Что такое band steering
Band Steering и Smart Connect: что это, как включить и настроить на роутере?
В последнее время в инструкциях по настройке роутеров часто приходится рассказывать о технологии Band Steering или Smart Connect, так как на многих роутерах эти параметры вынесены уже в мастер быстрой настройки. И хотим мы того, или нет, но приходится настраивать эту функцию при первой настройке роутера. У многих это вызывает вопросы. Включать Band Steering, или нет, зачем нужна эта технология, как она работает и что это вообще такое.
Band Steering (она же Smart Connect) – это технология, которая позволяет объединить две Wi-Fi сети от одного роутера (в диапазоне 2.4 ГГц и 5 ГГц) в одну сеть (с одним именем) и автоматически подключать устройства на ту частоту, на которой будет обеспечена максимальная скорость и стабильность соединения. Название Band Steering применяется на роутерах Keenetic, MikroTik, UniFi, некоторых TP-Link. А название Smart Connect используется на роутерах ASUS и TP-Link. Но это одна и та же технология. Если ее включить, то роутер в режиме реального времени будет автоматически распределять подключенные устройства по диапазонам.
Как работает Band Steering (Smart Connect)?
Все это актуально только для двухдиапазонных роутеров и беспроводных устройств (клиентов) с поддержкой стандартов 802.11ac и 802.11ax. В обычном режиме, когда нет поддержки технологии Band Steering со стороны роутера, или она выключена, мы задаем отдельно имя и пароль для сети в диапазоне 2.4 ГГц и отдельно для 5 ГГц. Затем подключаем свои устройства к сети в определенном диапазоне. Но здесь есть несколько моментов:
Да, мы можем вручную прописать одинаковое имя Wi-Fi сети и пароль для диапазона 2.4 ГГц и 5 ГГц. Это можно сделать без использования Band Steering (Smart Connect). Но вот что будет:
Технология Band Steering (Smart Connect) все время анализирует уровень сигнала и возможности беспроводного устройства и автоматически выбирает для него оптимальный диапазон. Переводит устройство из диапазона 2.4 ГГц на 5 ГГц и наоборот для обеспечения максимальной скорости и стабильности соединения. Ну и это удобно еще и тем, что у нас одна Wi-Fi сеть, а не две. И не нужно думать к какой сети подключать устройство. Подключили и забыли. А роутер уже сам разберется, какой диапазон для соединения использовать.
Настройка Smart Connect на роутере ASUS
Первым делом откройте настройки своего роутера ASUS. Если не знаете как это сделать – вот инструкция.
Но я не советую менять эти параметры. Особенно, если вы в этом не разбираетесь.
Smart Connect на роутерах TP-Link
На роутерах от компании TP-Link эта функция так же называется Smart Connect. Включить ее можно в настройках беспроводной сети в веб-интерфейсе. Для этого откройте настройки роутера TP-Link и перейдите в раздел «Дополнительные настройки» – «Беспроводной режим». Напротив «Smart Connect» поставьте галочку «Включить» (пропадут настройки отдельно для диапазона 2.4 ГГц и 5 ГГц, нужно задать одно имя сети и пароль) и сохраните настройки.
Дополнительно ничего настраивать не нужно.
Band Steering на роутерах Keenetic
В выпадающем меню напротив Band Steering есть 4 пункта:
После включения Band Steering для сети в диапазоне 5 ГГц будут заданы такие же настройки, как для сети в диапазоне 2.4 ГГц.
На роутерах Zyxel Keenetic со старой прошивкой Band Steering можно настроить в разделе «Беспроводная сеть» – «Точка доступа 5 ГГц».
О режимах, которые доступны в выпадающем меню я рассказывал выше.
Если остались какие-то вопросы – задавайте их в комментариях. Ну и делитесь опытом использования Band Steering (Smart Connect). Выросла ли скорость соединения? Как ведут себя разные устройства после настройки этой функции?
Wi-CAT LLC
Wireless Comprehensive Advanced Technology. Build your network now.
