Современные принципы построения инфокоммуникационных сетей ориентированы не только на предоставление высокоскоростного доступа, но и на удобство пользователей. Роуминг в Wi-Fi-сетях является той самой составляющей, которая больше относится к удобству абонентов. В радиосетях роумингом называют процесс переключения абонента беспроводной сети от одной базовой станции (точки доступа, из зоны обслуживания которой уходит абонент) к другой (в зону обслуживания которой этот абонент входит).

Довольно распространенной ситуацией в офисах крупных компаний с Wi-Fi-сетью является отсутствие роуминга или его некорректная настройка. Это приводит к тому, что, несмотря на наличие равномерного радиопокрытия во всем здании, при перемещении абонента по нему обрываются SSH-сессии, прекращается загрузка файлов, не говоря уже о разрывах сеансов связи при использовании WatsApp, Skype и других подобных приложений.

Самый простой, дешевый и распространенный способ организации роуминга заключается в конфигурировании радиосети из точек доступа с одинаковым SSID. Когда мощность радиосигнала от абонента ослабевает (уменьшается SNR - отношения сигнал-шум), то это приводит к уменьшению скорости соединения, и если SNR падает ниже критической отметки, то соединение полностью разрывается. В том случае, если беспроводное абонентское устройство "видит" в сети оборудование с одинаковым SSID, то оно производит к нему подключение.

Многие производители беспроводного оборудования для организации роуминга используют проприетарные протоколы, но даже в этом случае задержки при хендовере могут достигать нескольких секунд, например, при использовании протокола WPA2-Enterprise, когда требуется подключение точек доступа к RADIUS-серверу:

Камнем преткновения в организации Wi-Fi-роуминга является то, что решение о переключении от одной точки доступа к другой принимает абонент (точнее клиентское оборудование). Большинство протоколов для переключения абонента от одного Wi-Fi-устройства к другому, используют принудительное отключение пользователя от точки доступа при ухудшении качества сигнала. В настройках большинства точек доступа, поддерживающих роуминг, можно установить минимальный уровень сигнала, при котором абонент будет отключен от сети. Это не самый лучший вариант реализации роуминга, ведь все также происходит разрыв TCP-сессии, а клиентское устройство может безуспешно пытаться продолжить попытки установления соединения с устройством, наглым образом выкинувшим его из сети.

802.11r и 802.11 k - "Мобильный" Wi -Fi

Для решения описанных выше проблем в 2008 году в свет вышла спецификация 802.11r (а позднее еще и поправка к ней - 802.11k), которая является дополнением к стандарту 802.11 и служит для обеспечения бесшовного радиопокрытия и переключения абонентов от одной точки доступа к другой. Так что если вы собираетесь решить похожую задачу организации бесшовного Wi-Fi роуминга, то нужно выбирать оборудование, поддерживающее эти спецификации стандарта.

В 802.11r используется технология Fast Basic Service Set Transition, благодаря которой ключи шифрования от всех точек доступа хранятся в одном месте, что позволяет абоненту сократить процедуру аутентификации до обмена четырьмя короткими сообщениями. Поправка 11k позволяет уменьшить время обнаружения точек доступа с лучшими уровнями сигналов. Это реализуется за счет того, что по беспроводной сети начинают "летать" пакеты с информацией о соседних точках доступа и их состоянии.

Общий принцип работы стандарта 802.11r состоит в том, что абонентский терминал имеет список доступных точек доступа. Доступные точки принадлежат к одному мобильному домену MDIE, информация о принадлежности к MDIE транслируется вместе с SSID. Если абонент видит доступную точку доступа из MDIE с лучшим уровнем SNR, то абонент по еще активному беспроводному подключению производит предварительную авторизацию с другой точкой доступа из MDIE.

Для ускорения подключения, аутентификация происходит по упрощенной схеме, вместо авторизации на RADIUS-сервере, абонентский терминал обменивается с Wi-Fi контроллером PMK-ключом. Ключ PKM передается только при первой аутентификации и хранится в памяти Wi-Fi контроллера.

Только после того, как другая точка доступа авторизовала абонента, происходит хэндовер. Далее скорость переключения уже не будет зависеть от того, насколько быстро по сети летают пакеты, а лишь от того, как быстро абонентское устройство сможет произвести перестройку частоты на новый канал. При таком алгоритме переключение абонента происходит незаметно для пользователя.

