从网络发展看无线网络故障排查需求

一、当最后100米无线化

所有对网络故障维护有较长期经验的人都清楚，早期网络大概75%左右的故障来自于物理连接故障，也就是来自于网线或物理接口。后期伴随综合布线理念的贯彻与执行，制造工艺的提升，线缆与接口质量的提升，这一故障的比例大幅度降低了。那么当我们的最后100米无线化之后，网线和物理接口会出现什么样的情况呢?

1.1 灵活性的大跃进与技术本身的退步

首先我们应该有一个明确的认识，无线WLAN网络事实上是网络灵活性的提升和网络技术的倒退。从技术角度讲，WLAN本身将网络技术倒退了至少5-10年，即从交换式以太网年代退回到共享式以太网年代。这种倒退从物理介质角度而言尤甚，因为在当前的交换式以太网技术中，每个用户是独享传输介质的，但是在无线技术中，所有的用户共享物理信道，只要用户间相互可见，无论有多少个AP，所有工作在同一频点的用户共享相同的物理介质。这就是典型的同轴共享式以太网或基于HUB的共享式以太网的特征。

那么在共享式以太网里需要考虑的物理数据碰撞、网络用户量与数据量规模无法无限扩展等问题重新归来，因此网络排错时需要考虑的因素增加了。

1.2 便捷性与管理复杂度的双重提升

相较以太网，WLAN在提升便捷性的同时，其传输介质发生了明显的变化，从现在几乎绝对可信的铜缆和光纤变为绝对不可信的频谱资源，因此，管理无线网络的网管人员除必须拥有管理以太网络必备的充足TCP/IP知识外，还必须理解无线网络中的射频知识，例如对信噪比、信号强度、发射功率、天线增益、干扰等概念的真正理解，以及对802.11协议的独特特性，例如重传的概念的真正理解。管理无线网络对网管员的知识体系提出了新的挑战，并且对接入介质的管理复杂度呈几何级提升。

1.3 从管理“有”到管理“无”

传统以太网是有线网络，所有的连接是可见的，某个终端连接到具体哪个设备是明确的。而无线网络的连接是不可见的，某个终端在整个的接入过程中会不断的发生切换，从一个接入设备切换到另外一个接入设备。在某些极端情况下，设备会在两个不同的接入AP之间一分钟之内切换几十甚至上百次，并且这种切换完全由客户端决定，传统网管软件的刷新速率已经完全无法把握这种情况，这无疑成为如何进行无线网络管理所需解决的又一个重点问题。

二、摩托罗拉系统将无线故障排查可视化

2.1 无线网络拓扑的可视化

不一样的无线网络拓扑。当讨论有线网络拓扑图时，我们只需将客户端简单地连接到接入交换机的物理接口即可。但是在无线里同一个AP还需要讨论其ESS/BSS的问题，因此拓扑图应该是客户端接入了哪一个BSS，然后这个BSS接入到哪一个ESS。所以，无线网络的拓扑图与有线网络的拓扑图是完全不同的。

2.2 不同的物理状态

在无线领域中，没有明确的线缆连接，只有无线区域的覆盖好坏，而且无线网络的动态特征导致这种覆盖好坏是变化的。因此，我们需要实时热图来监控整个无线网络，使其真正的可视起来。

2.3 物理层排错

在物理层排错时，大家普遍认为无线的干扰是网络质量的罪魁祸首。但是事实上，无线网络中的资源利用率和干扰强度的组合才是真正的问题所在，而且干扰不仅仅是WLAN对WLAN的干扰，还包括其它同频干扰，例如微波、2.4GHz无线电遥控射频信号或者蓝牙信号。因此，在物理层排错中，我们必须对所有的干扰源进行分析，同时对其资源利用率进行监控。仅仅通过网上某些免费的工具是不能够真正定位问题所在的。

举一个简单的例子，大家随便找两个AP，将其设定在同一个信道上，然后把它们的发射功率调到最大，物理间隔仅10厘米。用传统软件看，这种干扰是极强的。但是如果有一个AP上有用户，另外一个AP上一个用户都没有，或者即使两个AP都有用户，在AP的竞争策略设定合理、用户流量不大的情况下，我们的上网感知仍然会相当好。

相反，如果我们将两个AP之间的距离拉远到30米，每个AP上都接入用户，并且采用大流量，此时，用传统软件看到的干扰会较小，但是实际的使用感知却非常差。

还有一种情况，如果我们只使用一个AP，并让几个用户同时接入，在用户处在互相不可见的位置同时观看高质量视频时，所有用户的感知都会很差。但在这种情况下，传统软件会认为这是没有干扰的。

摩托罗拉系统选择对整个无线网络的整个物理层实现完整的呈现，包括各个信道的干扰强度、信道使用率以及是否有非WLAN的干扰。在下图的示例中，信道11的干扰高达-25dBm，但是利用率只有5%，而信道1的干扰在-40到-50dBm之间，接口利用率却高达100%，而且是持续的微波干扰。在这种情