【运维实战家】无线三建七优之负载均衡

开篇-三分建设七分优化

无线网络现已成为我们生活中不可或缺的一部分，像大型报告厅、学校、办公室等场景都是极为常见的存在。

可能会有小伙伴看到这个开篇标题的时候会产生一些疑惑，难道无线网络不就是插上网线，在装个带天线的小盒子就能发射出无线信号了吗？难道无线还能优化吗？难道我家用了好几年的无线路由器还能变出新花样？那我们带着疑问往下看。

我们家中常用的部分友商品牌只需要将运营商提供的外网线路连接到无线路由的WAN口即可上网，而且还感觉不到卡顿。其实我们家中常用的无线路由器是自带信道、功率、频宽调整的，在第一次放出信号的那一刻，内置的雷达系统会对周围无线信号进行扫描，经过分析选择存在干扰源较少的信道进行设置，这也就是为什么家用无线网络不需要繁琐的优化过程的原因。

在开篇之前给大家普及一个小知识点，也许很多人这样认为，我们回到家中，手机连接上了家里的无线网，是因为AP告诉手机你在我的覆盖范围内，可以连接我了，其实并不是！我们的终端连接AP的行为属于终端行为。总的来说与AP并没有太大关系，所以我们需要通过AP来解决某些问题。

在21年中旬，我接触了一个武汉的客户，他们是典型的开放式办公区。该客户部署了我司850+840共计81台。在其网络管理员监控无线状态时发现一个问题：开放式办公区的某一范围内有的AP带终端数高达90-100+，但有的AP带终端数只有寥寥10几个。我们都知道带终端过多时会造成每台终端的可用带宽减少，最终造成带宽抢占的问题。客户很苦恼，问我该怎么办才能让他们带点数相差不是这么大呢？

由此，我们“无线三建七优”的第一篇--负载均衡正式开启。

负载之道

在网络工程中，我们经常能听到负载均衡这个词，特别是无线WLAN设备，基本上都需要支持该功能，那什么是负载均衡呢？为什么要手动配置负载均衡呢？

无线局域网是指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成的可以互相通信和实现资源共享的网络体系。在无线局域网中有两种角色：AP和终端(STA)。AP作为固定基础设备，通过有线分布式系统互连。STA作为移动终端，接受AP提供的接入服务。由于无线的连接行为属于终端主动行为，所以我们就需要负载均衡这个操作了。

无线局域网中的负载均衡与有线分布式系统中的负载均衡不同表现在负载均衡控制的对象和控制方式上。由于无线终端的移动性和无线信道的时变性，无线局域网中的负载均衡面临的情况更加复杂。组建无线网络后，可以准确地平衡客户端的负载，充分地保证每个客户端的性能和带宽。无线负载均衡适用于高密度无线网络环境中，用来达到有效保证该环境中客户端的合理接入。

简单的来说，负载均衡问题是对任务的优化组合问题。随着无线局域网中扩展服务集中的终端的移动和无线信道的时变，各个接入点上的负载出现差异。负载均衡的作用就是平衡各个AP的差异，以达到最大化的网络资源利用。

说了这么久无线负载均衡的优点，那么他有什么不足点呢？首先，负载均衡组最多仅支持10个AP，再多就需要您手动调优了。第二就是智分场景下不适用radio间负载均衡，智分场景下通常一个微AP只覆盖一个区域。第三，负载均衡只处理终端上线过程，如果终端下线会存在AP间流量差值或终端数量差值超过阈值的情况。第四，如果终端关联的radio与最低负载radio不同时，会导致终端无法关联，例如您的终端仅支持2.4G频段且5G射频卡为空闲时，将会导致无法关联至2.4G。

负载之法

经过前面的文章，大家了解到负载均衡在某些环境下的作用点，他的优点、不足等等，下面我们一起来了解如何配置无线负载均衡。

组网拓扑

在本文中，拓扑如图所示，采用典型办公网特性介绍，AC旁挂在核心交换机，EG作为出口设备与光猫互联做PPPOE Client，S2910作为POE供电器与接入交换机与多台AP互联。

使用本拓扑共给大家介绍几种负载均衡的模式：

强制型

对AP带点数进行限制，当达到数量后将不允许终端接入，终端会寻找未达到限制的信号进行连接。

为了可以直观观察到带点数限制，我们将每个AP带点数限制为1，首先我们使用2台iPhone连接到Test信号中。

当我们的AP连接数到达配置的最大值时，当有终端再次试图连接信号时，log中会告警，提示我们终端数量已经超过现行AP所配置的最大值（1），无法继续接入。

这里我们还可以使用最新的技术--智能隐藏SSID

当AP达到用户数上限时，AP上开启此功能的radio上的ssid将被隐藏，当单个radio上的用户数达到上限时，radio上的ssid将被隐藏，以避免新STA尝试关联又关联不上。

