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1987年9月14日,中国第一封电子邮件的发出实现中国和世界的互联。中国互联网的开始不仅速率慢(中国同世界的通信速率最初为300bps)而且技术体系非常复杂,设备七国八制,物理层和链路层曾经出现的技术就有串口通信、ATM、以太网、xDSL等等,以太网技术开始的定位是局域网技术中的一种,广域网则普遍使用的是E1\SDH\ATM等技术,也有不少使用的是远程拨号技术。二十多年的发展,以太网技术从局域网技术发展成为城域网技术,并逐步走向广域网技术,成为唯一一种实际组建整个互联网的技术。互联网以其特有的方式完成了技术的统一,在这期间,TCP/IP协议族也从ISO协议族、Banyan协议族、AppleTalk协议族、Novell协议族、IBM协议族等众多的协议族中脱颖而出,最终成为互联网的标准协议,有线网络技术实现了一体化。
有线网络的一体化的必然发展如同达尔文的进化论所示——适者生存,只有技术足够简单、易用,才能被大家普遍接受,这是由于每个人的精力有限,不可能将所有的技术都学精,技术越简单,接受的人才会越多,最终也只有这种技术成为成功的技术;从网络管理角度而言,不同的技术构成的复杂的网络拓扑,管理起来异常困难,管理软件庞大,需要不同的平台,而一体化的网络,仅仅需要一个平台,一个拓扑,可以大大降低管理维护的工作量。
从网络演进看一体化的实质
一体化是网络发展的必然方向,但一体化是什么?是将几款不同功能的设备攒到一款设备上吗?还是用PoE交换机给WLAN AP供电?
在回答这个问题之前,我们先看看无线技术的进程:
1985年第一代移动电话技术出现,但由于各个国家的标准和实现方式不同,无法实现互通,因此在1982年起成立一系列“移动专家组”负责制定互通标准,GSM的名字即是移动专家组(法语:Groupe Spécial Mobile)的缩写(后来变为Global System for Mobile Communications)。无线技术从1G到2G到3G的发展过程中,一直有两个问题困扰着运营商和业界:首先是每一代之间不是平滑升级,从终端到基站,到核心网,每升级一次,前一代就全部推倒重来;其次是同一代产品之间互不兼容,也即基站和核心网必须是一家的产品。
因此在制定4G标准的时候,一体化的要求成为主要出发点。在4G标准中,接入是无线,所有语音和数据都承载在IP网络上,简化网络架构,通过事实的标准技术提高网络的互联互通。WLAN作为4G技术中一个重要的组成部分,已经实现了无线网络一体化,无线接入技术使用802.11标准,接入网络之后所有的业务都承载在IP基础之上,语音依赖SIP,都是现有网络的成熟技术;WLAN制定标准的一个基本出发点就是实现向前兼容,在部署下一代网络802.11n时,能够自然兼容11a/b/g的终端,确保用户的前期投资不会因为网络的升级换代遭受损失。
图1 无线技术一体化演进
从无线的一体化进程可以看出,一体化实质是通过将网络的各个层级技术进行分离,各个层级独立发展,同时大量使用已经获得认可的现有技术,降低整个网络的部署成本。无线演进就是将无线技术局限于接入,从网络层开始则使用现有的IP技术,用户的接入认证则归纳于现有的认证服务器,语音技术依赖于SIP服务器,多媒体技术依赖于媒体服务器。通过将各个层级分离,实现网络架构的模块化、简单化,各个层级精细化,让客户集中精力于自己所关注的业务,而网络也因为一个个精致的业务而获得更好的发展,这就是有线无线一体化的实质。
一体化的价值
时间到了20XX年的某天,Tom准备在上班路上欣赏音乐,他通过支持软件无线电的手持终端接入互联网络。在家中通过WLAN方式接入,带宽高,下载快,立刻专辑的第一首歌已经开始播放了。出了家门口,终端无缝切换到运营商的无线网络,带宽稍微有点低,但也能够保证在这一首歌听完之前下载下一首歌。上到公交车,Tom开始整理和安排今天的工作,并开始处理邮箱中的邮件。抵达公司后接入公司局域网,参加领导召集的晨会,并在会上汇报了自己管理项目的进展。整个过程中间经过了家庭网络、运营商网络和公司的办公网络,终端工作模式从无线局域网到运营商无线网到有线局域网,但网络一直没有中断,这正是一体化网络给用户带来的价值。
图2无线向有线一体化演进
一体化技术带来的价值不仅仅是在Tom可以不间断上网一个方面,还包含组网成本的降低,扩容成本的降低,运营成本的降低,以及业务开展的便利等多个方面。
