WLAN漫游技术趣谈
智慧无线加油站2019-06-28 21:40
WLAN漫游是刚需
和传统的有线网络相比，WLAN网络的一个极其重要的优点就是移动性。例如：我们可以边走边进行视频通话，或者换个更隐蔽的角落继续打游戏。不过，谁都不希望从一个房间漫游至另一个房间时发生掉线的情况；毕竟掉线坑队友，你懂的。
而保障用户在移动状态下，应用不掉线的关键就在于WLAN漫游技术。那么，WLAN网络如何实现漫游不掉线呢？
什么是WLAN漫游
WLAN 漫游是指终端（如：手机、PAD、笔记本电脑）在同一个无线热点的AP间移动，可保持业务不中断。
如下图所示：AP1和AP2都释放出无线热点“TOPSEC”；终端先关联在 AP1 上，然后从 AP1 的信号覆盖范围移动到 AP2 的信号覆盖范围，并在 AP2 上重新关联，期间保持 IP 地址不变且业务不中断，这种行为称为漫游。
WLAN漫游的前提：无线覆盖无盲区
如果漫游前后两个 AP 间的信号交叠地带信号弱或存在覆盖盲区，会导致终端移动到新AP的无线区域后需要重新协商密钥、甚至重新认证等。如果存在无线信号盲区，建议您把“无线网友”，不对，是“无线网优”小哥哥请来，调整无线设置、增加无线设备。
WLAN漫游的关键：IP地址不变
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对于网络也是一样，一旦IP地址发生变动，业务将出现卡顿、暂时中断、甚至无法恢复。
当终端在不同的AP之间移动时，WLAN漫游的关键就在于保持终端的IP地址一致、不发生改变。由于IP地址没有变化，上层应用就可以持续稳定运行。网友再也不担心我会掉线了。
WLAN漫游基础篇：漫游过程解析
当终端的无线信号低于漫游倒换阈值时，终端进入漫游状态。终端通过对比多个AP的信号后，选择最优信号强度的新AP，并经过关联和认证过程，获得原有IP地址，即完成漫游。漫游过程如下图所示：
根据网络的结构，可以将WLAN漫游分成二层漫游和三层漫游。
WLAN漫游实例（初级）：二层漫游
二层漫游：多个AP连接在同一个VLAN内，且终端在不同的AP间切换时始终在一个VLAN子网内，IP始终地址保持不变。
天融信Cluster智能自组网解决方案、ESP智慧无线管理解决方案、CSP云无线管理解决方案全面支持二层漫游。
WLAN漫游实例（高级）：三层漫游
三层漫游：AP在不同的VLAN内，但用户漫游时依旧保持原来的VLAN，且IP地址不变。
注：需要漫游后AP2对用户报文打漫游前的VLAN，同时交换机需要允许这个VLAN接入。
三层漫游过程如下：
天融信ESP智慧无线管理解决方案、CSP云无线管理解决方案支持三层漫游。
WLAN漫游进阶：快速漫游
快速漫游是为了进一步提高漫游切换的效率。在802.11r协议诞生之前，快速漫游通常是指在RSN(WPA2)的框架下，略过EAP/802.1X，使用PMKSA Cache中的PMK直接进行连接。例如：OKC快速漫游省略了802.1X认证的过程，即客户端只有MAC层连接和四步握手的过程，从而节省了漫游接入的时间。
为了解决OKC的缺陷，IEEE推出了802.11r，对快速漫游进行了补充。802.11r协议中定义的FT（Fast BSS Transition，快速BSS切换）功能用来减少客户端在漫游过程中的时间延迟，从而降低连接中断概率、提高漫游服务质量。
和上面介绍的OKC有如下不同，802.11r协议支持在关联过程或者Action帧交换过程就可以交互生成PTK所需信息（PMKID、ANonce和 SNonce等），而且PTK的生成也是在关联过程中完成，不需要进行四次握手，从而节省了802.1X认证和四步握手两个过程，只留MAC层连接一个过程。对于常用的PSK认证方式，802.11r协议允许PSK认证的无线客户端进行漫游时也不需要进行四次握手，加快了漫游切换时间。
天融信Cluster智能自组网解决方案、ESP智慧无线管理解决方案、CSP云无线管理解决方案均支持快速漫游，可广泛适用于各类对于漫游切换有严格要求的场景。
WLAN漫游场景
在多AP的环境中，为了保障终端的使用体验，建议开启WLAN漫游功能。对于智能仓储、移动诊疗等环境，处于移动状态下的终端（如：仓储机器人、无线诊疗仪器），更需要基于快速漫游技术实现多个AP之间的快速平滑的无感知切换，保障终端在WLAN环境下的稳定运行。
小结
WLAN漫游可助力用户实现在终端移动时业务不中断；WLAN漫游的前提是无线网络无覆盖盲区；以网络架构来区分，WLAN漫游有二层漫游和三层漫游；对于业务延迟要求较高的场景，可通过快速漫游技术保障用户使用体验；天融信支持二层漫游、三层漫游和快速漫游。
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