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WLAN组网网络优化及故障分析


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组网方式选择及数据规划
WLAN网络维护及故障排查 WLAN网络优化
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AUTELA

N WLAN架构介绍
? ? ?

采用”瘦”AP架构,AP由AC集中控制,AP本身零配置,配置由AC下发 AP和AC之间采用CAPWAP隧道协议(UDP) AP加电后通过以下方式发现AC AP AC位于相同vlan、子网 AP获取IP后,可以采用广播方式发现AC AP AC位于不同vlan、子网 DHCP给AP下发地址的同时,下发OPTION43 字段(AC地址),AP向AC发起单播访问

1. 2.

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Page 3

AUTELAN WLAN架构数据集中转发流程
无线用户到有线用户

无线用户到有线用户
的流量通过 由或者桥接

AC进行路
Server -1

Fe10/1

Ge1/1

Fe10/2

Fe10/3

AC(R7605)

802.11 CAPWAP隧道 控制 CAPWAP隧道 业务 Ethernet
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MU -1

MU -2

MU-3

4

AUTELAN WLAN架构数据集中转发流程
同一AP下无线用户到无线用户

无线用户到无线用户
的流量通过 由或者桥接

AC进行路
Server -1

Fe10/1

Ge1/1

Fe10/2

Fe10/3

AC(R7605)

802.11 CAPWAP隧道 控制 CAPWAP隧道 业务 Ethernet
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MU -1

MU -2

MU-3

5

AUTELAN WLAN架构数据集中转发流程
不同AP下无线用户到无线用户

无线用户到无线用户
的流量通过 由或者桥接

AC进行路
Server -1

Fe10/1

Ge1/1

Fe10/2

Fe10/3

AC(R7605)

802.11 CAPWAP隧道 控制 CAPWAP隧道 业务 Ethernet
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MU -1

MU -2

MU-3

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AUTELAN WLAN架构数据本地转发流程
无线用户到有线侧

无线用户到有线用户
的流量通过 由或者桥接

AP进行路
Server -1

Fe10/1

Ge1/1

Fe10/2

Fe10/3

AC(R7605)

802.11 CAPWAP隧道 控制 Ethernet

MU -1

MU -2

MU-3

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AUTELAN WLAN架构数据本地转发流程
同一AP下无线用户到无线用户

无线用户到无线用户
的流量通过 由或者桥接

AP进行路
Server -1

Fe10/1

Ge1/1

Fe10/2

Fe10/3

AC(R7605)

802.11 CAPWAP隧道 控制 Ethernet

MU -1

MU -2

MU-3

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AUTELAN WLAN架构数据本地转发流程
不同AP下无线用户到无线用户

无线用户到无线用户
的流量通过 由或者桥接

AP进行路
Server -1

Fe10/1

Ge1/1

Fe10/2

Fe10/3

AC(R7605)

802.11 CAPWAP隧道 控制 Ethernet

MU -1

MU -2

MU-3

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AUTELAN WLAN架构组网数据规划
本地转发
?

AP地址池,可以配置在AC上,也可以配置在同一子网的其他设备上,建议采

用私网
? ? ?

STA地址池,配置在BAS上 根据热点划分AP管理VLAN 根据热点划分AP业务VLAN,AC配置WLAN和业务VLAN对应关系,并下发到 AP AP接入交换机,管理vlan采用untag,业务vlan采用tag 接入交换机上联到AC中间所有设备管理vlan均采用tag 接入交换机上联到BAS中间所有设备业务vlan均采用tag

? ? ?

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本地转发 AC位置
AC功能 业务数据控制

集中转发 可以旁挂BAS,核心交换、
汇聚交换, 负责AP管理 可以当BAS AP将802.11数据封装 CAPWAP数据隧道,转给 AC,AC负责拆除CAPWAP 隧道包后,将802.11转化为 802.3

一般旁挂BAS、或核心交 换、汇聚交换,
负责AP管理 AP负责802.11到802.3的转换

AC性能压力 AP性能压力
VLAN规划

低 低
AP管理vlan 业务vlan

高 略高
只有AP管理vlan

整体网络性能
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AUTELAN WLAN架构AP AC二层组网
AC

SWITCH

? ?

