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由于越来越多的设备需要更大的吞吐量来传输视频和语音内容,如今采用集中转发(hub-and-spoke)这种星形拓扑结构的无线网络架构正日益显露其不足。我们需要一种新的无线局域网(WLAN)解决方案:在网络的边缘具有更高的智能,以便在不影响服务安全和质量,又不增加成本的情况下,对数据流量进行优化。
集中转发架构面临挑战
集中转发的星形网络架构的优点在于,通过无线控制器路由转发流量,并在无线控制器这一端实施安全。不过,随着网络流量的不断增长,控制器现在反而成了网络流量和安全的瓶颈。如果继续用传统的无线局域网解决方案来解决这个瓶颈,则意味着只能两者选一:要么新投入大量资金来购买额外的无线控制器和有线交换机,要么不得不大大降低服务质量和用户体验。
现在我们想向前进一步,我们需要“两者兼顾”,既要保证不增加太多投资又不降低服务质量,而且用户体验也不降低。总之,新的解决方案应该能够帮助用户充分利用其在无线网络(也就是802.11n)方面的现有投入,这种架构可以实现网络性能和数据流量的最大化,同时不影响视频及音频传输、安全性、移动性或可靠性等方面的服务质量,还能最大限度地降低资本支出和运营支出,从而降低总体拥有成本(TCO)。
智能化、自适应的无线接入设备可以帮助解决这个问题,但还需要一种与过去根本不同的网络架构:需要在网络边缘提供比集中转发式星形模式更智能化的路由机制,这可以通过更智能的网络边界来实现,同时还需使用智能化、自适应的无线AP(Access Point)来分担控制器本身的一部分高层智能和功能。
分布式智能允许使用802.11n无线网络的接入点(AP),让更多的本地数据流在网络边缘上直接路由传送,而不是要先将该数据发送到中央的无线控制器,然后发送回来。它保留了整个无线局域网基础设施的优点,又增强了“节点”直接与优化路径上的其他节点联系的能力,甚至可以在提供全面安全和移动服务的同时,优先发送更关键的数据(如VoIP和视频数据)。
不过,不是每个802.11n的无线网络解决方案都能做到这样。它们在功能范围上相差很大。比如说,接入点与控制器之间的联系有多顺畅?需要多少个控制器?对功率有什么需求?系统的自我恢复能力如何?而一种适应能力更强、更可靠、更智能的无线网络架构必须考虑到诸如此类的因素,这种架构必须能充分利用网络的分布式智能,并充分发挥无线网络解决方案的价值,最终既能提供质量更好的体验,还能让有限的IT预算发挥最大的作用。
低成本和高可靠性
由于新一代AP拥有更高的智能,这些AP在网络出现故障时还能起到网桥的功能,以降低延迟。由于安全性对企业来说与可靠的网络覆盖和可用性一样重要,因此就有必要确保任何分布式架构都具有足够强大的应用识别能力,而且具有更强处理能力的AP可以在网络出现故障时保证在VoIP呼叫不掉线的情况下实现自我恢复,并确保分布式架构能够提供与集中星形结构同样的防火墙功能,以免影响服务质量。这有助于在网络出现故障时,除了可切换到后备的3G服务之外,还可以继续提供部分网络服务,而且继续遵循原来制订的QoS优先级、授权、安全策略、路由规则等。
网络边缘拥有更高的智能还可以节省IT预算,不仅是节省前期投资,也能节省后来长期的运营支出。在网络中添加802.11n的AP与添加更多控制器相比成本更低,因为安装具有更高智能的AP能够减少所需控制器的数量。由于前期投资与AP和中央控制器的数量以及传感器的成本有关,所以分布式网络智能再结合802.11n性能,就能在资本支出方面带来一定优势。比如,分布式网络智能所需的控制器与AP比功率要低得多,而功率更大的AP则可以覆盖更广泛的地区。现在借助分布式流量管理,单单一个中央控制器就能够监管数量多达八倍的AP。这就解放了控制器,让它可以关注大规模网络和安全策略管理以及其他服务,从而带来了更高效的架构。
另外,内置在AP中的传感器可以用来确保安全和帮助排查故障,从而消除了额外的安装和电力成本,如果单独安装建设一个传感器网络,无疑是需要额外成本的。而且,由于允许控制器进一步扩展,具有分布式智能的网络还能够实时排查故障和分析频谱,从而提高系统的可靠性,并降低维护成本。最佳的分布式智能解决方案甚至还拥有功耗管理这项能降低成本的功能,通过对AP的功耗进行优化,可以把功耗控制在以太网供电解决方案所常见的最大13瓦以下,从而节省用电成本。
