使用 NETSCOUT 解决方案解决 5 大 Wi-Fi 问题

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  • 简介
  • Wi-Fi 问题 #1 发射功率不一致
  • Wi-Fi 问题 #2:干扰流量
  • Wi-Fi 问题 #3 未连接的访客
  • Wi-Fi 问题 #4 死区
  • Wi-Fi 问题 #5 过度漫游

每个 Wi-Fi 部署都有问题。有时候漏洞让人担忧,偶尔连接问题也很繁琐。但是有一个 Wi-Fi 问题比其他的更常见:性能。没有用户喜欢慢速或不稳定的无线网络,没有联网人员喜欢听用户报怨此类问题。每个人都知道这一点。但大部分人并不知道的是:解决方案通常很简单。(不一定容易,但简单。有时候良好的 Wi-Fi 意味着摒弃旧知识或帮助其他负责人忘记过时的资料。这种事情当然不容易。)



简介

Wi-Fi 设计指南和部署最佳做法数量繁多,大部分也非常有用。问题是如果 Wi-Fi 已安装完成并在运行中,那么按设计和部署指南操作便会形成复杂的解决方案。

本白皮书以不同方式介绍解决方案。此处的目标是使解决方案尽量简单。本白皮书中列出的每个问题都有一个简单的解决方案。而且,所有问题都是常见问题,所有解决方案都采用 WLAN 基础设施设置。

发现常见问题源头和确定简单的解决方案时使用的工具就是 NetScout 的 OptiView XG 网络分析平板。OptiView XG 是全功能网络分析和故障排除工具,将有线和无线故障排除优雅地融为一体。虽然本白皮书主要内容是无线相关问题,但使用 OptiView XG 集成的一流无线工具是与所有无线连接最终都止于有线这一事实相一致的。OptiView XG Analyzer 包含用于现代 Wi-Fi 分析的集成 802.11ac 和频谱无线电,自带集成的 AirMagnet Wi-Fi Analyzer (WFA) 和 AirMagnet Spectrum XT。WFA 网络分析仪和 Spectrum XT 频谱分析仪的强大组合可以快速识别无线问题,而 OptiView XG 的有线测试功能可用于确认修复 Wi-Fi 后即修复整个网络。



所以就有了这五个常见 Wi-Fi 问题,并且每个都有一个简单的解决方案:

Wi-Fi 问题 #1:发射功率不一致

Wi-Fi 设备使用 802.11 标准(例如智能手机、平板和其他消费类设备,通常是符合 802.11 修订标准的 802.11n 或 802.11ac)。802.11 是一种能够无线访问 LAN(或通过 LAN 访问因特网 - 在大部分访客 Wi-Fi 场景中)的技术。

802.11 运行的一个必要要求就是让所有设备都能接收到 AND 信号。就像有线计算机需要通过路由器和交换机发射和接收信号以构成有线 LAN 一样,无线接入点和工作站(智能手机、平板等)需要相互发射和接收信号才能形成有效的无线 LAN。

坏消息是大量的无线 LAN 在设置时未考虑工作站的发射问题。这会在规划时发生:设计高强度 Wi-Fi 时,无论支持的工作站是否能够降低他们的发射功率,通常都会降低接入点的发射功率。这是在部署前发生的:现场调查员到处走动并记录工作站上“接收”的信号强度(通常使用接收信号强度指示灯 [RSSI] 表示),而不是接入点的强度。这会在 Wi-Fi 运行时发生:智能手机性能差时,管理员并不考虑智能手机的发射功率,只会提高接入点的发射功率。在很多情况下,Wi-Fi 等双向技术被当作单向来处理。


电话-WiFi


好消息是配备集成 AirMagnet Wi-Fi Analyzer 的 OptiView XG 可用于检查您的发射功率是否一致。只需遵循以下步骤:


1.在 AirMagnet 的“启动”屏幕上,找到发射功率可能不一致的接入点。(因为可能会有很多接入点使用相同的 SSID,所以必须交叉参考管理接入点的控制器或管理软件以找到相关的 BSSID(接入点的无线 MAC 地址])。

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2.双击相关的接入点。WFA 会自动导航到 AirMagnet 的“基础设施”屏幕。