AP和AC位于同一VLAN、子网 AP获取地址后即开始发起CAPWAP discover 广播
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AUTELAN WLAN架构组网数据规划
AP AC二层组网
?

AP地址池,可以配置在AC上,也可以配置在同一子网的其他设备上,建议采

用私网

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AUTELAN WLAN架构AP AC三层组网
AC

DHCP server

? ?

AP和AC位于不同VLAN、子网 AP通过option43获取AC地址,并发送CAPWAP请求报文
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AUTELAN WLAN架构组网数据规划
AP AC三层组网
?

AP地址池,配置局方设备上,如配置在AC上,局方设备需要启用dhcp relay,

建议采用私网
? ? ?

AP地址池,需要配置option43字段 类型17 地址为AC地址 AP地址段需要配置网关地址 手动新建AC到AP地址段的路由

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AUTELAN WLAN架构集中转发二层终结
AC(BAS) portal ①认证数据 ②上网数据 CMNET

? ? ? ? ?

用户网关在AC上 AC当BAS AC监听用户访问80端口的请求 AC重定向portal页面给未认证用户 用户访问portal页面提交用户名密码,

开始认证
?

认证通过后,AC放行用户上网流量

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AUTELAN WLAN架构组网数据规划
集中转发、业务二层终结
?

AP地址池,可以配置在AC上,也可以配置在同一子网的其他设备上,建议采

用私网
? ? ? ? ? ? ? ?

STA地址池,配置在AC上,网关在AC上 根据热点划分AP管理VLAN 业务通过隧道到达AC,无需业务VLAN AP到AC设备只需要透传AP管理VLAN即可 AP接入交换机采用untag 接入交换机上联到AC中间所有设备均采用tag AC担当BAS,需规划AC的NAS IP、AC NAME 热点NAS ID 规划提供的SSID及热点对应、每个SSID对应的portal认证服务器地址、radius 服务器地址及相关端口,加密方式,密钥
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AUTELAN WLAN架构集中转发二层透传
BAS
CMNET 用户流量 业务VLAN AC

? ?

用户网关在BAS上 用户数据通过隧道到AC后802.11转换为802.3数据, 转发到相应业务vlan(AC配置业务和vlan的对应关 系) 由BAS负责认证

?

?

AC并不关心用户是否经过认证

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AUTELAN WLAN架构组网数据规划
集中转发、业务二层透传
?

AP地址池,可以配置在AC上,也可以配置在同一子网的其他设备上,建议采

用私网
? ? ? ? ? ?

STA地址池,配置在BAS上、网关为BAS 根据热点划分AP管理VLAN 业务通过隧道到达AC,无需业务VLAN AP到AC设备只需要透传AP管理VLAN即可 AP接入交换机采用untag 接入交换机上联到AC中间所有设备均采用tag

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组网方式选择及数据规划
WLAN网络维护及故障排查 WLAN网络优化
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常用排障工具
?

抓包软件
?
?

Wireshark
Omnipeek
Network Stumbler 4.0 WirelessMon inSSIDer 2.0
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?

无线测试软件
? ? ?

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Wireshark有线抓包软件

Wireshark无法抓取802.11数据报文
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Omnipeek无线抓包软件

Omnipeek需要特定网卡及驱动支持
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使用Network Stumbler 检测无线信号

Network Stumbler可以用来检查信号强度及稳定性 Network Stumbler无法识别802.11n,WPA WAP2,不支持windows7 Network Stumbler查看信号的数值,看signal而不是signal+,一般取不到 AUTELAN TECHNOLOGIES CO., LTD. Autelan Confidential noise的值因此SNR也无参考价值

WirelessMon

WirelessMon可以在多个AP发射相同SSID时,根据AP的mac指定连接
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inssider

Inssider支持802.11n,WPA WAP2,支持windows7 Inssider可以很直观的看到信道的使用情况
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inssider

Inssider支持过滤器可以根据信道、场强、MAC地址等过滤
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本地转发组网故障处理界面

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集中转发组网故障处理界面

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无法搜索到WLAN网络
用户侧
?