Роуминг (миграция клиентов между ТД) в Wi-Fi сетях — Часть 2 – Band Steering
Band steering глазами инженера
В этой части мы поговорим о такой «технологии» как Band Steering. Это необходимое для понимания работы миграции в Dual Band сетях отступление.
Слово технология не зря взято в кавычки. Всё дело в том, что эта технология – не что иное, как костыль. И как любой костыль, решая одни проблемы, нередко порождает другие.
Поясню. На заре появления 802.11a, т.е. варианта 802.11, работающего в 5ГГц диапазоне, никто (как обычно) не задумывался о совместном использовании двух диапазонов, и о возникающих проблемах. В итоге вся логика, используемая на клиентах для 2.4ГГц, плавно перекочевала в 5ГГц.
В первой части статьи мы выяснили, что именно клиент, на первом этапе сканируя эфир, выясняет и выбирает, куда будет пытаться подключиться. И именно тут появляется проблема выбора рабочего диапазона.
Т.к. «стандарт» 802.11 не требует никакой специальной логики для dual band сетей, то выбор осуществляется просто по уровню сигнала (RSSI).
Но тут существует несколько моментов:
1) чем выше частота — тем выше затухание сигнала с отдалением от передатчика
2) чем выше частота — тем выше затухание в преградах
Т.е. при той же мощности передатчика (что на практике зачастую именно так) мы крайне часто, даже находясь в одном помещении, будем иметь ситуацию, когда RSSI в 5ГГц диапазоне будет заметно ниже. И наш клиент, несмотря на то, что умеет 5ГГц, будет стремиться соединиться в 2.4ГГц.
Проблема усугубляется с ростом расстояния от AP.
Почему это, собственно, вообще проблема? Какая, казалось бы, разница, в каком диапазоне будет работать клиент.
Тут всё просто. В 2.4ГГц очень тесно. В том смысле, что нет ни одного непересекающегося канала для полосы 40МГц (если посмотреть на спектр, который, как известно, не заканчивается резким обрывом). А 80МГц (и более) полосы вообще не доступны.
Плюс уже работает море устройств, не только wifi, и в т.ч. у соседей. Всё это приводит к значительному падению SNR (соотношению сигнал/шум). А именно SNR, а не RSSI, важен. Т.е., можно орать сколько угодно громко, но если рядом соседи будут кричать со сравнимыми уровнями, то клиент просто не сможет разобрать, что ему пытаются сказать.
В 5ГГц всё иначе. Диапазон более чистый, т. к. устройств там не так много, и в основном это такие же wifi устройства. Также, заметно более низкое влияние оказывают соседи, т.к. заметно выше затухание сигнала в преградах (читай стенах). Т.е., SNR даже при заметно более низком RSSI будет заметно выше, а передача данных быстрее и стабильнее. Плюс, доступна как минимум в четыре раза большая полоса (в случае с РФ), нежели чем в 2.4ГГц.
С точки зрения логики и здравого смысла, а также физики, имеет смысл пытаться использовать 5ГГц диапазон, если клиент его умеет, даже если уровень сигнала от конкретной AP заметно ниже, чем от неё же в 2.4ГГц.
И вот тут мы вспоминаем, что клиентские устройства у нас поголовно “тупые” и выбирают, куда будут соединяться, исключительно ориентируясь в RSSI.
Т.е. при одинаковых SSID в обоих диапазонах, большинство dual band клиентов банально будет использовать грязный и узкий 2.4ГГц диапазон, вместо того, чтобы работать в 5ГГц.
Правильным решением было бы наличие на клиенте логики, которая позволяет пользователю задать приоритет выбора диапазона.
Настройка band preffered на картах Intel
И такие клиенты есть. Например, многие радиокарты от Intel позволяют выбрать preffered band (предпочтительный диапазон). Плюс большинство радиокарт в ПК и ноутбуках позволяют просто отключить поддержку того или иного диапазона, что также можно использовать для решения проблемы. Обычно все эти настройки доступны в настройках драйвера (Windows) или на уровне wpa_supplicant (Linux).
