OT81x8无线终端接入IMS3网络系统的DHCP部署方案
2018-08-31上海贝尔企业通信有限公司李宝霞
上海贝尔企业通信有限公司 李宝霞
1.前言
OT81x8无线终端是一系列使用无线wifi接入技术的无线终端，包括3款型号终端：8118/8128/8128SE。该终端一直使用USB底座式配置工具WINPDM作为配置管理工具。WINPDM是一款安装在Windows PC上的软件，需要安装驱动以及配合USB底座完成对终端的配置管理，并且一次只能配置一台终端，其功能单一性，对产品系统部署，市场拓展，售后维护管理方面都有很大的制约性。
IMS3（ Integrated Wireless Messaging and Services）网络系统是一个由ASCOM公司生产的基于LINUX平台的无线集成系统，集成了设备管理、告警、电话簿管理、短消息等功能，适用于多种无线终端。其有如下优点：(1)基于LINUX平台，系统稳定性和扩展性更好；(2)支持远程连接访问控制接口；(3)支持WEB访问接口，随时随地可以使用网络进行设备管理；(4)支持批量部署和远程配置管理；(5)适用于大型网络系统。
IMS3系统的各种优势突破了WINPDM工具安装繁琐，功能单一的局限性，非常满足81x8系列无线终端系统部署的需求，所以启动了该项目，并由本人来负责该项目的系统测试以及具体部署方案的实现。
2.OT81x8无线终端接入IMS3网络系统的DHCP动态部署方式
实际应用中，客户现场通常终端设备较多，常常数百台至上千台，逐台终端上手动进行IMS3 IP的配置方法不仅耗费大量的时间和人力，而且这种落后的部署方式已不能满足市场需求和客户的需求，必须寻找更加便捷高效的部署方式。
DHCP动态部署方式只需要在DHCP Server上进行相应Option配置，然后重启终端，即可获取DHCP Server上分发的信息。其数据分发的高效性能不受终端数量的限制，而且可以实现批量部署，大量节约时间和人力，且后期升级维护简单、替换信息成本低。DHCP动态部署方式完整的网络系统拓扑图如图1所示：
图1 81x8终端接入IMS3网络系统的DHCP动态部署拓扑图
图1 中列举了该方案实施所必需的设备，具体案例可以结合具体需求进行网络扩展。该方案系统架构拓扑图简述如下：
（1）OT81x8系列无线终端（8118/8128/8128SE）通过wifi（802.11系列协议）连接无线AP(AccessPoint)，AP通过有线线缆接入核心路由器。8118、8128属于NOE mode终端，使用NOE Protocol注册连接到OXE Call Server上。8128SE属于SIP mode终端，使用SIP Protocol注册连接到OXE Call Server上；
（2）OXE Call Server是终端实现注册、语音通信的呼叫中心服务器；
（3）IMS3设备通过有线线缆接入核心路由器。项目实施成功后，WINPDM工具将被IMS3设备所替代，仅供小规模部署、维护案例所使用；
（4）DHCP Server是该系统实现动态部署的关键设备，通过有线线缆接入核心路由器；
（5）Switch是该网络各子网之间实现互通的路由设备。
该项目部署实施过程中存在以下难点：
（1）OT81x8终端和AP（AccessPoint）无线系统以及WIN-PDM配置工具已稳定运行了很多年，IMS3网络系统要在不破坏现有网络系统布局的基础上完成有线系统和无线系统平滑对接。这要求技术人员对现有网络架构非常了解，并有较强的网络规划能力和路由配置能力；
（2）终端上实现的DHCP协议栈开发与测试均需要根据RFC2131、FC2132 和RFC1541协议标准来进行，对系统测试人员来说，项目准备前期需要花大量时间学习研究该协议，根据协议规范和系统需求来制定测试方案，撰写测试用例。针对以上难点，我制定了项目执行计划，分以下两步走：
2.1 首先，将IMS3网络系统和已有的AP无线系统连通
考虑到项目初期设备替换的顺利实现，先将IMS3设备和OT81x8终端规划到同一子网VLAN301中，将AP规划到另一子网VLAN304中，实现步骤如下：
(1)先将IMS3设备加入子网VLAN301，并将无线AP设备加入另一子网VLAN304。
交换机上具体配置命令如下：
setenv ipaddr/netmask/gatewayip 10.4.34.11 255.255.255.0 10.4.34.1
setenv ipaddr/netmask/gatewayip 10.4.31.11 255.255.255.0 10.4.31.1
vlan 301 enable name "IMS3_301"
vlan 304 enable name "AP304"
ip interface "IMS3_301" address 10.4.31.1 mask 255.255.255.0 vlan 301 ifindex 5
ip interface "AP304" address 10.4.34.1 mask 255.255.255.0 vlan 304 ifindex 8
vlan 301 802.1q 1/4 "TAG PORT 1/4 VLAN 301"
vlan 304 802.1q 1/4 "TAG PORT 1/4 VLAN 304"
vlan 301 802.1q 1/5 "TAG PORT 1/5 VLAN 301"
