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无线交换四大猜想 （2004-3-5）

　　有人说：“无线交换技术是网络拼图中缺失的一块。”这意味着，人们在对网络发展的未来失去想像的时候，无线交换的出现，不仅为无线网络提供了继续扩展的依据，更重要的是给有线与无线网络的真正紧密连接提供了可能。由此，一幅完整的网络疆土版图便清晰可见了。
　　然而，从理念到实践还需要过程，尤其是在这个过程即将获得突破的时候。没有完备的国际标准，没有明晰的设计思路，没有确切的产品定义，这就是无线交换技术的现状……
　　半年前，Cisco公司提出了一个名为“结构化无线感知网络”的系列解决方案，其中涉及了在无线网络中引入有线网络的交换概念。或许是乍看上去这个名词多少有些玄妙，因此并未引起太多的兴奋。
　　此后的一个月，由NTT DoCoMo和Airespace公司领导的多供应商联盟，向IETF提交了一项提案，旨在集中式WLAN架构内的无线LAN接入点和交换机之间实现标准化接口。
　　不久前，美国极进网络公司正式推出其称为“无线与有线一体化”的交换机产品，为无线交换提供了一个具体的、形态化的产品。
　　实际上，尽管网络技术厂商和运营商还没有对无线交换给出一个明确的定义和标准，但大家努力的方向却是相同的：实现对无线网络的集中处理、集中管理和更高的安全保证。
　　据了解，虽然名字不尽相同、产品定义也有侧重，但许多网络厂商最近都在不同程度地开展关于所谓“无线交换机”这类产品的研究和开发。
　　正当无线交换迅速成为网络领域“新宠”、其应用前景日趋明朗的时候，我国的无线标准WAPI的颁布，又忽然间给它蒙上了一层迷雾。因为，在WAPI中更多考虑的是安全性，而不是应用模式和易用性，在这种分布式的安全思想之下，集中式的无线交换机网络方案将无法使用。
　　对此，厂商们将做何考虑？广大的网络用户又该如何选择呢？
　　对于无线交换这个不确定性大于确定性的技术，关于它的后续发展与应用前景，难免引发出业内人士的种种猜想。
　　传统的无线局域网是不存在“交换”的，因为它的传输介质和机制注定了它是“共享”的。那么，为什么要提出“无线交换”的概念呢？
　　猜想之一：继续用传统交换机不行吗？
　　前一段时间，记者在网上搜索“无线交换”的时候，发现条目最多的中文资料就是SMC网络公司的产品经理徐炯曾经发表的一篇文章《无线交换机—企业级WLAN的新方向》。因此，我们将这个问题的限定条件放在企业网中进行讨论。因为，在SOHO等小范围的无线应用环境中，一个无线网络接入点(AP)就可以了，不存在对无线交换机的需求。
　　Foundry网络公司产品经理黄明泰说：“我们所默认的一个观点是：无线网络作为有线网络的延伸和补充。这意味着所有企业级无线网络都不是单独部署的，而是与传统的、企业已有的有线局域网连接在一起的。”
　　目前，普遍使用的网络架构是：以二层以太网交换机作为AP(Access Point，无线网络接入点)连接设备，而每个AP再与多个安装有无线网卡的用户计算机、笔记本电脑或者迅驰笔记本电脑（无需无线网卡，其无线连接功能内置于芯片中）进行无线连接。
　　新兴的无线交换理论则是要将二层以太网交换机替换为无线交换机。为什么一定要进行这个替代呢？
　　目前，无线局域网的AP除了担负着数据的收发、转换和传输任务之外，还塞满了安全功能、管理功能和其他控制网络的无线部分所需的智能性。在规模较小的环境中，这个网络是没有什么问题的。
　　但当无线网络部署的规模达到几百或几千个AP时，就会出现AP之间的负载均衡、VLAN划分等问题，而这些功能如果要通过分别对每个AP进行配置来完成，那将是一个可怕的、几乎无法完成的任务。
　　这个问题引起了很多人的兴趣，也引发了很多试验项目，但这些努力却并没有带来太多的企业部署。在过去两年里，出现了多种旨在解决这些问题的“点产品”进入了市场。但是，这意味在无线网络中又增加了许多设备，而由此将带来新的网络成本和管理问题。
