员工部署了VoIP的企业，例如一些企业建立的企业园区网、或者基于IP的随身携带式电话系统。后者既可以使用有线网络，也可以采用无线接入方式，目前越来越多的企业选择使用无线方式为员工提供灵活的无线网络服务。

　　由于802.11无线网络是一种基于"争夺"的网络形式，也就是说谁的数据包先抵达接入点，就会受到接入点的关注。对于流数据，如语音，这种争夺可能会产生数据丢失。由于过去根本没有QoS标准，VoIP供应商SpectraLink公司开发了自己的优先级协议并向其他厂商提供，使用该协议的厂商包括Chantry、Cisco和Meru等。一家热点开发商指出，无论采用什么样的传递介质，语音质量仍然会受到不良影响，因为802.11e不能改变802.11网络基于争夺的本质特性。但语音质量会变得更好。许多厂商已经开始拿出了自己的草案版本，但要想让它们成为真正的802.11e建议，仍然需要各家厂商达成共识。因此，Wi-Fi联盟已经针对优先级的问题开发出了WME(无线介质扩展)临时认证，并且正在开发WSM(Wi-Fi时间计划介质)认证。 该联盟主管表示，最好的方式是通过共享的实施方式来实现更为稳定的标准组成部分。

　5、不同无线网络技术的兼容与互操作问题

　　目前兴起的无限网络技术与已经流行的传统无线技术之间的件融和互操作问题，则是无线网络技术发展进程中的又一重要问题。无线网络行业的IT经理们面临的问题就是与其他无线技术之间的互操作性，如蜂窝数据网络和802.16广域无线网络，三种技术的互操作性问题目前已经显现。

　　硬件的缺乏并没有阻止一些厂商和分析专家对802.16的推崇。即使像英特尔制造的802.16芯片，对于无线802.16部署，也存在一定的战略滞后性。与802.16的互操作性理论上是最容易实现的，因为该技术是基于以太网和SNMP的，和802.11没有本质的区别，因此也将支持相同的机制和策略。802.16d(WiMax)硬件将主要用作Cable Modem和DSL服务的替代产品，用于将桌面系统连接到Internet。估计到2008年，移动版的WiMax将能够实现移动部署，而该版本的WiMax标准，即802.16e规范目前仍处于开发阶段。

　　在WiMax启动的同时，部分运营商如Cingular Wireless和T-Mobile已经部署了蜂窝数据网络技术，这些技术包括GPRS和GSM的EDGE、以及Sprint和Verizon Wireless部署的EvDO版CDMA技术。在任何一个层次上，蜂窝网络和802.11b都是区别很大的两种技术，因此两者之间的交接传递和计费将成为非常棘手的问题。例如，蜂窝网络上的验证通常使用嵌入式的硬件ID，而802.11采用的是基于软件的验证。更重要的是两者的业务规则有很大的区别，因为蜂窝运营商需要解决漫游问题才能计费，而802.11网络在很大程度上是免费的，而且有些自有的802.11热点网络是根据使用情况计费的。Wi-Fi联盟已经建立了一个工作组，主要探讨802.11b/蜂窝网络合并的问题，包括计费和基础设施问题。如何将几类无线技术进行有机的整合与统一的技术标准可能在2-3年后才能正式推出。

　　"忽如一夜春风来，千树万树梨花开"，无线网络技术目前似乎已经迎来了飞速发展的黄金时代，但是业界人士仍然需要冷静下来，仔细思考上述可能会影响无线技术发展速度的几个重要问题，以防患于未然。"千里之堤，毁于蚁穴"，如果上述讨论的几个问题在无线网络发展的初期没有得到广泛的重视，管理问题是制约无线网络技术宏观发展的重要因素，而服务、漫游、安全和兼容问题则是可能影响无线网络飞速发展的微观技术环节，只有重视两类问题，才能迎来无线网络技术飞速发展的美好明天!