Несмотря на то, что подавляющее большинство современных Wi-Fi устройств поддерживает 802.11r, всегда нужно оставлять запасной вариант, поэтому не лишним будет настроить "агрессивный роуминг", работающий по принципу отключения абонента при снижении SNR ниже заданного порогового значения.

Готовые решения для бесшовного роуминга

Организовать роуминг в беспроводной сети можно с использованием обычных точек доступа, поддерживающих вышеуказанные спецификации. И этот вариант подходит скорее для тех случаев, когда сеть состоит из небольшого количества точек доступа. Но если ваша сеть насчитывает десяток беспроводных точек, то для такой сети более целесообразно рассматривать специализированные решения от Cisco, Motorola, Juniper Aruba и пр.

Некоторые решения нуждаются в настройке отдельного контроллера, который управляет всей сетью, но есть и такие, которым контроллер не нужен. Например, у Aruba Networks имеются Instant точки, которые не работают без физического контроллера, но есть виртуальный, который поднимается на одной из точек. При этом работает большинство сервисов, ради которых создают такие сети: бесшовный роуминг, сканирование радиоспектра и пространства, распознавание устройств в сети. В дальнейшем при росте сети эти точки можно перевести в режим работы с физическим контроллером, отказавшись от виртуального.

Компания Motorolla славится своим интеллектуальным решением Wing 5, которым "наделено" беспроводное оборудование. Благодаря этому решению все оборудование (как локальное, так и удаленное) объединяется в единую распределенную сеть, что позволяет уменьшить количество коммутаторов в сети, а точки доступа могут работать более синхронно и эффективно.

Благодаря решению Wing 5 оборудование Motorolla может производить интеллектуальный контроль полосы пропускания и балансировку нагрузки между точками доступа, тем самым распределяя трафик в сети равномерно между всеми точками доступа. Кроме того, оборудование может самостоятельно динамически изменить конфигурацию в случае обнаружения интерференции (например, если рядом микроволновая печь). Также оборудование имеет функцию адаптивного покрытия, позволяющее увеличивать мощность сигнала для устройств в сети с низким отношением сигнал-шум (SNR). И конечно немаловажная функция - самовосстановление соседних точек доступа в случае их зависания.

У компании Cisco тоже есть похожее решение, и называется оно Cisco Mobility Express Solution. Политика Cisco в плане подхода к программному обеспечению чем-то напоминает Apple - простота развертывания и настройки (настройка занимает менее 10 минут). Поэтому оно подходит для компаний с небольшим штатом IT-специалистов либо вовсе без него. Mobility Express Solution разворачивается на базе точек доступа Cisco Aironet, которые также имеют виртуальный контроллер и приобретать отдельное устройство для этого нет необходимости. Подключение и настройка Aironet может производиться даже с обычного смартфона, достаточно лишь подключиться к точке доступа по известному SSID со стандартным заводским паролем:

При подключении к точке доступа по известному IP-адресу пользователю будет предложено пройти настройку с использованием мастера установки Cisco WLAN Express. Независимо от того, сколько точек доступа имеется в сети, ее настройка может производиться через любое оборудование Cisco Aironet, работающее в сети. Кстати говоря, при настройке сети со смартфона, можно скачать отдельное приложение Cisco Wireless, доступное как в Google Play, так и App Sore.

Заключение

Настройка роуминга в сети без использования специализированных решений ведущих производителей сетевого оборудования возможно, но всегда полезно использовать не только "голый стандарт". Поэтому реализация бесшовного роуминга с использованием решений с виртуальным либо физическим контроллером WLAN корпоративного класса от таких производителей как Cisco, Motorola, Juniper и Aruba позволяет легко управлять другими точками доступа без использования дополнительного оборудования. А это значит, что с их помощью любая компания как малого так и среднего бизнеса может предложить своим беспроводным клиентам такой же высокий уровень обслуживания, как и крупные предприятия, без каких-либо дополнительных затрат и сложного программного обеспечения.

