CAPWAP协议系统实现技术研究

论文摘要

无线局域网(WLAN)由于其组网方便、灵活、价格低廉等特点,已经被广泛使用于家庭、企业、机场、学校等场所。而为了实现大范围区域的无线网络覆盖必须部署大量AP(无线接入点),按照传统方法对AP逐个升级软件、设置功率等管理工作,会给企业和用户带来高昂的维护成本。于是采用AC(无线控制器)来管理多个AP的集中式无线组网技术应运而生,它可有效降低维护成本,提升无线服务质量。为了促使AP和AC之间的通信协议规范标准化,IETF起草了CAPWAP协议。基于CAPWAP协议的无线组网技术是大规模无线组网环境的最佳选择, CAPWAP技术已成为目前网络协议的研究热点,也是本文的主要研究内容。本文从CAPWAP协议系统通信架构入手,在研究相关网络开源代码的基础之上,仔细分析CAPWAP的报文特征和运行原理,提出了适于当前产品的CAPWAP协议系统设计方案。系统采用向上兼容的设计思想,实现了LWAPP协议和CAPWAP协议的兼容,使产品现有用户不用更新硬件设备而仅通过更新软件就可实现升级;针对厂商所需的产品个性化的定制需求,设计了VENDORTLV模块,可实现厂商的私有功能。同时预留接口,便于后续功能的扩展;自主设计了双机制隧道保活机制,使隧道在复杂网络环境下可保持较好的稳定性;针对系统可能遭受报文分片攻击的安全隐患,构建了报文分片攻击模型,并提出了系统预防策略,最后设计实现了对应算法,有效的提高了系统安全性。本文最后给出了CAPWAP协议系统的测试结果与分析,测试数据表明该系统完全满足设计要求。目前该系统已成功应用在某通信公司的设备上,具有广泛的应用前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 论文中主要英文缩写与中文对照表
• 1 绪论
• 1.1 无线局域网概述
• 1.2 无线局域网网络架构
• 1.3 CAPWAP 协议的提出及发展
• 1.4 本文研究内容
• 2 CAPWAP 协议相关概念与技术
• 2.1 CAPWAP 的报文
• 2.2 CAPWAP 状态机
• 2.3 CAPWAP 的隧道保活机制
• 2.4 CAPWAP 的802.11 无线Banding 协议
• 2.5 本章小结
• 3 CAPWAP 协议系统方案设计
• 3.1 CAPWAP 最小功能系统设计
• 3.2 系统模块划分
• 3.3 BASE 模块设计
• 3.4 基本功能模块设计
• 3.5 内核模块设计
• 3.6 中间层模块设计
• 3.7 VENDORTLV 模块设计
• 3.8 本章小结
• 4 “双机制”隧道保活模块设计与实现
• 4.1 问题描述
• 4.2 增加流量探测机制
• 4.3 “双机制”协同工作的设计与实现
• 4.4 本章小结
• 5 防御报文分片攻击模块设计与实现
• 5.1 CAPWAP 分片报文的安全隐患
• 5.2 分片攻击模型分析
• 5.3 分片攻击的预防策略
• 5.4 数据结构设计
• 5.5 算法设计
• 5.6 本章小结
• 6 系统测试与结果分析
• 6.1 系统功能测试
• 6.2 防分片攻击功能测试
• 6.3 本章小结
• 7 总结及展望
• 7.1 工作总结
• 7.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间的主要成果
• 附录2 相关项目结题证明