运营技术广角 基于城域组网的运营级ＷＬＡＮ组网技术 高 波。潘毅明，黄国瑾 （中国电信股份有限公司上海研究院上海２００１２２） 摘 要：ＷＬＡＮ作为有线宽带的延伸，也是无线宽带的重要组成部分。近年来，各地纷纷提出建设“无线城 市”．将其作为城市第５项公共基础设施；中国电信股份有限公司也提出了将ＷＬＡＮ建设成为第４张基础网 络．这些因素促进了ＷＬＡＮ的大规模建设和发展。分析了基于城域组网的运营级ＷＬＡＮ的建设目标和组网架 构．提出了运营级ＷＬＡＮ的组网技术以及ＷＬＡＮ的安全策略部署建议。 关键词：ＷＬＡＮ：集中控制型ＡＣ＋ＡＰ；ＡＣ池化技术；ＢＲＡＳ；ＤＨＣＰ；大数据；安全 ｄｏｉ：１０．１１９５９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００—０８０１．２０１５２６８ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＷＬＡＮ ｉｎ Ｏｐｅｒａｔｉｏｎ Ｌｅｖｅｌ Ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｇａｏ Ｂｏ，Ｐａｎ Ｙｉｍｉｎｇ，Ｈｕａｎｇ Ｇｕｏｊｉｎ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｃｈｉｎａ Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００１２２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓ ａｎ ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｂｌｅ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｎｅｔｗｏｒｋ，ＷＬＡＮ ｉＳ ａｌｓｏ ａｎ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｐａｒｔ ｏｆ ｔｈｅ ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｂｒｏａｄｂａｎｄ ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｉｎ ｒｅｃｅｎｔ ｙｅａｒｓ．１ｏｃａｌ ｇｏｖｅｒｎｍｅｎｔｓ ｈａｖｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ“ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｃｉｔｙ”ａｓ ｔｌｌｅ ｉｆｆｔｈ ｃｉｔｙ ｐｕｂｌｉｃ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，Ｃｈｉｎａ Ｔｅｌｅｃｏｍ Ｃｏ．Ｌｔｄ．ａｌｓｏ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｈｅ ＷＬＡＮ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｓ ｔｈｅ ｆｏｒｔｈ ｂａｓｉｃ ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｈｅｓｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｐｒｏｍｏｔｅｄ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ＷＬＡＮ． ｒｈｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｇｏａｌ ａｎｄ ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｏｆ ＷＬＡＮ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅ ｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｐｏｌｉｃｙ ｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔ ｏｆ ＷＩＪＡＮ ｗｅｒｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＷＬＡＮ，ｃｅｎｔｒａｌｉｚｅｄ ｃｏｎｔｒｏｌ ＡＣ＋ＡＰ，ＡＣ ｐｏｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＢＲＡＳ，ＤＨＣＰ，ｂｉｇ ｄａｔａ，ｓａｆｅｔｙ １ 引言 城市第５项公共基础设施，以提升城市信息化水平：各地 “无线城市”建设进一步促进了ＷＬＡＮ和热点的建设。中 随着移动互联网时代的到来，尤其是具有ＷＬＡＮ 国电信股份有限公司（以下简称中国电信）也提出将 （ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ，无线局域网）无线模块的移动 ＷＬＡＮ建成第４张基础网络。 智能终端的普及推广，ＷＬＡＮ接人需求也日益迫切，在某 ＷＬＡＮ技术以其标准统一、部署简单、性价比高的特 种程度上，ＷＬＡＮ的普及程度已成为一个城市现代化的重 点，成为无线宽带接人的重要手段。但ＷＬＡＮ本质是个局 要标志。要将ＷＬＡＮ打造成继水、电、气、交通之后的 域网技术，要适应城域组网的技术要求，需要对组网技术 收稿日期：２０１５—０６—２１；修回日期：２０１５—１０—１０ 论文引用格式：高波，潘毅明，黄国瑾．基于城域组网的运营级ＷＬＡＮ组网技术．电信科学，２０１５２６８ Ｇａｏ Ｂ，Ｐａｎ Ｙ Ｍ，Ｈｕａｎｇ Ｇ Ｊ．Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ＷＬＡＮ ｉｎ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｌｅｖｅｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｍｅｔｒｏｐｏｌｉｔａｎ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ．Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ， ２０１５２６８ ＡＣ ：● ● ● ＡＣ ：● ＿ Ｉ 动态地址 分配服务器 ： ｌ 图２ ＷＬＡＮ组网拓扑 器系统负责为ＡＰ分配管理地址，同时通过ｏｐｔｉｏｎ ４３属性 别配置不同的管理ｖＬＡＮ，ＢＲＡＳ根据管理ＶＬＡＮ识别厂 为ＡＰ下发ＡＣ地址。 商。将ＡＰ的ＤＨＣＰ报文转发给对应的ＡＣ￣２Ｉ。通过ＡＣ池化 ＷＬＡＮ网管和后台的资源库根据新上线ＡＰ的需求、 技术，实现将不同厂商的ＡＰ都配置成相同的管理ＶＬＡＮ， ＡＣ池中各ＡＣ的负载、同一热点已在线ＡＰ所注册的ＡＣ ＢＲＡＳ统一将ＡＰ的ＤＨＣＰ报文转发给专用ＤＨＣＰ系统。 等情况进行综合考虑，为新上线ＡＰ分配合适的ＡＣ设 ＤＩ－ＩＣＰ系统为ＡＰ分配管理地址的同时。根据网管系统下 备．并将ＡＰ与ＡＣ的对应关系下发给专用ＤＨＣＰ系统和 发的ＡＰ和ＡＣ对应关系，通过ｏｐｔｉｏｎ４３属性为ＡＰ下发 ＡＣ设备。 ＡＣ地址。 通过ＡＣ池化技术，可以集中调度ＡＣ设备；利用网管 ３．２．２ ＡＰ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入方式 系统检测在网ＡＣ设备负载、设备ＣＰＵ（ｃｅｎｔｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ＡＰ通过场点部署的企业网关／家庭网关接人Ｉｎｔｅｒｎｅｔ， ｕｎｉｔ．