　　因此，必须在网络中具备一个能够对无线AP进行智能管理的设备。它必须使用无线网络的“语言”，能够直接地、在第一时间与AP进行“对话”。显然，这对于“不懂”802.11协议的传统二层交换机来说，是无法完成的。
　　据Cisco公司产品经理陶欣介绍，两三年前，无线交换的概念被一些硅谷的小公司提了出来，而用于承载这个理念的设备，就是无线交换机。无线交换机可以将无线数据（802.11协议）转换为IP数据（803.3协议），而这项功能以往是由AP完成的。与以太网交换机相比，无线交换机最大的突破在于，它不仅具备对无线数据的识别能力，还可以动态、智能地对无线AP的信道和功率进行调整。
　　值得提出的是，尽管无线交换机提供与有线交换机类似的管理和控制功能，但它不是在逐端口的基础上提供这些功能的，并且它没有向某一位最终用户提供专用的带宽，因此，严格来讲，“交换机”的说法有点用词不当。
　　抛开语言上的细节，我们应该承认的是，无线交换机的出现，将使无线网络从小型工作组扩展出去，进军到全面的企业网络部署之中。对此，Netgear公司技术经理杨子江大胆地断言：无线交换机将成为企业应用标准配置！
　　既然将桥接、数据转换、信道管理等功能“抽”到了交换机中，那么AP还用来做什么呢？由于无线交换机实行集中管理，AP自然而然地得到了简化，今后的AP是不是将变成一个仅仅用来收发信号的天线呢？
　　猜想之二：AP是否会变“傻“？
　　厂商们在对现有系统的“颠覆”上，程度有所区别，这在AP的设计上体现得最为突出。
　　Aruba公司营销经理David Callisch说：“我们正在努力推动大众化，使接入点变得像用户墙上的以太网端口一样的廉价和缺少智力，这样人们可以将它们安装在他们所需要的任何地方。”
　　的确，在有了无线交换机的网络中，有人将AP称为“轻量级AP（Light-Weight AP）”，或干脆称之为“智能天线（Intelligent Antenna）。言下之意，AP大可不必那么复杂。
　　从另一个角度来看，目前由于加密等身份认证的重任落在AP的身上，这就造成了AP也成为了网络安全的最大隐患。因为那些非法用户往往通过AP作弊的方式，譬如自行私设AP，以对企业网络进行访问和攻击。
　　如何消除AP的这种尴尬身份呢，人们自然会想到将网络安全功能更多地移植的交换机上。
　　按照这个思路，AP今后将会变得越来越“傻“。
　　但事实上，厂商在消除AP智能性上并未做出统一的行动。例如，Symbol公司提供了智能性被去除得最彻底的AP，这些AP的功能只包括以太网供电、全向天线和802.11b无线装置。而相比之下，Trapeze公司没有完全从AP中去除所有的智能性，从控制和管理角度看，它们提供的是一个“瘦”AP，但这个AP仍然可以进行加/脱密和服务质量等数据包处理功能。
　　同方无线公司的产品规划中心经理王海涛更加认同“瘦“AP的观点。王海涛认为，大型的网络是一定要有交换机的，对于一个有线和无线并存的网络来说，孤立地定义交换机的功能和AP的功能是没有意义的。交换机“增肥”和AP“瘦身”的尺度该如何把握，关键在于二者怎样才能达到协同工作的最佳平衡点。
　　这个更深入的观点，引发了我们对这个问题的思考：如果将新的基于无线交换机的网络架构与传统的基于以太网交换机的网络架构进行比较，二者的区别就是将以往AP的功能“剪掉”，“粘”在了交换机上吗？
　　SMC网络公司的徐炯说：“这个变化并不是简单的拆卸和拼凑的过程。由于无线交换机是一种专用系统，AP和交换机之间需要专用的隧道协议和管理协议，关于这些数据格式的定义，是有一定的技术门槛的。”
　　Foundry网络公司黄明泰认为，这是个平滑演进的过程，比如我们在设计一款以太网交换机产品的时候就考虑到，如何对它升级，从而使之胜任无线交换的使命，这其中是有技术问题需要解决的。
