广东移动WLAN质量监测系统方案研究

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。[page]

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。

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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。