Бесшовный роуминг WiFi-сети на базе точек доступа Edimax
Бесшовный Wi-Fi роуминг – насущная задача при организации связи на крупных объектов со множеством точек доступа. Такими объектами могут быть стадионы, вокзалы, выставки, торговые центры, университеты, бизнес-центры, отдельные офисы и другие учреждения, а также прилегающие к ним территории. Конечно, ИТ-отделам хочется предоставить клиентам не только скоростной Wi-Fi доступ в любой точке организации, но и сделать его непрерывным в рамках одной сессии вне зависимости от перемещения абонента по объекту. Иначе говоря, нужно организовать бесшовный роуминг, который необходим для работы всех on-line приложений. Плюс ко всему бесшовный роуминг послужит предметом гордости системных администраторов и позволит организациям особо подчеркнуть это свойство в рекламных проспектах.
Итак, рассмотрим вопрос построения WiFi сети c бесшовным роумингом с использованием точек доступа производителя Edimax. В его линейке есть ряд продуктов, которые поддерживают протоколы 802.11r и 802.11k, отвечающие за быстрое, практически мгновенное переключение абонентов от одной точки к другой. Коротко об этих протоколах:
802.11k – уменьшает время поиска точек доступа с наилучшими параметрами сигнала. По этому протоколу клиенту передается информация о соседних точках доступа и состоянии их каналов. То есть, даже не начав перемещение, абонентское устройство уже заранее знает, в каком месте роуминг возможен, и какая точка доступа его обслужит лучше.
802.11r – используя технологию Fast Basic Service Set Transition, которая позволяет хранить ключи шифрования всех от точек доступа сети. В результате клиент освобожден от процесса полной аутентификации с сервером – достаточно всего 4-х коротких сообщений для перехода на новую точку доступа. Это свойство позволяет затрачивать на переход не более 50 миллисекунд.
Заметим, что далеко не все точки доступа на рынке поддерживают указанные протоколы, поэтому построение связи, так скажем на базе бытовых точек доступа сведет попытку организации бесшовного роуминга на нет – без поддержки 802.11k/r переключение может занять до 3 секунд. Какой уж тут бесшовный роуминг!
Теперь перейдем к непосредственному построению WiFi-сети. Специально возьмем несколько разных точек доступа, как стандарта 802.11 ac, так и 802.11n, это не существенно, но обязательно поддерживающих протоколы 802.11k/r и покажем, что не стоит зажимать сисадмина рамками одного продукта. Например, там, где абонентов мало можно обойтись относительно простой точкой доступа, а в конференц-залах и других местах с высокой плотностью абонентов ставим топовую модель. В нашем примере выбираем серию продуктов EDIMAX PRO, а именно модели: CAP1200, CAP1750, WAP1200 и WAP1750. Причем WAP1750 в данном случае выступает в роли контроллера. Для малых и средних предприятий этот функционал будет весьма полезен, поскольку поможет сэкономить на покупке отдельного контроллера. (Для крупных объектов мы рекомендуем именно отдельный контроллер EDIMAX APC500).
Расставим точки доступа в помещении согласно следующего плана.
В нашем офисе два этажа и для проведения теста мы использовали одну точку доступа в переговорной на первом этаже (на плане справа), а три другие точки доступа были расположены на втором вдоль коридора. Отметим сразу, что уровень сигнала в кажой точке сети должен быть достаточно хорошим – всё же мы делаем бесшовный роуминг и не можем заставить клиента ходить с ноутбуком и выискивать место с наилучшим приемом.
Вот кстати, так выглядят реальные точки доступа, учавствующие в эксперименте:
Итак, проверяем связь, открываем панель управления Edimax Pro NMS (Network Management Suite) и видим, что все точки доступа находятся в сети
Далее непосредственно переходим к эксперименту. Нагружаем WiFi потоковым видео, скачанным из YouTube и транслируем его сеть. Можно было бы подключиться напрямую к YouTube, но тогда мы зависели бы от внешнего интернет-канала, где теоретически возможные сбои, которые влияли бы на чистоту эксперимента. Теперь самое главное – берем планшет, подхватываем видео, транслируем его по WiFi-сети и ходим по офису. Перемещаемся из одной комнаты в другую, идем по коридору, спускаемся по лестнице на этаж ниже, ходим там, поднимается наверх и приходим в исходную точку. Весь процесс занял несколько минут, зарегистрирован внешней экшн-камерой и находится по ссылке
По следующей ссылке можно увидеть это же видео, но с показом процесса подготовки трансляции
Это видео и является главной целью эксперимента. Мы специально установили внешнюю камеру так, чтобы одновременно был виден и планшет, и офис, с тем, чтобы подтвердить чистоту натурных испытаний. Обратите внимание, видео с мотоциклистом льется плавно, ни на секунду не прерывается и не подтормаживает. Причем слово секунда в данном случае выглядит слишком большим масштабом – нет сбоев даже на десятые доли секунды.
