第136篇：无线漫游——二层漫游与三层漫游

关键词

无线漫游、二层漫游、三层漫游、快速漫游、802.11r、802.11k、802.11v

一、什么是无线漫游？

1.1 漫游的场景

当终端从一个 AP 的覆盖范围移动到另一个 AP 时，需要重新关联——这就是漫游（Roaming）。

AP1 信道 1 AP2 信道 6
│ │
STA ───────┘─────────────────────┘
移动方向 ──►
  1. STA 在 AP1 下，信号强
  2. STA 移向 AP2，AP1 信号减弱
  3. STA 扫描新 AP，关联到 AP2
  4. 漫游完成

1.2 漫游的挑战

挑战 说明
切换时延 重新认证可能需要数百毫秒，VoIP 会卡顿
IP 连续性 三层漫游时需要保持 IP 不变
AP 发现 终端需要找到最佳 AP
负载均衡 避免 AP 过载

二、二层漫游

2.1 原理

二层漫游发生在同一 VLAN/同一子网的 AP 之间：


            AC
             │
        ┌────┴────┐
        │ 交换机   │
        │ VLAN 10 │
        └────┬────┘
       ┌─────┴─────┐
       │           │
      AP1         AP2
    (VLAN 10)   (VLAN 10)
       │           │
       └─────┬─────┘
             │
            STA
        IP = 192.168.10.100（不变！）

特点： - IP 地址不改变 - 只需要重新关联 AP，无需重新获取 IP - 对网络层透明

2.2 漫游流程

1. STA 检测到 AP1 信号变弱
2. STA 扫描信道，发现 AP2
3. STA 与 AP2 关联（Re-association）
4. AP2 通知 AC：STA 从 AP1 切换到 AP2
5. AC 更新 STA 位置信息
6. 数据路径切换到 AP2（IP 不变）

三、三层漫游

3.1 原理

三层漫游发生在不同 VLAN/不同子网的 AP 之间：

            AC
         (三层网关)
        ┌────┴────┐
        │         │
   汇聚交换机   汇聚交换机
        │         │
      AP1        AP2
   VLAN 10     VLAN 20
   192.168.10.x  192.168.20.x
        │         │
        └────┬────┘
             │
            STA

问题：STA 从 AP1 移动到 AP2
  AP1 子网：192.168.10.0/24
  AP2 子网：192.168.20.0/24

IP 地址需要改变 → 连接中断！

3.2 三层漫游的解决方案

隧道方案（AC 集中转发）——STA 的流量通过 CAPWAP 隧道回到 AC 再转发：

STA ──► AP2 ──（CAPWAP 隧道）──► AC ──► 核心
  IP=192.168.10.100      AC 帮 STA 路由到原网段

即使 AP2 在 VLAN 20，STA 的 IP 仍然是 VLAN 10 的地址！

AC 作为三层漫游的锚点：

# AC 上配置三层漫游
wlan
 roam-central-scheduling enable    # 集中式漫游调度

四、快速漫游技术

4.1 802.11r（Fast Roaming）

减少认证时间——不重新执行完整的 802.1X 认证，而是使用缓存的密钥：

传统漫游认证：超过 300ms
  802.1X 完整认证（EAP 交换） → 关联 → 正常通信

802.11r 快速漫游：不到 30ms
  密钥缓存（PMKID） → 关联 → 正常通信

# AC 上启用 802.11r
wlan
 security-profile WIFI_SEC
  security wpa2 psk pass-phrase cipher WiFi@2024 aes
  pmf enable                                    # 保护管理帧
  fast-roaming enable                            # 启用 802.11r

4.2 802.11k（Neighbor Report）

帮助终端快速找到最佳 AP——AC 告诉 STA 周围有哪些 AP、用哪个信道：

STA：扫描所有信道 → 慢（每个信道等 100ms）
802.11k：AC 告诉 STA "AP2 在信道 6，AP3 在信道 11" → 快

4.3 802.11v（Network Assistance）

802.11v 允许 AC 主动建议终端切换到哪个 AP：

AC 检测到 STA 信号弱
AC 通过 802.11v 通知 STA：建议切换到 AP2（信道 6）
STA 直接从信道 6 扫描 AP2 → 快速关联

五、漫游性能指标

指标 说明 建议值
漫游时延 切换过程中的中断时间 < 50ms（VoIP 要求）
丢包率 切换期间的丢包比例 < 0.1%
重关联时间 从断开到重新关联 < 100ms

六、漫游排错

# 查看 STA 漫游记录
display station roam-track
-----------------------------------------------
STA MAC       From AP   To AP    Time
xxxx-xxxx     AP1       AP2      2024-12-01 10:30:25

# 查看 STA 信号变化
display station signal-strength

七、总结

知识点 核心要点
二层漫游 同一子网 AP 间切换，IP 不变
三层漫游 不同子网 AP 间切换，通过 AC 隧道保持 IP
802.11r 快速漫游，缓存密钥减少认证时间
802.11k 邻居报告，加速 AP 发现
802.11v 网络辅助漫游，AC 建议目标 AP

八、思考

  1. 二层漫游和三层漫游的关键区别是什么？
  2. 为什么 VoIP 对漫游时延特别敏感？
  3. 802.11r 如何减少漫游认证时间？
  4. 三层漫游中 AC 的作用是什么？
  5. 802.11k 和 802.11v 有什么区别？

下篇预告：第137篇《无线信道规划与 5G/2.4G 差异》——讲解 2.4GHz 和 5GHz 频段的信道规划方法、干扰管理和部署建议。