В современной бизнес среде практически любого предприятия трудно переоценить роль информационных технологий, а в последнее время особенно WiFi сетей. Беспроводная связь становится отличным помощником, когда нужно подключить к сети интернет смартфон или планшет, корпоративный телефон менеджера, терминал сбора данных для сотрудника склада или например устройство для приема платежей в зале ресторана. Если территория Вашего офиса или предприятия невелика, а нагрузка по количеству подключенных устройств не превышает одного десятка - все предельно просто, нужно установить и настроить WiFi маршрутизатор.

Но что делать, если нужно покрыть беспроводной связью целый корпус многоэтажной гостиницы, цех завода, несколько залов большого ресторана, крупный офис или например зону отдыха, площадью в несколько гектар?

Какие существуют способы решения такой задачи?

Компания сайт предлагает наиболее продвинутое решение для больших корпоративных и частных WiFi сетей - Бесшовный WiFi

С помощью нашего оборудования Вы сможете построить современную бесшовную беспроводную сеть дома, на предприятии, внутри или снаружи помещения.

Как это работает?

Фактически у Вас работает единая WiFi сеть под управлением одного контроллера и зависимых точек доступа. Это и называется "бесшовный WiFi". Смысл заключается в том, что точек доступа может быть от нескольких штук до нескольких сотен, управлением же и вещанием трафика занимается одно централизованное устройство-контроллер или специализированное программное обеспечение.

Для чего нужен контроллер:

• постоянный мониторинг статуса точек доступа, нагрузку на них;
• управляет мощностью сигнала и пропускной способностью в зависимости от количества клиентов и характера их работы;
• самостоятельно восстанавливает необслуживаемые из-за отказов оборудования области за счет увеличения зоны покрытия от ближних точек доступа;
• обеспечивает веб-аутентификацию и динамические учетные записи для реализации т.н. "гостевого доступа" (для некоторых контроллеров доступны опции вроде принтеров для генерации и печати временных учетных данных пользователей);
• обеспечивает непрерывный WiFi сигнал, с помощью которого вы можете свободно перемещаться, например, с WiFi-телефоном между зонами покрытия разных точек доступа, не прерывая разговор и не наблюдая при этом никаких перебоев со связью. Контроллер при этом своевременно "натравливает" на ваше устройство сигнал с наиболее близко расположенной точки доступа.

Для чего нужны точки доступа:

• дают доступ в интернет конечному клиенту (например мобильному телефону или планшету)
• под управлением контроллера снимают пиковую нагрузку с одной точки на другую

Удобный и красивый графический интерфейс

Если у вас есть план помещений/местности, где будет развернута беспроводная сеть, то его можно использовать полезным для обслуживания сети образом. В меню настроек контроллера беспроводной сети можно создать или загрузить карту помещения.

Карта радиочастот. Производите мониторинг и анализ окружающей радиосреды.

Панель приборов даёт наглядное представление состояния вашей сети и отображает основную информацию о каждом её сегменте.


Большой функционал настроек. Можно выбрать каналы WiFi, частотный спектр и мощность передатчика и т.д

У нас Вы можете приобрести два вида комплектов оборудования для создания бесшовных WiFi сетей

Сети в диапазоне WiFi 2.4 + 5 Ггц с поддержкой до 50 пользователей на 1 точку доступа

Данные комплекты представлены на оборудовании компании Ubiquity и полностью совместимы с роутерами и коммутаторами брэнда Mikrotik. В качестве контроллера выступает , что во-первых удобно в плане управления, во-вторых снимает нагрузку с основного роутера и полностью отвечает за беспроводную сеть на объекте. Количество точек доступа программно ограничено значением 20. Беспроводные точки серии Ubiquity Unifi AP представлены в двух вариантах - для размещения внутри помещения, - внутри помещения и на улице. Рекомендованное количество пользователей - до 50 клиентов на 1 точку доступа. В зависимости от масштаба задачи мы предлагаем в продаже такие варианты:

Количество пользователей (max)	Площадь WiFi покрытия м2	Режим работы пользователя	Размещение WiFi оборудования	Состав комплекта
100	до 200	Интернет-серфинг социальные сети IP-телефония	Внутри помещения	Контроллер - 1 шт. Точка доступа / - 2 шт.
100	до 200	Интернет-серфинг социальные сети IP-телефония просмотр видео в режиме он-лайн	На улице	Контроллер - 1 шт. Точка доступа - 2 шт.
200+	до 400	Интернет-серфинг социальные сети IP-телефония просмотр видео в режиме он-лайн	Внутри помещения	Контроллер - Поддержка WiFi протокола 802.11ac c максимальной скоростью до 1200 Mbs - Современный и интуитивный графический интерфейс контроллера по управлению точками доступа - Комплекты с оборудованием Ubiquity Unifi AP Mesh поддерживают технологию Wireless Uplink, что позволяет при необходимости не подключать точки доступа напрямую к контроллеру по проводам

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.

