У цій статті ми навчимося створювати єдину безшовну WiFi-мережа на роутерах MikroTik / Мікротік. Де це може стати в нагоді? Наприклад, в різного роду кафе або готелях, де одного wi-fi роутера недостатньо для покриття всіх приміщень і доступу в інтернет, а з великим кількість точок доступу постійно виникають різного роду проблеми: на ноутбуках постійно пропадає з'єднання, а мобільні пристрою не перемикаються самостійно на найближчу точку доступу.
Вирішення цієї ситуації - безшовний роумінг WiFi мережі або handover, який ми можемо отримати завдяки функціоналу CapsMan з декількох роутерів Мікротік, один з яких буде контролером WiFi, а решта - точками доступу, керовані цим контролером.
Перше, що потрібно зробити - це оновитися до останньої версії ПО. Прошивку можна завантажити на офіційному сайті. Далі, зайшовши в інтерфейс MikroTik, перетягуємо її в розділ Files і перенавантажуємо роутер. Разом з прошивкою так само потрібно завантажити пакет Wireless CAPs MAN, перетягнути в той же місце і перевантажитися. Після проведених дій можна переходити до налаштування.
Почнемо з контролера. Відкриваємо розділ CAPsMAN, натиснувши відповідну кнопку в головному меню. У вкладці Interfaces тиснемо кнопку Manager (включаємо режим контролера) і в вікні ставимо галочку Enable, зберігається OK. Після цього переходимо у вкладку Configurations.
Налаштування конфігурації будуть поширюватися на всі точки доступу, підключені до контролера. Тиснемо синій хрест і у вкладці Wireless вказуємо ім'я конфігурації (3), режим бездротової мережі (4), ім'я мережі (5), а також включаємо все бездротові антени на прийом і передаю (6), зберігається (7) і переходимо у вкладку Channel .
Тут вказуємо частоту (2), формат мовлення бездротової мережі (3) і канал (4). Зберігаємося (5) і переходимо у вкладку Datapath.
Тут нам потрібно тільки поставити галочку в Local Forwarding - це передасть управління трафіком точок доступу. Залишилося заповнити останню вкладку Security.
У розділі безпеки вибираємо тип аутентифікації, метод шифрування і пароль до бездротової мережі, тиснемо OK.
Після того, як створили конфігурацію, переходимо до наступного пункту - розгортання. У тому ж розділі CAPsMAN вибираємо вкладку Provisioning (1) і тиснемо синій хрест. Поле Radio MAC (2) дозволяє вибрати певну точку доступу, до якої буде ставитися наше розгортання. Ми залишаємо його за замовчуванням, щоб розгортання відносилося на всі точки доступу. В наступному полі Action (3) вибираємо createdynamicenabled, так як у нас динамічний інтерфейс. В Master Configuration (4) вказуємо ім'я створеної вище конфігурації.
З розділом CAPsMAN закінчили, переходимо до розділу Wireless (1). У вкладці Interfaces тиснемо кнопку CAP (3), ставимо галочку Enabled (4), вибираємо інтерфейс wlan1 і вказуємо ip-адреса нашого основного роутера, який за сумісництвом є контролером.
Якщо ми зробили все правильно, то у вкладці Interfaces з'являться дві червоні рядки, які свідчать про те, що wi-fi адаптер підключився до контролера і перейняв всі необхідні настройки.
На цьому настройка головного роутера-контролера закінчена, і цю послугу можна використовувати для створення телефонної мережі і підключення до офісної АТС
Налаштування точок доступу, які будуть підключатися до контролера по Ethernet-кабелю, досить проста. Їх теж потрібно прошити до останньої версії і встановити CAPs MAN. Далі об'єднуємо всі порти і wi-fi інтерфейс в один Bridge в однойменному розділі.
Наступним кроком в розділі Wireless проробляємо те ж саме, що і на контролері, за винятком того, що замість IP-адреси в CAPs MAN Addresses, вказуємо створений на точці доступу Bridge в поле Discovery Interfaces. Після виконаних маніпуляцій точка доступу отримає настройки з контролера і роздаватиме wi-fi (повинні з'явитися такі ж дві червоні рядки у вкладці Interfaces).
Сучасні принципи побудови інфокомунікаційних мереж орієнтовані не тільки на надання високошвидкісного доступу, але і на зручність користувачів. Роумінг в Wi-Fi-мережах є тією самою складовою, яка більше відноситься до зручності абонентів. У радіомережах роумінгом називають процес перемикання абонента бездротової мережі від однієї базової станції (точки доступу, із зони обслуговування якої йде абонент) до іншої (в зону обслуговування якої цей абонент входить).
