CAPWAP隧道技术白皮书

CAPWAP白皮书一、CAPWAP简介：CAPWAP协议目前仍属于IETF-RFC草案，全称：ControlAndProvisioningofWirelessAccessPointProtocol（无线接入点控制与配置协议），该协议用于无线终端接入点（WTP）和无线网络控制器（AC）之间的通信交互，实现了对于AC关联的所有WTP的控制管理和数据转发。目前，CAPWAP通信数据类型总体上可以分为两类：CAPWAP控制隧道中传输的CAPWAP控制报文CAPWAP数据隧道中传输的CAPWAP数据报文目前CAPWAP功能的实现都是基于3层网络传输模式下，即所有的CAPWAP报文都被封装成UDP报文格式在IP网路中传输，而CAPWAP隧道就是由AC的接口IP地址和WTP的IP地址来维护的。注：此文档对CAPWAP的讨论基于CAPWAP-IETFDraft10二、CAPWAP隧道建立本文档将详细介绍CAPWAP控制隧道和数据隧道的建立过程，以及CAPWAP控制报文和数据报文帧格式。图一、CAPWAP隧道建立框架图其中WTP和AC处在不同网段：AC接口IP：192.168.1.17WTP1IP：192.169.10.12WTP2IP：220.200.20.36WTP3IP：10.39.35.40STAIP：192.168.20.88AC与WTPs之间建立起两条通信隧道用于数据处理和转发，下面分别介绍两条CAPWAP隧道三、CAPWAP状态机图二、CAPWAP状态机流程图A0IdleA0DiscoveryaA0DTLSsetupA0AuthorizeA0JoinA0configureA0DatacheckA0RunA1ResetA1ImageDataA1DTLSTDA0DTLSconnectA1sulkingjfhnqtuxyrxbdegmzwkpvso3245图二从整体上演示了CAPWAP建立控制隧道和数据隧道的整体流程：DiscoveryJoin(ImageData)ConfigurationDatacheckRun其中AC与WTP在Join状态建立控制隧道，在Datacheck状态建立数据隧道下面通过控制隧道建立进一步描述CAPWAP状态机的切换四、CAPWAP控制隧道图三、CAPWAP控制报文帧结构（1）（2）图三（1）为CAPWAP控制报文的Discovery帧结构，由于它完成的是查找现有AC的过程，此时控制隧道还未建立，所以它是所有控制报文中唯一非加密数据报文图三（2）为CAPWAP控制报文帧格式，由于控制隧道是DTLS链接，所以所有CAPWAP控制报文都会被封装在DTLS中，保证控制隧道的安全，其中ControlHeader用来描述该报文的作用，MessageElement则是实现控制配置目的的参数图四、CAPWAP控制隧道建立交互流程图1、Discovery状态该状态是一个WTP发现可关联AC的过程，在前期WTP可以通过1）读取静态配置文件中ACIP列表2）通过DNS域名解析3）DHCP返回ACIP列表4）广播等方式发送Discoveryrequest，查找当前可关联的AC，当AC收到Discoveryrequest，会发送Discoveryresponse作为响应。2、Join状态该状态是AC与WTP建立控制通道的交互过程，并在此交互过程中，AC检查WTP当前版本，如果WTP的版本无法与AC要求的相匹配，WTP和AC会进入ImageData状态做固件升级，来更新WTP版本；如果WTP版本符合要求，则进入configuration状态3、ImageData状态ImageData状态是AC对WTP升级的过程，以便WTP的版本可正常关联AC4、Configuration状态该状态用于做WTP的现有配置和AC设定配置的匹配检查，WTP发送configurationrequest到AC，里面包含现有WTP配置，当WTP当前配置与AC要求不符实，AC会通过configurationresponse通知WTP，WTP根据response内容对自身配置做重新设置。5、Run状态当WTP进入Run状态，说明WTP与AC的控制和数据通道建立已成功，用户可根据需要，对指定的WTP做配置设置，如创建WLAN、Channel设置、Txpower设置等等，并可实时监控WTP的运行状态。五、CAPWAP数据隧道图五、CAPWAP数据帧格式（1）（2）图五（1）为非加密的CAPWAP数据报文格式，由于它是非加密的，所以这种数据报文只能应用在wirelesspayload内的无线帧已做过安全加密的基础之上，如（WEP、802.1X、WPA等等）具体内容请参看WLAN身份验证和数据加密白皮书。图五（2）为加密CAPWAP数据报文帧格式，由于这种数据隧道是建立在DTLS基础之上的，所以安全性和保密性更高。通过CAPWAP数据隧道，上网用户的无线数据在WTP中被封装在CAPWAP数据报文里提交AC，AC负责实现用户的数据转发。综述：AC通过使用CAPWAP协议与WTP建立控制、数据隧道，可以有效解决公司、企业、工厂、学校、医院等的复杂环境下网络难于管理和布置，上网安全性低，对周边网络环境影响抵抗差，预防网络攻击能力不足，接入用户统计管理难等等一系列问题，是当前大中小型企业以及复杂环境下提供上网服务的完美解决方案