下一代訪問接入點(diǎn)創(chuàng)新性架構(gòu)

日益增長的需求要求無線接入點(diǎn)必須集成更豐富的功能，與此同時(shí)整個(gè)系統(tǒng)也變得愈加復(fù)雜。

為了解決這些需求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)師必須依賴硬件來實(shí)現(xiàn)某些功能例如專用的可編程分類、硬件隊(duì)列和QoS中間層優(yōu)化。相對(duì)基于軟件的實(shí)現(xiàn)方法這種方式能提供更優(yōu)越的性能，同時(shí)對(duì)于低功耗的客戶端效果更佳。

在本篇文章中我們向大家推薦一個(gè)極具創(chuàng)新性的架構(gòu)，將每個(gè)數(shù)據(jù)包的處理轉(zhuǎn)移到不同的OSI（開放式系統(tǒng)互連）通信層，因此這種這種架構(gòu)能夠提供更多的系統(tǒng)功能，并且降低功耗，使用PoE供電方式即可。

對(duì)于Wi-Fi AP來說Wi-Fi模塊提供數(shù)據(jù)采集功能，同時(shí)也是擴(kuò)展上述功能最好的部署位置。它能夠滿足性能需求、消除不必要的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)（數(shù)據(jù)隧道），同時(shí)提供統(tǒng)一的規(guī)范架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)必備的QoS服務(wù)，縮短低功耗客戶端的延遲。這款架構(gòu)非常適合在單無線LAN模塊上實(shí)現(xiàn)同步雙頻（由Ensigma RPUs提供技術(shù)支持）或者支持兩個(gè)不同規(guī)格的無線LAN網(wǎng)卡：2.4GHz和5GHz。

防火墻和QoS服務(wù)規(guī)范在1Gbps的數(shù)據(jù)包通信速率情況要嚴(yán)格遵守執(zhí)行，與此同時(shí)防火墻的規(guī)則還可能根據(jù)客戶端的特性進(jìn)行市場(chǎng)的調(diào)整等。

Imagination提供Ensigma網(wǎng)絡(luò)處理單元（NPU）和無線處理單元（RPU）來滿足數(shù)據(jù)包處理和基帶功能需求，在無線LAN（局域網(wǎng)）方式下提供有線網(wǎng)絡(luò)的體驗(yàn)感。

對(duì)于不斷增加的功能和復(fù)雜性，在網(wǎng)絡(luò)接入點(diǎn)（AP）采用專用的硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)包處理能夠提供更優(yōu)越的性能，并且將主處理器從網(wǎng)絡(luò)功能中移除，根據(jù)上述的架構(gòu)規(guī)范實(shí)現(xiàn)快速路徑分配，從而滿足計(jì)算性能的需求。

以下是與現(xiàn)在解決方案不同的幾個(gè)必需的網(wǎng)絡(luò)功能：

內(nèi)聯(lián)分類

數(shù)據(jù)包需要在內(nèi)部進(jìn)行分類而不需要載傳輸?shù)紻DR內(nèi)存中，DDR內(nèi)存的帶寬是非常寶貴的稀缺資源。由于不同的要求和可能改變的部署方式/特性/標(biāo)準(zhǔn)因此分類算法需要是可編程的。因此一個(gè)多核可編程引擎是在合適不過了。

這就允許分類器不僅能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)規(guī)則/設(shè)置，同時(shí)也支持動(dòng)態(tài)的流程：
? DPI（深度包檢測(cè)技術(shù)）
? 數(shù)據(jù)包狀態(tài)全面檢測(cè)
? 數(shù)據(jù)包內(nèi)容窺探
? 對(duì)于L3路由除IGMP外支持OSPF等
? 應(yīng)用層級(jí)的網(wǎng)關(guān)

硬件輔助的QoS

正如前面所提到的，基于處理器或者軟件的QoS從實(shí)現(xiàn)角度來看是需要大量指令的，也不是最佳的方法，尤其是在網(wǎng)絡(luò)上又大量消息對(duì)流阻塞的情況下。為了提供企業(yè)級(jí)的QoS，每個(gè)STA隊(duì)列都必須有獨(dú)立的AC，這樣才不會(huì)導(dǎo)致不同STA之間的阻塞，同時(shí)還要借助專用硬件來限制所有STAs間的帶寬（GUEST SSID包含的所有STAs）。為了能夠在這個(gè)粒度實(shí)現(xiàn)速度限制，一個(gè)三層的消息隊(duì)列且每層都有速率調(diào)節(jié)功能是必備的。
? 每個(gè)AC層
? 每個(gè)STA層
? 端口層

分層隊(duì)列和每個(gè)AC/STA隊(duì)列都支持視頻和聲音同步。例如輪詢/順序隊(duì)列的權(quán)重、token生成和最大計(jì)數(shù)器等參數(shù)都是動(dòng)態(tài)變化的，這主要和速率適配以及應(yīng)用屬性有關(guān)。

Wi-Fi還有另一個(gè)特性，在共享介質(zhì)中是半雙工的，在兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸方向上帶寬的分配是合在一起計(jì)算的。當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包從某個(gè)站點(diǎn)（AC節(jié)點(diǎn)）被接收后，所占用的數(shù)據(jù)量會(huì)從速率分配器（AC+STA）中減掉。最后要說的是分類功能的實(shí)現(xiàn)是雙方向的。

有了這個(gè)方案后就可以非常容易的在眾多STAs之間控制和提供可靠的QoS服務(wù)，規(guī)則如下：
? 客戶端總數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)1Mbps
? 特定用戶優(yōu)先權(quán)
? 可配置的VoWi-Fi路線分類和優(yōu)先級(jí)

頻譜分析

這個(gè)特性要求AP（無線接入點(diǎn)）能夠檢測(cè)和報(bào)告非Wi-Fi干擾、藍(lán)牙、視頻監(jiān)視器、無繩電話和微波。通常預(yù)期的功能包括：
? 對(duì)干擾源進(jìn)行分類（微波、藍(lán)牙等）
? 提供UI來顯示實(shí)時(shí)信號(hào)
? 實(shí)時(shí)的FFT圖表——顯示每個(gè)頻率范圍的能量等級(jí)
? FFT占空比圖表——顯示干擾設(shè)備的占空比
? 檢測(cè)和展示是否有調(diào)頻現(xiàn)象

除了Wi-Fi接口，AP（接入點(diǎn)）還需要檢測(cè)和報(bào)告其他Wi-Fi BSSs是否在規(guī)定的頻帶或者頻帶列表運(yùn)行以及它們的占用率和利用率。