这种网络架构还充分具有高效率的特点,借此同样能节省运营支出。因为要是没有合适的工具,运营支出很可能会在五年内超过成本支出。为了提供运营支出方面的优势,网络架构必须使用分布式智能,降低维修成本以及因网络停运给企业带来的损失。比如说,由于AP本身足够智能,能够识别虚拟局域网,所以没必要为了添加AP而重新设计网络的虚拟局域网。此外,遍布在整个网络中具有一定智能的AP大大方便了远程故障排查和高级的自我恢复功能。这种特性有助于带来最佳的802.11n性能,因为要是无线局域网架构不够智能,出现故障后无法自动恢复,就会导致支持成本增加。此时,唯一的办法就是每次出现故障后,派技术人员到现场去维修,这么做对于拥有众多分支机构的企业来说成本非常高昂。
简而言之,无线网络架构的未来有赖于这样的分布式智能:在不影响安全或服务质量的情况下,可以满足新型无线环境对性能的需求。虽然集中式的星形架构在有些时候可以为企业提供一个具有一定成本效益的802.11b/g解决方案,但是如果网络流量达到一定程度,它不但可能导致中央的控制器出现瓶颈,还带来了不可靠的用户体验,此时新一代网络架构将显示其优势。目前,整个行业正在积极酝酿采用一种更分布式的网络架构,以充分发挥802.11n无线网络具有的优点。
IEEE青年ICT大会聚焦前沿技术
新一代信息、计算和通信技术会给我们的生活带来哪些帮助?对经济又会有哪些影响?如何让搜索引擎能“看懂”图片?在日前举行的IEEE(国际电气电子工程师学会)2010年青年信息、计算和通信技术大会(简称IEEE YC-ICT 2010大会)上, IEEE主席Moshe Kam教授、中科院副秘书长谭铁牛研究员、中科院研究生院副院长王颖教授与来自国内外的110余名青年学者就上述问题以及其他前沿技术进行了探讨。
“IEEE YC-ICT”是IEEE在中国的首个针对青年学者(尤其是青年学子)的学术大会,旨在为向全球从事信息、计算、通信领域(以下简称“ICT”)研究的青年学子提供一个交流、展示的平台。今年是第二届,在中科院研究生院举行。本次大会以“计算智能让生活更美好”为主题,会议内容涵盖了物联网、无线网络与通信、遗传算法与神经网络、智能信息处理、智能数据分析、模式识别、智能计算、数据挖掘、信息安全等学术热点。大会共收到来自国内外10余个国家和地区的近300篇论文。
集中转发架构面临挑战
集中转发的星形网络架构的优点在于,通过无线控制器路由转发流量,并在无线控制器这一端实施安全。不过,随着网络流量的不断增长,控制器现在反而成了网络流量和安全的瓶颈。如果继续用传统的无线局域网解决方案来解决这个瓶颈,则意味着只能两者选一:要么新投入大量资金来购买额外的无线控制器和有线交换机,要么不得不大大降低服务质量和用户体验。
现在我们想向前进一步,我们需要“两者兼顾”,既要保证不增加太多投资又不降低服务质量,而且用户体验也不降低。总之,新的解决方案应该能够帮助用户充分利用其在无线网络(也就是802.11n)方面的现有投入,这种架构可以实现网络性能和数据流量的最大化,同时不影响视频及音频传输、安全性、移动性或可靠性等方面的服务质量,还能最大限度地降低资本支出和运营支出,从而降低总体拥有成本(TCO)。
智能化、自适应的无线接入设备可以帮助解决这个问题,但还需要一种与过去根本不同的网络架构:需要在网络边缘提供比集中转发式星形模式更智能化的路由机制,这可以通过更智能的网络边界来实现,同时还需使用智能化、自适应的无线AP(Access Point)来分担控制器本身的一部分高层智能和功能。
分布式智能允许使用802.11n无线网络的接入点(AP),让更多的本地数据流在网络边缘上直接路由传送,而不是要先将该数据发送到中央的无线控制器,然后发送回来。它保留了整个无线局域网基础设施的优点,又增强了“节点”直接与优化路径上的其他节点联系的能力,甚至可以在提供全面安全和移动服务的同时,优先发送更关键的数据(如VoIP和视频数据)。
不过,不是每个802.11n的无线网络解决方案都能做到这样。它们在功能范围上相差很大。比如说,接入点与控制器之间的联系有多顺畅?需要多少个控制器?对功率有什么需求?系统的自我恢复能力如何?而一种适应能力更强、更可靠、更智能的无线网络架构必须考虑到诸如此类的因素,这种架构必须能充分利用网络的分布式智能,并充分发挥无线网络解决方案的价值,最终既能提供质量更好的体验,还能让有限的IT预算发挥最大的作用。