С мобильными устройствами в виде смартфонов дела обстоят иначе. В 99% случаев нет не то что band preffered, но и даже возможности банально отключить поддержку 2.4ГГц диапазона. И именно с ними проблема встаёт в полный рост.
Казалось бы, проблема решается элементарно, путём внесения в следующую итерацию «стандарта» и сопутствующих спецификаций требования реализации логики «preffered band» для всех клиентов, претендующих пройти сертификацию на совместимость с очередным 802.11AN/AC/AX и т.д…
К сожалению, Wi-Fi альянс считает иначе, поэтому требования не было и нет. Т.е. с 1999 года, когда был представлен вариант 802.11a «стандарта» wi-fi, проблема хоть и была выявлена, но никаких действий для её решения ни со стороны WiFi Aliance, ни со стороны большинства производителей клиентского оборудования, сделано не было.
Это не уникально для 802.11. Скорее даже наоборот. Очень многие проблемы этого протокола могли бы быть решены простым прописыванием разумных требований при прохождении сертификации. Но, к сожалению, картина обратная. И бардак в части поддержки 802.11 достиг уже поистине космических размеров.
Но это лирика. Вернёмся к Band Steering.
Т.к. Wi-Fi яльянс решил проблемой не заниматься, пришлось производителям беспроводных решений изобретать свой велосипед.
Первыми на лоне решения этой проблемы была Meraki. Именно они предложили первый в своём роде костыль и назвали его Band Steering https://documentation.meraki.com/MR/Radio_Settings/Band_Steering_Overview
Наглядное пояснение как работает band steering от Meraki
Основной смысл на тот момент заключался в том, что для нового клиента мы не сразу начинаем отвечать на probe request при активном сканировании и на стадии предшествующей ассоциации в 2.4ГГц диапазоне. А поставим клиента на hold и будем ждать несколько секунд, пока либо клиент не подключится к 5ГГц модулю, либо ничего не произойдёт, и тогда мы будем считать, что клиент у нас умеет только 2.4ГГц, и тогда мы его пустим.
И казалось бы, всё красиво. НО! Появился неприятный эффект. Достаточно много клиентов теперь всегда имеет задержку в несколько секунд при подключении и переключении между AP, т. к. продолжает усиленно стучаться к 2.4ГГц AP, видя более высокий RSSI с её стороны (маяки-то клиент как слышал, так и слышит, а значит знает о существовании более подходящей с его точки зрения AP с более высоким уровнем).
Ок, подумали в Meraki и решили расширить логику. А давайте, AP будут слушать все probe req для всех AP от клиента, а не только для себя, и на основании этих данных мы сможем достаточно достоверно определить (еще до подключения клиента), умеет ли клиент 5ГГц, и если умеет, то вообще не отвечать на probe этому клиенту в 2.4ГГц. Тем самым, заранее сможем определить куда пускать, а куда нет.
И это был прорыв… Подход сработал (ну почти), это позволило даже как-то сожительствовать band steering совместно с бесшовным роумингом и всё было прекрасно, пока…
Пока в один прекрасный день, параноики из Apple и Google не задумались о том, что ведь на основании прослушивания эфира можно отслеживать положение того или иного устройства по mac в probe. И просто начали рандомизировать MAC адреса в probe запросах.
Т.е. буквально отбросили решение проблемы, о которой мы говорим, к начальному этапу. Опять задержки, проблемы миграции, иногда проблемы подключения и прочие прелести.
Плюс, клиенты почти поголовно научились использовать фоновое сканирование, а там на стадии сканирования вообще никакие probe не шлются, а значит клиент в любом случае будет видеть оба диапазона, и “спрятаться” от него не выйдет. И опять-таки, в лоб сравнивая RSSI, будет пытаться соединиться в 2.4ГГц.