Досить поширеною ситуацією в офісах великих компаній з Wi-Fi-мережею є відсутність роумінгу або його некоректна настройка. Це призводить до того, що, незважаючи на наявність рівномірного радіопокриття в усьому будинку, при переміщенні абонента по ньому обриваються SSH-сесії, припиняється завантаження файлів, не кажучи вже про розриви сеансів зв'язку при використанні WatsApp, Skype і інших подібних додатків.
Самий простий, дешевий і поширений спосіб організації роумінгу полягає в конфігурації радіомережі з точок доступу з однаковим SSID. Коли потужність радіосигналу від абонента слабшає (зменшується SNR - відношення сигнал-шум), то це призводить до зменшення швидкості з'єднання, і якщо SNR падає нижче критичної позначки, то з'єднання повністю розривається. У тому випадку, якщо бездротове абонентський пристрій "бачить" в мережі обладнання з однаковим SSID, то воно виробляє до нього підключення.
Багато виробників бездротового обладнання для організації роумінгу використовують пропрієтарні протоколи, але навіть в цьому випадку затримки при хендоверів можуть досягати декількох секунд, наприклад, при використанні протоколу WPA2-Enterprise, коли з'єднання точок доступу до RADIUS-сервера:
Каменем спотикання в організації Wi-Fi-роумінгу є те, що рішення про переключення від однієї точки доступу до іншої приймає абонент (точніше клієнтське обладнання). Більшість протоколів для перемикання абонента від одного Wi-Fi-пристрої до іншого, використовують примусове відключення користувача від точки доступу при погіршенні якості сигналу. В налаштуваннях більшості точок доступу, що підтримують роумінг, можна встановити мінімальний рівень сигналу, при якому абонент буде відключений від мережі. Це не найкращий варіант реалізації роумінгу, адже все також відбувається розрив TCP-сесії, а клієнтське пристрій може безуспішно намагатися продовжити спроби встановлення з'єднання з пристроєм, нахабним чином викинув його з мережі.
802.11r і 802.11k - "Мобільний"Wi-Fi
Для вирішення описаних вище проблем в 2008 році в світ вийшла специфікація 802.11r (а пізніше ще й поправка до неї - 802.11k), яка є доповненням до стандарту 802.11 і служить для забезпечення безшовного радіопокриття і перемикання абонентів від однієї точки доступу до іншої. Так що якщо ви збираєтеся вирішити схоже завдання організації безшовного Wi-Fi роумінгу, то потрібно вибирати обладнання, що підтримує ці специфікації стандарту.
У 802.11r використовується технологія Fast Basic Service Set Transition, завдяки якій ключі шифрування від усіх точок доступу зберігаються в одному місці, що дозволяє абоненту скоротити процедуру аутентифікації до обміну чотирма короткими повідомленнями. Поправка 11k дозволяє зменшити час виявлення точок доступу з кращими рівнями сигналів. Це реалізується за рахунок того, що по бездротовій мережі починають "літати" пакети з інформацією про сусідніх точках доступу і їх стані.
Загальний принцип роботи стандарту 802.11r полягає в тому, що абонентський термінал має список доступних точок доступу. Доступні точки належать до одного мобільному домену MDIE, інформація про належність до MDIE транслюється разом з SSID. Якщо абонент бачить доступну точку доступу з MDIE з найкращим рівнем SNR, то абонент по ще активному бездротовому підключенню проводить попередню авторизацію з іншою точкою доступу з MDIE.
Для прискорення підключення, аутентифікація відбувається за спрощеною схемою, замість авторизації на RADIUS-сервері, абонентський термінал обмінюється з Wi-Fi контролером PMK-ключем. Ключ PKM передається тільки при першій аутентифікації і зберігається в пам'яті Wi-Fi контролера.
Тільки після того, як інша точка доступу ігрових автоматах, відбувається хендовер. Далі швидкість перемикання вже не буде залежати від того, наскільки швидко по мережі літають пакети, а лише від того, як швидко абонентський пристрій зможе зробити перебудову частоти на новий канал. При такому алгоритмі перемикання абонента відбувається непомітно для користувача.
Незважаючи на те, що переважна більшість сучасних Wi-Fi пристроїв підтримує 802.11r, завжди потрібно залишати запасний варіант, тому не зайвим буде налаштувати "агресивний роумінг", що працює за принципом відключення абонента при зниженні SNR нижче заданого порогового значення.