vlan 304 802.1q 1/5 "TAG PORT 1/5 VLAN 304"
(2)然后，在思科路由器上配置好VLAN 间路由，实现VLAN间通信：
ip helper per-vlan only
ip helper address 10.4.10.249 vlan 4
ip helper address 10.4.10.249 vlan 301
ip helper address 10.4.10.249 vlan 304
2.2 其次，实现DHCP Server上的OPTION配置，这是该项目部署的关键点和难点
在一个局域网中，通常有多种不同类型的终端设备，但只有一个DHCP Server。DHCP Server是通过终端的VCI（Vendor Class Identifier）也叫厂商标识来识别不同类型的终端。最初研发为三款终端设计的VCI均为alcatel.mipt.1，测试结果显示，8118/8128可以通过DHCP Offer顺利拿到IMS3的IP地址，和IMS3网络系统互通。但是8128SE仍然拿不到IMS3的IP地址。根据wireshark抓包分析对比，发现DHCP Server对这两种不同mode的终端 （8128SE为SIP mode，8118/8128为NOE mode）只通过VCI仍然不能进行完全区分，导致上述不能完全区分终端类型的问题。这就需要终端侧提供更多的信息给DHCP Server来提高这两种mode终端的区分度。经过跟软件架构师讨论，决定将8128SE SIP mode终端和8118/8128 NOE mode终端VCI厂商标识分开定义，并增加sub-option来增强这三款终端在两种mode下的区分度，如表1所示：
表1 终端2种mode下VCI及Sub-optiopn定义
根据以上定义，文章下面分2小节分别列出DHCP Server上的option具体配置方法以及wireshark抓取的DHCP报文。
2.2.1 DHCP Server上具体配置步骤
（1）在DHCP Server上，需要进行如下配置：
配置8118/8128 NOE mode的VCI(VendorClassIdentifier)：
点击IPV4节点，右键àDefine Vendor ClassesàAdd，添加8118/8128的VCI，然后点击IPV4节点，右键àDefine Predefined Options and valuesàAdd,添加VCI下一级suboption01和suboption02，分别用来标识NOE mode和IMS3 Server IP。之后点击Scope optionà右键，分别配置8118/8128 VCI下的suboption01和suboption02：如图2和图3所示：
图2 添加8118/8128 sub-option 01 of VCI
图3 添加8118/8128 sub-option 02 of VCI
另外，在无线AP和终端上还需要进行如下设置，才能完成整个DHCP部署方案：
（1）在无线AP 侧，需要进行如下配置：
①SSID: AWS-INIT；
②Security key: WPA-PSK / WPA2-PSK；
③WPA-PSK passphrase: AWS-INIT；
④2.4GHZ and 5GHZ channel are enabled.
（2）在终端（8118/8128/8128SE）侧，进入Admin菜单，需要进行如下配置:
①DHCP mode: On；
②802.11n channel settings:2.4GHZ；
③World mode regulatory domain: World mode (802.11d)；
④No SSID for any of the networks A-D is configured in the handset.2.2.2 终端DHCP网络报文信令图
最后，重启终端，附上wireshark抓取到的DHCP网络报文，8118/8128 DHCP 流程图如图4和图5所示：
图4 8118/8128 DHCP Discovery请求
图5 8118/8128收到 DHCP Server Offer
终端成功获取到IMS3 IP 地址后，界面上会弹出login，输入用户号码，即可与IMS3 Server上的设备管理模块实现数据同步。之后就可以通过网络登陆IMS3 WEB进行设备管理、远程配置升级、批量集中部署等。IMS3 WEB和终端之间的信息交互采用HTTP协议。IMS3 WEB 和终端管理界面如图6所示，图6中‘Synchronized‘表示终端和IMS3设备管理之间数据同步成功。
图6 IMS3 设备管理模块和终端数据同步成功界面
类似地，可以根据上述定义配置8128SE SIP mode的VCI以及suboption01 和suboption02,并启动DHCP流程。
3.结论
该项目从方案准备到系统部署完成，最后交付给客户使用历时大约1年。目前该系统已经交付给客户使用，其简单易用、功能强大、网络化的WEB控制界面受到客户良好使用反馈；高效的DHCP批量部署方式大大提升了产品部署效率,且售后维护操作流程简单易上手，可实现WEB远程管理。该部署系统提高了公司OT81x8无线wifi终端在同类产品中的市场竞争力，成为该终端系统部署的亮点所在。
