交換機(jī)和Wi-Fi在無線網(wǎng)絡(luò)當(dāng)中扮演什么角色

為什么說交換機(jī)是強(qiáng)大的Wi－Fi部署中的關(guān)鍵部分。讓我們分析一下大連東軟信息學(xué)院的網(wǎng)絡(luò)升級案例。該學(xué)院下設(shè)14個(gè)教學(xué)機(jī)構(gòu)，擁有在校生14，000余人，總建筑面積達(dá)39．9萬平方米。此前由于運(yùn)營商投資有限，采用的解決方案僅能解決最基本的無線接入需求。隨著時(shí)間的推移，無論從網(wǎng)絡(luò)的可用性、連接的穩(wěn)定性，乃至網(wǎng)絡(luò)連接的速率，都已無法滿足學(xué)校師生的需求。

Ruckus Networks公司對大連東軟信息學(xué)院的校園網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行了全面升級，覆蓋區(qū)域包括全部25棟宿舍樓，以及教室、圖書館、食堂等公共活動(dòng)區(qū)域，共計(jì)部署了1500多個(gè)Ruckus接入點(diǎn)，以及65臺以太網(wǎng)交換機(jī)Ruckus ICX 7150和Ruckus SmartZone虛擬WLAN控制器。

Ruckus ICX 7150系列交換機(jī)的低延遲、無阻塞架構(gòu)可以確保對視頻、統(tǒng)一通信、VDI 和移動(dòng)應(yīng)用等要求最高的內(nèi)容實(shí)現(xiàn)理想的吞吐量，將它與Ruckus智能Wi－Fi接入點(diǎn)進(jìn)行組合配置，不僅獲得千兆級的數(shù)據(jù)傳輸速度，還實(shí)現(xiàn)了更強(qiáng)大的性能和更穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接，從而為全校師生帶來最佳使用體驗(yàn)。

無線要求

在許多情況下，客戶在升級無線接入點(diǎn)（AP）時(shí)選擇更新有線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施。這是因?yàn)樾枰_保底層交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)能夠支持新的無線部署，這一點(diǎn)非常重要。具體考慮因素包括性能、以太網(wǎng)供電（PoE）要求、可升級、網(wǎng)絡(luò)管理和面向未來需求等。

有線基礎(chǔ)設(shè)施需要為交換機(jī)提供足夠快的速度：從接入點(diǎn)、上行鏈路到匯聚和核心交換機(jī)，再到云（或數(shù)據(jù)中心）。雖然高性能AP很重要，但如果沒有符合要求的底層網(wǎng)絡(luò)，AP的全部價(jià)值就無法實(shí)現(xiàn)。在理想的網(wǎng)絡(luò)中，所有組件（包括互聯(lián)網(wǎng)管道）都能很好地互相配合以處理網(wǎng)絡(luò)流量。用戶與云（或數(shù)據(jù)中心）連接中的任何一處瓶頸都會(huì)降低應(yīng)用性能并對用戶體驗(yàn)產(chǎn)生負(fù)面影響。

讓我們再仔細(xì)研究下數(shù)據(jù)流。從用戶設(shè)備開始，有線網(wǎng)絡(luò)的第一步是從接入點(diǎn)到交換機(jī)的連接。在過去5到10年中，大多數(shù)企業(yè)級交換機(jī)都具有1千兆（Gbps）級接入端口，以支持Wi－Fi 4（802．11n）及以下標(biāo)準(zhǔn)的接入點(diǎn)。Wi－Fi 4接入點(diǎn)的總吞吐量低于每秒1千兆（Gbps），因此連接到交換機(jī)的1千兆（Gbps）端口就足夠了。任何更快的端口都不會(huì)對性能產(chǎn)生任何影響，因?yàn)锳P仍然是性能的限制因素。