Хорошо, сказали Meraki, раз решить проблему теперь исключительно на уровне probe не удаётся, давайте будем, как последний барьер, использовать assoc/auth req. Да, это не решает проблем с задержками при подключении/миграции, но позволяет хотя бы большую часть клиентов насильно заставить соединиться в 5ГГц.
Вот на этом уровне реализация Band Steering остановилась.
Конечно существуют и расширенные реализации, которые например разрешают клиентам переключаться в 2.4ГГц при падении уровня (как в Wive) или могут насильно спинывать (слать DEAUTH что приведёт к обрыву связи и с определённой долей вероятности переключения клиента на другой диапазон) клиента с 5ГГц диапазона при падении уровня ниже порога (как у MTK), но основной смысл от этого не меняется.
По факту, применять Band Steering сейчас имеет смысл разве что на хотспотах, где не критично, что часть клиентов получит проблемы, и где нет возможности использовать разные SSID для разных диапазонов, заставляя административными мерами пользователей с dual band устройствами использовать 5ГГц.
Во всех остальных случаях (особенно, когда строится сеть для прозрачной миграции) от использования Band Steering следует отказаться.
Исходя из этого, если на клиенте нет возможность задать приоритетный диапазон – стоит воспользоваться вариантом с разными SSID для разных диапазонов. И в самом крайнем случае – Band Steering. А если вы строите сеть с прозрачной миграцией, и ключевым аспектом является именно миграция, то band steering строго противопоказан.
Можно конечно понизить мощность в 2.4ГГц настолько, чтобы уровень сигнала на клиентском устройстве в 2.4ГГц всегда был ниже 5ГГц, но в этом случае в реальном эфире (где в 2.4ГГц из-за соседей топор в воздухе зависает) рассчитывать на нормальную работу, особенно вне прямой видимости, не стоит.
Мораль этой басни такова. Либо мы на уровне стандарта обязываем реализовывать человеческие механизмы для решения хотя бы массовых проблем. Либо это не стандарт, а набор неприличных слов.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Band Steering и Smart Connect: разбор технологии
Band Steering (Smart Connect) – это технология, которая позволяет существовать одной сети (по имени) сразу в двух диапазонах 2,4 и 5 ГГц и правильно к ним подключаться на разных расстояниях. Понятие очень размытое, да и без примера и чашки чая тут не разберешься. Так что читаем статью ниже – там все расписано куда более подробно и понятно.
Разбор технологии
Я бы мог написать вам точное понятие «Band Steering», но лучше рассказать и показать все на примере. В первую очередь давайте рассмотрим две частоты, на которых работают почти все современные роутеры. У нас есть 2,4 и 5 GHz. Я не буду вдаваться в подробности и лишь расскажу то, что нам нужно для понимания.
Вот мы и подобрались к смыслу технологии «Band Steering». Как вы уже поняли, лучше всего использовать частоту 5 ГГц. Представим себе ситуацию, что вы с телефона подключились к вай-фаю на частоте 5 ГГц. Все хорошо, и скорость у вас высокая. Вы решили сходить на кухню, чтобы проверить, не закипела ли вода, чтобы сварить пельмени.
Ваш телефон отдалился на большое расстояние от роутера и переподключился к частоте 2,4 ГГц. Скорость интернета упала. Вы закинули пельмени и пошли обратно. Ваш телефон уже находится в зоне нормальной работы частоты 5 GHz, но он сам по себе не будет подключаться обратно, ведь он уже использует сеть 2,4 ГГц, да и связь, с точки зрения телефона, стала лучше на этой частоте, ведь вы находитесь близко к роутеру. Ну а на деле 2.4 ГГц, как мы помним, более ненадежная частота с меньшей скоростью.
Так вот, технология «Band Steering» заставляет ваш телефон обратно подключаться к сети 5 ГГц, если вы находитесь в зоне действия этой сети. Без данной технологии роутер будет раздавать одновременно две сети 2,4 и 5 GHz. А если эту технологию включить, то Wi-Fi будет одна, а телефон и роутер (совместно) сами будут решать к какой сети произвести подключение.
