Как избежать дорогостоящих ошибок Wi-Fi роуминга

Создание Wi-Fi сети, обеспечивающей бесперебойную связь с мобильными устройствами, может стать серьезным испытанием - особенно для больших зон покрытия.

Что такое роуминг и как он работает?

Wi-Fi роуминг возникает, когда беспроводное клиентское устройство перемещается за пределы используемого диапазона одной точки беспроводного доступа (WAP) и подключается к другой точке - как правило, имеющей более сильный сигнал. Пока точки доступа настроены правильно, устройство может плавно переподключаться от одной точки к другой. Проблемы начинаются при самом хэндоф процессе (hand-off - передача управления), который согласно стандарту IEEE 802.11 продиктован самим клиентским устройством. Этот процесс состоит из трех этапов:

Сканирование: как только устройство отдаляется от беспроводной точки доступа, к которой он подключен и значения RSSI (Received Signal Strength Indicator- уровень мощности принимаемого сигнала) начинает опускаться ниже определенного уровня, устройство посылает тестовые пакеты для определения альтернативных точек доступа. При обнаружении доступных точек, устройство выбирает свою следующую точку доступа на основе собственных критериев.

Аутентификация: на этом этапе устройство отправляет запрос на аутентификацию новой точке доступа и ждет одобрения или отклонения.

Переподключение: после одобрения новой точки доступа, устройство отправляет запрос на подключение и ждет ответа. После переподключения новая точка доступа отправляет пакет диссоциации старой точке доступа для обновления таблицы маршрутизации.

При правильно настроенных точках доступа хэндоф процесс обычно занимает менее половины секунды, при этом частой причиной задержек в основном является этап сканирования. Этап сканирования может быть существенно сокращен, если убедиться, что на устройстве хранятся только действующие профили беспроводного подключения.

Так почему же часто кажется, что задержка длится слишком долго? Ответ заключается в том, что роуминг зависит от триггера переподключения самого устройства. Другими словами, устройство само определяет, когда ему отключаться от одной точки и подключаться к другой. Некоторые более сложные устройства легко справляются с задачей определения этого момента, а другие основываются только на собственных параметрах RSSI и могут зависать дольше. Важно понимать, что триггер переподключения полностью зависит от самого устройства.

Технологические альтернативы для минимизации хэндоф задержек Учитывая, что роуминг является устройство-зависимой функцией, как можно достичь непрерывного Wi-Fi доступа? В соответствии с действующими стандартами 802.11, единственный надежный способ - это не давать устройству возможности запускать хэндоф процесс. В любом случае, если есть хэндоф процесс, существует риск задержек в обслуживании. В большинстве обычных Wi-Fi сетевых технологиях полное исключение необходимости хэндофа между точками доступами не является решением проблемы.

Какие же существуют альтернативы для сведения к минимуму хэндоф задержек? Есть различные подходы и технологии:

Несколько точек доступа (AP), не управляемые контроллером (Рис. 1): наверное, самый обычный подход к вопросу, когда инсталляторы традиционно используют несколько беспроводных точек доступа, имеющих один SSID (идентификатор сети) и уровень безопасности. При этом делают все возможное для разделения их в логические зоны в попытке уменьшить число хэндофов, которые могут потребоваться устройствам. Как правило, такой подход имеет тот же эффект, что и описываемый ниже подход "конфигурация контроллера", но более дешевый. Устройства по-прежнему отвечают за момент запуска хэндофа, что может привести в результате к задержкам.

Рисунок 1: Несколько точек доступа, не управляемые контроллером

Конфигурация контроллера (Рис.2): Конфигурация контроллера используется с несколькими точками беспроводного доступа одного производителя. По сути, наличие контроллера помогает оптимизировать настройку точек беспроводного доступа и дает уверенность, что все точки доступа имеют один SSID и уровень безопасности. При этом клиентские устройства по-прежнему сами определяют, в какой момент переключаться между точками доступа, и проходят тот же хэндоф процесс.

Рисунок 2: Wi-Fi сеть на основе контроллера

Управляющий контроллер: цель управляющего контроллера - оптимизация хэндоф процесса. Хотя сам процесс и может быть несколько быстрее, все равно клиентские устройства по-прежнему определяют, в какой момент переходить к другой точке доступа, что обычно занимает гораздо больше времени, чем сам процесс хэндоф.

Виртуализация беспроводной сети (Рис.3): хотя в этом подходе по-прежнему используется контроллер, он является более сложным, чем вышеупомянутые решения. В этом случае контроллер активно мониторит и "слушает" все точки доступа в сети, выбирая наиболее подходящую для передачи данных конкретному устройству. Сама вероятность роуминга исключается, так как устройство видит все точки доступа как единое целое. Для крупных предприятий это может быть эффективным решением, но для дома и небольших офисов полученные преимущества несоизмеримы с затратами на оборудование, установку и техническую поддержку.

Рисунок 3: Виртуализация беспроводной сети

Также надо отметить, что каждый из вариантов на основе контроллеров не предназначен для использования дома или в небольшом офисе. Эти решения достаточно дорогие. Высокая стоимость и сложность намного превышают любые выгоды, которые могут быть получены при их использовании.

Другой вариант устранения задержек, связанных с хэндоф процессом, заключается в повышении производительности точек доступа, чтобы они охватывали большую область и исключали необходимость переключения между точками.

Такая концепция лежит в основе серии высокопроизводительных точек доступа Luxul Xen (Рис. 4). Точки доступа Luxul Xen имеют увеличенную в 4 раза зону покрытия по сравнению с традиционными точками доступа. Для большинства домов и небольших офисов это устраняет необходимость использования нескольких точек доступа и исключает связанные с процессом хэндоф задержки. В ситуации, когда требуется больше одной точки доступа, установка такая же, как и при использовании традиционных точек. Но в этом случае используется на 75% меньше точек доступа и соответственно вероятность хэндофа уменьшается тоже на 75%. А это означает меньше роуминга, затрат на монтаж и обслуживание.

 

Рисунок 4: Wi-Fi сеть Luxul Xen избавляет от необходимости клиентского хэндофа