　　据了解，一些厂商在研究无线交换机与AP之间连接的问题时，采取了相互“渗透”的思路。即将传统交换机中的某些功能“下放”到AP中，而将AP的功能集中到了交换机中。
　　从目前市场上的产品来看，只有配备同一厂商的无线交换机和AP才能使用，不同厂商的系统之间往往不能兼容。不过，一份关于无线交换机的标准化协议正在草拟之中，其核心是轻量接入点协议（LWAPP，Light-weight Access Point Protocol），专门用来规范交换机和AP间的配置信息，以实现不同厂家无线交换机和AP之间的互联。
　　对此，北京方正世纪公司的网络产品经理牛威说：“今后，AP将做得非常‘开放’，就像Windows中的API一样，AP中的各项功能是否启动或打开，由无线交换机来‘调用’。”这样做的理由，应该也是为产品的标准化和兼容性所做铺垫工作。
　　如果使用了无线交换机，终端用户在不同网段的漫游切换时间可以压缩到几毫秒，并且在WLAN上可以跑语音、甚至视频业务，那么WLAN是否就能够应用于公网了呢？
　　猜想之三：WLAN能不能成为4G？
　　无线交换机方案是不是WLAN发展的惟一方向呢？
　　Foundry网络的黄明泰认为：“也不尽然。在企业级应用中，应该说这将是一个比较稳定的市场；但对于运营商开展的WLAN业务而言，这或许只是个过渡性产品。因为，运营商会将众多的AP做成一个网状的方案，把现在所说的无线‘热点’变成无线‘热区’，这个‘热区’将采用类似公网中蜂窝通信的方式进行互联，而不需要用以太网线上联。”
　　谈到WLAN的公众应用，从全球范围来看，都要以韩国和日本为参照。北京银景科技公司的高级销售工程师郑卫锋介绍了一个使用无线交换机部署的应用实例——韩国釜山港口监控系统。
　　在釜山港的8个码头上分别安装了7-20个数量不等的AP，与这些AP直接连接的是AirBB公司的两台无线交换机，在无线交换机后端，分别是两台二层以太网交换机；与AP进行无线连接的是行驶于安全车中的移动终端，如笔记本电脑或PDA。在这个网络中传送的，不仅仅是数据，还包括语音和图像。
　　前面提到的AirBB公司是美国硅谷一家专注于无线交换机的企业，其Airobatics系列无线交换机基于NPU和RTOS平台，可以支持三层的实时数据漫游、语音、视频流以及基于用户的实时位置查询等应用。
　　不久的将来，韩国汉城的地铁中也将进行与釜山港类似的部署，那时，在高速行驶的列车中的旅客，就可以利用手中的任何支持802.11的终端进行网络访问。
　　据介绍，由于采用了一种名为Soft Roaming的无缝实时网间漫游技术，Airobatics系统在园区乃至城市范围内移动时的访问速度可以几十兆bps，跨网段漫游的切换时间仅为几毫秒。据了解，在某些情况下，这种系统在跨城市移动方面具备了比2.5G的1xRTT、甚至3G的WCDMA更加高速的访问性能。
　　显然，Soft Roaming克服了Mobile IP在漫游时访问速度与移动性支持方面的缺陷。于是，VoWLAN应用自然地产生出来。所谓VoWLAN，就是与VoIP类似，将语音（Voice）和视频(Video)信号加载在无线局域网上。前面提到的韩国釜山港和汉城地铁的WLAN应用，就是具备VoWLAN能力的无线网络。
　　正因如此，用WLAN代替现有的蜂窝通信系统，而成为未来的4G通信，成为了网络厂商最开疆辟土的“梦想”与“野心”所在。
　　不止一家公司在此方面进行着积极探索。例如，在扩大WLAN的覆盖范围方面，Vivato公司的产品使用智能天线技术来解决目前Wi-Fi系统存在的无线电频率的缺点，使天线可覆盖多达900英尺的距离，能代替8到12台接入点。另一个与众不同之处是，它的一种可将802.11b信号传送达3200英尺距离的户外交换机，这种交换机可被用于大学校园、城区，甚至无需在大楼内部安装接入点的条件下将无线连接从一座大楼扩展到另一座大楼。