各项成本降低:具体到WLAN技术同有线网络的一体化,在部署时,由于WLAN设备采用了标准化,原有网络系统、管理系统及接入认证系统等能够重用,网络投资可以极大的降低;同时重用现有系统使得用户不需要费时去学习掌握新知识,节省时间和培训费用;一旦网络出现故障,由于熟悉现有的系统也能够快速定位故障,可以极大的降低运营过程中由于故障带来的损失;另外目前部署的11a/b/g网络升级到下一代11n时,前期购买的终端依然能够不受任何影响的接入到网络,保证了客户的历史投资。在WLAN网络升级扩容时,简单的增加标准件AP就能够实现接入容量的增加,而现有的网络架构基本上不做改动,有效降低扩容成本。
现场维护扩容简单:在WLAN AP部署时,充分考虑到有线网的特性,采用零配置即连即用的技术,对现有有线接入网络不做任何修改,仅仅修改DHCP服务器或者DNS服务器的配置,在无线控制器(AC)上进行配置,就可以提供WLAN接入服务,大大降低了网络部署成本。需要更换设备时,新的AP设备接上以太网线就可以成功接入到网络,不需要改变无线控制器上的配置,对安装维护人员没有技术背景要求,轻松实现设备维护更换和网络扩容。
提升维护效率:部署时通过PoE交换机给WLAN AP供电,对WLAN网络进行管理优化需要移动AP时,直接拉动以太网线就可以实现,大大降低工作量。如果用户进行管理维护时需要对AP进行开关电重启,只需要在网管侧对PoE交换机进行操作即可轻松实现,避免维护来回奔波和攀爬的辛苦,提高管理维护的效率,节省用户的管理维护工作量。
实现整网安全:与有线一体的统一终端控制软件、统一认证控制、有效的一次认证实现多种计费模式、统一的防病毒方式,使无线网络的安全同有线完全一样,有效的避免了无线引入新的病毒。重点防范802.11物理和链路层的安全,并与有线网络的安全实现联动,确保实现整网安全。
管理平台统一高效:WLAN网络的管理同有线的网络管理一样,采用同一个告警平台,同一个日志管理系统,在同一个界面中显示完整的网络拓扑,将无线射频管理独立为管理组件,充分实现有线无线一体化的管理,不需要单独的平台,不需要两个界面,自然也不需要购买专门的服务器和额外的管理系统培训。通过一体化拓扑管理,在网络出现故障时,能够从网络拓扑中轻松看到网络的故障点是接入端口的PoE电源供电失效,还是链路出现故障,还是网络中出现广播风暴,导致链路上数据交换过于繁忙。从而降低故障定位人员的管理工作量。通过人网的合一管理,用户接入到网络时,实时显示使用者在网络的哪个设备端口上,快速定位故障用户。
有线无线一体化的应用
有线无线一体化在校园、场馆、医疗、运营商、制造等领域都有广泛的应用,越来越多的客户已经认可一体化带来的价值和便利性,并积极的推动一体化技术的发展。下面是两个比较典型的一体化应用的实际部署案例。
西南交通大学创建于1896年,是首批进入"211工程"建设和设有研究生院的全国重点高校。在部署WLAN无线校园网之前,已经部署了有线网络,认证计费方式已经确认,通过部署一体化无线网,充分利用现有的计费系统,一个账号,实现有线无线方式上网需求,同时还可以实现有线和无线不同的计费策略,另外通过一次认证就可以访问校内网和Internet网络,并能够做到差异化计费。
国家大剧院位于北京市心脏地带,主体建筑为独特的壳体造型,壳体表面由18398块钛金属板和1226多块超白玻璃巧妙拼接,营造出舞台帷幕徐徐拉开的视觉效果。由于国家大剧院的独特的建筑结构与特殊的通信需求,在部署网络时必须采用一体化无线网,除了提供基本的数据业务(检票系统、办公系统)外,还提供了VoWiFi等增值服务。整个网络尽量使用PoE供电,采用一体化网络管理和认证,降低整网的部署成本和管理维护成本。通过部署一体化网络,对建筑物基本没有做任何的改动,确保了建筑设计的完整性。
结束语
现在的网络虽然在朝一体化的方向发展,但离一体化的目标还有很长的距离,受限于网络现状和技术的发展,网络的一体化发展进程依然缓慢,可贵的是运营商和设备提供商都已经看到了这一点,3G R4版本和IMS的提出,为网络的一体化发展指导了方向。同时云计算的出现,将大大促进一体化网络应用向企业应用的渗透,从而带动网络向一体化更高的层次发展。
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