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3.单击相关接入点左侧的 [+]。这会展开相关工作站的列表。

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(单击“基础设施”屏幕上的一个接入点或工作站后,AirMagnet 即开始捕获该接入点或工作站的信道。对大范围的企业环境进行故障排除时,无需一直手动更改信道。)



4.“基础设施”屏幕的右下方会显示一系列统计数据。这些统计数据的上方有一个看起来不太一样的下拉框。使用该下拉框选择“Tx 总计/% 总计”。

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5.现在单击同一区域中“帧/字节”左侧的 [+]。会显示您的接入点发送的所有流量的重试 %。记住该百分比。

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使用 OptiView XG 运行 AirMagnet Wi-Fi Analyzer 的优势之一:OptiView XG 含有内部 802.11ac Wi-Fi 无线电可用于捕获帧。这意味着 OptiView XG 可以捕获所有类型的 Wi-Fi 帧;802.11a、b、g、n 或 ac。如果 Wi-Fi 设备使用的 802.11 标准与捕获时使用的标准不同,那么可能会丢失帧,整个练习也就没有意义了。



6.此时,可以单击与相关接入点关联的工作站列表快速查看各个设备的重试 % 值。单击列表时,请注意重试 % 统计数据。它是否高于接入点的重试 %?低于?大约相同?

如果工作站的重试 % 高于工作站关联的接入点的重试 %,则几乎可以确定接入点的发射功率过高。相反(即如果工作站的重试 % 低于接入点的重试 %),则接入点发射功率过低。


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修复接入点的发射功率必须在基础设施上完成,通常通过网络管理系统或控制器。经过适当调整后,连接的 Wi-Fi 设备出现网络访问不一致的机会就会减少。我们建议做出更改后一定要对网络进行测试,而且建议您总是使用与用户相同类型的设备进行 Wi-Fi 测试,这时就可以使用 OptiView XG。OptiView XG 通过其健全的网络发现功能提供网络架构图,这样进行调整后连接测试时可以直观地显示数据路径。OptiView 映射和路径分析可用于查看网络互联性并验证从 Wi-Fi 连接的客户端经过基础设施到应用或服务的网络路径性能是否正常。


网络映射

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Wi-Fi 路径分析

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Wi-Fi 问题 #2:干扰流量

在许多 WLAN 控制器和管理应用中,更改接入点发射功率的屏幕还可以更改接入点的信道。更改接入点的信道是解决第二个常见 WiFi 问题的好方法:干扰性高速流量。

企业 WLAN 基础设施系统自带避免接入点相互干扰的协议。这些自动射频协议可为您节省大量安装时间,不失为部署后避免意外干扰的好方法。问题是自动射频协议并不是完美的。它们有一个致命缺点:自动射频协议使用接入点收集的信息。这意味着使用自动射频协议选择接入点的信道时,其设计是使接入点周围有良好的环境。接入点周围有良好的环境固然不错,但工作站周围有良好的环境更加重要。而有些时候接入点周围良好的信道在工作站周围并不一定良好。

要了解用户工作站附近是否堵塞,先把一个运行 WFA 的计算机带到可能有问题的工作站位置。然后查看信道堵塞指示灯。附近多个接入点在同一信道上或信道重叠(意味着在 2.4GHz 带宽中相邻信道互不重叠的数量少于四)是堵塞的显著原因。AirMagnet 的“信道”屏幕中能够以直观的方式快速了解干扰性接入点。


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经常被忽略的一个信道堵塞源是高速流量。高速流量对于可以使用它的设备来说是一件美妙的事。如果接入点和工作站离高速流量太远,就无法使用了。而且随着数据速度的提升,高速的有效范围会下降。这会造成一种情况,即靠近高速发射 Wi-Fi 流量设备的接入点和工作站可以解调(简单来说就是“听到”)这个流量并避免干扰,但较远的接入点和工作站可能无法成功解调。