Готові рішення для безшовного роумінгу
Організувати роумінг в бездротової мережі можна з використанням звичайних точок доступу, що підтримують вищезгадані специфікації. І цей варіант підходить скоріше для тих випадків, коли мережа складається з невеликої кількості точок доступу. Але якщо ваша мережа нараховує десяток бездротових точок, то для такої мережі більш доцільно розглядати спеціалізовані рішення від Cisco, Motorola, Juniper Aruba тощо.
Деякі рішення потребують в налаштуванні окремого контролера, який керує всією мережею, але є і такі, яким контролер не потрібен. Наприклад, у Aruba Networks є Instant точки, які не працюють без фізичного контролера, але є віртуальний, який піднімається на одній з точок. При цьому працює більшість сервісів, заради яких створюють такі мережі: безшовний роумінг, сканування радіоспектра і простору, розпізнавання пристроїв в мережі. Надалі при зростанні мережі ці точки можна перевести в режим роботи з фізичним контролером, відмовившись від віртуального.
Компанія Motorolla славиться своїм інтелектуальним рішенням Wing 5, яким "наділене" бездротове обладнання. Завдяки цьому рішенню все обладнання (як локальне, так і віддалене) об'єднується в єдину розподілену мережу, що дозволяє зменшити кількість комутаторів в мережі, а точки доступу можуть працювати більш синхронно і ефективно.
Завдяки рішенню Wing 5 обладнання Motorolla може виробляти інтелектуальний контроль смуги пропускання і балансування навантаження між точками доступу, тим самим розподіляючи трафік в мережі рівномірно між усіма точками доступу. Крім того, обладнання може самостійно динамічно змінити конфігурацію в разі виявлення інтерференції (наприклад, якщо поруч мікрохвильова піч). Також обладнання має функцію адаптивного покриття, що дозволяє збільшувати потужність сигналу для пристроїв в мережі з низьким відношенням сигнал-шум (SNR). І звичайно важлива функція - самовідновлення сусідніх точок доступу в разі їх зависання.
У компанії Cisco теж є схоже рішення, і називається воно Cisco Mobility Express Solution. Політика Cisco в плані підходу до програмного забезпечення чимось нагадує Apple - простота розгортання і налаштування (настройка займає менше 10 хвилин). Тому воно підходить для компаній з невеликим штатом IT-фахівців або зовсім без нього. Mobility Express Solution розгортається на базі точок доступу Cisco Aironet, які також мають віртуальний контролер і купувати окремий пристрій для цього немає необхідності. Підключення і настройка Aironet може проводитися навіть зі звичайного смартфона, досить лише підключитися до точки доступу за відомим SSID зі стандартним заводським паролем:
При підключенні до точки доступу за відомим IP-адресою користувачеві буде запропоновано пройти настройку з використанням майстра установки Cisco WLAN Express. Незалежно від того, скільки точок доступу мається на мережі, її налаштування може проводитися через будь-яке обладнання Cisco Aironet, що працює в мережі. До речі кажучи, при налаштуванні мережі зі смартфона, можна скачати окремий додаток Cisco Wireless, доступне як в Google Play, так і App Sore.
висновок
Налаштування роумінгу в мережі без використання спеціалізованих рішень провідних виробників мережевого устаткування можливо, але завжди корисно використовувати не тільки "голий стандарт". Тому реалізація безшовного роумінгу з використанням рішень з віртуальним або фізичним контролером WLAN корпоративного класу від таких виробників як Cisco, Motorola, Juniper і Aruba дозволяє легко керувати іншими точками доступу без використання додаткового обладнання. А це означає, що з їх допомогою будь-яка компанія як малого так і середнього бізнесу може запропонувати своїм бездротовим клієнтам такий же високий рівень обслуговування, як і великі підприємства, без будь-яких додаткових витрат і складного програмного забезпечення.
Розбираємося з технологіями роумінгу (Handover, Band steering, IEEE 802.11k, r, v) і проводимо пару наочних експериментів, які демонструють їх роботу на практиці.
Вступ
Бездротові мережі групи стандартів IEEE 802.11 сьогодні розвиваються надзвичайно швидко, з'являються нові технології, нові підходи і реалізації. Однак зі зростанням кількості стандартів в них все складніше стає розібратися. Сьогодні ми спробуємо описати кілька найбільш часто зустрічаються технологій, які відносять до роумінгу (процедурі повторного підключення до бездротової мережі), а також подивитися, як працює безшовний роумінг на практиці.