检查无线网卡硬开关及软开关(一般为fn+f5)以

及网卡自带的wifi配置软件如左图(以intel无线
网卡配置程序为例)是否打开,确认笔记本wifi指 示灯亮

?

确认采用windows自带的无线网卡连
接程序配置无线网卡,并关闭网卡自 带的wifi配置软件的配置功能

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?

未开启wireless zero configuratio 服务

?

未开启eventlog服务导致启用wireless zero configuratio服务后,依然无法搜 索到网络

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无线侧
?

在AC上检查AP是否在线、WLAN服务是否开启、WLAN是否和WTP或radio 绑定,radio是否开启,是否将广播SSID设置为隐藏 Ap接入天馈是否正确 AP是否加电、POE交换机POE供电功能是否打开,交换机是否过载

?

有线侧
? ?

AP到AC链路不通,或三层组网未下发option,致使AP无法上线

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STA收到无线信号较弱
用户侧
? ?

用户位置是否为目标覆盖区 用户到AP或室分天线是否经过较大的衰减 AC上配置AP功率是否正确 AP天线模式是否设置正确 AP通过馈线和天线、合路器连接是否拧紧

无线侧
? ? ?

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STA协商速率较低
用户侧
?

用户位置信号较弱导致

?
?

无线环境较为复杂,干扰较多,导致噪声较大,SNR降低,最终协商较低速率
用户网卡问题

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STA可以搜索到SSID无法获取地址
用户侧
?

用户配置为静态地址 手动配置地址,检查dhcp server能否ping通 检查dhcp服务是否启用,地址池配置是否正确,地址池是否耗尽 检查Ac dhcp服务是否启用,地址池配置是否正确,地址池是否耗尽 是否存在radio接口没有和地址池建立联系

本地转发
? ?

集中转发,二层终结
? ?

集中转发,二层透传
? ?

AC是否将radio接口和相应的业务vlan桥接
AC到DHCPserver之间链路是否正常

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STA无法推出portal认证
用户侧
? ? ?

是否获取到正确的ip地址、DNS、网关等IP配置信息 用户未安装portal认证证书 用户浏览器问题,尝试其他浏览器 是否下发了正确的网关、dns等参数 检查到网关的连通性 检查bas设置 是否下发了正确的网关、dns等参数

本地转发、集中转发二层透传有线侧
? ? ?

集中转发二层终结
? ? ?

检查ac认证设置
Ping dns 检查ac公网路由(dns在认证前可以访问)
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STA ping网关丢包严重
说明:无线网络中的零丢包,通过目前的协议分析和实际应用来看,可能是一 个无法追求到的目标,因此丢包率低于3%即可以作为一个无线网络正常的 标准。 用户侧
?

STA网卡是否工作于节电模式,STA本身是不是工作于最节电模式,尝试将网

卡节电模式关闭或调整电源管理为最大,调整STA本身供电模式为最高性能
或STA接电源测试
?

尝试将STA放置于信号-50dbm~-60dbm处测试,避免因为信号太强超过网 卡的接收电平或接收机饱和 STA 是否开启无线信号扫描软件(Network Stumbler 等) Ping检查 AP到STA网关链路
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?

有线侧
?

无线侧
?

采用无线测试软件检查是否由于干扰所致

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附常用网络测试命令详解
?
?

Ping
Arp

?
?

Ifconfig
tracert

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ping命令简介
?ping命令参数:

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Ping的使用
? ?

PING的一些参数: ping [-t] [-a] [-n count] [-l length] [-f] [-i ttl] [-v tos] [-r count] [-s count] [-j computer-list] | [-k computer-list] [-w timeout] destination-list -t :Ping 指定的计算机直到中断。 -a :将地址解析为计算机名。 -n count :发送 count 指定的 ECHO 数据包数。默认值为 4。 -l length :发送包含由 length 指定的数据量的 ECHO 数据包。默认为 32 字节;最大值是65,527。 -f :在数据包中发送"不要分段"标志。数据包就不会被路由上的网关分段。

? ? ? ? ?

?
? ?