处理器）利用率等技术指标及实时检测ＡＣ设备 如中小商铺通过部署企业网关／家庭网关ＰＰＰｏＥ（ＰＰＰ ｏｖｅｒ 的故障情况；灵活支持Ｍ＋Ｉ、＿一 ＿ 一 ．一 Ｃ Ａ Ｃ Ａ Ｍ＋Ｎ或Ｍ：Ｍ等多种ＡＣ备份 ｅｔｈｅｒｎｅｔ，以太网上传送ＰＰＰ）拨号接入Ｉｎｔｅｒｎｅｔ。ＡＰ由网关 机制。其中，Ｍ＋Ｉ备份指用一台专用的备份ＡＣ设备作为 设备分配地址，通过域名解析获得ＡＣ地址，与部署在公 Ｍ台主用ＡＣ的备份；Ｍ＋Ｎ备份指用Ⅳ台专用的备份ＡＣ 网的ＡＣ通信建立隧道［３１。 设备作为 台主用ＡＣ的备份。任意１台主用ＡＣ出现故 ３．３ ＡＣ启用二、三层混用功能 障时，可整机切换到备份ＡＣ设备上；肘： 备份指不设置 中国电信的ＷＬＡＮ组网利用现网已有的ＢＲＡＳ设备， 专用的备份ＡＣ，所有的Ｍ台ＡＣ都正常工作，但不１００％ 对ＷＬＡＮ用户实现地址分配、认证、管理等功能。用户数据 配置（如只配置ＡＣ能力的８０％的ＡＰ），留有一定的空余能 通过ＡＰ－ＡＣ隧道，经ＡＣ二层转发至ＢＲＡＳ，用户二层报文 力作为备份，当有ＡＣ发生故障时，将故障ＡＣ上的ＡＰ灵 终结于ＢＲＡＳ。 活地分散调度到其他若干台ＡＣ中。 随着多ＳＳＩＤ（ｓｅｒｖｉｃｅ ｓｅｔ ｉｄｅｎｔｉｆｉｅｒ，服务集标识）的开 ３．２ ＡＰ两种接入方式 启，ＡＣ二层透传各ＳＳＩＤ用户数据到ＢＲＡＳ，会过多消耗 ＡＰ上联主要有两种接入方式，一种是专线接人。ＡＰ ＢＲＡＳ的资源，势必会影响到ＢＲＡＳ原来承载的宽带业务。 通过预配置管理ＶＬＡＮ（ｖｉｒｔｕａｌ ｌｏｃａｌ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ，虚拟局域 为此，ＡＣ会承载部分ＳｓＩＤ的用户地址分配、认证和管理 网）接人ＢＲＡＳ，ＢＲＡＳ通过ｖＬＡＮ可识别ＡＰ业务并作相 等功能，近阶段ＡＣ主要承载便捷认证业务的ＳＳＩＤ、行业 应的转发：另一种是ＡＰ通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接人与部署在公网的 ＳＳＩＤ用户的认证和管理：其他ＳＳＩＤ用户数据仍由ＡＣ二 ＡＣ组网。ＡＰ通过Ｉｎｔｅｒｎｅｔ接入ＡＣ组网，作为ＡＰ专线接 层转发到ＢＲＡＳ。将结合ＢＲＡＳ功能的ＡＣ称为融合ＡＣ。在 人组网的补充手段，极大地扩大了ＷＬＡＮ的覆盖范围，使 现网中融合ＡＣ同时启用二层用户数据转发和三层用户 任何场点都有可能接入基于城域组网的ＷＬＡＮ。 数据终结的功能。 ３．２．１ ＡＰ专线接入方式 ３．４多业务承载 ＡＰ通过专线接人。传统组网需要将不同厂商的ＡＰ分 中国电信ＷＬＡＮ原本承载ＣｈｉｎａＮｅｔ业务。随着广大 ｌ 电一■垩 ￡鱼 用户和终端类型对ＷＬＡＮ接入的日益普及．各地市级政 府和区级都有建设“无线城市”和应用的需求，不少 行业也提出ＷＬＡＮ业务需求，互联网企业也与运营商合 作开展ＷＬＡＮ后向经营业务的需求。为此，同一张 ＷＬＡＮ网络需同时承载多种业务，且能够满足个性化业 务需求。 采用ＡＣ集中部署的池化技术，可以很好地满足上述 多业务需求。通过规划用户双层业务ＶＬＡＮ，用外层ＶＬＡＮ 标识业务类型、内层ＶＬＡＮ标识ＡＰ或场点，就能实现用户 位置和业务的精确定位。集中部署的ＡＣ可以在全局层面 灵活地部署个性化业务策略．可以推送全局性的个性化 ｐｏｒｔａｌ认证页面，也可在同一业务下根据不同ＡＰ或场点推 送不同的ｐｏｒｔａｌ认证页面，也支持基于场点和业务进行的 个性化计费。 ３．５大数据挖掘 ＷＬＡＮ以ＡＰ、ＳＳＩＤ为单位对热点运营数据进行采集， 包括ＷＬＡＮ终端的ＭＡＣ地址、ＡＰ设备地址、ＲＳＳＩ （ｒｅｃｅｉｖｅｄ ｓｉｇｎａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｎｄｉｃａｔｉｏｎ，接收的信号强度指示）、 时间戳等信息，并发给大数据分析平台。