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:

1. Определить список потенциальных кандидатов (точек доступа) для переключения.
2. Установить CAC-статус (Call Admission Control — контроль доступности вызовов, то есть, по сути, степень загруженности устройства) новой точки доступа.
3. Определить момент для переключения.
4. Переключиться на новую точку 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:

1. Принудительное подключение. В этом режиме клиенту в принципе не сообщается о наличии поддержки диапазона 2,4 ГГц, конечно же, если клиент обладает поддержкой частоты 5 ГГц.
2. Предпочтительное подключение. Клиент принуждается к подключению в диапазоне 5 ГГц, только если RSSI (Received Signal Strength Indicator) выше определенного порогового значения, в противном случае клиенту позволяется подключиться к диапазону 2,4 ГГц.
3. Балансировка нагрузки. Часть клиентов, поддерживающих оба частотных диапазона, подключаются к сети 2,4 ГГц, а часть — к сети 5 ГГц. Данный режим не позволит перегрузить диапазон 5 ГГц, если все беспроводные клиенты поддерживают оба частотных диапазона.

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 , 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 .

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.

P.S. а вот так можно сделать бесшовность не в офисе, а дома, о чем подробнее расскажем в другой статье.

Введение

Как я уже сказал, у меня есть на тему настройки capsman в mikrotik. В наше время в связи со скоростью развития информационных технологий информация очень быстро устаревает. И хотя статья все еще актуальна, ее регулярно читают и используют, сейчас есть что к ней добавить.

Вышла новая версия технологии Controlled Access Point system Manager (CAPsMAN) v2. Я расскажу немного о ней. В своей работе буду опираться на опыт предыдущей статьи и на официальный Manual:CAPsMAN с сайта производителя микротиков.

В моем распоряжении будут 2 роутера RB951G-2HnD, которые в соответствии с моими рекомендациями на эту тему. Рекомендую на всякий случай ознакомиться с ними, чтобы было общее представление о базовых настройках роутеров. На одном из этих роутеров я настрою контроллер точек доступа, другую подключу к этому контроллеру. Обе точки образуют единую бесшовную wifi сеть с автоматическим переключением клиентов к ближайшей точке.

Примера из двух точек доступа будет достаточно для общего представления о работе технологии. Дальше эта настройка линейно масштабируется на необходимое количество точек доступа.

Что такое capsman v2

Для начала расскажу, что такое capsman v2 и чем он отличается от первой версии. Сразу стоит сказать, что совместимости между двумя версиями нет. Если у вас контроллер v2, то к нему могут подключаться только точки доступа с такой же версией. И наоборот — если у вас точки v2, подключиться к контроллеру первой версии не получится.

CAPsMAN v2 имеет другое название пакета в системе — wireless-cm2 . Он появился в системе начиная с версии RouterOS v6.22rc7. У предыдущей версии название — wireless-fp, он появился в версии v6.11. Если у вас нет нового пакета, до последней.

Список нововведений capsman v2:

• Возможность автоматически обновлять управляемые точки доступа.
• Усовершенствован протокол обмена информацией между контроллером и точками доступа.
• Добавлены поля «Name Format» и «Name Prefix» в настройках Provision rules.
• Улучшено логирование процесса переключения клиента от точки к точке.
• Добавлен L2 Path MTU discovery.

Если у вас в сети уже настроен capsman, то разработчики предлагают следующий путь обновления всей вашей сети до v2:

1. Настраиваете в исходной сети временный контроллер capsman v2.
2. Начинаете постепенно обновлять управляемые точки доступа для установки в них пакета wireless-cm2. Все обновленные точки доступа будут подключаться к временному контроллеру.
3. После того, как все управляемые точки доступа будут обновлены до последней версии, обновляете основной контроллер capsman. После того, как это случится, выключаете временный контроллер.

Есть более простой путь, если вам не критичен простой сети на некоторое время. Одновременно запускайте обновление на всех роутерах — и на контроллере и на точках. Как только они обновятся, все заработает на новой версии.

