目  录

1 WLAN QoS

1.1 WLAN QoS简介

1.1.1 WMM协议

1.1.2 SVP协议

1.1.3 协议规范

1.2 配置WLAN QoS

1.2.1 配置WMM

1.2.2 配置高优先级队列的SVP映射功能

1.3 WLAN QoS显示和维护

1.4 WLAN QoS典型配置举例

1.4.1 WMM基本服务配置举例

1.4.2 CAC服务配置举例

1.4.3 SVP映射配置举例

1.4.4 流区分配置举例

1 WLAN QoS

1.1  WLAN QoS简介

802.11网络提供了基于竞争的无线接入服务，但是不同的应用需求对于网络的要求是不同的，而原始的网络不能为不同的应用提供不同质量的接入服务，所以已经不能满足实际应用的需要。

IEEE 802.11e为基于802.11协议的WLAN体系添加了QoS功能，这个协议的标准化时间很长，在这个过程中，Wi-Fi组织为了满足不同WLAN厂商对QoS的需求，定义了WMM（Wi-Fi Multimedia，Wi-Fi多媒体）协议。WMM协议用于保证优先发送高优先级的报文，从而保证语音、视频等应用在无线网络中有更好的服务质量。

目前WLAN QoS支持WMM协议和SVP协议。

1.1.1  WMM协议

1. 基本概念

(1)     EDCA

EDCA（Enhanced Distributed Channel Access，增强的分布式信道访问）是WMM定义的一套信道竞争机制，有利于高优先级的报文享有优先发送的权利和更多的带宽。

(2)     AC

AC（Access Category，接入类），WMM定义了四种接入类型，相应的有各自的优先级队列，这些队列按优先级从高到低的顺序分为AC-VO（语音队列）、AC-VI（视频队列）、AC-BE（尽力而为队列）、AC-BK（背景队列）。越高优先级队列中的报文，抢占信道的能力越强。

(3)     CAC

CAC（Connect Admission Control，连接准入控制）用来限制能使用高优先级队列（AC-VO和AC-VI队列）的客户端个数，从而保证已经使用高优先级队列的客户端能够有足够的带宽。

(4)     U-APSD

U-APSD（Unscheduled Automatic Power-save Delivery，非调度自动节能发送）是WMM定义的一种新的节能处理方式，可以进一步提升客户端的节能能力。

2. 协议概述

在802.11协议中DCF（Distributed Coordination Function，分布式协调功能）规定了AP和客户端使用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，载波监听/冲突避免）接入方式。在占用信道发送数据前，AP或客户端会监听信道。当信道空闲时间大于或等于规定的空闲等待时间，AP或客户端在竞争窗口范围内随机选择退避时间进行退避。最先结束退避的设备竞争到信道。在802.11协议中，由于所有设备的空闲等待时间、竞争窗口都相同，所以整个网络中设备的信道竞争机会相同。

WMM协议通过对802.11协议进行改进，改变了整个网络完全公平的竞争方式，将BSS（Basic Service Set，基本服务集）内的数据报文分为4个AC，高优先级AC中的报文占用信道的机会大于低优先级AC中的报文，从而使不同的AC获得不同级别的服务。

3. EDCA参数

WMM协议对每个AC定义了一套信道竞争EDCA参数，EDCA参数的含义如下所示。

·     AIFSN（Arbitration Inter Frame Spacing Number，仲裁帧间隙数）：在802.11协议中，空闲等待时长（DIFS）为固定值，而WMM针对不同AC配置退避前需要等待的时隙，AIFSN数值越小，用户的空闲等待时间越短，即高优先级AC具有较高的信道竞争机会。AIFSN为图1-1中AIFS时间段。

·     ECWmin（Exponent form of CWmin，最小竞争窗口指数形式）和ECWmax（Exponent form of CWmax，最大竞争窗口指数形式）：决定了平均退避时间值。这两个数值越大，用户的平均退避时间越长。通过这两个值计算图1-1中Backoff slots时间段。

·     TXOP Limit（Transmission Opportunity Limit，传输机会限制）：用户每次竞争成功后，可占用信道的最大时长。这个数值越大，用户一次能占用信道的时长越大。如果是0，则每次占用信道后只能发送一个报文。

图1-1 WMM为每个AC赋予不同的信道竞争参数

4. CAC准入策略

CAC的基本原理是保证只有已经获得批准的客户端才能使用高优先级的AC，获得需要的带宽，否则只能使用低优先级的AC。

CAC将各种传输报文分为两类：实时传输流（需要CAC控制的流，包括AC-VO和AC-VI）和普通数据流（不需要CAC控制的流，包括AC-BE和AC-BK）。

如果客户端需要使用高优先级的AC，则需要进行请求，AP按照如下介绍的算法，计算是否允许客户端使用高优先级AC，并将结果回应给客户端。

·     基于信道利用率的准入策略：计算单位时间内所有已接入的高优先级AC占用信道的时间百分比，以及请求以高优先级接入的AC占用信道的时间百分比，二者相加，如果小于或等于用户配置的最大信道占用时间百分比，则允许AC以请求的优先级接入。否则，拒绝其使用请求的高优先级AC。