大数据分析平台 能按ＡＰ、ＳＳＩＤ、场点等进行数据统计；按ＰＶ（ｐａｇｅ ｖｉｅｗ，页 面浏览量或点击量）数据、ＵＶ（ｕｎｉｑｕｅ ｖｉｓｉｔｏｒ，访问某个站点 或点击某条新闻的不同ＩＰ地址的人数）数据、ＣＰＣ（ｃｏｓｔ ｐｅｒ ｃｌｉｃｋ，每次点击付费广告）数据、ＣＰＭ（ｃｏｓｔ ｐｅｒ ｔｈｏｕｓａｎｄ ｃｌｉｃｋ－ｔｈｒｏｕｇｈ．网上广告产生每１ ０００个广告印象（显示）数 的费用）数据、流量／人均流量、时长／人均时长等多个维度 进行数据展示和业务分析。 同时，将大数据平台分析得到的数据反馈回ＷＬＡＮ， 根据用户特征和场点性能，可实时对个性化ｐｏｒｔａｌ页面的 展示内容和热点接人带宽等进行动态调整。 ４ ＷＬＡＮ安全防范策略 在建设高效、灵活的ＷＬＡＮ的同时，还要考虑ＷＬＡＮ 的安全嘲，其安全包括用户接入安全、用户数据空口传输安 全、网络安全、设备安全等方面，下面分别进行描述。 ４．１ 用户接入安全防范 用户接入安全问题主要有：在同一ＡＰ『ＡＣ下用户二 层互访、ＩＰ地址欺骗、ＭＡＣ（ｍｅｄｉａ ａｃｃｅｓｓ ｃｏｎｔｒｏｌ，媒体访问 控制）地址欺骗。 如果在同一ＡＰ／ＡＣ下，用户通过二层网络能相互通 信（用户未通过接人认证），则存在如下安全隐患： ・用户通过某一用户作代理访问公网： ・某一终端中毒，则会不断发送ＡＲＰ（ａｄｄｒｅｓｓ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｐｒｏｔｏｃｏｌ，地址解析协议）广播或协议类攻 击报文或进行病毒传播、木马植入等网络攻击，影 响整个ＷＬＡＮ二层网络： ・用户之间如在同一个局域网，恶意用户（未通过接 入认证）能够攻击其他同一个二层网络的用户或窃 听其他用户信息。 ＩＰ地址欺骗存在如下安全隐患：用户地址由ＢＲＡＳ／融 合ＡＣ负责分配，如果某一终端配置静态ＩＰ地址．会造成 与其他终端地址冲突，造成合法用户不能正常上网；如果 用户配置用户网关地址。会造成整个网络瘫痪。 ＭＡＣ地址欺骗存在如下安全隐患：在无线环境中．非 法用户通过侦听等手段获得网络中合法站点的ＭＡＣ地址 比在有线环境中要容易得多。这些合法的ＭＡＣ地址可以 被用来进行恶意攻击。 用户接人应采取的安全防范措施为： ・同一ＡＰ和同一ＡＣ下启用用户二层隔离功能，只 有认证通过的用户才能通过三层相互访问； ・在ＢＲＡＳ设备上启用ＤＨＣＰ ｓｎｏｏｐｉｎｇ功能，用户地址 与ＭＡＣ地址绑定，防范ＩＰ地址和ＭＡＣ地址欺骗。 ４＿２用户数据传输安全防范 在ＷＬＡＮ中，在同一个ＡＰ下用户是共享带宽，如果 个别用户使用Ｐ２Ｐ（ｐｅｅｒ－ｔｏ－ｐｅｅｒ，伙伴对伙伴）、ＢＴ（ｂｉｔ ｔｏｒｒｅｎｔ，比特流）等这类占用大量带宽的应用，就会影响其 他用户正常使用ＷＬＡＮ业务。 通过对用户限速。可以防止个别用户占用过多带宽， 提升所有用户使用ＷＬＡＮ业务的体验。 ４．３无线网络安全防范 ＩＥＥＥ ８０２．１１网络很容易受到威胁网络安全的攻击， 如ＤｏＳ（ｄｅｎｉａｌ ｏｆ ｓｅｒｖｉｃｅ．拒绝服务）／ＤＤｏＳ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ ｄｅｎｉａｌ ｏｆ ８ｅｒｖｉｃｅ．分布式拒绝服务）攻击、泛洪攻击、欺骗攻 击等。通过启用ＡＣ设备的ＷＩＤＳ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｉｎｔｒｕｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，无线入侵检测系统）／ＷＩＰＳ（ｗｉｒｅｌｅｓｓ ｉｎｔｕｒｓｉｏｎ ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ．无线入侵保护系统）功能，监视 分析无线用户的活动、判断入侵事件的类型、检测非法网 络行为、对异常的网络流量进行报警，并根据策略采取相 应的措施，确保ＷＬＡＮ的安全。 ＤｏＳ／ＤＤｏＳ利用软件（含操作系统）的缺陷、协议的漏 洞（如Ｓｙｎ ｇｏｏｄ攻击）进行资源比拼（如发送大量的垃圾数