Wi－Fi 5（802．11ac）性能

Wi－Fi 5（802．11ac）AP提供超過每秒1千兆（Gbps）吞吐量的潛在速度，這意味著1Gbps接入端口正逐漸成為最佳性能的瓶頸。實(shí)際上，最新的Wi－Fi 5 Wave 2 AP能夠達(dá)到每秒2．3Gbps，盡管由于實(shí)際限制，這個(gè)速率會(huì)稍微低一些。Ruckus實(shí)驗(yàn)室測試證實(shí)Wi－Fi 5 Wave 2 AP的吞吐量為每秒1．5千兆（Gbps），因此2．5千兆（Gbps）端口完全可以避免訪問端口成為瓶頸，至少對于Wi－Fi 5 AP而言。

Wi－Fi 6（802．11ax）性能

然而，下一代Wi－Fi 6 AP（802．11ax）已經(jīng)開始出貨，IDC預(yù)測Wi－Fi 6（802．11ax）的部署將在2019年大幅增加，并在2021年成為主要的企業(yè)Wi－Fi標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)樵S多組織發(fā)現(xiàn)自己仍然受制于此前的Wi－Fi 5（802．11ac）標(biāo)準(zhǔn)，特別是在體育場館、會(huì)議中心、交通樞紐和禮堂等高密度場所。

部署在密集設(shè)備環(huán)境中的Wi－Fi 6（802．11ax）接入點(diǎn)（AP）支持更高級別的服務(wù)水平協(xié)議（SLA），更多并發(fā)連接的用戶和設(shè)備，以及更多不同的使用配置文件。這是通過一系列能夠優(yōu)化頻譜效率，提高吞吐量并降低功耗的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。這些技術(shù)包括1024－正交幅度調(diào)制（QAM）、正交頻分多址（OFDMA）、上下行多用戶多入多出（MU－MIMO）、BSS著色機(jī)制以及目標(biāo)喚醒時(shí)間TWT等技術(shù)。新的Wi－Fi 6（802．11ax）標(biāo)準(zhǔn)提供的吞吐量比其前身Wi－Fi 5（802．11ac）高出四倍，因此用戶需事先考慮升級到多千兆（Multi－GE）接入端口，以消除有線交換機(jī)的潛在瓶頸。

需要強(qiáng)調(diào)的是，向千兆級交換機(jī)過渡以適應(yīng)Wi－Fi 6 AP并不一定需要大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施升級。企業(yè)組織可以根據(jù)需要逐漸添加幾個(gè)支持多千兆（MulTI－GE）接口的有線交換機(jī)。此外，目前很多多千兆級（MulTI－GE）交換機(jī)都既有多千兆（MulTI－GE）端口，也有千兆（1Gbps）端口。只有那些連接到802．11ax（Wi－Fi 6）AP的端口才需要多千兆（2．5Gbps／5Gbps／10Gbps）的接入速度，而其他千兆端口則用于電腦、打印機(jī)、VoIP電話、攝像頭和其他以太網(wǎng)設(shè)備。

結(jié)論

為了充分利用802．11ax（Wi－Fi 6）AP提供的速度優(yōu)勢（高達(dá)每秒5Gbps），我們的客戶已經(jīng)開始安裝多千兆（MulTI－GE）級交換機(jī)，以替換或補(bǔ)充舊的基礎(chǔ)設(shè)施。這是因?yàn)橄到y(tǒng)管理員無法通過簡單升級網(wǎng)絡(luò)的一部分（接入點(diǎn)）來確保高質(zhì)量的用戶體驗(yàn)。要獲得802．11ax（Wi－Fi 6）的優(yōu)勢，還需要升級交換機(jī)。從我們的角度來看，企業(yè)組織現(xiàn)在就應(yīng)該準(zhǔn)備向多千兆（Multi－GE）級交換機(jī)過渡。由于交換機(jī)的平均壽命為5—7年（許多教育機(jī)構(gòu)的交換機(jī)平均壽命長達(dá)10年），因此在這段時(shí)間內(nèi)組織肯定會(huì)需要多千兆（Multi－GE）級的連接服務(wù)。