Сразу предупреждаю, если возникнут вопросы на эту тему. Я лично не проверял обновление до версии v2, не было в этом необходимости.

Настройка контроллера wifi сети

Переходим от теории к практике. Первым делом настроим контроллер capsman перед подключением к нему точек доступа. Как я уже говорил, обновляем перед этим систему. У нас должен быть установлен и активирован пакет wireless-cm2 .

Чтобы активировать функцию контроллера беспроводной сети, идем в раздел CAPsMAN , нажимаем на Manager и ставим галочку Enabled.

Прежде чем продолжить настройку, расскажу немного о принципе работы системы. В сети настраивается контроллер управления точками доступа. К нему подключаются отдельные wifi точки и получают с него настройки. Каждая подключенная точка доступа образует виртуальный wifi интерфейс на контроллере. Это позволяет стандартными средствами управлять траффиком на контроллере.

Наборы настроек на контроллере могут быть объединены в именованные конфигурации. Это позволяет гибко управлять и назначать различные конфигурации разным точкам. К примеру, можно создать группу с глобальными настройками для всех точек доступа, но при этом отдельным точкам можно задать дополнительные настройки, которые будут перезаписывать глобальные.

После подключения управляемой точки к мастеру сети, все локальные wireless настройки на клиенте перестают действовать. Они заменяются настройками capsman v2.

Продолжим настройку контроллера. Создадим новый радиоканал и укажем его параметры. Идем на вкладку Channels , жмем на плюсик и указываем параметры.

Выпадающего списка в настройках нет и это неудобно. Подсмотреть настройки можно в текущих параметрах Wifi, если он уже настроен.

Продолжаем настройки на вкладке Datapaths . Жмем плюсик и задаем параметры.

Немного задержусь на параметре local-forwarding . Если он активирован, то всем траффиком клиентов точки доступа управляет сама точка. И большинство настроек datapath не используются, так как контроллер не управляет траффиком. Если этот параметр не установлен, то весь трафик с клиентов поступает на контроллер сети и там управляется в зависимости от настроек. Если вам необходим траффик между клиентами, то укажите параметр Client To Client Forwarding.

Переходим к настройкам безопасности. Открываем вкладку Security Cfg. и жмем плюсик.

Пришло время объединить созданные ранее настройки в единую конфигурацию. Таких конфигураций может быть несколько с разными настройками. Для примера достаточно и одной. Идем на вкладку Configurations и жмем плюсик.

На первой вкладке Wireless указываем имя конфигурации, режим ap и имя SSID будущей бесшовной wifi сети. На остальных вкладках просто выбираем созданные ранее настройки.

Основные настройки mikrotik контроллера capsman v2 закончены. Теперь нужно создать правила распространения этих настроек. Как я уже ранее писал, разным точкам можно предавать разные конфигурации. Контроллер может идентифицировать точки доступа по следующим параметрам:

• Если используются сертификаты, то по полю Common name сертификата.
• В остальных случаях используются MAC адреса точек в формате XX:XX:XX:XX:XX:XX

Так как в своем случае я не использую сертификаты, создадим правило распространения настроек на основе MAC адреса. А так как у меня единая конфигурация для всех точек, то и правило распространения будет самое простое. Сделаем его. Переходим на вкладку Provisioning и жмем плюсик.

Описание настроек Provisioning

Radio Mac	MAC адрес точки доступа
Hw. Supported Modes	не понял для чего это, в документации пусто
Identity Regexp	в документации тоже ничего нет
Commom Name Regexp	и про это нет
IP Address Ranges	и про это тоже
Action	выбор действия с радио интерфейсом после подключения
Master Configuration	выбор оснвной конфгиурации, которая будет применена к создаваемому радио интерфейсу
Slave Configuration	второстепенная конфигурация, можно подключить еще один конфиг клиентам
Name Format	определяет синтаксис названий для создаваемых CAP интерфейсов
Name Prefix	префикс для имен создаваемых CAP интерфейсов

На этом настройка контроллера capsman v2 закончена, можно подключать wifi точки доступа к нему.