首先我们使用锐捷无线官方APP“WiFi魔盒”找AP可以看到Test信号的2.4G、5G都是有2个信号源

我们将AP2的带点数限制设置为5，同时智能隐藏SSID功能开启

如图所示，开启智能隐藏SSID后再次扫描可以发现有一个信号源已经关闭了无线信号广播。

智能隐藏SSID功能需保证您的AC无线控制器版本应高于11.8(2)B3，现官网推荐版本为11.9(2)B2P11。

负载均衡组

在无线网络中，如果有多台AP，并且信号相互覆盖。由于无线用户接入都是随机的，因此有可能会出现某台AP负载较重的、网络利用率较差的情况。通过将同一区域的AP都划到同一个负载均衡组，协同控制无线用户的接入，可以起到负载均衡的作用。

⑴ 基于用户数的负载均衡

1、首先需要在AC控制中建立基于用户数的负载均衡组，命名为FZgroup。

2、配置负载均衡的阀值，这里方便测试我们将阀值设置为1，即AP间用户数相差1个时，较多用户的AP不响应用户接入请求

3、将AP添加至负载均衡组内

4、配置验证：执行后状态为UP，AP NAME列为加入组的AP，ENABLE值为3.

我们将STA关联至Test信号中，进行测试。

首先保证sta-limit已经no掉

随后在show ap-config summary中查看各AP连接的终端数

如图所示，在开启了基于用户数的负载均衡组时，当用户数超过阈值时，会将两台AP带点数进行负载。

⑵ 基于流量负载均衡

1、首先需要在AC控制中建立基于用户数的负载均衡组，命名为FZgroup，并确保关闭了基于用户数的负载均衡组。

2、配置负载均衡的阀值，这里方便测试我们将阀值设置为1，即流量超过1% × 10Mbps时，流量较多用户的AP不响应用户接入请求，默认为5%，范围0-1000，如设置0即不开启流量均衡功能

3、将AP添加至负载均衡组内

4、配置验证：执行后状态为UP，AP NAME列为加入组的AP，Threshold值为流量阈值.

我们将STA关联至Test信号中，同时让STA1对网关进行打流（ping 大包）进行测试。

在show ap-config summary中查看各AP连接的终端数

如图所示，在开启了基于流量的负载均衡组时，当流量超过阈值时，会将两台AP用户数进行负载。

注：

1、本地转发场景下，如果需要实现流量负载均衡，由于数据报文不经过AC，AC无法获取到流量信息，需要使用AP上报的流量信息进行负载判断。

2、目前AC最多支持80个负载均衡组和80个流量均衡组

3、每个负载均衡组最多支持10个AP加入

4、自11.9(2)B2版本后VAC与负载均衡组配置不会发生冲突。

5、频谱导航（band-select）功能与负载均衡间不兼容，会导致双频STA强制引导至5G射频卡上，导致负载均衡不生效，甚至可能使终端强行接入2.4G。

Radio间负载均衡

自11.x的版本开始，Radio间负载均衡正式支持。Radio间负载均衡是对AP内各个radio之间进行负载均衡，是为了避免单一radio负载过大。同时支持流量负载与用户数负载两种方式。

为方便测试，我们将新建一个AP组映射信号，仅关联AP1进组中

⑴ 基于用户数的radio间负载均衡

1、开启基于用户数的radio间负载均衡，有两种方式

2、设置关联AP的启动门限值与阈值，为了方便测试，这里我们设置启动门限与阈值均为1（当终端试图关联的radio超出启动门限值，并且与最低负载radio超出阈值时，较高值的radio将拒绝关联）

3、设置各radio间的负载比例，默认为100:100，这里我们将radio1比例设置为50，radio2比例设置为100，即2.4Ghz射频卡连接1个，5Ghz射频卡会连接2个终端。

4、将两台终端连接到Test信号中，观察AP1的两张射频卡的负载效果

如图所示，AP1的两个radio用户数比例为1:2

注：radio间负载均衡还可以使用sta-limit功能限制radio射频卡最大接入用户数。

⑵ 基于流量的radio间负载均衡

1、开启radio间流量负载均衡，有两种方式

2、设置关联AP同频或不同频radio间流量负载的启动门限值与阈值，为了方便测试，这里我们设置启动门限与阈值均为1，单位为100kbps，取值范围为1-1000（当终端试图关联的radio超出启动门限值，并且与最低负载radio超出阈值时，较高值的radio将拒绝关联）

注：这里需要注意，所说的同频不同频属于负载均衡组下的AP，即需要配置负载均衡组后才会生效，当同频时会调用same-band配置，当不同频时会调用dual-band配置，两个配置可以共存！

correctLink(C-Link)

correctLink功能是引导终端进行正确连接，通过配置某些参数将终端引导到适合接入的接入点上，该功能使用较少，但对于部分场景有奇效，建议有一定无线优化基础的工程师使用。