Handover або «міграція клієнта»
Підключившись до бездротової мережі, клієнтський пристрій (будь то смартфон з Wi-Fi, планшет, ноутбук або ПК, оснащений бездротовою картою) буде підтримувати бездротове підключення в разі, якщо параметри сигналу залишаються на прийнятному рівні. Однак при переміщенні клієнтського пристрою сигнал від точки доступу, з якої спочатку було встановлено зв'язок, може слабшати, що рано чи пізно призведе до повної неможливості здійснювати передачу даних. Втративши зв'язок з точкою доступу, клієнтське обладнання зробить вибір нової точки доступу (звичайно ж, якщо вона знаходиться в межах доступності) і здійснить підключення до неї. Такий процес і називається handover. Формально handover - процедура міграції між точками доступу, що ініціюється і виконується самим клієнтом (hand over - «передавати, віддавати, поступатися»). В даному випадку SSID старої і нової точок навіть не зобов'язані збігатися. Більш того, клієнт може потрапляти в зовсім іншу IP-сіть.
Для мінімізації часу, що витрачається на повторне підключення абонента до Медіасервіс, необхідно вносити зміни як в опорну дротову інфраструктуру (подбати, щоб у клієнта не змінювалися зовнішній і внутрішній IP-адреси), так і в процедуру handover, описану нижче.
Handover між точками доступу:
- Визначити список потенційних кандидатів (точок доступу) для перемикання.
- Встановити CAC-статус (Call Admission Control - контроль доступності викликів, тобто, по суті, ступінь завантаженості пристрою) нової точки доступу.
- Визначити момент для перемикання.
- Переключитися на нову точку доступу:
У бездротових мережах стандартів IEEE 802.11 всі рішення про переключення приймаються клієнтської стороною.
Джерело: frankandernest.com
Band steering
Технологія band steering дозволяє бездротової мережевої інфраструктури пересаджувати клієнта з одного частотного діапазону на інший, зазвичай мова йде про примусове перемиканні клієнта з діапазону 2,4 ГГц в діапазон 5 ГГц. Хоча band steering і не відноситься безпосередньо до роумінгу, ми все одно вирішили згадати його тут, так як він пов'язаний з перемиканням клієнтського пристрою і підтримується всіма нашими дводіапазонними точками доступу.
В якому випадку може виникнути необхідність перемкнути клієнта в інший частотний діапазон? Наприклад, така необхідність може бути пов'язана з перекладом клієнта з перевантаженого діапазону 2,4 ГГц в більш вільний і високошвидкісний 5 ГГц. Але бувають і інші причини.
Варто відзначити, що на даний момент не існує стандарту, жорстко регламентує роботу описуваної технології, тому кожен виробник реалізовує її по-своєму. Однак загальна ідея залишається приблизно однаковою: точки доступу немає анонсують клієнту, що виконує активний скан, SSID в діапазоні 2,4 ГГц, якщо протягом деякого часу була помічена активність даного клієнта на частоті 5 ГГц. Тобто точки доступу, по суті, можуть просто промовчати про наявність підтримки діапазону 2,4 ГГц, в разі якщо вдалося встановити наявність підтримки клієнтом частоти 5 ГГц.
Виділяють кілька режимів роботи band steering:
- Примусове підключення. В цьому режимі клієнту в принципі не повідомляється про наявність підтримки діапазону 2,4 ГГц, звичайно ж, якщо клієнт має підтримку частоти 5 ГГц.
- Бажаний підключення. Клієнт принуждается до підключення в діапазоні 5 ГГц, тільки якщо RSSI (Received Signal Strength Indicator) вище певного порогового значення, в іншому випадку клієнтові дозволяється підключитися до діапазону 2,4 ГГц.
- Балансування навантаження. Частина клієнтів, що підтримують обидва частотні діапазони, підключаються до мережі 2,4 ГГц, а частина - до мережі 5 ГГц. Даний режим не дозволить перевантажити діапазон 5 ГГц, якщо всі бездротові клієнти підтримують обидва частотні діапазони.
Звичайно ж, клієнти з підтримкою тільки якого-небудь одного частотного діапазону зможуть підключитися до нього без проблем.
На схемі нижче ми спробували графічно зобразити суть технології band steering.
