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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。

相关阅读：一文读懂：企业园区无线网技术及部署指南

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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前言：近期我们已梳理过新一代园区网的主要概念和实现原理，介绍了这套方案区别于传统数通网络的新架构和理念，以及在真实场景中的效率表现。

前篇：

• （一）技术背景、组织和库存管理
• （二）30分钟搞定中大型园区网络业务开通

新一代云化园区之旅 进入这一阶段，我们已为一个中大型园区搭建好了云化后的基础网络，此后的管理维护工作将贯穿系统全生命周期。接下来我们将从可视化运维能力展开，分为以下三部分逐项介绍：

• 网络可视
• 告警管理
• 巡检升级

网络可视

新一代云园区方案我们可提供两种不同层级的可视化能力。

一是对网络基础设施性能和运行状态的监控，借助控制器的图形界面得以呈现；

二是更细粒度的网络流量可视化，则是基于SONiC的 NPB 2.0 方案实现，该方案包含运行在交换机上 docker 应用和可选的开放架构的后端分析系统。

网络运行状态的集中呈现

星融元云化园区网络配套的 ACC 控制器（Asteria Campus Controller）擅长提供实时、多维度的监控，管理员能够在一处平台集中查看有线+无线网络的状态和配置信息。

我们使用 |健康值| 来评估各类网络设备的状态，这个数值由ACC综合评估各项指标进行智能计算得出。评估维度主要有：资源利用率，流量负载，硬件状态和运行情况；当监控指标超过指定阈值，则会自动生成告警信息通知管理员。

登录ACC后，在任意组织/场所界面下点击 |监控| 标签即可查看其下所有在网设备的健康状态，包含有线终端和无线终端。

有线、无线终端状态集中呈现

• 终端生命健康状态、在线状态
• 终端异常检测。例如终端仿冒会导致异常漫游，终端类型发生变化后根据策略将禁止上网和发送告警）
• 关键操作回溯，便于定位故障，不用手动抓包

网络设备状态

• 接口统计信息
• PoE供电状态
• 光模块运行状态
• ……

基于SONiC的网络可视化：NPB 2.0

部分园区网络还要具备对网络流量的分析能力以满足更高的监控需求，传统方式一般是引入专门的NPB网络。

网络数据包代理（NPB）安装在流量采集点（或 SPAN 端口）与后端的安全和监控工具之间，其基本功能是协调网络数据包数据，以确保后端分析工具准确获得其所需的数据。

而在新一代云园区网中，我们支持在不改变现有网络架构的情况下，直接利用云园区交换机上的 |软件强化| 去配置一套实用的网络可视化系统，而无需再采购专门的网络硬件（例如TAP/分流器）单独部署NPB能力。

显而易见，这将会为园区网络节约一大笔短期建设支出，并降低专项运维成本。

那么什么是所谓的软件强化呢？简单说来即是在交换机运行的 SONiC NOS（例如星融元 AsterNOS） 上新增一个 Docker 形态部署的“NPB APP”，让园区交换机“身兼二职”——它既能是常规的交换机，完成L2/L3转发动作，同时也作为网络可视化前端设备，承担流量采集和向后端的策略分发工作。

而后端分析系统则可以采用开放硬件平台（如星融元ET系列和CX102S-DPU等）与开源 ntopng 工具协同提供服务。

ntopng是一个开源的网络流量探针软件，提供360°的网络可视性；它能够从流量镜像、Netflow导出设备、SNMP设备、防火墙日志、入侵检测系统收集流量信息。

告警管理

谈及告警管理，我们需要再次回到ACC控制器界面。

进入 ACC ｜组织/场所｜下最右侧的｜运维配置｜标签，管理员可对特定范围配置需要关注的告警信息、阈值，以及接收通知的邮箱地址，并将已有告警设置一键同步到其他指定组织/场所。

所有告警信息可以在左侧面板的告警栏目下统一查看，包括当前告警和历史告警信息。

目前最新的控制器版本已支持的告警内容包括接口状态切换，接口模块状态，带宽利用率、用户表项（ARP、主机路由、MAC）资源的利用率，RADIUS 服务器、Portal服务器状态，BGP、BFD连接状态，以及CPU风扇电源等硬件信息等。

巡检与固件管理

设备巡检功能旨在定期检查和监控网络设备，以确保其正常运行并及时发现潜在故障。其主要功能包括:

• 设备状态监控：检查CPU使用率、内存使用率、存储情况和端口状态
• 日志与告警管理：收集设备日志，分析异常事件，并触发告警机制
• 关键进程状态检查：监控关键进程的运行状态
• 自动化巡检任务：按照固定时间间隔定期执行巡检任务，生成巡检报告
• 所有告警信息可以在左侧面板的告警栏目下统一查看，包括当前告警和历史告警信息。

定期升级设备固件有助于维持网络系统的性能和安全，ACC具备的固件管理功能可对上传到控制器的不同版本镜像和补丁文件进行自动化的信息整理、解析验证，最后在管理员确认后完成批量下发。

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30分钟，从无到有，为中大型园区开通有线无线两张业务网，并在一个平台集中管理？