　　理想的网络解决方案是将WLAN与现有有线网络集成在一起，而无线交换机正是实现这种衔接的桥梁。那样，网络将不再是有线、无线两张网，而是一个“大网”了。
　　猜想之四：网络还存在有线与无线之分吗？
　　作为连接有线与无线网络的无线交换机，就像一个懂得两种语言的翻译，它使采用两种协议的网络紧密地集成在一起。
　　Nortel公司推出了一种称之为“安全交换机”的产品。Nortel推出这种交换机的主要目标是让客可以管理一项跨有线和无线网络执行的安全策略。Nortel以太网交换机业务总经理Atul Bhatnager说：“你可以找一位安全管理员，定义一项政策，并以一致的、方便的方式应用在所有的子系统上。”
　　另一类厂商生产出了称为“可执行与WLAN交换机同样功能的集线器”。Vernier网络公司就能够在市场上提供一种可连接任何厂商生产的接入点的集线器。Bluesocket和ReefEdge也属于这类厂商。Bluesocket还宣布推出一种将其已有网关功能与交换功能融合在一起的“交换机无线网关”。
　　尽管没有明确定义为无线交换机的某一种产品，但擅于从全局的视角来看待网络发展的Cisco公司提出了“结构化无线感知网络”的全套解决方案。在这个方案中既包括了无线AP、网卡等产品，还包括了交换机、路由器以及一系列管理软件。
　　结构化，意味着网络前端与后端骨干的整合；感知，则说明网络的智能化程度。整个方案的核心思想就是有线与无线网络的整合。
　　例如，通过集中控制，实现无线网络的QoS保证、VLAN划分等等。与Intel、HP、IBM等公司合作，将无线功能做在PC的芯片中，以便在PC端实现全网的端到端集成化管理。还有，在交换机和路由器中内置无线网络的协议和规程，一旦无线AP接上某一个网口，网络后端就会感应到，并进行相应的认证和配置。这样，对于消除非法接入点，保证网络的安全，也十分有帮助。
　　联想集团公司数码服务业务处的SOHO网络产品经理钱进认为，随着有线与无线融为一体，网络中不一定要有某种功能单点，今后网络的比拼关键在于模块的整合以及系统的协调运作能力。
　　Cisco公司的陶欣也一再强调，从用户应用的角度而言，至于是有线，还是无线，不是他们关心的问题，用户最终的评价来源于网络整体的性能。而对于厂商来说，要达到这个要求，不应该停留于解决方案是有线的，还是无线的，而必须要拿出一个将有线与无线网络整合得“天衣无缝”的解决方案。
　　后记：
　　在无线交换产品参与者的名单上，我们看到了Nortel、Proxim、Symbol等老牌网络厂商，也看到了Extreme、AirFlow、AirSpace、Aruba、Legra、Trapeze等名字尚不为人所熟悉的新兴网络企业，同时还有像Cisco、Chantry、Vivato等将无线交换理念融入其他产品中的“另类”无线交换机厂商。众多厂商潮水般地涌入这个领域，它们从各自的视角，或多或少地对无线交换技术进行关注、研究甚至是开发。
　　尽管处于诸多不确定的因素之中，但从总体来看，无线交换的基本思想已经迅速得到国内外网络厂商的广泛接纳与认可。据了解，还有不少国际、国内的网络厂商，将在今年的不同时间推出其无线交换机和与之配合使用的AP产品，而其具体的时间表还是秘密。
　　无线交换机
　　现在，WLAN交换机、无线交换机或者Wi-Fi交换机的名称可能已经充斥您的大脑。了解交换技术的人可能会非常困惑：在只能设置一个无线通信信道的情况下，怎样实现一个AP下的用户端实现交换呢？
　　好问题！现有的无线交换机事实上是一台集中了AP的RF信道管理、安全设置、无线入侵检测、网络基本参数设置的网络设备。他并不是我们望文生义而理解的“无线交换机”，而是AP的管理控制中心。一个对这样设备更准确的技术描述是：“智能AP交换机”。

原作者：熙平
来源：计算机世界报
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