Технології та стандарти
Повернемося тепер до самого процесу перемикання між точками доступу. У стандартній ситуації клієнт буде максимально довго (наскільки це можливо) підтримувати існуючу асоціацію з точкою доступу. Рівне до тих пір, поки рівень сигналу дозволяє це робити. Як тільки виникне ситуація, що клієнт більш не може підтримувати стару асоціацію, запуститься процедура перемикання, описана раніше. Однак handover не відбувається миттєво, для його завершення зазвичай потрібно більше 100 мс, а це вже помітна величина. Існує кілька стандартів управління радиоресурсами робочої групи IEEE 802.11, спрямованих на поліпшення часу повторного підключення до бездротової мережі: k, r і v. У нашій лінійці Auranet підтримка 802.11k реалізована на точці доступу CAP1200, а в лінійці Omada на точках доступу EAP225 і EAP225-Outdoor реалізовані протоколи 802.11k і 802.11v.
802.11k
Даний стандарт дозволяє бездротової мережі повідомляти клієнтським пристроїв список сусідніх точок доступу і номерів каналів, на яких вони працюють. Сформований список сусідніх точок дозволяє прискорити пошук кандидатів для перемикання. Якщо сигнал поточної точки доступу слабшає (наприклад, клієнт видаляється), пристрій буде шукати сусідні точки доступу з цього списку.
802.11r
Версія r стандарту визначає функцію FT - Fast Transition (Fast Basic Service Set Transition - швидка передача набору базових служб), що дозволяє прискорити процедуру аутентифікації клієнта. FT може використовуватися при перемиканні бездротового клієнта з однієї точки доступу на іншу в рамках однієї мережі. Можуть підтримуватися обидва методи аутентифікації: PSK (Preshared Key - загальний ключ) та IEEE 802.1х. Прискорення здійснюється за рахунок збереження ключів шифрування на всіх точках доступу, тобто клієнтові не потрібно при роумінгу проходити повну процедуру аутентифікації з залученням віддаленого сервера.
802.11v
Даний стандарт (Wireless Network Management) дозволяє бездротовим клієнтам обмінюватися службовими даними для поліпшення загальної продуктивності бездротової мережі. Однією з найбільш використовуваних опцій є BTM (BSS Transition Management).
Зазвичай бездротової клієнт вимірює параметри свого підключення до точки доступу для прийняття рішення про роумінг. Це означає, що клієнт не має інформації про те, що відбувається з самою точкою доступу: кількість підключених клієнтів, завантаження пристрою, заплановані перезавантаження і т. Д. За допомогою BTM точка доступу може направити запит клієнта на перемикання до іншої точки з кращими умовами роботи , нехай навіть з дещо гіршим сигналом. Таким чином, стандарт 802.11v не спрямований безпосередньо на прискорення процесу перемикання клієнтського бездротового пристрою, однак в поєднанні з 802.11k і 802.11r забезпечує швидшу роботу програм і підвищує зручність роботи з бездротовими мережами Wi-Fi.
IEEE 802.11k в деталях
Стандарт розширює можливості RRM (Radio Resource Management) і дозволяє бездротовим клієнтам з підтримкою 11k запитувати у мережі список сусідніх точок доступу, що потенційно є кандидатами для перемикання. Точка доступу інформує клієнтів про підтримку 802.11k за допомогою спеціального прапора в Beacon. Запит відправляється у вигляді керуючого (management) фрейму, який називають action frame. Точка доступу відповідає також за допомогою action frame, що містить список сусідніх точок і номера їх бездротових каналів. Сам список не зберігається на контролері, а генерується автоматично за запитом. Також варто відзначити, що даний список залежить від місця розташування клієнта і містить не всі можливі точки доступу бездротової мережі, а лише сусідні. Тобто два бездротових клієнта, територіально знаходяться в різних місцях, отримають різні списки сусідніх пристроїв.
Володіючи таким списком, клієнтського пристрою немає необхідності виконувати скан (активний чи пасивний) всіх бездротових каналів в діапазонах 2,4 і 5 ГГц, що дозволяє скоротити використання бездротових каналів, тобто вивільнити додаткову смугу пропускання. Таким чином, 802.11k дозволяє скоротити час, що витрачається клієнтом на перемикання, а також поліпшити сам процес вибору точки доступу для підключення. Крім цього, відсутність необхідності в додаткових скануваннях дозволяє продовжити термін життя акумулятора бездротового клієнта. Варто відзначити, що точки доступу, що працюють в двох діапазонах, можуть повідомляти клієнтові інформацію про точках з сусіднього частотного діапазону.
Ми вирішили наочно продемонструвати роботу IEEE 802.11k в нашому бездротовому устаткуванні, для чого використовували контролер AC50 і точки доступу CAP1200. Як джерело трафіку використовувався один з популярних месенджерів з підтримкою голосових дзвінків, що працює на смартфоні Apple iPhone 8+, свідомо підтримує 802.11k. Профіль голосового трафіку представлений нижче.