判断高速流量是否是干扰源的难点就在于设备是否将它视为噪音。WFA 可以辅助判断,但却比本文中讨论的一些其他活动复杂得多。要了解高速流量是否被视为噪音,请转到“基础设施”屏幕并单击您认为可能是干扰的接入点。(要清楚,选择的接入点不能是有问题的接入点,而是使用干扰信道的其他接入点。)在屏幕右下角,展开“速度和字节”。如果捕获到了大量高速流量,则高速流量很可能并没有造成干扰。如果未捕获到大量高速流量,则在您认为可能是干扰的接入点附近走动。如果捕获到的高速流量大幅增长,则高速流量很可能是干扰源。

测试高速流量的干扰是 OptiView XG 集成的 802.11ac 无线电可以发挥优势的另一个领域。大部分真实设备都集成 Wi-Fi 无线电,这意味着 OptiView XG 可以非常近似地再现用户的 Wi-Fi 体验。使用接入点、传感器或 USB 适配器测试高速流量时,其中的捕获无线电与典型用户 Wi-Fi 设备无线电之间可能有很大差异。这意味着捕获的是用户设备看不到的高速帧,从而使干扰性高速帧的问题看起来没有实际那么严重。无论是附近接入点在同一信道(或干扰信道)上的问题更为突出,还是因高速流量造成干扰,简单的解决方案都是忽略您的控制器的自动射频,然后在一个或多个部署的接入点上手动选择一个新信道。和发射功率不一致问题一样,OptiView XG 有网络测试和视觉化功能,配置发生更改后能够以专业的方式确认连通性。

忽略自动射频协议有很多好处,但还有一点要注意的是干扰源与信道或接入点上的发射功率水平没有任何关系。而这就是我们的第三个常见问题:



Wi-Fi 问题 #3:未连接访客

网络外的设备可能会为网络带来问题,这似乎与直觉相反。但在无线网络中,确实有这种情况。这是因为 Wi-Fi 设备从未真正离开无线网络。在无线环境中,网络的物理层是射频。已连接和未连接的 Wi-Fi 设备都会使用射频继续发射。

访客连接到您的 Wi-Fi 后,他们的设备立即开始使用无线。访客倾向于使用网络浏览、电子邮件和音频/视频流传输等高带宽使用量的应用。(是的,检测流量模式时发现即使“实时”视频流服务也倾向于突发性。)这些应用通常还使用高数据速率,从而占用信道时间较少。信道时间宝贵,访客使用的信道时间较少意味着内部用户有更多的信道时间可以使用(或供其他访客使用)。


访客

未连接访客会成为问题所在是因为他们的设备通常会占用大量信道时间。未连接的智能手机、平板和计算机往往会探测网络。探测就是 Wi-Fi 设备在连接前搜索网络的过程。如果设备已连接,则不需要过多的搜索(探测)。如果设备未连接,则它会不停地探测。这会成为问题所在是因为消费类设备探测时使用低数据速率。数据速率低时会占用/浪费更多的信道时间。这对您的 Wi-Fi 上的访客、内部用户和其他一切来说都是坏消息。


OptiView XG 能够通过 AirMagnet Wi-Fi Analyzer 应用帮助您确认未连接的访客是否造成了探测问题。在 WFA 的“基础设施”屏幕,左侧有一个列表。如果您选择列表上方的“按 SSID 显示”下拉框,则您可在该区域看到 SSID 列表。探测设备将显示在两个位置:在“未知 SSID”下和未显示任何接入点的 SSID 下(您必须单击 SSID 左侧的 [+] 查看其下方是否有 SSID)。这两个位置显示的工作站是未连接的。如果有大量未连接的设备,则可能有探测问题。


(我们必须在这里向您提出,阅读未连接智能手机造成性能问题的最后一段后不要总是责怪设备。某些圈子的网络专业人员因其在出现连接和性能问题时责怪用户设备导致名声受损。事实是,无论使用什么类型的设备,良好的 Wi-Fi 都可能变差;大多数都是如此。要做的只是根据使用的设备调整无线基础设施。)


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需要正确地识别未连接的 Wi-Fi 设备时,OptiView XG 集成的 802.11ac 无线电又来救场了。和解决其他 Wi-Fi 问题一样,分析环境时使用集成 Wi-Fi 无线电可以最准确地模拟真实世界用户设备的体验。