Подключение точек доступа

В моем повествовании участвуют две точки доступа с адресами 192.168.1.1 (Mikrotik) и 192.168.1.3 (CAP-1) , соединенные между собой по ethernet кабелю. Первая из них контроллер, вторая простая точка. Обе точки видят друг друга в локальной сети. Wifi интерфейс контроллера так же как и обычной точки подключается к capsman и берет у него настройки. То есть контроллер является одновременно и контроллером и рядовой точкой доступа. Даже комбинация из двух точек организует полноценную бесшовную wifi сеть на всей площади, которую покрывают их радио модули.

Подключение точек доступа CAP к контроллеру CAPsMAN возможно по двум разным протоколам — Layer 2 или Layer 3. В первом случае точки доступа должны быть расположены физически в одном сегменте сети (физической или виртуальной, если это L2 туннель). В них не обязательно настраивать ip адресацию, они найдут контроллер по MAC адресу.

Во втором случае подключение будет по протоколу IP (UDP). Нужно настроить IP адресацию и организовать доступность точек доступа и контроллера по IP адресам.

Для начала подключим отдельную wifi точку. Подключаемся к ней через winbox и переходим в раздел Wireless . Там нажимаем на CAP и указываем настройки.

В моем случае я указал конкретный IP контроллера, так как ip адресация настроена. Если вы хотите по l2 подключать точки к контроллеру, то поле с адресом капсман оставляем пустым, а в Discovery Interfaces выбираете интерфейс, который подключен к контроллеру. Если они в одном физическом сегменте сети, то точка автоматически найдет мастер.

Сохраняем настройки и проверяем. Если точка доступа корректно подключится к контроллеру, то на самой точке будет такая картина:

А на контроллере в списке Interfaces появится только что созданный радио интерфейс подключенной точки доступа:

Если у вас по точка доступа упорно не подключается к контроллеру и вы никак не можете понять, в чем проблема, то первым делом проверьте, что у вас активированы на всех устройствах пакеты wireless-cm2. У меня получилось так, что после обновления на одной из точек был включен пакет wireless-fp, вместо необходимого. Точка доступа ни в какую не хотела подключаться к контроллеру, что я только не пробовал. Я и ее контроллером делал, другая не хотела к ней подключаться. Я сбросил все настройки, но и это не помогло. Когда совсем отчаялся решить проблему, проверил версию пакета и обнаружил, что она не та.

Проделаем теперь то же самое на самом mikrotik контроллере — подключим его wifi интерфейс к capsman v2. Делается это абсолютно так же, как только что проделали на отдельной точке wifi. После подключения смотрим картинку на контроллере. Должно быть примерно так:

Все, основные настройки закончены. Теперь эту конфигурацию можно разворачивать дальше на новые точки доступа и покрывать большую площадь единой бесшовной wifi сетью. Все подключенные клиенты будут отображаться на вкладке Registration Table с указанием точки, к которой они подключены.

Проверка работы бесшовного wifi роуминга

Теперь можно взять телефон на андроиде, поставить на него программу Wifi Analyzer и походить по всей покрываемой wifi территории, протестировать мощность сигнала, переключение от точке к точке. Переключение происходит не сразу, как только сигнал новой точки будет сильнее предыдущей. Если разница не очень большая, то переключение к новой не произойдет. Но как только разница начинает быть существенной, клиент перескакивает. Эту информацию можно наблюдать на контроллере.

После анализа зоны покрытия можно подкорректировать мощность точек доступа. Иногда может быть полезно настроить разную мощность на разных точках, в зависимости от схемы помещений. Но в общем и целом даже в базовой настройке все работает вполне стабильно и качественно. К данным моделям микротик (RB951G-2HnD) могут подключаться и комфортно работать по 10-15 человек. Дальше могут быть нюансы в зависимости от нагрузки. Эти цифры я привел из своих примеров реальной работы.

2 сети в capsman на примере гостевой wifi

Рассмотрим для примера одну распространенную ситуацию, которую можно реализовать с помощью технологии capsman. У нас настроена бесшовная сеть wifi с авторизацией по паролю. Нам нужно на эти же точки доступа добавить еще одну гостевую сеть для открытого доступа. В одиночном mikrotik это делается с помощью Virtual AP . Сделаем то же самое в capsman.

Для этого нужно добавить новую настройку безопасности. Идем в Security Cfg. и создаем настройку для доступа без пароля. Называем ее open.

Создаем еще одну конфигурацию, в которой все остальные настройки оставляем те же самые, только меняем SSID и настройку безопасности.

Идем на вкладку Provisioning , открываем ранее созданную конфигурацию и добавляем туда в параметре Slave Configuration нашу вторую конфигурацию, которую мы только что сделали.

Сохраняем изменения. Тут я подождал несколько секунд, новая настройка не распространилась на точки. Я не стал ждать, зашел на каждую точку и переподключил ее к контроллеру. Возможно этого не нужно было делать, а надо было подождать. Не знаю, сделал как есть. Новая настройка распространилась и в каждой точке доступа появилась новая сеть типа Virtual AP с открытой wifi сетью.

Проверил на всякий случай работу — все в порядке. Подключает клиентов одновременно к обоим сетям и позволяет работать.

Я для примера работы Virtual AP в capsman рассмотрел текущую ситуацию. Здесь клиентов гостевой сети подключает в тот же бридж и адресное пространство, что и пользователей закрытой сети. По хорошему нужно сделать дополнительные настройки:

1. Создать на контроллере для открытой сети отдельный bridge, назначить ему свою подсеть и адрес в ней, добавить в этот бридж второй wlan интерфейс, который появится после подключения к capsman с двумя конфигурациями.
2. Настроить в этой подсети отдельный dhcp сервер с раздачей адресов только из этой подсети.
3. В настройках capsman в datapath создать отдельную конфигурацию для открытой сети. В ней указать новый bridge и не выбирать параметр local forwarding.
4. В конфигурации для открытой сети выбрать новый datapath.

После этого всех подключенных к открытой wifi сети будет отправлять в отдельный бридж, где будет свой dhcp сервер и адресное пространство, отличное от основной сети. Не забудьте в dhcp проверить настройки шлюза и dns сервера, которые вы будете передавать клиентам.

Видео настройки capsman

Заключение

Подведем итог проделанной работы. На примере двух точек доступа Mikrotik RB951G-2HnD мы настроили бесшовный wifi роуминг на покрываемой этими точками площади. Площадь эта легко расширяется дополнительными wifi точками любой модели микротик. Они не обязательно должны быть одинаковыми, как это, к примеру, реализовано в некоторых конфигурациях Zyxell, которые мне доводилось настраивать.

В этом примере я рассмотрел практически самую простую конфигурацию, но при этом расписал все настройки и принцип работы. На основе этих данных легко составить и более сложные конфигурации. Здесь нет какого-то принципиального усложнения. Если понять, как это работает, то дальше уже можно работать и делать свои конфигурации.

Трафиком с точек доступа можно управлять так же, как и с обычных интерфейсов. Работает весь базовый функционал системы — firewall, маршрутизация, nat и т. д. Можно делать бриджы, делить адресное пространство и многое другое. Но стоит учитывать, что при этом трафик будет весь идти через контроллер. Нужно это понимать и правильно рассчитывать производительность и пропускную способность сети.

Напоминаю, что данная статья является частью единого цикла статьей про .

Полезные отзывы о работе capsman

Немного полезной информации из отзывов к статье от реальных пользователей технологии capsman:

Владимир, хорошая статья! Много букв полезных!:) При настройке capsman на предприятии ссылался на твою статью — многое почерпнул, но немного изменил. Изменения коснулись вкладки «Channels» — убрал позицию Frequency т.к. использование одной частоты на всех точках не рекомендовал бы, потому что рядом стоящие точки начинают «захлёбываться» и соответственно возникают обрывы соединения… Мои пользователи жаловались на низкий уровень сигнала при нахождении рядом с точкой доступа (а на самом деле были подключены к точке с плохим уровнем сигнала)… для того чтобы пользователи «прыгали» с точки на точку, которая имеет лучше сигнал, решил сделать ограничение по порогу уровня сигнала, сделав запись в вкладке AccessList. Значения внёс в SignalRange => -71..120 Interface=> all Action => accept, этим добился того что при достижении сигнала ниже -71 абонент «покидает» точку:) Значение -71 взято не случайно (минимальный уровень сигнала при скорости 54Mbit) Также во вкладке Provisioning изменил значение NameFormat, вместо cap поставил identity (при подключении к контролеру показывает название точки которое прописано в system->identity устройства), у кого есть реализация в домашних устройствах, тому может и не надо это, а у кого точки разбросаны по большой территории и их много — будет полезно:) В общем спасибо большое и извени за много букв:)

