思科无线CCIE认证技术WLAN QOS深入解析 思科CCIE工程师必读——ielab

思科无线CCIE认证技术WLAN QOS深入解析 思科CCIE工程师必读——ielab802.11的WLAN网络为用户提供了公平竞争无线资源的无线接入服务，但不同的应用需求对于网络的要求是不同的，而原始802.11网络并没有提供区分业务优先级的机制，不能为不同应用提供不同质量的接入服务。当网络发生流量拥塞时，需要优先处理的业务报文（例如语音报文）和普通报文（例如浏览网页的报文）会按相同的概率被丢弃。这和有线网络相对完善的QOS机制无法很好的衔接，已经不能满足实际应用的需要。

EEE 802.11e为基于802.11协议的WLAN体系添加了QoS特性，这个协议的标准化时间很长，在这个过程中，Wi-Fi组织为了保证不同WLAN厂商提供QoS的设备之间可以互通，定义了WMM（Wi-Fi Multimedia，Wi-Fi多媒体）标准。WMM标准使WLAN网络具备了提供QoS服务的能力。

WMM协议：

在802.11协议中DCF（Distributed Coordination Function，分布式协调功能）规定了AP和客户端使用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，载波监听/冲突避免）的接入方式。在占用信道发送数据前，AP或客户端会监听信道。当信道空闲时间大于或等于规定的空闲等待时间，AP或客户端在竞争窗口范围内随机选择退避时间进行退避。最先结束退避的设备竞争到信道。思科无线CCIE认证技术WLAN QOS深入解析 思科CCIE工程师必读——ielab

WMM协议针对每一类AC定义了一套用于信道竞争的EDCA参数，它区分了不同优先级的接入信道的能力，从而保障了信道资源依据数据流优先级分配。EDCA参数含义如下：

AIFSN（Arbitration Inter Frame Spacing Number，仲裁帧间隙数），在 802.11协议中，空闲等待时长（DIFS）为固定值，而WMM针对不同AC可以设置不同的空闲等待时长，AIFSN数值越大，用户的空闲等待时间越长。等待时间越短则获取信道的机会更大；

ECWmin（Exponent form of CWmin，最小竞争窗口指数形式）和ECWmax（Exponent form of CWmax，最大竞争窗口指数形式)，决定了平均退避时间值，这两个数值越大，用户的平均退避时间越长；

TXOP（Transmission Opportunity，传输机会），用户一次竞争成功后，可占用信道的最大时长。数值越大，用户一次能占用信道的时长越大，如果为 0，则每次占用信道后只能发送一个报文。如果一个帧太大导致不能在一个TXOP内发送完毕，则必须分片。

CAC准入机制：

CAC准入功能要求客户端只有在AP允许的情况下，才能以高优先级AC发送报文，否则只能用低优先级AC，保证高优先级AC中的客户端的带宽。高优先级AC包括：Voice和Video数据流；低优先级AC包括：Best-effort和Back-ground数据流。AP的控制策略如下：

基于信道利用率的准入策略：

计算1秒内的已接入的高优先级AC信道占用时间，和请求的客户端占用的信道时间，如果二者之和小于或等于用户配置的最大信道利用率，则允许该流接入；否则拒绝。

基于用户个数的准入策略：

当前高优先级AC的客户端数量加上请求的客户端数量，如果小于或等于用户配置的CAC最大用户个数，则允许该流接入；否则拒绝。如果一个客户端同时接入Voice和Video业务流，按一个接入客户端计算。

SVP服务：

SVP服务是实现对IP头中Protocol ID为119的SVP报文的处理功能，将其放入指定的AC队列中。由于SVP规定SVP报文不需要进行随机退避，所以当对应AC队列中只有SVP报文时，可以将ECWmin和ECWmax均设置为0。

WLAN QOS流量限速：

为了使有限的网络资源能够更好地发挥效用，更好地为更多的用户服务，设备需要支持流量限速功能。当数据流量符合承诺速率时，允许数据包通过；数据流量不符合承诺速率时，丢弃数据包。

平均速率：即允许的流的平均速度，也叫承诺信息速率。

突发速率：即每次突发所允许的最大的流量，也叫承诺突发尺寸。设置的突发尺寸必须大于最大报文长度。

ACK策略：

协议规定ACK策略有两种：Normal ACK和No ACK。

  No ACK（No Acknowledgment）策略，是针对通信质量较好，干扰较小的情况下，在无线报文交互过程中，不使用ACK报文进行接收确认的一种策略。No ACK策略能有效提高传输效率，但在不使用ACK确认的情况下，如果通信质量较差，即使接收端没有收到发送包，发送端也不会重发，所以会造成丢包率增大的问题。

Normal ACK策略是指对于每个发送的单播报文，接收者在成功接收到发送报文后，都要发送ACK进行确认。思科无线CCIE认证技术WLAN QOS深入解析 思科CCIE工程师必读——ielab