如果有探测问题,解决方案就是让访客连接。但让访客连接通常并不简单。访客需要知道有可用的 Wi-Fi,除此之外,访客还需要知道使用哪个 SSID 以及如何连接。如果访客使用重定向的网络会话(通常称为强制门户),或其他需要用户交互的方法,可以考虑采取措施简单的连接以减少环境中未连接的客户端。许多公司和组织在为访客简化连接方法后都体验到了性能的大幅上升。


Wi-Fi 问题 #4:死区

第四个常见的 Wi-Fi 问题已经不如以前那么常见了。以前企业更注意 Wi-Fi 设施的成本时,安装的接入点可能比需要的数量少。然后为了“覆盖”需要覆盖的整个区域,就把接入点上的发射功率设置地尽量高(这是本文开始已经说明的一个误区)。站点调查时会显示一个看起来不错的热图,但一旦用户连接到 Wi-Fi,网络访问便会变得不稳定。

Wi-Fi 设备可以连接但无法稳定地访问网络的区域称为死区。


死区


Wi-Fi 专业人员基本上已经能够避免安装的接入点过少的问题。大部分 Wi-Fi 专业人员已经将安装接入点视为投资而非支出。这是好事情。这样,传统的因安装导致的高接入点发射功率式死区就会大大减少。

但死区仍然存在。它们存在是因为一种会取得反效果的配置策略:禁用低数据速率。

禁用低数据速率是为了提高整体 Wi-FI 性能。理论上是讲得通的:低速率流量在约定的时间内通过信道传输的数据较少。(数据速率计算方式为数据 [通常单位为兆或千兆] 除时间 [每秒]。这意味着低数据速率包会使用更多时间。)

禁用低数据速率的问题是它会在特定工作站形成死区。部分类型的设备即使无法使用所需数据速率也仍然会连接接入点。这是因为许多设备因其互联方式在选择接入点时以信号强度作为首要标准。如果一台设备发现某个接入点有很强的信号强度,它可能会保持连接(死区的一个特征)但无法发送和/或接收数据(死区的另一个特征)。

当前死区的简单解决方案是在您的接入点上重新启用低数据速率。但这是有风险的。如果真的没有死区,毫无疑问的是,允许低速率会影响 Wi-Fi 性能。


运行 AirMagnet Wi-Fi Analyzer 的 OptiView XG 可以识别设备是否因为接入点禁用了低速率而受到死区的影响。下面是操作步骤:打开 WFA 后,进入“基础设施”屏幕并单击可能有死区工作站连接的接入点。在右下角单击“接入点详情”选项卡,然后向下滚动直到可以看到“基本速率”和“支持速率”列表。记录这些信息。然后返回左侧并单击有问题的工作站的 MAC 地址。重新转到右下角,单击“统计”选项卡。现在展开“速度”区域并查看问题工作站是否正在使用接入点上“基本速率”或“支持速率”列表中并未显示的数据速率传输流量。如果是,则死区可能是接入点禁用低速率导致的。接入点低速率重新启用后,用户即可体验稳定、无死区的无线 LAN。


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OptiView XG 提供了一套工具,包括网络浏览器和 telnet 功能。在现场时,可以使用这些工具的设备管理界面检查并更改接入点和控制器的配置。使用一个工具在问题现场更改配置并重新测试可以节省宝贵的时间。



和我们提到的另一个常见 Wi-Fi 问题一样,可在更改网络配置后使用 OptiView XG 测试网络连接和性能。在尝试修复死区问题时,OptiView XG 的映射和路径分析功能会特别有用。死区就是设备虽然已经连接但无法一致地接入的问题。这包括无线和有线网络的接入。OptiView XG 是极少数将无线和有线故障排除综合到一个界面的设备。
...除非有许多接入点。因为这会导致我们的第五个也是最后一个问题:


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Wi-Fi 问题 #5:过度漫游

Wi-Fi 工作站而非接入点决定了漫游的发生时间。而他们如何决定则取决于供应商的实施。一个 Wi-Fi 网络可能连接十个不同类型的设备,而十个设备可能有不同的漫游启用参数。(虽然各种不同设备在漫游上有一个相同点:所有设备在准备漫游时都会开始探测。所以,如果需要快速回顾设备的探测行为,请见“未连接访客”一节。)


