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關鍵備份策略讓無線業(yè)務永續(xù)
來源:通信世界網
作者:徐國祥
摘要: 關鍵備份策略讓無線業(yè)務永續(xù)[圖],在大型組網應用中,無線控制器AC作為關鍵的接入點和業(yè)務入口,要求具有更高的可靠性。尤其是中高端無線控
關鍵詞: 無線 控制器
Abstract:
Key words :
在大型組網應用中,無線控制器AC作為關鍵的接入點和業(yè)務入口,要求具有更高的可靠性。尤其是中高端無線控制器,通常要求設備在單點故障時,用戶的業(yè)務不能間斷。同時,在實際應用中,用戶對檢測速度、切換時間、設備冗余比例、易用性、性能、成本等方面的需求側重點有所不同,從而對備份技術提出了更多的要求。

一、 備份方式

無線控制器的備份方式和有線設備不一樣,方式比較靈活,不同的方式能夠提供備份的程度不一樣。當然,備份程度越高,實施的成本也越高??蛻艨梢愿鶕?jù)網絡要求、成本限制選擇適合的備份方式。無線控制器備份,一般有以下三種:

1+1 備份。實現(xiàn)在單點故障的情況下,信息流完全不中斷,保證無線用戶業(yè)務的不間斷性。

N+1 備份。實現(xiàn)一臺AC為多臺AC提供業(yè)務備份,最大程度的節(jié)省網絡建設成本。

N+N 備份。多AC間互為備份,在實現(xiàn)冗余備份的同時提供了靈活的智能負載均擔機制,是最基本的備份方式,使用非常靈活。

當前各個廠家基本上都實現(xiàn)了后兩種備份方式,即N+1與N+N。但1+1備份要求比較高,不僅需要兩臺AC之間能夠快速檢測對方的故障情況,還需要進一步備份AP和Client的狀態(tài)信息;對認證、加密類的Client,還需要備份Client的認證信息和加密密鑰、會話密鑰等信息。

H3C實現(xiàn)了上述三種備份方式,對1+1備份,目前支持明文和Portal認證用戶的熱備。由于備份功能是從系統(tǒng)角度來看待的,任何一種備份是有多個基本功能或基礎機制一起協(xié)同實現(xiàn)的,因此各個廠家實現(xiàn)備份的機制不太一樣,導致同一備份方式的功能也不盡然相同。下面以H3C為例,來說明這三種方式的備份功能特點。

二、 備份依賴的基礎機制

H3C提供的三種備份方式,需依賴以下基礎機制:

AP首選控制器機制:基礎機制,應用于1+1、N+1、N+N備份

WLAN雙鏈路機制:應用于1+1、N+1備份

Primary AC機制:應用于1+1、N+1備份

快速鏈路檢測機制:應用于1+1備份

Portal雙機熱備機制:可應用于1+1、N+1(N=1)、N+N(N=1)備份

當一臺瘦AP啟動或與原有AC斷開連接后,將重新搜尋AC。如果發(fā)現(xiàn)多個AC時,AP將對AC進行優(yōu)先級排序,并根據(jù)排序結果選擇最優(yōu)的AC進行連接并注冊接入。AP按照以下優(yōu)先次序對對AC進行排序:

靜態(tài)配置的注冊方式優(yōu)于自動注冊方式。

接入優(yōu)先級高的AC。如果一臺AC上為某個AP指定了最高優(yōu)先級(7),那么該AC就是該AP的Primary AC。

優(yōu)先接入負載小的AC。AC的負載包括AP數(shù)量和client數(shù)量,首先考慮已注冊的AP數(shù)量,在AP數(shù)量相等的情況下,考慮已登錄的Client數(shù)量。

AC對AP發(fā)現(xiàn)請求的響應順序,優(yōu)先接入先響應的AC。

AP首選控制器機制,提供了一種在多AC組網環(huán)境中的選擇接入機制,也可以幫助用戶實現(xiàn)AP接入備份和負載均擔。通過在AC上為AP配置不同的優(yōu)先級,可以靈活實現(xiàn)各種AP接入的負載均擔需求。

2. AP/AC間的WLAN雙鏈路機制

雙鏈路機制中,AP可以與兩臺無線控制器分別建立鏈路。AP首先與首選控制器建立主用鏈路,然后根據(jù)AC上的配置與備份AC之間建立備用鏈路。當主AC宕機或主用鏈路故障時,AP可以將備用鏈路升級為主用鏈路,繼續(xù)提供接入服務。

AP也會在備份AC同時為STA建立備份,但不能為STA的認證狀態(tài)和密鑰建立備份。

3. Primary AC機制

Primary AC提供了一種回切機制。AP總是將和Primary AC建立的鏈路作為主用鏈路。當Primary AC出現(xiàn)故障,AP將主用鏈路切換到備份AC上;但是當Primary AC重新恢復連接時,AP自動將主鏈路切換回Primary AC,將另一條鏈路將降為備用鏈路。

4. 快速鏈路檢測機制

快速鏈路故障檢測機制,相互備份的AC,可以快速檢測對方設備故障。結合WLAN雙鏈路連接機制,當主用AC發(fā)生故障時,備份AC可以在毫秒級時間內檢測到并實施主備用鏈路切換。

Portal認證是目前實際應用中無線用戶最常用的認證方式。Portal雙機熱備提供了認證、授權、計費等信息的實時備份機制??梢员WC運行Portal業(yè)務的無線控制器發(fā)生故障后用戶的連接不會中斷,且授權、計費等信息不會丟失。徹底消除了Portal業(yè)務組網中的單點故障。