1、使能correctLink

2、配置Clink 5G优先负载门限，默认为100，为了方便测试我们将门限值设为1

配置后，如果终端在2.4G，并且同一WLAN有负载低于门限的5G信号，会拒绝终端关联到2.4G信号。

3、配置Clink 5G优先RSSI门限，默认为20，为了方便测试我们将门限值设为1

配置后，如果终端在2.4G，并且同一WLAN有强度大于门限的5G信号，会拒绝终端关联到2.4G信号。

4、配置Clink 负载均衡差值门限，默认值为5，为了方便测试我们将门限值设为1

配置后，需满足三个条件：

1、关联的AP用户数大于负载均衡使能门限；

2、存在探测到最高rssi差值小于远端关联rssi门限；

3、当前终端关联这个AP终端数比未关联的AP终端数多并达到差值门限以上，则会判定为负载不均衡，终端将被拒绝接入。

5、配置Clink 负载均衡判断门限，默认值为30，为了方便测试我们将门限值设为1

配置后，当关联的AP负载超过这个门限值时，会进行负载均衡判断。

6、配置Clink 远端关联差值门限，默认值为10，为了方便测试我们将门限值设为1

配置后，终端关联AP的rssi与终端能探测到最高rssi差值大于门限时，判断这个终端为远端关联，则抑制终端接入。

7、配置Clink 抑制保护次数门限，默认值为2，，为了方便测试我们将门限值设为1

为保护终端接入体验，在终端被多次抑制后，达到抑制保护次数门限后不在被引导和抑制。

温柔型负载

1、调整Coverage功率

Coverage-area-control功率配置，指beacon，prob response等帧的发射功率，主要是控制AP覆盖范围，用于优化终端的接入和漫游效果。

首先实际覆盖需求识别出该AP所负责覆盖的区域范围，然后通过coverage-area-control命令来控制AP的覆盖范围（即beacon帧的发射功率）,使用WIFI魔盒测试终端接受到的信号强度，确保该AP覆盖区域的边缘信号强度在-65dbm左右，以确保终端可优先接入近端最合适的AP，同时可在两个AP之间顺畅漫游，从而避免远端关联和漫游粘滞所导致的用户上网卡顿等问题。

当AP配置的beacon功率过高，覆盖过大时，容易导致终端出现远端关联或漫游粘滞，终端上网卡顿。

小编有话说：

Ⅰ、针对建筑格局复杂，AP点位、间距、覆盖范围部署差异较大的区域场景，建议先使用较小的值如5G beacon功率设置为 15dbm， 2.4G beacon功率设置为 7dbm

Ⅱ、如果对漫游效果要求非常高，在完成上述①或②点调优后，还需要在该区域进行来回漫游测试，针对依然存在的个别“顽固的”漫游粘滞的AP 进行Coverage-area-control参数微调。通常正常漫游过程丢5个包以下，认为是漫游效果良好，对无线体验没有直观影响，用户无感知。如果丢包大于5个以上，则说明可能存在漫游粘滞或远端关联，需要对粘滞AP的Coverage-area-control功率进行适当调小，极少覆盖范围。最终，经过来回反复多次测试微调后，整网无线漫游效果将会进入相对平稳的最佳状态。

Ⅲ、高密度部署场景下，在调整Coverage-area-control功率时，5G最低值建议不低于10dbm，2.4G最低值为1dbm，此时若5G继续降低，而2.4G已经是最低值了无法再降，那么将导致同一点接收到无线信号5G有可能比2.4G弱，终端就有可能优先接入的是2.4G，而非我们期望的5G。极端情况情况下，如果2.4G终端较少，可以考虑关闭部分2.4G射频卡，便于进一步调优5G的接入和漫游效果。

Ⅳ、在调整Coverage-area-control功率时，建议工作在5.2Ghz频段的36-64信道的信号比工作在5.8Ghz频段149-161信道的信号低3~4dbm，可确保在同一点位接收到5.1GHz和5.8GHz的信道强度基本一致，便于终端均衡接入。

Ⅴ、在高密度会场（其他场景可暂不考虑），采用AP安装于座位底下的部署方案时，为了确保会议期间，参会人员入座后人体对无线信号的遮挡衰减影响，在会议开始前调优时，建议额外增加预留3dBm 的Coverage-area-control功率冗余。

总结

通过本文，相信您已经了解到不同场景下的无线网络如何进行负载均衡，为什么要负载均衡。相比与无线网络建设，优化的重要性显然比建设的重要性更高，这也就是我们“三分建设，七分优化”的根本目的。我们下期再见！

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关键词

终端

功能

无线网络

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