У подобной технологии есть несколько режимов работы:
ZyXEL Keenetic
Новая прошивка
Как только вы зайдете в настройки роутера, то вы сразу можете увидеть, что данная функцию по умолчанию включена – у обоих сетей одно и то же название.
Перейдя в раздел «Домашняя сеть», можно включить или отключить эту функцию. Для 2,4 ГГц стандартно прописывается имя и пароль. А при включении этой функции, для 5 GHz дублируются эти настройки.
Также у этой технологии можно переключать режимы. Я уже примерно разобрал их в первой части. Первый режим «Предпочитать 2,4 ГГц» я бы не советовал включать, так как в этом случае устройства почти всегда будут работать с более низкой частотой. Лучше выбрать режим «По умолчанию» или «Предпочитать 5 ГГц».
В чем же разница этих двух режимов? – вся разница в пороге (RSSI) отключения от сети 5 GHz. В режиме «Предпочитать 5 ГГц» данный порог выше, то есть устройство переподключается к сети 2,4 GHz только при очень плохом сигнале. В режиме «По умолчанию» этот порог ниже, и переподключение происходит при просто плохом сигнале.
Старая прошивка
На прошивке версий NDMS 2.11 и меньше данную настройку можно отыскать в разделе «Беспроводная сеть» (Значок лесенки в самом низу). Далее переходим во вкладку «Точка доступа 5 ГГц» и включаем один из режимов. Режимы я уже разобрал в конце главы «Новая прошивка» – смотрите выше.
У ASUS данная технология находится на главной (Карта сети) в окне «Состояние сети» – «Wireless». По умолчанию «Dual-Band Smart Connect» уже включена на роутере. Если её выключить, то придется вводить разные настройки для обоих сетей.
Её также можно включить или выключить в разделе «Беспроводная сеть», переведя бегунок в режим «Smart Connect». Рядом есть ссылка «Правило Smart Connect» – нажмите на неё.
В отличие от того же Keenetic здесь можно вручную настроить правило переподключения.
TP-Link
У TP-Link режим «Smart Connect» находится в разделе «Беспроводной режим». Никаких при этом особых режимов и настроек нет.
Бесшовный Wi-Fi-роуминг: теория на практике
Разбираемся с технологиями роуминга (Handover, Band steering, IEEE 802.11k, r, v) и проводим пару наглядных экспериментов, демонстрирующих их работу на практике.
Введение
Беспроводные сети группы стандартов IEEE 802.11 сегодня развиваются чрезвычайно быстро, появляются новые технологии, новые подходы и реализации. Однако с ростом количества стандартов в них все сложнее становится разобраться. Сегодня мы попытаемся описать несколько наиболее часто встречающихся технологий, которые относят к роумингу (процедуре повторного подключения к беспроводной сети), а также посмотреть, как работает бесшовный роуминг на практике.
Handover или «миграция клиента»
Подключившись к беспроводной сети, клиентское устройство (будь то смартфон с Wi-Fi, планшет, ноутбук или ПК, оснащенный беспроводной картой) будет поддерживать беспроводное подключение в случае, если параметры сигнала остаются на приемлемом уровне. Однако при перемещении клиентского устройства сигнал от точки доступа, с которой изначально была установлена связь, может ослабевать, что рано или поздно приведет к полной невозможности осуществлять передачу данных. Потеряв связь с точкой доступа, клиентское оборудование произведет выбор новой точки доступа (конечно же, если она находится в пределах доступности) и осуществит подключение к ней. Такой процесс и называется handover. Формально handover — процедура миграции между точками доступа, инициируемая и выполняемая самим клиентом (hand over — «передавать, отдавать, уступать»). В данном случае SSID старой и новой точек даже не обязаны совпадать. Более того, клиент может попадать в совершенно иную IP-подсеть.
