capwap学习笔记——初识capwap（一）

2 初识CAPWAP

2.1 CAPWAP简介

         说了半天CAPWAP，连全称都还没说，汗……

         CAPWAP——Control And Provisioning of Wireless Access Points Protocol Specification。其由两个部分组成：CAPWAP协议和无线BINDING协议。

         前者是一个通用的隧道协议，完成AP发现AC等基本协议功能，和具体的无线接入技术无关。后者是提供具体和某个无线接入技术相关的配置管理功能。这么说吧，前者规定了各个阶段需要干什么事，后者就是具体到在各种接入方式下应该怎么完成这些事。

         CAPWAP协议在2009年4月的RFC5415中发布，无线BINGDING协议目前只出台了接入方式为802.11的RFC，也是2009年4月发布的，RFC编号为5416。

         PS：漂移一下，顺带提一下802.11、802.15、802.16、802.20等无线接入方式的区别。

 

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目前，IEEE802旗下的无线网络协议一共有802.11、802.15、802.16和802.20等四大种类，这四大类协议中又包含各种不同性能的子协议，显得很混乱的样子……

IEEE802.11体系定义的是无线局域网标准（WLAN，Wireless Local Area Network），针对家庭和企业中的局域网而设计，应用范围一般局限在一个建筑物或一个小建筑物群（如学校、小区等）。

IEEE802.15定义的其实是无线个人网络（WPAN，Wireless Personal Area Network），主要用于个人电子设备与PC的自动互联，这类设备包括手机、MP3播放器、便携媒体播放器、数码相机、掌上电脑等等。

IEEE802.16是一种广带无线接入技术（Broadband Wireless Access，BWA），主要用于远距离、高速度的通讯环境，定义的是城域网络（MAN，Metropolitan Area Network），性能可媲美Cable电缆、DSL、T1专线等传统的有线技术。IEEE802.16包含802.16和802.16a两项子协议，前者的作用距离为2公里，传输速率在30Mbps至130Mbps之间，而802.16a的传输距离可达到50公里，速率也能达到75Mbps—看得出，在上述各种无线通讯技术中，还没有哪项技术可以在有效范围和性能标准上都盖过IEEE802.16a。

IEEE802.20与802.16在特性上有些类似，都具有传输距离远、速度快的特点。不过802.20是一项移动广带接入技术（Mobile Broadband Wireless Access，MBWR），他更侧重于设备的可移动性，例如在高速行驶的火车、汽车上都能实现数据通讯（802.16无法做到这一点）。

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       CAPWAP协议的主要功能：

AP自动发现AC，AC对AP进行安全认证，AP从AC获取软件映像，AP从AC获得初始和动态配置等。此外，系统可以支持本地数据转发和集中数据转发。

瘦AP架构让AC具有了对整个WLAN网络的完整视图，为无线漫游、无线资源管理等业务功能的实现提供了基础。

 

2.2 一些名词

¢  无线控制器(AC)：网络实体，在网络架构的数据层，控制层，管理层或者联合起来提供WTP到网络的访问服务。

¢  CAPWAP控制信道：一个双向信道，由AC的IP地址，WTP的IP地址，AC控制端口，WTP控制端口，传输层协议（UDP或者UDP-Lite）定义，在这之上可以收发CAPWAP的控制报文。

¢  CAPWAP数据信道：一个双向信道，由AC的IP地址，WTP的IP地址，AC数据端口，WTP数据端口，传输层协议（UDP或者UDP-Lite）定义，在这之上可以收发CAPWAP的数据报文。

¢  STATION：一个包含无线接口的设备

¢  无线终端WTP：物理或者网络实体，包含一个射频天线和无线物理层可以传输和接收 STA在无线存取网络的数据。

 

2.3 CAPWAP的模式

       CAPWAP协议支持两种模式的操作：Split MAC和Local MAC。

       Split MAC：在split MAC模式下，所有二层的无线数据和管理帧都会被CAPWAP协议封装，然后在AC和WTP之间交换。

     如下图中所示，从一个Station收到的无线帧，会被直接封装，然后转发给AC。 

 

Local MAC：本地转发模式允许数据帧可以用本地桥或者使用802.3的帧形式用隧道转发。在这种情况下，二层无线管理帧在WTP本地已经处理，然后转发给AC。

下图显示了本地转发模式，Station传送的无线帧被封装成802.3数据帧，然后转发给AC。

 

 

 

 

2.4 CAPWAP的负载类型

CAPWAP协议传输层运输两种类型的负载：

¢  数据消息

    封装转发无线帧

¢  控制消息

     管理WTP和AC之间交换的管理消息

CAPWAP数据和控制报文基于不同的UDP端口发送，且可以被分段，因此数据和控制报文可以超过MTU长度。

2.5 CAPWAP会话创建过程

CAPWAP协议从发现阶段开始。WTPs发送一个发现请求消息，任何接收到这个请求的AC将会回应一个发现响应报文。接收到发现响应报文，WTP选择一个AC来建立一个   基于DTLS的安全会话。为了建立DTLS安全连接，WTP将需要一个预先提供的数据，将在后面说明。CAPWAP协议报文将会被分段成网络支持的最大长度。

一旦WTP和AC完成了DTLS会话建立，两者之间会交换配置，来在版本信息上达成一致。在这个交换过程之间，WTP可能会接收到规定设置，然后会开启这些设置。

当WTP和AC之间完成版本和设置的交换，并且WTP已经开启，CAPWAP协议将被使用来封装AC和WTP之间发送的无线数据帧。如果用户数据或者协议控制数据长度超过   WTP和AC之间的MTU会导致CAPWAP协议将L2层帧分片。被分片的CAPWAP报文将会被重新组成原来的封装报文。