·     基于用户数量的准入策略：如果高优先级AC中客户端数量加上请求接入的客户端，小于或等于用户配置的该高优先级AC的最大用户数，则允许客户端的请求。否则，拒绝其使用请求的高优先级AC。

当单独或同时指定队列AC-VO、AC-VI的流量开启CAC功能时，如果客户端申请AC失败，设备会根据客户端携带的优先级字段，对其进行降级至AC-BE处理。

5. U-APSD节能模式

U-APSD是对传统节能模式的改进。在这种机制下，客户端不再定期监听Beacon帧，而是由客户端决定何时到AP上获取缓存报文。对于客户端的一次请求，AP可以发送多个缓存报文给客户端，该机制显著改善了客户端的节能效果。

开启WMM功能后，就自动开启U-APSD节能模式。

6. ACK策略

ACK策略有两种：Normal ACK和No ACK。

·     Normal ACK策略：对于每个发送的单播报文，接收者在成功接收到报文后，都要回复ACK进行确认。

·     No ACK（No Acknowledgment）策略：在无线报文交互过程中，不使用ACK报文进行接收确认。在通信质量较好、干扰较小的情况下，No ACK策略能有效提高报文传输效率。但是，在通信质量较差的情况下，如果使用No ACK策略，则会造成丢包率增大的问题。需要注意的是，对于802.11n客户端发送的A-MPDU报文，配置的No ACK不起作用。

1.1.2  SVP协议

SVP（SpectraLink Voice Priority，SpectraLink语音优先级）是SpectraLink公司为向语音通话提供QoS保障而设计的语音优先协议。

1.1.3  协议规范

·     802.11e-2005, Amendment 8: Medium Access Control (MAC) Quality of Service Enhancements, IEEE Computer Society, 2005

·     Wi-Fi, WMM Specification version 1.1, Wi-Fi Alliance, 2005

1.2  配置WLAN QoS

1.2.1  配置WMM

1. 开启WMM功能

表1-1 开启WMM功能

2. 配置射频的EDCA工作参数

表1-2 配置射频的EDCA工作参数

表1-3 射频的EDCA工作参数缺省值

3. 配置射频和客户端的协商参数（AC-BE或AC-BK）

表1-4 配置射频和客户端的协商参数（AC-BE或AC-BK）

表1-5 射频和客户端的协商参数的缺省值（AC-BE或AC-BK）

4. 配置射频和客户端的协商参数（AC-VO或AC-VI）

表1-6 配置射频和客户端的协商参数（AC-VO或AC-VI）

表1-7 射频和客户端的协商参数的缺省值（AC-VO或AC-VI）

5. 配置信任的报文优先级类型和端口优先级

没有配置信任的报文优先级类型时，设备信任端口优先级，使用端口优先级进行优先级映射。

表1-8 配置信任的报文优先级类型和端口优先级

1.2.2  配置高优先级队列的SVP映射功能

SVP（SpectraLink Voice Priority，SpectraLink语音优先级）是SpectraLink公司为向语音通话提供QoS保障而设计的语音优先协议。

SVP映射是指将IP头中Protocol ID为119的SVP报文放入指定的AC-VI或AC-VO队列中，保证SVP报文比其他数据报文具有更高的优先级。SVP报文不需要进行随机退避，所以当对应AC-VI或AC-VO队列中只有SVP报文时，可以将ECWmin和ECWmax均设置为0。

没有进行高优先级队列的SVP映射时，SVP报文将进入AC-BE队列。

表1-9 配置高优先级队列的SVP映射功能

1.3  WLAN QoS显示和维护

在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示配置后WLAN QoS的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

