广东移动WLAN质量监测系统方案研究

摘要：针对广东移动WLAN质量检测系统提出了3种可行方案，分别从仿真用户拨测、基于软切换的AC拔测、仿真AP拨测3个方面检测WLAN网络质量。文章进一步对比了这3个方案各自的优缺点，对实际的选型工作具有重要参考意义。
关键词：Wlan；质量监测系统；AC软切换；用户仿真；AP仿真

    随着中国移动WLAN网络的快速发展，WLAN用户日益增多。通过提升WLAN网络质量，保障WLAN用户网络感知成为亟待解决的问题。在广东全省WLAN网络中建立一项网络和业务质量测试手段是衡量用户感知的有效方法，通过测试采集并分析用户感知，为WLAN网络优化和维护提供客观支持；同时在WLAN网络发生故障时，为网络管理人员提供故障预警和定位手段。

1 备选方案
    本项目以监测WLAN用户感知、发现WLAN网络故障为目标，基于此目标和项目背景需求，广东移动WLAN质量监测可采用3种技术方案。
1．1 仿真用户测试WLAN方案
    使用无线试测试探针接入CMCC网络覆盖的热点区域，同时通过有线接口接入上联AC或其上联的ONU，模拟用户自动连接CMCC并完成CMCC Protal鉴权，通过无线环境发起网络质量和业务质量感测测试；在此基础上WLAN探针实现有线／无线同时发起测试，判断感知降质量；有需要可设置连接竞争对手WLAN热点，发起对不同WLAN网络的感知对比测试。具体部署方案为：
    1)广东省内21个地市各部署一台WLAN测试探针，初步规划WLAN探针接入位置为有CMCC网络覆盖的移动机房或移动于高校的汇聚点、热点区域的移动汇聚机房，每台WLAN探针提供一个WLAN上网账号和密码；
    2)WLAN探针同时可以提供有线接入，有线接入最好在AC上联的ONU，有线接入可便于管理探针和进行分段质量测试，采用电口接入，分配30掩码IP地址；
    3)每台WLAN探针需配备7*24小时的交流或POE供电。
    4)全省WLAN测试探针通过互联网与中心服务器连接，由中心服务器完成探针测试探针对WLAN网络进行测试目的；
    5)支持对CMCC进行测试同时也支持对竞争对手如ChinaNet WLAN进行对比测试。

1．2 基于VLAN切换的AC测试方案
    提供一个VLAN切换器，部署于AP与AC之间，实现通过集中控制的方式将一个AP切换至任意AC下，实现对AC业务的DHCP地址获取、验证，同时在该AP在部署测试探针，通过控制VLAN切换器切换到至不同的AC网络并建立通道，实现对AC的集中拨测。具体部署方案为：
    1)在广东省内各地市部署一台VLAN切换器，将1台AP通过VLAN切换器接入AC汇聚交换机，VLAN切换器通过多个接口接入不同的AC VLAN网络，本地市存在N个AC，原则上分配N个交换机端口；专用交换设备同样配置N个接口接入汇聚交换机；
    2)同时部署一台测试探针在该AP下；通过切换控制AP的端口和需要测试的AC连接，将AP所属于的端口的VLAN属性设置为AC的VLAN，从而在AP与AC之间建立一条二层通道，实现控制一个AP快速切换到各个AC进行拨测；
    3)有需要对全省AC进行拨测，通过将AP通过VLAN切换器轮询切换到各个AC通道，实现对所有AC集中测试；
    4)需要在部署远程控制中心系统来控制管理全省VLAN切换器实现端口的切换。

1．3 仿真AP对AC集中测试方案
    通过测试探针模拟AP并与AC建立通道，测试探针完成建立通道后，模拟用户进行DHCP连接、完成CMCC Protal鉴权，进一步发起网络质量测试和业务质量测试；
    模拟AP的测试探针可以通过子接口接入各地市ACVLAN，一台探针可模拟与全市所有AC同时建立通道，对全市WLAN网络控制进行网络质量和业务感知质量测试。