Як видно з діаграми, використаний кодек генерує один голосовий пакет кожні 10 мс. Помітні сплески і провали на графіку пояснюються невеликий варіацією затримки (jitter), завжди присутня в бездротових мережах на базі Wi-Fi. Ми налаштували віддзеркалення трафіку на, до якого підключені обидві точки доступу, які беруть участь в експерименті. Кадри від однієї точки доступу потрапляли в одну мережеву карту системи збору трафіку, фрейми від другої - в другу. В отриманих дампи відбирався тільки голосовий трафік. Затримкою перемикання можна вважати інтервал часу, що пройшов з моменту зникнення трафіку через один мережевий інтерфейс, і до його появи на другому інтерфейсі. Звичайно ж, точність вимірювання не може перевищувати 10 мс, що обумовлено структурою самого трафіку.
Отже, без включення підтримки стандарту 802.11k перемикання бездротового клієнта відбувалося в середньому протягом 120 мс, тоді як активація 802.11k дозволяла скоротити цю затримку до 100 мс. Звичайно ж, ми розуміємо, що, хоча затримку перемикання вдалося скоротити на 20%, вона все одно залишається високою. Подальше зменшення затримки стане можливим при спільному використанні стандартів 11k, 11r і 11v, як це вже реалізовано в домашній серії бездротового обладнання.
Однак у 802.11k є ще один козир в рукаві: вибір моменту для перемикання. Дана можливість не настільки очевидна, тому ми б хотіли згадати про неї окремо, продемонструвавши її роботу в реальних умовах. Зазвичай бездротової клієнт чекає до останнього, зберігаючи існуючу асоціацію з точкою доступу. І тільки коли характеристики бездротового каналу стають зовсім поганими, запускається процедура перемикання на нову точку доступу. За допомогою 802.11k можна допомогти клієнту з перемиканням, тобто запропонувати провести його раніше, не чекаючи значної деградації сигналу (звичайно ж, мова йде про мобільному клієнті). Саме моменту перемикання присвячений наш наступний експеримент.
якісний експеримент
Перемістимося з стерильною лабораторії на реальний об'єкт замовника. У приміщенні були встановлені дві точки доступу з потужністю випромінювання 10 дБм (10 мВт), бездротової контролер і необхідна підтримуюча провідна інфраструктура. Схема приміщень і місця установки точок доступу представлені нижче.
Бездротовий клієнт переміщався по приміщенню, здійснюючи відеодзвінок. Спочатку ми відключили підтримку стандарту 802.11k в контролері і встановили місця, в яких відбувалося перемикання. Як видно з наведеної нижче картинки, це траплялося на значній відстані від «старої» точки доступу, поблизу «нової»; в цих місцях сигнал ставав дуже слабким, а швидкості ледь вистачало для передачі відеоконтенту. Спостерігалися помітні лаги в голосі і відео при перемиканні.
Потім ми включили підтримку 802.11k і повторили експеримент. Тепер перемикання відбувалося раніше, в місцях, де сигнал від «старої» точки доступу все ще залишався досить сильним. Лагов в голосі і відео зафіксовано не було. Місце перемикання тепер перемістилося приблизно на середину між точками доступу.
В цьому експерименті ми не ставили перед собою мети з'ясувати які б то не було чисельні характеристики перемикання, а лише якісно продемонструвати суть спостережуваних відмінностей.
висновок
Всі описані стандарти і технології покликані поліпшити досвід використання клієнтом бездротових мереж, зробити його роботу більш комфортною, зменшити вплив дратівливих факторів, підвищити загальну продуктивність бездротової інфраструктури. Сподіваємося, що ми змогли наочно продемонструвати переваги, які отримають користувачі після впровадження даних опцій в бездротових мережах.
Чи можна в 2018 році прожити в офісі без роумінгу? На наш погляд, таке цілком можливо. Але, спробувавши раз переміщатися між кабінетами і поверхами без втрати з'єднання, без необхідності повторно встановлювати голосовий або відеодзвінок, не будучи змушеним багато разів повторювати сказане або перепитувати, - від цього буде вже неможливо відмовитися.
P.S. а ось так можна зробити бесшовность не в офісі, а вдома, про що докладніше розповімо в іншій статті.
802.11R. швидке перемикання між точками (хендовер)
Багато виробників Wi-Fi обіцяють безшовне перемикання між точками доступу з використанням свого «геніального» проріетарного протоколу.