-i ttl :将“生存时间”字段设置为 ttl 指定的值。
-v tos :将"服务类型"字段设置为 tos 指定的值。 -r count :在“记录路由”字段中记录传出和返回数据包的路由。count 可以指定最少 1 台,最多 9 台计算机 -s count :指定 count 指定的跃点数的时间戳。 -j computer-list :利用 computer-list 指定的计算机列表路由数据包。连续计算机可以被中间网关分 隔(路由稀疏源)IP 允许的最大数量为 9。 -k computer-list :利用 computer-list 指定的计算机列表路由数据包。连续计算机不能被中间网关 分隔(路由严格源)IP 允许的最大数量为 9。

? ?

?

?
?

-w timeout :指定超时间隔,单位为毫秒。
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destination-list :指定要 ping 的远程计算机 Autelan Confidential

使用Ping命令检查连通性有五个步骤
? ?

1. 使用ipconfig /all观察本地网络设置是否正确; 2. Ping 127.0.0.1,127.0.0.1是 回送地址。Ping回送地址是为了检查本 地的TCP/IP协议有没有设置好; 3. Ping本机IP地址,这样是为了检查本机的IP地址是否设置有误; 4. Ping本网网关或本网IP地址,这样的是为了检查硬件设备是否有问题,

? ?

也可以检查本机与本地网络连接是否正常;(在非局域网中这一步骤可以
忽略)
?

5. Ping远程IP地址,这主要是检查本网或本机与外部的连接是否正常。

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arp命令简介
?原理:arp即地址解析协议,用于实现第三层到第二层地址的转换,把IP 转化 为MAC地址。 ?功能:显示和修改IP地址与MAC地址的之间映射。

谁知道10.1.46.1 的MAC地址

我知道10.1.46.1 的MAC地址是:xxxxxx

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arp命令简介
?arp命令参数:

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arp命令简介
?arp命令参数: arp –a :显示所有的ARP表项。 arp -s:在ARP缓存中添加一条记录. C:\>arp -s 126.13.156.2 02-e0-fc-fe-01-b9 arp -d:在ARP缓存中删除一条记录. C:\>arp -d 126.13.156.2 arp -g:显示所有的表项 C:\>arp -g

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ipconfig命令简介
ipconfig 命令获得主机配置信息,包括 IP 地址、子网掩码和默认网关。 1、ipconfig 当使用ipconfig时不带任何参数选项,那么它为每个已经配置了的接口显 示IP地址、子网掩码和缺省网关值。 2、ipconfig /all 当使用all选项时,ipconfig能为DNS和WINS服务器显示它已配置且所要 使用的附加信息(如IP地址等),并且显示内置于本地网卡中的物理地址 (MAC)。 3、ipconfig /release和ipconfig /renew 这是两个附加选项,只能在向DHCP服务器租用其IP地址的计算机上起作用。 如果我们输入ipconfig /release,那么所有接口的租用IP地址便重新交付给 DHCP服务器(归还IP地址)。如果我们输入ipconfig /renew,那么本地 计算机便设法与DHCP服务器取得联系,并租用一个IP地址。请注意, 大多数情况下网卡将被重新赋予和以前所赋予的相同的IP地址。
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ipconfig命令简介
?ipconfig命令示例:

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tracert命令简介
?简介:tracert 是为了探测源节点到目的节点之间数据报文经过的路径。 ?功能:探索两个节点的路由。 ?原理:Tracert 该诊断实用程序将包含不同生存时间 (TTL) 值的 Internet 控制消息协议(ICMP) 回显数据包发送到目标,以决定到达目标采用的路由。 要在转发数据包上的 TTL 之前至少递减 1,必需路径上的每个路由器,所以 TTL 是有效的跃点计数。数据包上的 TTL 到达 0 时,路由器应该将“ICMP 已超时”的消息发送回源系统。Tracert 先发送 TTL 为 1 的回显数据包,并在 随后的每次发送过程将 TTL递增 1,直到目标响应或 TTL 达到最大值,从而 确定路由。路由通过检查中级路由器发送回的“ICMP 已超时”的消息来确 定路由。 Tracert 命令按顺序打印出返回“ICMP 已超时”消息的路径中的 近端路由器接口列表。如果使用 -d 选项,则 Tracert 实用程序不在每 个 IP 地址上查询 DNS。 1.1.1.2 2.2.2.1 1.1.1.1
2.2.2.2

TTL=1
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TTL=2
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TTL=3

tracert命令简介
?tracert命令参数:

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tracert命令简介
tracert命令参数:c:\>tracert ip_adress tracert命令查看某个地址,得到的时间有3个如下 比如: 26ms 10ms 10ms. 表示发送的三个探测包的回应时间;一般在网络情况平均的情况下,三个 时间差不多;如果相差比较大,说明网络情况变化比较大.