Как в старой, так и в новой сети у клиента будет присутствовать доступ в интернет, однако все установленные подключения будут сброшены. Но проблема ли это? Обычно переключение не вызывает затруднений, так как все современные браузеры, мессенджеры и почтовые клиенты без проблем обрабатывают потерю соединения. Примером такого переключения может служить переход из кинозала в кафе внутри одного крупного торгового центра: только что вы обменялись с друзьями впечатлениями от нашумевшего блокбастера, а теперь готовы поделиться с ними фотографией кулинарного шедевра — нового десерта от шеф-повара.
Увы, в реальности все не так гладко. Все большую популярность набирают голосовые и видеовызовы, передаваемые по беспроводным сетям Wi-Fi, — независимо от того, используете ли вы Skype, Viber, Telegram, WhatsApp или какое-либо иное приложение, возможность перемещаться и при этом продолжать разговор без перерыва бесценна. И здесь возникает проблема минимизации времени переключения. Голосовые приложения в процессе работы отправляют данные каждые 10–30 мс в зависимости от используемого кодека. Потеря одного или пары таких пакетов с голосом не вызовет раздражения у абонентов, однако, если трафик прервется на более продолжительное время, это не останется незамеченным. Обычно считается, что прерывание голоса на время до 50 мс остается незамеченным большинством собеседников, тогда как отсутствие голосового потока в течение 150 мс однозначно вызывает дискомфорт.
Для минимизации времени, затрачиваемого на повторное подключение абонента к медиасервисам, необходимо вносить изменения как в опорную проводную инфраструктуру (позаботиться, чтобы у клиента не менялись внешний и внутренний IP-адреса), так и в процедуру handover, описанную ниже.
Handover между точками доступа:
В беспроводных сетях стандартов IEEE 802.11 все решения о переключении принимаются клиентской стороной.
Источник: frankandernest.com
Band steering
Технология band steering позволяет беспроводной сетевой инфраструктуре пересаживать клиента с одного частотного диапазона на другой, обычно речь идет о принудительном переключении клиента с диапазона 2,4 ГГц в диапазон 5 ГГц. Хотя band steering и не относится непосредственно к роумингу, мы все равно решили упомянуть его здесь, так как он связан с переключением клиентского устройства и поддерживается всеми нашими двухдиапазонными точками доступа.
В каком случае может возникнуть необходимость переключить клиента в другой частотный диапазон? Например, такая необходимость может быть связана с переводом клиента из перегруженного диапазона 2,4 ГГц в более свободный и высокоскоростной 5 ГГц. Но бывают и другие причины.
Стоит отметить, что на данный момент не существует стандарта, жестко регламентирующего работу описываемой технологии, поэтому каждый производитель реализовывает ее по-своему. Однако общая идея остается примерно схожей: точки доступа не анонсируют клиенту, выполняющему активный скан, SSID в диапазоне 2,4 ГГц, если в течение некоторого времени была замечена активность данного клиента на частоте 5 ГГц. То есть точки доступа, по сути, могут просто умолчать о наличии поддержки диапазона 2,4 ГГц, в случае если удалось установить наличие поддержки клиентом частоты 5 ГГц.
Выделяют несколько режимов работы band steering:
Конечно же, клиенты с поддержкой только какого-либо одного частотного диапазона смогут подключиться к нему без проблем.
На схеме ниже мы попытались графически изобразить суть технологии band steering.
Технологии и стандарты
Вернемся теперь к самому процессу переключения между точками доступа. В стандартной ситуации клиент будет максимально долго (насколько это возможно) поддерживать существующую ассоциацию с точкой доступа. Ровно до тех пор, пока уровень сигнала позволяет это делать. Как только возникнет ситуация, что клиент более не может поддерживать старую ассоциацию, запустится процедура переключения, описанная ранее. Однако handover не происходит мгновенно, для его завершения обычно требуется более 100 мс, а это уже заметная величина. Существует несколько стандартов управления радиоресурсами рабочей группы IEEE 802.11, направленных на улучшение времени повторного подключения к беспроводной сети: k, r и v. В нашей линейке Auranet поддержка 802.11k реализована на точке доступа CAP1200, а в линейке Omada на точках доступа EAP225 и EAP225-Outdoor реализованы протоколы 802.11k и 802.11v.