Portal雙機熱備機制中,互為備份的兩臺AC可以同時處理用戶數(shù)據(jù),不區(qū)分設備的主備狀態(tài),兩臺設備可以同時處理的業(yè)務報文,實現(xiàn)了用戶級的負載均衡。 Portal雙機熱備支持內置和外置Portal Server。

如果采用外置Portal Server, Portal雙機熱備特性需要和H3C iMC智能管理平臺的Portal Server組件配合使用,因為iMC支持認證設備使用不同的IP地址。如果支持外置計費服務器,則需要外置服務器能夠支持針對同一用戶連接有多個NAS IP的情況。

三、 各個備份方式的特點

1. 1+1備份

1+1備份強調業(yè)務的不間斷性,即發(fā)現(xiàn)故障并完成切換的速度。具有以下特點,

AP和STA同時同主備兩臺AC建立鏈路,發(fā)生主備切換時AP和STA不需要重新連接;

可以在毫秒級發(fā)現(xiàn)故障并完成切換,保障用戶業(yè)務不間斷;

相對其他備份方式,1+1備份冗余度高(1:1)且系統(tǒng)資源占用較多。

1+1 AC備份應用中,AP和STA將同兩臺AC分別建立連接,即主備鏈路。當主AC發(fā)生故障,備用AC可以在毫秒級發(fā)現(xiàn)對方故障,并立刻將備用鏈路升級為主鏈路,接替主AC提供服務,保證無線用戶業(yè)務的不間斷性。

1+1備份的實際組網中,一般情況下推薦將一臺AC作為所有AP的主用AC(Primary AC),另一臺AC作為專門的備用AC,易于維護。如果有需要,兩臺AC也可配置成負載均擔的方式并互為備份。主備用方式下,當Primary AC故障解除恢復連接時,AP和STA將自動將的主鏈路切換回主用AC,AP與備用AC的鏈路降為備用鏈路。如圖1所示,AC1與AC2為1+1備份。

關鍵備份策略讓無線業(yè)務永續(xù)

負載分擔方式下,有兩種配置方式:其一是將兩個AC分別指定為不同AP的主用AC,從而全網AP分散到兩臺AC上。這種方式的特點是AP和AC的關系比較固定,易于監(jiān)管。其二不設置主用AC,兩臺AC對所有AP配置靜態(tài)優(yōu)先級都相同,AP根據(jù)AC的負載情況自動分擔。這種方式會導致AP和AC之間的關系不固定,給監(jiān)管帶來困難。

1+1備份依賴的基礎機制如下:

WLAN雙鏈路機制

快速鏈路檢測機制

Primary AC機制,或AP接入負載分擔機制

Portal熱備機制(可選)

如果用戶在在1+1備份的兩臺AC上開啟了Portal熱備功能,則兩臺AC均需要和Portal服務器和AAA服務器通信。用戶認證通過后,兩臺AC之間會定時同步用戶的認證、授權、計費等信息;

Portal熱備特性支持內置Portal服務器進行認證,AAA服務器可以是外置Radius服務器,也可以是本地用戶數(shù)據(jù)庫。

2. N+1備份

N+1備份強調整網的可維護性和更低的冗余比例,具有以下特點,

1臺備用AC為最多4臺主AC提供備份,在保障所有AP得到備份的同時,成本投入更低;

備用AC只在主AC發(fā)生故障時提供服務,且主AC備用故障恢復后,所有AP和用戶能夠自動切換到備用AC,大大降低維護難度;

相對1+1備份,N+1備份不支持毫秒級故障檢測和切換。

例如圖2中,正常情況下,AP1、AP2、AP3分別以AC1、AC2、AC3為各自的Primary AC,而這三個AC都配置了“備份AC”作為備份。當AC1發(fā)生故障后,AP1將切換到“備份AC”上。當AC1再次恢復后,AP1將重新切換到AC1上。

關鍵備份策略讓無線業(yè)務永續(xù)

N+1備份依賴的基礎機制如下:

Primary AC機制

WLAN雙鏈路機制

3. N+N備份

N+N備份機制是最基本的備份方式,N臺AC中的任何一臺AC可以同時為其他AC備份。N+N僅依賴最基本的AP首選控制器機制,由AP可以根據(jù)靜態(tài)優(yōu)先級或AC的負載等信息,自主選擇最優(yōu)的AC接入,當鏈接出現(xiàn)故障的時候,AP會在網絡中重新選擇一個新的最優(yōu)AC重新進行接入。

因此N+N備份具有使用靈活,穩(wěn)定性高,易于維護的特點。但不具備1+1備份毫秒級切換特性,及N+1備份主AC故障恢復后AP自動回切的特性。

總的來說,這種三種備份方式都有各自的特點,可以適合不同的應用場景,參考表1:

關鍵備份策略讓無線業(yè)務永續(xù)
表1.各種備份方式的比較

從某種角度上,1+1可以視作應用了快速鏈路檢測的N+N備份,N+1可以視作應用了Primary AC回切機制的N+N備份。

四、 結束語

這三種備份方式為無線組網提供了不同級別的可靠性保障方式,其中1+1熱備方式是提供了毫秒級的備份,支持非認證非加密用戶或Portal認證用戶無感知切換。隨著無線網絡的進一步發(fā)展,其重要性會進一步加強,未來1+1熱備還可能支持認證加密用戶的熱備。

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