И еще один отзыв:

Статья очень хорошая, но я бы ее дополнил/переделал в части гостевой wifi сети:
1) разделил 2 wifi сети по разным радиоканалам.
2) Для безопасности я бы отделил гостевую сеть от основной. Учитывая, что у вас гостевая сеть без пароля поломать вас захочет каждый студент со смартфоном. Создается бридж (bridge_open), назначается бриджу ip адрес из другой сети (192.168.200.1/24), создается dhcp-pool (192.168.200.10-192.168.200.100), поднимается на созданном бридже dhcp сервер, создаем еще один Datapaths (Datapaths_open) в котором указываем созданный бридж (bridge_open), для конфигурации гостевой сети cfg2 применяем Datapaths_open. Далее настраиваем NAT и firewall, чтобы из гостевой сети (192.168.200.0/24) в интернет доступ был, а в локальную рабочую блокировался (drop forward из 192.168.200.0/24 в локальную сеть).

Онлайн курсы по Mikrotik

Если у вас есть желание научиться работать с роутерами микротик и стать специалистом в этой области, рекомендую пройти курсы по программе, основанной на информации из официального курса MikroTik Certified Network Associate . Помимо официальной программы, в курсах будут лабораторные работы, в которых вы на практике сможете проверить и закрепить полученные знания. Все подробности на сайте. Стоимость обучения весьма демократична, хорошая возможность получить новые знания в актуальной на сегодняшний день предметной области. Особенности курсов:

• Знания, ориентированные на практику;
• Реальные ситуации и задачи;
• Лучшее из международных программ.

• Как с помощью Mikrotik.
• Простая и быстрая .
• Настройка и на отдельном сервере.
• для резервирования канала в интернет.

Бесшовный роуминг wifi – эффективное объединение нескольких точек доступа к беспроводной сети Интернет в сплошную систему под управлением их вещания одним центральным устройством-контроллером. Правильно установленное и настроенное оборудование позволяет пользоваться глобальной сетью на любых площадях на постоянной основе без частичного или полного обрыва сигнала. В зависимости от поставленных целей компания «УмкаПро» всегда готова спроектировать, купить необходимые технические средства, смонтировать и настроить бесшовный Wi Fi на любом объекте в Москве.

Принцип работы бесшовного WIFI

Для покрытия большой площади доступом к беспроводной сети Интернет можно установить многочисленное количество автономных точек. Однако в таком варианте придется постоянно переключаться, перемещаясь по территории. Это вовсе не практично и неудобно. Именно для создания единой сети, в которой при переключении между точками доступа сигнал не теряется, и был разработан бесшовный wifi роуминг.

Суть его работы заключается в одновременном функционировании нескольких точек доступа. При этом управление их вещанием осуществляется одним контроллером, которое:

• отслеживает нагрузку на каждую точку доступа;
• производит регулировку сигнала, а также пропускную способность, зависимо от количества пользователей;
• гарантирует скоростной роуминг, посредством которого можно свободно передвигаться по территории без перебоя передачи данных. Контроллер постоянно направляет именно на конкретное устройство сигнал от тех точек доступа, которые расположены ближе всего.

На чем строится бесшовный wifi

Годы работы в данном направлении позволяют нам выделить следующие типы оборудования, которое является самыми удачным современным вариантом для оборудования частных домов, офисов, торговых комплексов и прочих типов объектов:

1. Бесшовный роуминг wifi Mikrotik CAPsMAN – очень надежный и сравнительно недорогой вариант оборудования, который способен справиться практически с любыми задачами.
2. Бесшовный роуминг wifi Ubiquiti UniFi – самое универсальное, бесперебойное решение, обеспечивающее постоянный уровень связи на любых площадях.
3. Бесшовный роуминг wifi Zyxel – более дорогостоящий вариант оборудования, которое кроме стандартного контролера представлено и специальными точками доступа с функциями контроллера.

Независимо от площади оборудуемого объекта, специалисты нашей компании всегда готовы качественно спроектировать и установить Ubiquiti, Zyxel или Mikrotik роуминг wifi. Годы работы в данном направлении позволяют нам гарантировать безупречное качество и эффективность работы смонтированной системы.