在用户视图下执行reset命令可以清除WLAN QoS服务的统计信息。

表1-10 WMM显示和维护

1.4  WLAN QoS典型配置举例

1.4.1  WMM基本服务配置举例

1. 组网需求

在FAT AP上启用WMM功能，使FAT AP和客户端在发送流量时能够区分业务优先级。

2. 组网图

图1-2 WMM基本服务配置组网图

3. 配置步骤

# 配置服务模板，SSID为market。

<FAT AP> system-view

[FAT AP] wlan service-template market

[FAT AP-wlan-st-market] ssid market

[FAT AP-wlan-st-market] service-template enable

[FAT AP-wlan-st-market] quit

# 将无线服务模板market绑定到WLAN-Radio 0/0接口上。

[FAT AP] interface wlan-radio 0/0

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] undo shutdown

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] service-template market

# 开启WMM功能。

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] wmm enable

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] quit

4. 验证配置

# 完成以上配置后，可通过如下显示命令查看WMM射频的统计信息。

[FAT AP] display wlan wmm radio

Radio : 1

 Client EDCA updates : 0

 QoS mode   : WMM

 WMM status : Enabled

 Radio max AIFSN     : 0           Radio max ECWmin : 0

 Radio max TXOPLimit : 0           Radio max ECWmax : 0

 CAC information

 Clients accepted                  : 0

  Voice                            : 0

  Video                            : 0

 Total request medium time(μs)      : 0

  Voice(μs)                        : 0

  Video(μs)                        : 0

Calls rejected due to insufficient resources    : 0

Calls rejected due to invalid parameters        : 0

Calls rejected due to invalid medium time        : 0

Calls rejected due to invalid delay bound        : 0

Radio : 2

 Client EDCA updates : 0

 QoS mode   : WMM

 WMM status : Enabled

 Radio max AIFSN     : 15         Radio max ECWmin : 10

 Radio max TXOPLimit : 32767      Radio max ECWmax : 10

 CAC information

 Clients accepted                : 0

  Voice                          : 0

  Video                          : 0

 Total request medium time(μs)    : 0

  Voice(μs)                      : 0

  Video(μs)                      : 0

 Calls rejected due to insufficient resources  : 0

 Calls rejected due to invalid parameters      : 0

 Calls rejected due to invalid medium time      : 0

 Calls rejected due to invalid delay bound      : 0

1.4.2  CAC服务配置举例

1. 组网需求

要求使用基于用户数量的准入策略，允许10个客户端和FAT AP建立AC-VO和AC-VI的业务流，保证使用高优先级AC-VO和AC-VI队列的客户端能够有足够的带宽保证。

2. 组网图

图1-3 CAC服务配置组网图

3. 配置步骤

# 配置服务模板，SSID为market，并开启服务模板。

<FAT AP> system-view

[FAT AP] wlan service-template market

[FAT AP-wlan-st-market] ssid market

[FAT AP-wlan-st-market] service-template enable

[FAT AP-wlan-st-market] quit

# 将无线服务模板market绑定到WLAN-Radio 0/0接口上。

[FAT AP] interface wlan-radio 0/0

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] undo shutdown

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] service-template market

# 开启WMM功能，启动AC-VO和AC-VI优先级CAC功能，并配置CAC功能启动基于客户端数的准入策略，客户端数为10。

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] wmm enable

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] edca client ac-vo cac enable

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] edca client ac-vi cac enable

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] cac policy client 10

4. 验证配置

如果使用高优先级AC的客户端数量加上请求接入的客户端，小于或等于配置的高优先级AC的最大客户端数（本例中为10），则允许客户端接入其请求的高优先级AC。

1.4.3  SVP映射配置举例

1. 组网需求

要求FAT AP将SVP报文放到AC-VO队列，将FAT AP的AC-VO队列的ECWmin和ECWmax参数设置为0。

2. 组网图

图1-4 SVP映射配置组网图

3. 配置步骤

# 配置服务模板，SSID为market，并开启服务模板。

<FAT AP> system-view

[FAT AP] wlan service-template market

[FAT AP-wlan-st-market] ssid market

[FAT AP-wlan-st-market] service-template enable

[FAT AP-wlan-st-market] quit

# 将无线服务模板market绑定到WLAN-Radio 0/0接口上。

[FAT AP] interface wlan-radio 0/0

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] undo shutdown

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] service-template market

# 开启WMM功能，配置将SVP报文放到AC-VO队列。

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] wmm enable

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] svp map-ac ac-vo

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] edca client ac-vo ecw ecwmin 0 ecwmax 0

4. 验证配置

一个非WMM客户端上线，发送SVP报文，SVP报文会从指定的AC-VO队列转发。

1.4.4  流区分配置举例

1. 组网需求

FAT AP将Client发送的802.11报文，经过端口优先级映射后，放入AC-VO队列。

2. 组网图

图1-5 流区分配置组网图

3. 配置步骤

# 配置服务模板，SSID为market，并开启服务模板。

<FAT AP> system-view

[FAT AP] wlan service-template market

[FAT AP-wlan-st-market] ssid market

[FAT AP-wlan-st-market] service-template enable

# 配置端口优先级映射，将Client侧发送的802.11报文，优先级变为7。

[FAT AP-wlan-st-market] qos priority 7

[FAT AP-wlan-st-market] quit

# 将无线服务模板market绑定到WLAN-Radio 0/0接口上。

[FAT AP] interface wlan-radio 0/0

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] undo shutdown

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] service-template market

# 开启WMM功能。

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] wmm enable

[FAT AP-WLAN-Radio0/0] quit

4. 验证配置

# 完成以上配置后，在AP上使用terminal monitor命令允许日志输出到当前终端、使用terminal debugging命令开启当前终端对调试信息的显示功能、使用debugging wlan wmm all命令打开wmm所有报文调试信息开关，而后在客户端上使用ping命令测试Client与Switch的连通性。最终可查看到上行报文（AP收到的从客户端发来的报文）的优先级更改为7，而下行报文（经由AP发送给客户端的报文）不会修改优先级。