Не дивлячись на красиві обіцянки, на практиці, затримки при перемиканні (хендовер) можуть виявитися значно більше заявлених 50-100 мс (перемикання може займати до 10 секунд при використанні протоколу WPA2-Enterprise). Справа в тому, що рішення про перехід на іншу точку доступу завжди приймається клієнтським обладнанням. Тобто Ваш смартфон, ноутбук або планшет сам вирішує коли йому перемикатися і як це зробити.
Часто пропріетарние протоколи відомих виробників Wi-Fi засновані на примусовій деаунтіфікаціі пристрою при погіршенні якості сигналу. Іноді в налаштуваннях Wi-Fi точки можна задавати «агресивність роумінгу» - мінімальне значення сигналу, при якому пристрій буде «викинуто» з мережі. Часто клієнтське обладнання некоректно реагує на такий «стусан під зад». Обривається TCP сесія та завантаження файлів зупиняється. Обривається з'єднання з поштовим сервером, віртуальною машиною. Підключення до SIP-сервера вимагає повторної аутентифікації.
Досить часто клієнтський пристрій замість того, щоб підключитися до сусідньої точки з найкращим сигналом ( до даного рішення його підштовхуєWi-Fiконтролер) Безрезультатно намагається відновити з'єднання з колишньої точкою. Ще гірше, якщо пристрій спробує зачепитися за іншу мережу зі списку збережених (наприклад гостьову мережу).
Але навіть якщо процес перемикання відбувається за планом, чимало часу забирає повторний обмін ключами (EAP) і авторизація на Radius-сервері (WPA-2 Enterprise).
Для вирішення даних проблем асоціацією Wi-Fi був розроблений протокол 802.11R. В даний час більшість мобільних пристроїв його підтримують (Apple починаючи з iPhone 4S, Samsung Galaxy S4, Sony Xperia Z5 Compact, BlackBerry Passport Silver Edition, ...)
Суть 802.11R в тому, що мобільний пристрій знає свої і чужі точки по сигналу приналежності до мобільного домену (MDIE). Даний сигнал додається в сигнал радіомаяка (SSID beacon).
Якщо Ваш iPhone увидил точку зі свого мобільного домену з найкращим рівнем сигнал / шум, він перш ніж почати процедуру перемикання за існуючою «нитці» проводить попередню авторизацію з іншою точкою мобільного домену.
По-друге, авторизація проходить за спрощеним сценарієм - замість довгого авторизації на Radius-сервері, клієнтський пристрій обмінюється з контролером Wi-Fi ключем PMK-R1. (Вихідний ключ PMK-R0 передається тільки при первинній аутентифікації і зберігається в пам'яті Wi-Fi-контролера).
У момент, коли інша точка «заднім числом» авторизованих пристрій, відбувається власне хендовер. Перенастроювання частоти і каналу в смартфоні займає не більше 50 мілісекунд. У більшості випадків проходить абсолютно незамтено для користувача.
При виборі рішення для офісної Wi-Fi мережі - звертайте увагу на те, чи підтримує вбрання обладнання відкритий роумінговий протокол 802.11R, зрозумілий для клієнтських пристроїв. Наприклад, обладнання Edimax Pro повністю підтримує даний протокол, тому проблем з роумінгом в більшості випадків не виникає. Однак, якщо ваш пристрій старе і не розуміє протокол 802.11R, існує можливість налаштування агресивності роумінгу на підставі зниження сигналу нижче порогового значення - як це роблять інші виробники Wi-Fi, подаючи як «інноваційне рішення».
802.11 K.Балансування навантаження в бездротової мережі
Крім проблем з роумінгом, часто корпоративним користувачам доводиться стикатися з перевантаженістю однієї точки доступу. У класичній реалізації Wi-Fi всі пристрої прагнуть підключитися до точки доступу з найкращим сигналом. Іноді в результаті неправильного розташування точки (помилка радіопланування) на одній точці реєструються всі «мешканці офісу», а інші «відпочивають».
Через нерівномірне навантаження сильно падає швидкість локальної мережі, т. К. Радіоефір вдає із себе один великий «хаб», де пристрої «говорять по черзі».
Для згладжування нерівномірності і оптимального розподілу користувачів між точками, які працюють на різних радіоканалах був розроблений протокол 802.11K.
802.11K працює в зв'язці з 802.11R (як правило, пристрої підтримують "R" -стандарт, також підтримують "K" -стандарт).