Естественно, если такой тяжелый трафик, как потоковое видео транслируется без сбоев, то существенно более легкий VoIP-трафик будет передаваться также без проблем. А этот функцию можно использовать для организации голосовой связи внутри офисов посредством SIP-телефонов или коммуникаторов (лишая доходов сотовых операторов и одновременно увеличивая безопасность внутренних переговоров).
Так продолжаем эксперимент с бесшовным роумингом. Видеопоток мог буферизоваться и бесшовный вай-фай эмулировался за счет подкачки видео до перехода от одной точки доступа к другой и это видео из буфера передавалось в процессе обрыва/восстановления сессии. Но голосовой трафик так не будет делать, так ничего не меняя в их настройках, мы тестируем роуминг с голосовым трафиком. С удовольствием делимся результатами второй части эксперимента.
Последовательность действий:
А) На сервере запускаем серверную версию iPerf3 на порт 9090.
Б) На iPad’е, работающем по радио, запускаем клиента. Размер пакета берем величиной 200 байт в три потока, то есть 200х3 байт по TCP. (Как известно TCP более чувствителен к потере пакетов).
Трафик планшет отправляет на сервер, измеряя при этом скорость и время передачи пакетов. Нагрузка сравнима с пиком, формируемым одновременными разговорами от 7-10 человек, то есть эмулируем серьезный SIP-трафик. Локальное тестирование выбрано специально, с тем, чтобы не зависеть от интернет канала – он бы привнес хаос и помехи. О том, как работает iPerf3 можно ознакомиться в многочисленных источниках или на страницах документации и Википедии и здесь мы отмечаем важный момент – iPerf3 не гонит трафик в буфер. Таким образом мы снимаем возражения, касающиеся чистоты прошлого и нынешнего эксперимента – иначе говоря, ничего не подкачивается и всё идет исключительно в живую. Картинка с экрана iPad возвращается обратно на компьютер, что создает дополнительную нагрузку и делает тест более суровым. Традиционно для подтверждения чистоты эксперимента мы записываем всё на видео
В дополнение к первому видео, сразу даем второе где приведен похожий тест, но в нем идет уже обычный ping. Здесь показано, какая была скорость ответа от сервера в обычном режиме связи и в моменты переключения с точки на точку
Анализ данных
По логам соединения видим статистику – скорость передачи и количество потерянных пакетов. Сначала планшет лежал на столе и соответственно был в сессии с одной точкой доступа, затем мы шли с ним по коридору, потом по лестнице и увидели некоторую просадку скорости, но маршрут остался целым и связь не прервалась. Именно на лестнице произошла ассоциация с новой точкой доступа. В момент переключения заметна просадка пинга до 81 мс, что для трафика не заметно. Потери пакетов увеличились до 4 из 108, то есть до 3,7%. Сразу после восстановления показатели мгновенно улучились. На обратной дороге время задержки еще меньше. Сеть просела только до 24 Мбит/с. Ответ был всегда быстрее 15 мс, что для VoIP, да и вообще любого трафика «на ощупь» не чувствуется.
В итоге. Маршрут не прерывался, но будь WiFi-сеть без роуминга с традиционным переподключением от одной точки к другой – тестирование сразу бы прервалось. У нас соединение не прекращалось и сразу же после переключения с точки на точку выходило на пик скорости.
О настойках роуминга мы, напомним только, что для организации бесшовного роуминга нужны точки, поддерживающие протоколы 802.11r и 802.11k. Таковыми в нашем эксперименте были точки серии Edimax Pro.
Кому интересно, скажем, что в нашем тесте участвовала вся «прошная» серия внутренних точек доступа, начиная от CAP1200 и потом WAP1200, CAP1750 и WAP1750. Не зоопарк конечно, поскольку это одна продуктовая линейка, но тем не менее важно заметить, что у каждого производителя, будь то Эдимакс или любой другой, можно брать любые продукты, поддерживающие указанные протоколы 802.11r/k и не использовать только одну модель, строя на ней моно-сеть. Заметим также, что эти же протоколы должны поддерживать и клиентские устройства, иначе ничего с бесшовным роумингом не получится.
В любом случае мы не останавливаемся на достигнутом. Коллеги обещали занести WiFi-трубки. По идее соединение должно быть таким же, что и на планшете, но если будут особенности, мы о них обязательно напишем.
Чтобы просмотреть или добавить комментарий, выполните вход Чтобы просмотреть или добавить комментарий, выполните вход