802.11k
Данный стандарт позволяет беспроводной сети сообщать клиентским устройствам список соседних точек доступа и номеров каналов, на которых они работают. Сформированный список соседних точек позволяет ускорить поиск кандидатов для переключения. Если сигнал текущей точки доступа ослабевает (например, клиент удаляется), устройство будет искать соседние точки доступа из этого списка.
802.11r
Версия r стандарта определяет функцию FT — Fast Transition (Fast Basic Service Set Transition — быстрая передача набора базовых служб), позволяющую ускорить процедуру аутентификации клиента. FT может использоваться при переключении беспроводного клиента с одной точки доступа на другую в рамках одной сети. Могут поддерживаться оба метода аутентификации: PSK (Preshared Key — общий ключ) и IEEE 802.1Х. Ускорение осуществляется за счет сохранения ключей шифрования на всех точках доступа, то есть клиенту не требуется при роуминге проходить полную процедуру аутентификации с привлечением удаленного сервера.
802.11v
Данный стандарт (Wireless Network Management) позволяет беспроводным клиентам обмениваться служебными данными для улучшения общей производительности беспроводной сети. Одной из наиболее используемых опций является BTM (BSS Transition Management).
Обычно беспроводной клиент измеряет параметры своего подключения к точке доступа для принятия решения о роуминге. Это означает, что клиент не имеет информации о том, что происходит с самой точкой доступа: количество подключенных клиентов, загрузка устройства, запланированные перезагрузки и т. д. С помощью BTM точка доступа может направить запрос клиенту на переключение к другой точке с лучшими условиями работы, пусть даже с несколько худшим сигналом. Таким образом, стандарт 802.11v не направлен непосредственно на ускорение процесса переключения клиентского беспроводного устройства, однако в сочетании с 802.11k и 802.11r обеспечивает более быструю работу программ и повышает удобство работы с беспроводными сетями Wi-Fi.
IEEE 802.11k в деталях
Стандарт расширяет возможности RRM (Radio Resource Management) и позволяет беспроводным клиентам с поддержкой 11k запрашивать у сети список соседних точек доступа, потенциально являющихся кандидатами для переключения. Точка доступа информирует клиентов о поддержке 802.11k с помощью специального флага в Beacon. Запрос отправляется в виде управляющего (management) фрейма, который называют action frame. Точка доступа отвечает также с помощью action frame, содержащего список соседних точек и номера их беспроводных каналов. Сам список не хранится на контроллере, а генерируется автоматически по запросу. Также стоит отметить, что данный список зависит от местоположения клиента и содержит не все возможные точки доступа беспроводной сети, а лишь соседние. То есть два беспроводных клиента, территориально находящиеся в разных местах, получат различные списки соседних устройств.
Обладая таким списком, клиентскому устройству нет необходимости выполнять скан (активный или пассивный) всех беспроводных каналов в диапазонах 2,4 и 5 ГГц, что позволяет сократить использование беспроводных каналов, то есть высвободить дополнительную полосу пропускания. Таким образом, 802.11k позволяет сократить время, затрачиваемое клиентом на переключение, а также улучшить сам процесс выбора точки доступа для подключения. Кроме этого, отсутствие необходимости в дополнительных сканированиях позволяет продлить срок жизни аккумулятора беспроводного клиента. Стоит отметить, что точки доступа, работающие в двух диапазонах, могут сообщать клиенту информацию о точках из соседнего частотного диапазона.
Мы решили наглядно продемонстрировать работу IEEE 802.11k в нашем беспроводном оборудовании, для чего использовали контроллер AC50 и точки доступа CAP1200. В качестве источника трафика использовался один из популярных мессенджеров с поддержкой голосовых звонков, работающий на смартфоне Apple iPhone 8+, заведомо поддерживающий 802.11k. Профиль голосового трафика представлен ниже.