以上绝非夸夸其谈，如果是星融元新一代云化园区网，简直易如反掌！

我们使用全盒式SONiC交换机（Asterfusion CX-M系列）构建了深度云化的园区网络：采用更精简的Spine/Leaf 架构+统一的BGP路由 作为底层网络，依靠单一的云园区控制器（Asteria Campus Controller，ACC）即可快速完成整网的有线无线业务配置——体感近似于“即插即用”。

只需三步

前篇我们已经介绍了一些概要，如果你此前对 TIP OpenWiFi 和 ACC 没有了解，建议先回顾一下：

完整揭秘：新一代园区网络运维管理全流程

配置前，园区网管理员需要将设备信息导入控制器指定组织/场所，按照拟定的网络规划给设备插线上电，后续操作都已高度自动化。

1. 整网设备连接控制器（借助 DHCP option 自动获取控制器IP地址）
2. 根据所选场景模板，控制器自动生成拓扑并完成基础网络配置（对用户屏蔽了技术细节，控制器自动计算BGP互联地址并完成整网路由配置）
3. 开通有线网和无线网业务（基于控制器预置/自定义模板，图形界面一键批量下发）

第一步：设备自动连接控制器

设备上电后，可分两种情况讨论：

网络中已有DHCP Server —— 自动连接

星融元Asterfusion所有设备（包括交换机和AP）都可以作为 DHCP 客户端，出厂默认配置下即会自动发起DHCP请求，从网络中的DHCP Server 获取到 地址和控制器 IP 地址。

#为了保证设备能获取到控制器的IP地址
#DHCP Server 需要能响应 option138 字段
#以下是 sc-dhcp-server 的配置参考
subnet 192.168.1.0 netmask 255.255.255.0{
range 192.168.1.100 192.168.1.200;
option routers 192.168.1.1:
option subnet-mask 255.255.255.0:
option capwap-ac-v4 “192.168.10.1” #控制器IP地址

网络中没有DHCP Server ——手动连接

很多初始状态的园区网络场景并没有DHCP服务器，此时我们只需串口接入一台Spine交换机，使能交换机上运行的ucentral-client 容器，并指定控制器IP。

该交换机连接上控制器后会自动从控制器处拿到用来配置其他Leaf交换机的文件，从而让整网设备都同控制器建立起连接。

sonic# config
sonic(config)# ucentral-client enable
sonic(config)# ucentral-client server 192.168.10.1 #控制器IP地址

第二步：自动生成拓扑和基础网络配置

完成设备与控制器连接后即可进入到控制器的规划拓扑标签下新建场景。

ACC控制器内置了名为中小型园区和中大型园区两种场景模板，两者都为Spine-Leaf架构的三层IP路由网络。

区别主要是后者在Spine和Leaf之间添加了一层Aggregation，从而轻松将Leaf交换机数量横向扩展到千台以上来适应更大规模的园区网络。

管理员仅需根据已拟定好的网络规划选择适合的模板，并设置交换机的对应型号、Spine/Leaf角色和数量，即可自动生成上述典型场景的推荐拓扑。

如下图所示，在生成的拓扑图上点击设备旁的编辑按钮即可继续设置各个互联端口。

最终效果可参考下图：场景组网下的设备上线状态、链路和接口关系一览无余。

此时点击右上方的基础网络配置，即可配置业务网的静态出口路由，或者Spine上行出口链路所使用的动态路由，例如BGP、OSPF、路由汇聚等。

整个过程，用户除了提供IP地址等基础信息，无需关注其他技术细节，ACC控制器将会根据网络拓扑动态生成所需配置。

第三步：批量配置无线和有线业务

无线业务配置

ACC允许用户在设备上线前创建预置配置模板。

点击无线配置标签下的Wi-Fi设置，为无线 AP 配置业务开通必要的基础信息，如 SSID 设置、安全策略等。控制器可以根据管理员的输入，自动生成相应的配置脚本。

控制器支持配置多个无线业务配置，并通过标签区分 (上图示例为default)。无线 AP 接入PoE交换机自动上线并连接到控制器后，便会根据导入库存时设定的标签信息自动拉取与标签一致的配置。

对于特定场景，管理员也可在高级配置中自定义更改AP的默认配置。

当部分 AP（比如面板型 AP）提供的有线接口接入了有线终端，用户也可以在LANs处配置诸如上下行接口、VLAN tag、VLAN ID 等信息。

有线业务配置

与无线业务类似，ACC控制器可在有线业务配置标签下快捷完成配置脚本的生成和下发。可选设置项包括交换机的 VLAN、 DSCP 中继、ACL、DAI/IPSG、802.1x 用户认证信息等。

点击上图“配置”按钮，等待所有执行完毕，我们就已完成园区有线无线业务的开通。根据客户现场测算，以上操作平均用时在30分钟左右。此时整网的交换机、无线AP以及各类终端状态信息皆可在控制器内统一、集中地呈现，用以辅助日常运维管理。

关于新一代云园区网的可视化运维管理功能，例如设置告警、执行巡检等等我们将在下一篇详细介绍，请持续关注。