    1)在广东省各地市部署1台测试探针，将测试探针接入AC汇聚交换机，测试探针通过子接口接入不同的ACVLAN，本地市存在N个AC，原则上分配N个VLAN；测试探针则配置N个子接口接入汇聚交换机；通过模拟AP与全市所有AC建立通道；
    2)全省每个地市配置1个探针，由地市公司分配置AC汇聚交换机接口及配置数据；
    3)各地市需分配一个可重复登录的WLAN上网帐户；
    4)全省WLAN测试探针通过带外网管与中心服务器连接，由中心服务器完成探针测试探针对全省WLAN网络进行测试目的。

2 方案对比
    3种方案各有优缺点，对比如下。
2．1 仿真用户测试WLAN方案
    优点：通过有线与无线结合同时接入WLAN网络，通过无线段直接发起测试，与用户环境完全相同，更可结合无线与有线进行关联测试，分段定位故障位于无线侧或有线侧；同时在无线环境可以自动搜索其它运营商无线WLAN信号，自动进行对比测试，具备多运营商WLAN无用户感知对比测试能力。
    缺点：在目前WLAN网络覆盖面广，分布分散的情况下，此方案无法对WLAN全网进行监测，只能抽样对部分热点区域进行测试，测试面覆盖较窄。
2．2 基于VLAN切换的AC测试方案
    优点：通过集中式与多个AC建立通道，实现在对全网WLAN控制层的测试，在目前WLAN网络覆盖面广，分布分散的情况下，有效对全网AC进行网络质量和业务质量测试，实时采集用户感知指标。
    缺点：通过VLAN切换器进行切换，需要对AC进行轮询，不能并发进行测试，周期较长，每个AC测试大约需要10分钟，因为AP—AC间鉴权和接入，大批量AC测试下来时间较长；每次切换相当于将AP和AC断开，这样AC上会产生一个告警；控制无线测试设备进行测试同时，需要另一套管理系统管理VLAN切换器端口切换；用一个AP存在无法适配所有厂家AC并建立起通道的可能。
2．3 仿真AP对AC集中测试方案
    优点：通过集中式跨VLAN与多个AC建立通道，实现在对全网WLAN控制层的测试，在目前WLAN网络覆盖面广，分布分散的情况下，提供一种快速的、经济的解决方案，可以使测试探针模拟多个AP与全网保持通道，可以有效对全网AC进行网络质量和业务质量测试，实时采集用户感知指标。
    缺点：模拟AP与所有AC建立通道需解决跨厂家WLAN设备适配问题，模拟AP的测试探针需同时适配多个厂家设备；目前该方案正在开发当中。

3 拨测方案优选
    以上提出的3种解决方案，各自有优缺点。方案1带有线测测试功能，却只能实现分布式部署；方案2能实现集中监控，却无法实现有线测对比监测；方案3需要模拟AP，必须适应不同厂商的私有协议，实现难度大。实际的实现方案，必须能融合各种各种方案的优点。经过认真的方案对比和可行性研究，提出一种融合方案1和方案2的融合方案，具有两个方案的所有优点，互补其缺点。方案3技术上尚不成熟，暂时不予考虑。
    本AC拨测方案使用集中拨测，在中心机房对所有AC的服务状况进行拨测，改变了以往现场拨测方案的诸多弊端。以下是某地市WLAN拨测原理图：

    1)使用无线网卡与AP连接
    2)使用有线网络修改WLAN交换机配置达到软切换AP所属AC的目的
    3)连接AP执行各种无线侧上网测试4)通过有线网络连接AC的上联网络设备，执行有线测上网测试

4 结束语
    本文提出的3种测试方案各有优缺点，实际使用的是方案1和方案2的融合方案，该融合方案的具体实现方法和步骤，是将来工作的重点。作者将撰写后续论文，对后续工作进行跟踪和分析。