云园区网络赋能：解锁无线空口资源潜力

什么是无线空口？

“无线空口”（Wireless Air Interface），通常简称为“空口”，是无线通信系统中，用户设备与基站之间通过无线电波进行信息传输的接口规范的总称。你可以把它理解为移动设备（如手机、平板、物联网设备）和网络基站（如蜂窝基站、Wi-Fi路由器）之间“看不见的数据高速公路”。它定义了信号如何在空中“行走”的规则。

什么是无线空口资源？

“空口资源”指的是在无线通信系统的空口（Air Interface）上，可供基站分配给用户设备（UE）用于传输数据的有限且宝贵的物理层传输资源。你可以把它理解为无线通信系统中“看不见的频谱高速公路上的车道、通行时间和通行证”。

由于无线频谱是稀缺、共享且易受干扰的公共资源，基站必须高效、公平、动态地管理和分配这些空口资源，才能让多个用户同时进行可靠、高速的通信。

无线空口资源管理是移动通信系统的核心挑战之一。随着用户数量、业务类型和性能需求的爆炸式增长，有限的无线资源（频率、时间、空间、码字）面临前所未有的压力。以下是当前及未来无线空口资源面临的主要挑战。

空口资源的双重挑战：有限性与分配策略

• 频谱稀缺性：高频段带宽大但覆盖弱，低频段覆盖广但容量低，需通过国际协调与授权实现平衡。
• 资源分配效率：用户并发冲突、终端距离AP过远等问题会导致信号衰减和吞吐量下降。Wi-Fi 6的OFDMA、MU-MIMO等技术正是通过优化空口资源分配提升性能。

空口利用率：衡量无线网络效能的关键

空口利用率指空口承载有效数据的比例，常规企业场景下50%为合理阈值。提升利用率需多管齐下：

• 优化AP信道规划与负载均衡
• 减少广播/组播报文对资源的占用
• Probe Request 帧：由无线客户端发送，用于主动扫描周围的无线网络。也就是终端搜索信号的过程;
• Probe Response 帧：由 AP 回应客户端的 Probe Request 帧，提供网络的具体信息。AP 响应中断的过程。达到负载也可能在这个环节拒绝终端的连接请求
• DHCP 广播报文：设备通常通过 DHCP 协议获取 IP 地址 Discover、Offer、Request 和 ACK 报文都是广播报文，用于在无线网络中分配 IP 地址
• ARP 广播报文：ARP (地址解析协议)广播报文用于将IP地址解析为 MAC 地址。在无线网络中， ARP 广播报文会占用空口资源，尤其是在设备较多的场景中
• 组播报文：通常用于向多个设备发送相同的数据，如视频流或音频流，组播报文在无线空口以低速发送，且没有 ACK 机制保障，因此可能会占用较多的空口资源
• 广播数据报文：如某些网络管理协议或服务发现协议(如 mDNS )会通过广播方式发送数据

“减法思维”重构网络

通过引入云网中的先进理念和开放网络技术，云园区网络构造了一个全三层无广播的新一代云园区网络，从多维度节省了宝贵的无线空口资源，同时也降低整网的带宽波动和资源消耗、让网络更快更稳更安全。

• 广播丢弃：终端发出的广播报文，除了 ARP 等协议报文会上送至交换机 CPU 处理，其余广播报文会被丢弃；此举同时也隔离了发生在终端间的二层广播攻击，让网络更安全
• 网关ARP代理：Leaf 层设备开启 ARP 代理(代答)功能，使用自身MAC地址快速对终端的请求完成代理，终端的访问均由网关转发，进一步抑制广播在网络中的传播（从连接终端的接口向上都是三层）。交换机不再进行大量广播泛洪动作，减低相关场景因为广播带来的资源消耗，进一步提升业务转发效率
• ARP-TO-HOST：凭借 ARP-TO-HOST 能力，交换机将 ARP/NDP 表项转换为精确路由条目后进行路由转发
• DHCP中继：终端的 DHCP 交互均通过交换机以单播形式代理转发，中继到 DHCP Server
• 严格转发：AP 上使能严格转发，无线侧接口到的除组播报文外的所有报文均转发至上行口，避免无线侧的终端在 AP 上直接互访学习到终端真实的 MAC 地址，降低被攻击的风险
• 广播转单播：AP 将从上行接口接收到的广播报文，查找本地的 IP 地址和 MAC 地址对应关系转换为单播报文，减少大量广播报文对空口资源的占用。如果终端不是直接连接在该 AP 下，就不再转发该报文，避免资源浪费

无线空口资源是无线通信系统中最核心、最宝贵的物理层传输能力。基站的调度器就像一个精明的“空中交通管制员”，不断地在频率、时间、空间（甚至码字）这几个维度上切割、组合、动态分配这些资源块，指挥着无数用户设备的数据流在看不见的空中高速路上有序、高效、可靠地穿梭。你手机上网的快慢、通话的清晰度，都直接取决于基站是否能为你分配合适、充足的“空口资源块”。