Якщо мобільний пристрій «бачить» сигнал маяків від інших точок, що складаються в цьому ж мобільному домені, пристрій посилає широкомовний запит «Radio Measurement Request frame», в якому запитує інформацію про поточний стан інших точок доступу в межах зони видимості:
кількості зареєстрованих користувачів
середня швидкість каналу (кількість переданих пакетів)
скільки байт було передано в певний інтервал часу
У розширеній специфікації стандарту смартфон клієнта може запитувати про стан каналу у інших мобільних пристроїв, підключених до потенційно цікавою точки доступу, які підтримують стандарт 802.11K. Пристрої відповідають не тільки про реальну статистику, а й про стан сигнал / шум.
Таким чином, якщо Ваш смартфон бачить 2 і більше точок в межах одного мобільного домену, він вибере крапку не з найкращим сигналом, а точку, яка забезпечить більшу швидкість підключення до локальної мережі (менш завантажену).
Умови прийому, кількість користувачів і навантаження на точці може змінюватися динамічно, але використовуючи протокол 802.11K і 802.11R пристрої будуть непомітно переключатися і навантаження на мережу буде завжди розподілена рівномірно.
Багато виробників, що використовують проіпріетарние протоколи реалізують подобу 802.11K, коли «перевантажена» точка насильно відключає клієнтів з гіршими умовами прийому або обмежує максимальну кількість одночасно зареєстрованих пристроїв і відключає реєстрацію, якщо кількість клієнтів перевищила допустимі межі. Дані пропріетарние протоколи не так ефективні, але все ж не дають Wi-Fi мережі обрушитися зовсім.
Як заощадити на радіопланування завдяки802.11K
Використання обладнання з підтримкою протоколів 802.11R і 802.11K частково виправляють помилки, допущені під час радіопланування. Динамічні протоколи з підтримкою роумінгу дозволяють уникнути перевантажень окремих точок і розподілити навантаження між точками рівномірно по мережі.
Команда WiFi-solutions рекомендує завжди робити радіопланування, але іноді в невеликих мережах, можна розставити крапки хаотично. Динамічні протоколи поліпшать якість Wi-Fi і розподіл навантаження між каналами сусідніх точок.
Застосування динамічних протоколів для безшовного роумінгу дозволяє знизити зони перекриття. Таким чином, забезпечити якісне покриття можна меншою кількістю точок. Економія на обладнанні - до 25%.
Мені потрібна консультація. Зв'яжіться зі мною.
Коли необхідно покрити великі території сигналом WiFi, підвищити продуктивність, надійність і швидкодію мережі WiFi, в цьому нам може допомогти технологія безшовного роумінгу. Безшовний WiFi - це технологія переходу із зони покриття однієї точки доступу WiFi в зону покриття іншої точки доступу WiFi, без значних втрат даних. Можна уявити це, як естафетну передачу клієнтського пристрою від однієї точки доступу до іншої. Таким чином, можна створити безшовне покриття WiFi на значних територіях: квартири, ресторани, готелі, склади, аеропорти, заміські будинки, стадіони, міста.
Основними особливостями при створенні безшовного WiFi є:
- Розрахунок ємності (потужності) мережі в залежності від передбачуваного числа користувачів мережі.
- Планування покриття WiFi в залежності від ємності та відмовостійкості.
- Інспекція ефіру на наявність перешкод, перевідбиттів, перешкод та інших причин, що впливають на поширення радіосигналу.
- Планування частотного плану для кращої перешкодозахищеності і швидкодії мережі.
- Визначення місць установки активного обладнання з урахуванням всіх факторів.
Список можливих вимог, що пред'являються до обладнання при організації безшовного WiFi:
- Можливість роботи точок доступу WiFi в умовах вуличного використання. Необхідно при покритті вуличних ділянок, а так само при використанні в приміщеннях з кліматом відмінним від кімнатного (склади, морозильні камери, сауни, басейни і т.п.)
- Наявність моделей з різними діаграмами спрямованості (Секторні, всеспрямовані), для можливості створення складних схем покриття WiFi.
- Наявність управління потужністю передавача, Для можливості створення мереж з високою ємністю.
- Простота монтажу та кріплення точок доступу. Можливість харчування по PoE, що дозволяє не прокладати додаткові лінії для електроживлення пристроїв. Сумісність з різними клієнтськими пристроями.
- Централізоване управління всіма точками доступу. Можливість управління і білінгу трафіку абонентських пристроїв. Простота масштабованості мережі.
Всіма цими характеристиками задовольняє обладнання від компаній MikroTik і UBIQUITI, яке зможе забезпечити Вам якісний безшовний WiFi в різних умовах: від вашої квартири до вашого міста.
