AP WDS的应用

1  背景

    目前基于802.11的无线技术已经广泛地在家庭,SOHO,企业等得到应用，用户能够通过这些无线局域网得到无线服务。对于目前的无线网络技术，为了扩大网络覆盖面积，需要使用电缆，交换机，电源将各个AP互相连接。AP之间的有线连接导致最终部署的无线网络结构复杂，成本高，并且在大面积无线网络覆盖时需要耗费大量的时间进行部署。为了减少无线网络结构复杂度，降低无线网络部署成本，可以将各个AP通过无线链接起来，WDS由此产生。

2  WDS原理

2.1 WDS简介

    WDS：Wireless Distribution System，无线分布式系统,通常也称无线网桥。WDS是无线射频技术与传统有线网桥技术相结合的产物。无线网桥可以无缝的将相隔距离较远的局域网连接在一起，创建统一的企业或小型城域网络系统，最简单的网络构架中，网桥的以太网端口连接到局域网中的某个接入层的交换机上，信号发射端口则通过电缆和天线连接相连接；通过这样的方式实现现有网络系统的扩展。

    WDS(WLAN Distribution System)需要通过无线网桥连接两个独立的局域网段，其优势和特点就是省去有线网络的部署难度，可以简单的将有线网络或者无线网络孤岛连接到一个现有的网络中，或者将几个有线或者无线网络的孤岛链接一个局域网络，并且在两点之间提供数据传输，剧本基本功能：

Ø  链路的建立：通过在对等体之间交换消息来建立连接

Ø  链路的安全：提供PSK＋CCMP的无线安全连接

2.2 WDS帧的封装

    我们先来看看最简单的WDS网络结构图，下图是WDS最典型的应用，client通过以太网链接至ap1,server链接ap2,ap1和ap2建立起一个WDS二层链路通道来传递client和server之间的通信报文，ap1和ap2之间无线通信帧就是WDS格式的帧。

 

图 2‑1 WDS无线传输图

        

    当AP被部署成AP模式时，就会用到无线帧中的六个字段地址1(RA)，地址2(TA)，地址3(DA)，地址4(SA),到DS,从DS。WDS帧会使用地址1(RA)代表receive(接收端)，地址2(TA)代表transmitter（发送端）Mac层会使用这两个地址发送应答以及控制流量，RTS、CTS以及ACK帧，另外外两个地址位(SA与DA)则用来记载帧的source（源）以及destination（目的）地址，并且将之与无线链路所使用的地址区别开来。在无线交接链路中，通常不会存在移动工作站，也不会使用免竞争期。Ap禁止进入省电模式，因此power management(电源管理)bit必然设定为0.

图 2‑2 802.11帧格式

 

                         图 2‑3无线帧字段分布

2.3 WDS帧交互

2.3.1  二层桥接AP

    一个数据帧进入AP后，究竟是通过Access接口发出还是通过WDS接口发出是根据DA来决定的。如果DA是本BSS中的某个STATION，则从Access口发出；否则说明这个数据帧发往其它BSS中的STATION的，因此需要由WDS口发出。

    如果能够知道每个WDS接口的对端AP中的STATION列表，那么就可以根据DA来决定该数据帧应该通过哪个WDS接口发出，从而就能够确定RA。

    这种AP要求STA在向AP发送数据时，必须准确地指定DA。对于本BSS中的其他STA，这个地址很容易获得；而如果是其他BSS中的DA，这个地址就比较难以得到。因此要求AP具备网桥功能，将同一IP子网中其他BSS中的STA的信息也传递到本BSS中。

    按照802.11f，每个AP在STATION关联、离开后都会通知其他AP，因此理论上网络中的AP都可以获得所有其它AP的完整STATION列表，从而可以实现桥接转发。

    此外，AP之间还应该能够转发APR请求、ARP响应等。

    按照这种方式实现的AP为网桥AP。

    网桥AP需要支持802.1D规定的特性，具备学习能力、STP等。

2.3.2  三层路由AP

    上面一种方法是从横向来考虑，如果从纵向来考虑，则可以采用路由的方法。一个数据帧进入AP后，如果能在本BSS内转发，则通过Access口发出；否则需要通过WDS接口发出，但选择哪个WDS接口由更上层的功能决定。

    为每个WDS接口设定一个IP子网地址范围（A.B.C.D/M），每个进入的数据帧根据其IP地址来决定应该往哪个WDS接口发出。

    按照这种方案实现的WDS转发是三层的路由转发，这种AP是路由AP。

    这种AP并不要求STA在向AP发送数据时准确指定DA。尤其是当该数据要发往DS时，STA可能只知道对方IP地址，却不知道MAC地址

 

 

3  WDS常见组网方式

    WDS 提供了以下三种拓扑。通过在 AP 的射频模式下配置邻居 AP 的 MAC 地址来实现三种 WDS 网络拓扑。

3.1 点到点的连接

    在点到点的组网环境中，用户可以预先指定与其相连的邻居。如 图 3-1所示，AP 1 和AP  2 形成的链路可以将LAN Segment  1 和LAN  Segment  2 的 802.3(以太网) 报文转换成802.11s报文，然后在无线链路上传输。

图 3‑1 点到点连接

 

3.2 点到多点的连接

    在点到多点的组网环境中，所有的连接都要通过中心桥接设备进行数据转发，如 图3-2所示，所有的局域网的数据传输都要通过AP1。

图 3‑2 点到多点的连接

 

3.3 自拓扑检测与桥接

    自拓扑检测与桥接可以检测到其他局域网设备，并且形成链路。该网络拓扑容易引起网络环路，使用时可以结合 STP 选择性地阻塞冗余链路来消除环路，在 WDS 链

路故障时还可以提供备链路备份的功能。

图 3‑3自拓扑检测与桥接