Как видно из диаграммы, использованный кодек генерирует один голосовой пакет каждые 10 мс. Заметные всплески и провалы на графике объясняются небольшой вариацией задержки (jitter), всегда присутствующей в беспроводных сетях на базе Wi-Fi. Мы настроили зеркалирование трафика на коммутаторе, к которому подключены обе точки доступа, участвующие в эксперименте. Кадры от одной точки доступа попадали в одну сетевую карту системы сбора трафика, фреймы от второй — во вторую. В полученных дампах отбирался только голосовой трафик. Задержкой переключения можно считать интервал времени, прошедший с момента пропадания трафика через один сетевой интерфейс, и до его появления на втором интерфейсе. Конечно же, точность измерения не может превышать 10 мс, что обусловлено структурой самого трафика.
Итак, без включения поддержки стандарта 802.11k переключение беспроводного клиента происходило в среднем в течение 120 мс, тогда как активация 802.11k позволяла сократить эту задержку до 100 мс. Конечно же, мы понимаем, что, хотя задержку переключения удалось сократить на 20 %, она все равно остается высокой. Дальнейшее уменьшение задержки станет возможным при совместном использовании стандартов 11k, 11r и 11v, как это уже реализовано в домашней серии беспроводного оборудования DECO.
Однако у 802.11k есть еще один козырь в рукаве: выбор момента для переключения. Данная возможность не столь очевидна, поэтому мы бы хотели упомянуть о ней отдельно, продемонстрировав ее работу в реальных условиях. Обычно беспроводной клиент ждет до последнего, сохраняя существующую ассоциацию с точкой доступа. И только когда характеристики беспроводного канала становятся совсем плохими, запускается процедура переключения на новую точку доступа. С помощью 802.11k можно помочь клиенту с переключением, то есть предложить произвести его раньше, не дожидаясь значительной деградации сигнала (конечно же, речь идет о мобильном клиенте). Именно моменту переключения посвящен наш следующий эксперимент.
Качественный эксперимент
Переместимся из стерильной лаборатории на реальный объект заказчика. В помещении были установлены две точки доступа с мощностью излучения 10 дБм (10 мВт), беспроводной контроллер и необходимая поддерживающая проводная инфраструктура. Схема помещений и места установки точек доступа представлены ниже.
Беспроводной клиент перемещался по помещению, совершая видеозвонок. Сначала мы отключили поддержку стандарта 802.11k в контроллере и установили места, в которых происходило переключение. Как видно из представленной ниже картинки, это случалось на значительном удалении от «старой» точки доступа, вблизи «новой»; в этих местах сигнал становился очень слабым, а скорости едва хватало для передачи видеоконтента. Наблюдались заметные лаги в голосе и видео при переключении.
Затем мы включили поддержку 802.11k и повторили эксперимент. Теперь переключение происходило раньше, в местах, где сигнал от «старой» точки доступа все еще оставался достаточно сильным. Лагов в голосе и видео зафиксировано не было. Место переключения теперь переместилось примерно на середину между точками доступа.
В этом эксперименте мы не ставили перед собой цели выяснить какие бы то ни было численные характеристики переключения, а лишь качественно продемонстрировать суть наблюдаемых различий.
Заключение
Все описанные стандарты и технологии призваны улучшить опыт использования клиентом беспроводных сетей, сделать его работу более комфортной, уменьшить влияние раздражающих факторов, повысить общую производительность беспроводной инфраструктуры. Надеемся, что мы смогли наглядно продемонстрировать преимущества, которые получат пользователи после внедрения данных опций в беспроводных сетях.
Можно ли в 2018 году прожить в офисе без роуминга? На наш взгляд, такое вполне возможно. Но, попробовав раз перемещаться между кабинетами и этажами без потери соединения, без необходимости повторно устанавливать голосовой или видеовызов, не будучи вынужденным многократно повторять сказанное или переспрашивать, — от этого будет уже нереально отказаться.