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组网方式选择及数据规划
WLAN网络维护及故障排查 WLAN网络优化
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用户上网慢的原因
? ?

信号强度AP位置、信号强度、SNR 并发数与开销目前吞吐量是多少、各种开销情况、有哪些用户存在,信道利 用情况、并发状况如何、 低速设备拖累有、哪些类型AP共存、STA的速率情况 干扰信道利用率、802.11干扰、非802.11干扰、干扰源位置 网络设计不合理上层VLAN配置、上行出口

? ? ?

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Page 51

影响WLAN上网速率的第一个原因—— 信号强度
信号强度- 距离- 速率之间的关系
?

AP与STA之间的速率可以根据环境状况动态调整,从1~54Mbps

?
? ?

速率与强度成正比
速率与距离成反比 速率与干扰成反比

调整AP安装位置、调整天线角度、新增AP等

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Page 52

影响WLAN上网速率的第二个原因—— 网络开销
? ?

当用户数增多后,一方面均摊了吞吐量。 同时CSMA/CA控制需求也会随之增加,造成控制帧更大的消耗,进一步降 低整体速率。 用户数的增多,也会增加冲突的频率。在L2层上制造更多的CRC校验错误, 导致重传增加。

?

限制AP的用户接入数量

CSMA/CA

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Page 53

影响WLAN上网速率的第三个—— 低速率
? ?

802.11协议规定协议速率的不同,对应的是不同的编码方式。 低速率设备,采用较低效率的编码,占用信道时间长,导致高速率的用户大

量回退,严重影响网络效率
?

无必要的广播,大量浪费带宽资源、同时广播是以最低速率发送,占用信道 资源时间较长

优化用户接入速率,开启二层隔离

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Page 54

影响WLAN上网速率的第四个原因—— 干扰
? ? ?

邻频干扰、同频干扰
2.4G只有1、6、11三个完全不重叠信道 如果在用1信道时候,有wlan设备使用2、3、4、5均会对1信道产生邻频干 扰

调整功率、规划信道、多运营商环境至少保证自干扰最低

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Page 55

2.4G采用1、6、11间隔部署后, 如果没有适当调整每个Ap的发 射功率则可能造成相同信道覆盖 区域交叉,产生同频干扰

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Page 56

2.4G 1、6、11并非完全无干扰

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Page 57

非802.11干扰
?

微波炉

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Page 58

?

Bluetooth耳机

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影响WLAN上网速率的第五个原因—— 兼容性
? ?

802.11b工作站无法解码802.11g 无线信号。 802.11b/g接入点与802.11b客户端通信时最高的数据速率为11 Mbps。

?

802.11b/g接入点与802.11g客户端通信时最高的数据速率为54 Mbps。
当网络中存在802.11b客户端时,802.11b/g接入点采用RTS/CTS或

?

CTS to self来避免冲突。
? ?

802.11b客户端从CTS帧中获知802.11g传输持续的时间。 由于引入额外的开销,网络的总体吞吐量降低,降低到50%左右

关闭11b模式

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Page 60

AC侧数据优化建议
?

开启空口的无线限速功能,例如限制每用户最大空口带宽为1000kbps config radio radioID wlan wlanID traffic limit station average value 1000 wlan wlanID traffic limit station average send value 1000 限制每AP的最大用户接入数量,设置每AP的最大用户接入数量为15人

? ? ? ? ? ?

config wtp 1
set wtp max sta num 15 用户间隔离功能可以减少广播报文和用户间流量对网络的影响,同时还可 以避免一些ARP攻击的发生,使无线网络使用起来稳定安全。 config radio radioid set wlan ID l2 isolation enable 关闭低速率以及开启onlg 11g模式

`
? ? ?

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