漫游


过度漫游之所以可能造成问题是因为设备在接入点之间可能用了过多的时间来漫游,只有很少的时间访问网络。导致漫游过度的原因通常是接入点过多或过少。过多接入点会造成堵塞,导致工作站将其信道视为不稳定。过少接入点会造成工作站的 RSSI 较低(接收信号强度指示灯),导致您的工作站不断尝试连接更好的接入点。

接入点过少的问题没有简单的解决方案。你可能会说只需要在过度漫游位置附近安装一个新接入点就可以解决问题,但成熟的 Wi-Fi 专业人员并不这么认为。添加新接入点会扰乱整个射频设计,使网络管理员像玩 Wi-Fi 打地鼠一样。(打地鼠是一款老游戏,游戏者使用锤子敲打从各个洞钻出的地鼠。一个地鼠被打中,就会有另一个地鼠钻出来。然后整个过程不断重复。玩 Wi-Fi 打地鼠就是安装新接入点,从而破坏其他接入点的性能。然后在新出现问题的位置附近加入另一个接入点,从而导致这个过程不断重复。)如果问题是接入点过少,就需要通过较全面的分析和/或调查为问题找到持久的解决方案。

但如果问题是接入点过多,则有简单的解决方案:关闭部分接入点的无线电。将它们用作入侵传感器、频谱分析仪,捕获无线电或其他可能有用的工具。但一定要关闭足够多以保证每个通道在任何指定区域只有一个接入点有明显信号。

解决过度漫游问题的第一步是确定此类问题确实存在。OptiView XG 中的 AirMagnet Wi-Fi Analyzer 应用让这一切变得简单。打开 WFA 后,转到“基础设施”屏幕并单击连接不一致的工作站的 MAC 地址。在右下角,您将看到该工作站的流量统计信息。现在展开“帧/字节”和“管理帧”。您要找的管理帧的类型是“重新关联请求”和“重新关联响应”。这些帧仅在设备漫游时可以捕获。如果您分析的工作站是静止的,但仍然显示超过两个此类帧,则您的设备是过度漫游


一旦确定过度漫游问题,即可使用 AirMagnet 查看是否有多个接入点覆盖了同一个区域。将 AirMagnet Wi-Fi Analyzer 带到过度漫游的位置并转到“信道”屏幕。在左侧可选择信道。对于选择的每个信道,在右下角查看是否有多个接入点以高信号强度覆盖该信道。如果是,则可能就是造成工作站过度漫游的原因。查看多个问题区域并检查过多接入点后,您可能会发现部分接入点无线电应该禁用。使用 OptiView XG 执行此任务特别有优势,因为 OptiView XG 集成 Wi-Fi 无线电,和现代 Wi-Fi 设备很像。如果 OptiView XG 显示有多个接入点覆盖了相同的信道,那么用户的智能手机和笔记本就可能受到这个问题的影响。


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(这里要说明一下,OptiView XG 有一款可以诊断过度部署接入点情况的强大选配工具:AirMagnet Survey。利用 OptiView XG 上运行的 AirMagnet Survey,前往过度漫游位置之前可先上传平面图。调查之后可生成一份彩色地图,可以选择查看有多少接入点以高信号强度覆盖指定区域。)

这就是:五个常见 Wi-Fi 问题及这些问题的五个简单解决方案。借助 OptiView XG 上运行的 AirMagnet Wi-Fi Analyzer,用户可以获得:

  • 实时准确、独立且可靠地分析 802.11a/b/g/n 和 ac 无线网络,不会错过任何流量
  • 高度便携的无线网络分析仪,可带到无线网络故障处理现场,以更快且更准确地查找故障且无需中断 AP
  • 与无线网络基础架构内构建的“时间分片监测功能”相比,专用的 Wi-Fi 故障排除解决方案可确保检测出任何无线网络故障
  • 通过利用 AirWISE 智能引擎即时获得对任何无线网络连接、性能、漫游、干扰以及安全性问题的解答来降低 IT 成本、简化工作量以及最大限度减少用户投诉
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