廣東移動WLAN質量監測系統方案研究

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網絡的快速發展，WLAN用戶日益增多。通過提升WLAN網絡質量，保障WLAN用戶網絡感知成為亟待解決的問題。在廣東全省WLAN網絡中建立一項網絡和業務質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網絡優化和維護提供客觀支持；同時在WLAN網絡發生故障時，為網絡管理人員提供故障預警和定位手段[1]。

1 備選方案

本項目以監測WLAN用戶感知、發現WLAN網絡故障為目標，基于此目標和項目背景需求，廣東移動WLAN質量監測可采用3種技術方案。

1.1 仿真用戶測試WLAN方案

使用無線試測試探針接入CMCC網絡覆蓋的熱點區域，同時通過有線接口接入上聯AC或其上聯的ONU，模擬用戶自動連接CMCC并完成CMCC Protal鑒權，通過無線環境發起網絡質量和業務質量感測測試；在此基礎上WLAN探針實現有線/無線同時發起測試，判斷感知降質量；有需要可設置連接競爭對手WLAN熱點，發起對不同WLAN網絡的感知對比測試。具體部署方案為：

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

2）WLAN探針同時可以提供有線接入，有線接入最好在AC上聯的ONU，有線接入可便于管理探針和進行分段質量測試，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測試探針通過互聯網與中心服務器連接，由中心服務器完成探針測試探針對WLAN網絡進行測試目的；

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，實現通過集中控制的方式將一個AP切換至任意AC下，實現對AC業務的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網絡并建立通道，實現對AC的集中撥測。具體部署方案為：

1）在廣東省內各地市部署一臺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網絡，本地市存在N個AC，原則上分配N個交換機端口；專用交換設備同樣配置N個接口接入匯聚交換機；

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屬性設置為AC的VLAN，從而在AP與AC之間建立一條二層通道，實現控制一個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，實現對所有AC集中測試；

4）需要在部署遠程控制中心系統來控制管理全省VLAN切換器實現端口的切換。

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，進一步發起網絡質量測試和業務質量測試；

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網絡控制進行網絡質量和業務感知質量測試。

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個子接口接入匯聚交換機；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據；

3）各地市需分配一個可重復登錄的WLAN上網帳戶；

4）全省WLAN測試探針通過帶外網管與中心服務器連接，由中心服務器完成探針測試探針對全省WLAN網絡進行測試目的。

2 方案對比

3種方案各有優缺點，對比如下。

2.1 仿真用戶測試WLAN方案

優點：通過有線與無線結合同時接入WLAN網絡，通過無線段直接發起測試，與用戶環境完全相同，更可結合無線與有線進行關聯測試，分段定位故障位于無線側或有線側；同時在無線環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網絡覆蓋面廣，分布分散的情況下，此方案無法對WLAN全網進行監測，只能抽樣對部分熱點區域進行測試，測試面覆蓋較窄。

2.2 基于VLAN切換的AC測試方案

優點：通過集中式與多個AC建立通道，實現在對全網WLAN控制層的測試，在目前WLAN網絡覆蓋面廣，分布分散的情況下，有效對全網AC進行網絡質量和業務質量測試，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上會產生一個告警；控制無線測試設備進行測試同時，需要另一套管理系統管理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

優點：通過集中式跨VLAN與多個AC建立通道，實現在對全網WLAN控制層的測試，在目前WLAN網絡覆蓋面廣，分布分散的情況下，提供一種快速的、經濟的解決方案，可以使測試探針模擬多個AP與全網保持通道，可以有效對全網AC進行網絡質量和業務質量測試，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設備適配問題，模擬AP的測試探針需同時適配多個廠家設備；目前該方案正在開發當中。

3 撥測方案優選

以上提出的3種解決方案，各自有優缺點。方案1帶有線測測試功能，卻只能實現分布式部署；方案2能實現集中監控，卻無法實現有線測對比監測；方案3需要模擬AP，必須適應不同廠商的私有協議，實現難度大。實際的實現方案，必須能融合各種各種方案的優點。經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點，互補其缺點。方案3技術上尚不成熟，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的服務狀況進行撥測，改變了以往現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（優選方案）示意圖Fig.4 Chart of mixed scheme

1）使用無線網卡與AP連接

2）使用有線網絡修改WLAN交換機配置達到軟切換AP所屬AC的目的

3）連接AP執行各種無線側上網測試

4）通過有線網絡連接AC的上聯網絡設備，執行有線測上網測試

4 結束語

本文提出的3種測試方案各有優缺點，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方法和步驟，是將來工作的重點。作者將撰寫后續論文，對后續工作進行跟蹤和分析。

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