优化WiFi体验！新一代园区网有自己的“流量瘦身术”
无线空口资源是连接物理层与网络性能的纽带，直接影响无线通信系统的容量、速率、稳定性、能效和覆盖能力。
让我们从“空口”说起
无线空中接口（Air Interface）简称“空口”，也称为无线电接口或 RF 接口，最早是来自电信领域的重要概念，指的是基站和移动设备相互通信的射频 (RF) 频谱。
我们可以类比有线网络去理解空口的概念。有线网络是通过线缆连接不同设备上的物理接口来实现信号传输，无线网络则是通过电磁波在空气中传播的，所以“空中接口”便是指的无线信号传输的接口，而在“空口”之间建立的链路就是无线链路。
无线空口技术涵盖了很多不同的技术和标准，如 LTE、Wi-Fi、蓝牙等，用以支持设备和网络基础设施之间语音、数据和视频的传输。
在常见的企业无线局域网场景下，空口可以被简单理解为 AP 和各类无线终端/STA，以及和其他AP之间的虚拟逻辑接口。IEEE 802.11 标准在空口上定义了一组无线传输规范，包括每个无线信道的使用频率，带宽，接入定时和编码方法等等。
空口资源为什么重要？
无线空口资源是连接物理层与网络性能的纽带，直接影响通信系统的容量、速率、稳定性、能效和覆盖能力。
首先，可用频谱是物理上有限的自然资源，且需通过国际协调和各国政府授权分配。高频段带宽大但覆盖差，低频段覆盖广但容量低，需平衡使用。
其次，空口资源分配策略直接影响同时服务的用户数和数据传输速率。如果空口上的多个用户同时发送数据包，产生了信号冲突会造成通信失败；此外，如果终端距离AP过远，无线信号微弱，网络吞吐量急剧下降，占用了空中接口时间，也会影响无线通信整体性能。
我们之前整理过的 Wi-Fi 6 核心技术，例如 1024-QAM 调制，改善多用户并发接入的OFDMA 和 MU-MIMO 等本质上都是在空口资源上做文章。
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空口利用率：无线网性能的关键指标
空口利用率是用来是指在一定时间内空口被有效数据占用的比例，也可以理解为无线信道的利用效率。一般50%左右的空口利用率是大多数常规企业局域无线网场景的一个合理阈值。
良好的空口性能需要综合采取一系列保护措施，例如避免碰撞，避退，降低冲突概率，调整 AP 无线信道，减少干扰，以及其他智能漫游和负载均衡等技术。
一般而言，采用更先进的无线标准协议，增加接入带宽和优化 AP 部署点位都能有效改善无线体验。但除此之外，无线网络场景还存在一些广播和组播报文，它们并不传输用户业务数据，却也会占用空口资源。具体有如下几类：
- Probe Request 帧：由无线客户端发送，用于主动扫描周围的无线网络。也就是终端搜索信号的过程;
- Probe Response 帧：由 AP 回应客户端的 Probe Request 帧，提供网络的具体信息。AP 响应中断的过程。达到负载也可能在这个环节拒绝终端的连接请求
- DHCP 广播报文：设备通常通过 DHCP 协议获取 IP 地址 Discover、Offer、Request 和 ACK 报文都是广播报文，用于在无线网络中分配 IP 地址
- ARP 广播报文：ARP (地址解析协议)广播报文用于将IP地址解析为 MAC 地址。在无线网络中， ARP 广播报文会占用空口资源，尤其是在设备较多的场景中
- 组播报文：通常用于向多个设备发送相同的数据，如视频流或音频流，组播报文在无线空口以低速发送，且没有 ACK 机制保障，因此可能会占用较多的空口资源
- 广播数据报文：如某些网络管理协议或服务发现协议(如 mDNS )会通过广播方式发送数据
用“减法思维”重构园区网络架构
通过引入云网中的先进理念和开放网络技术，星融元推出的云园区网络构造了一个全三层无广播的新一代云园区网络，从多维度节省了宝贵的无线空口资源，同时也降低整网的带宽波动和资源消耗、让网络更快更稳更安全。
- 广播丢弃：终端发出的广播报文，除了 ARP 等协议报文会上送至交换机 CPU 处理，其余广播报文均会被丢弃；此举同时也隔离了发生在终端间的二层广播攻击，让网络更安全
- 网关ARP代理：Leaf 层设备开启 ARP 代理(代答)功能，使用自身MAC地址快速对终端的请求完成代理，终端的访问均由网关转发，进一步抑制广播在网络中的传播（从连接终端的接口向上都是三层）。交换机不再进行大量广播泛洪动作，减低相关场景因为广播带来的资源消耗，进一步提升业务转发效率
- ARP-TO-HOST：凭借 ARP-TO-HOST 能力，交换机将 ARP/NDP 表项转换为精确路由条目后进行路由转发
- DHCP中继：终端的 DHCP 交互均通过交换机以单播形式代理转发，中继到 DHCP Server
- 严格转发：AP 上使能严格转发，无线侧接口到的除组播报文外的所有报文均转发至上行口，避免无线侧的终端在 AP 上直接互访学习到终端真实的 MAC 地址，降低被攻击的风险
- 广播转单播：AP 将从上行接口接收到的广播报文，查找本地的 IP 地址和 MAC 地址对应关系转换为单播报文，减少大量广播报文对空口资源的占用。如果终端不是直接连接在该 AP 下，就不再转发该报文，避免资源浪费
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