低成本和高可靠性
由于新一代AP拥有更高的智能,这些AP在网络出现故障时还能起到网桥的功能,以降低延迟。由于安全性对企业来说与可靠的网络覆盖和可用性一样重要,因此就有必要确保任何分布式架构都具有足够强大的应用识别能力,而且具有更强处理能力的AP可以在网络出现故障时保证在VoIP呼叫不掉线的情况下实现自我恢复,并确保分布式架构能够提供与集中星形结构同样的防火墙功能,以免影响服务质量。这有助于在网络出现故障时,除了可切换到后备的3G服务之外,还可以继续提供部分网络服务,而且继续遵循原来制订的QoS优先级、授权、安全策略、路由规则等。
网络边缘拥有更高的智能还可以节省IT预算,不仅是节省前期投资,也能节省后来长期的运营支出。在网络中添加802.11n的AP与添加更多控制器相比成本更低,因为安装具有更高智能的AP能够减少所需控制器的数量。由于前期投资与AP和中央控制器的数量以及传感器的成本有关,所以分布式网络智能再结合802.11n性能,就能在资本支出方面带来一定优势。比如,分布式网络智能所需的控制器与AP比功率要低得多,而功率更大的AP则可以覆盖更广泛的地区。现在借助分布式流量管理,单单一个中央控制器就能够监管数量多达八倍的AP。这就解放了控制器,让它可以关注大规模网络和安全策略管理以及其他服务,从而带来了更高效的架构。
另外,内置在AP中的传感器可以用来确保安全和帮助排查故障,从而消除了额外的安装和电力成本,如果单独安装建设一个传感器网络,无疑是需要额外成本的。而且,由于允许控制器进一步扩展,具有分布式智能的网络还能够实时排查故障和分析频谱,从而提高系统的可靠性,并降低维护成本。最佳的分布式智能解决方案甚至还拥有功耗管理这项能降低成本的功能,通过对AP的功耗进行优化,可以把功耗控制在以太网供电解决方案所常见的最大13瓦以下,从而节省用电成本。
这种网络架构还充分具有高效率的特点,借此同样能节省运营支出。因为要是没有合适的工具,运营支出很可能会在五年内超过成本支出。为了提供运营支出方面的优势,网络架构必须使用分布式智能,降低维修成本以及因网络停运给企业带来的损失。比如说,由于AP本身足够智能,能够识别虚拟局域网,所以没必要为了添加AP而重新设计网络的虚拟局域网。此外,遍布在整个网络中具有一定智能的AP大大方便了远程故障排查和高级的自我恢复功能。这种特性有助于带来最佳的802.11n性能,因为要是无线局域网架构不够智能,出现故障后无法自动恢复,就会导致支持成本增加。此时,唯一的办法就是每次出现故障后,派技术人员到现场去维修,这么做对于拥有众多分支机构的企业来说成本非常高昂。
简而言之,无线网络架构的未来有赖于这样的分布式智能:在不影响安全或服务质量的情况下,可以满足新型无线环境对性能的需求。虽然集中式的星形架构在有些时候可以为企业提供一个具有一定成本效益的802.11b/g解决方案,但是如果网络流量达到一定程度,它不但可能导致中央的控制器出现瓶颈,还带来了不可靠的用户体验,此时新一代网络架构将显示其优势。目前,整个行业正在积极酝酿采用一种更分布式的网络架构,以充分发挥802.11n无线网络具有的优点。
IEEE青年ICT大会聚焦前沿技术
新一代信息、计算和通信技术会给我们的生活带来哪些帮助?对经济又会有哪些影响?如何让搜索引擎能“看懂”图片?在日前举行的IEEE(国际电气电子工程师学会)2010年青年信息、计算和通信技术大会(简称IEEE YC-ICT 2010大会)上, IEEE主席Moshe Kam教授、中科院副秘书长谭铁牛研究员、中科院研究生院副院长王颖教授与来自国内外的110余名青年学者就上述问题以及其他前沿技术进行了探讨。
“IEEE YC-ICT”是IEEE在中国的首个针对青年学者(尤其是青年学子)的学术大会,旨在为向全球从事信息、计算、通信领域(以下简称“ICT”)研究的青年学子提供一个交流、展示的平台。今年是第二届,在中科院研究生院举行。本次大会以“计算智能让生活更美好”为主题,会议内容涵盖了物联网、无线网络与通信、遗传算法与神经网络、智能信息处理、智能数据分析、模式识别、智能计算、数据挖掘、信息安全等学术热点。大会共收到来自国内外10余个国家和地区的近300篇论文。