什么是無縫漫游or快速漫游?
舉例:無縫漫游其實很好理解,舉兩個生活中最常見的例子。
當使用手機通話時,手機的信號會自動切換為信號更為強大的蜂窩網絡,以保證通話信號的連貫性,因此通話不會被掛斷而且連續性很好,這種基站的切換就是典型的無縫漫游。
再比如,入住酒店時我們會發現,同一個場所可能會使用很多不同的WiFi用戶名(無線SSID),例如酒店大廳WIFI、客房WIFI等。通常我們連接了酒店大廳WIFI后,進入客房時大廳的WIFI就沒有信號了,需要自己再次手動連接客房的WIF。
理論:WI-FI無縫漫游是通過多個WI-FI基站(部署AP),實現大范圍的網絡覆蓋,通過控制器AC實現WI-FI信號切換控制。
WI-FI信號切換分主動切換和被動切換。主動切換部署成本高系統復雜,適合商業用戶,例如酒店。
被動切換即可設定AP的RSSI閾值,將信號不穩定的設備下線,保證網絡信號的穩定,對于視頻通話、手游等的應用提供更加舒服的用戶體驗。
什么是802.11k/v/r標準?(先行主流無縫漫游技術標準)
802.11k:
協議的功能是Radio Resource Measurment,簡單說就是可以改善流量在網絡中的分布方式。
在無線連接中,每個設備通常都連接到提供最強信號的接入點 (AP)。根據用戶的數量和地理位置,這種安排有時會導致對一個 AP 的過度需求和對其他 AP 的利用不足,從而導致整體網絡性能下降。在符合 802.11k 的網絡中,如果具有最強信號的 AP 被加載到其全部容量,則無線設備將連接到未充分利用的 AP 之一。盡管信號可能較弱,但整體吞吐量更大,因為更有效地利用了網絡資源。
802.11v:
802.11r 幫助客戶端更快地從一個 AP 漫游到另一個 AP。802.11r 可以在每個 WLAN 的基礎上啟用,通常建議在 PSK 和 802.1X WLAN 上使用。
802.11v 描述了對無線網絡管理的增強,例如:
網絡輔助節能 - 幫助終端設備延長睡眠時間,從而延長電池壽命。例如,手機等設備通過每隔一段時間跟AP通訊一次來確保跟AP沒有斷開。
網絡輔助漫游 - 使 WLAN 能夠向關聯的終端發送消息,以便終端可以連接更好的ap。這對于負載平衡和引導連接不良的終端(讓信號不好的終端設備更換AP)都很有用。
802.11r:
功能是快速BSS切換(FT,Fast Basic Service Set Transition),也稱為快速漫游(fast roaming),允許在移動的無線設備上實現連續連接,并從一個BSS(基站或接入點)到另一個以幾乎無縫的方式執行。是802.11協議的補充。
802.11r通過重新簡化(越來越復雜的)安全握手協議,來實現FT。
無縫漫游的優勢
1、確保漫游期間用戶網絡連接的連續性
2、確保無縫、快速、安全的漫游,無需人為干預
3、無需更改網絡協議和終端設備
什么場景需要無縫漫游
1、對網絡穩定快速有較高需求
在使用wifi網絡中,我們需要手動切斷wifi信號,即便設定了相同的SSID及密碼能都實現自動切換,但因為沒有AC控制器的配合每次切換后,無線設備都需要從新獲取IP并注冊等操作,因此會造成較大的網絡間斷。這種間斷對于多數的日常使用如看電影、微信其實影響不大,但對于手游、視頻聊天、直播等卻是致命的。
2、有老人、小孩的家庭使用無縫漫游,可以避免在切換信號時需要再次連接并重新輸入密碼,避免了老人小孩不會操作的困擾。
3、無縫漫游可以避免在切換信號時再次輸入密碼,有老人和小孩的家挺就可以在切換時所不斷造成的操作困擾了。
UniFi 產品的漫游升級之路(零切換無縫漫游和快速漫游的對比)
UniFi 可以說專注漫游有十多年了,第一代產品應用的是零切換漫游(Zero-Handoff Roaming 即 ZHO),這是一項屬于 UniFi 的專利技術。但是零切換技術存在一些限制。啟用零切換之后,為了保證沒有延遲的漫游效果,所有AP會在相同的無線信道上,將整個網絡轉化成為了單個AP。這樣做可以非常有效的消除漫游延遲,從而實現零切換技術,但是所有無限流量都集中在單個信道上會導致,互相競爭,從而造成多個客戶端在線的時候網絡延時非常高。
而如果禁用零切換技術,AP之間的漫游時間就會變得很長,之后進入第二代的AC產品,UniFi對于漫游技術進行了更迭。
在早先應用 802.11r由于沒有BSS切換,當客戶端連接到任何安全網絡的訪問點時,即啟動驗證過程。
WPA 企業漫游協議
例如,在 WPA2 企業網絡上,須在授予網絡訪問權限之前完成以下操作:
- 802.11 認證消息交換
- 重新關聯消息交換
- EAP 請求、響應身份交換
- 接入請求和 challenge 報文交換
- EAP 請求、響應
- RADIUS 接入請求、接受交換
- 向客戶發送成功消息
- Nonce-value 交換
- 臨時密鑰,確認交換
上述九項中的八項都是交換,各需要兩個步驟。總共 17 步。
更新采用 BSS 切換后,允許客戶端保存主密鑰(省略步驟 3-7)并對數據包進行分組,建立連接只需四步即可。第 8、9 步的數據封包重新組合到了第 1、2 步,實現僅需兩次數據交換的過程:
- 客戶端和 AP 交換 802.11 認證消息和 nonce-values
- 客戶端和 AP 交換重新關聯消息和臨時密鑰、確認交換
快速漫游協議
通過減少 802.11r 的認證步驟,快速漫游明顯縮短了 UniFi AP 的切換時間。這種改善在 WPA2-企業網絡上最為明顯。 BSS 切換通過允許客戶端與網絡上的任何 AP 快速協商,同樣可減少 WPA2-個人(WPA2-PSK)網絡上的操作步驟。
像 802.11r 一樣,UniFi 快速漫游在加密網絡中精減步驟以優化漫游。
經過對比在啟用零切換無縫漫游,啟用快速漫游,普通運行切換之間延遲對比是0s,0.6s,1.6s,但是在下載/上傳速度的對比為,200/223 mbps,231/256 mbps,232/270 mbps。
由此可見經過升級的快速漫游,雖然在切換上存在了0.6s的延遲,但是對比普通切換漫游延遲已經降低了95%,且在運行過程中的速度損失極小。因此對于速度和移動性都要求較高的網絡環境UniFi的快速漫游就是理想選擇。當然考慮用戶在網絡中的多樣化需求,從而設計滿足特定項目的需求是非常重要的。比如說,在客戶端并發在線較少且需要最短延遲時間的情況下,零切換漫游就能滿足需求了。
PS:快速漫游并不能保證快速漫游時間。即使使用快速漫游,只有通過良好的網絡規劃才能實現出色的漫游 - 包括正確的 Tx 功率設置和足夠的小區重疊。
最后快速漫游功能需要在UniFIOS設置中啟用,但是現在市面上還是存在少數設備缺少802.11r技術或者在兼容性方面存在問題,這些舊的設備在做快速漫游時會存在網速的損失。
(UAP-AC 和 UAP-AC v2 是唯一不支持快速漫游的機型。AC 系列的其余產品均支持快速漫游。)
快速漫游啟用界面(UniFiOS-設置-WiFi)
目前在官網上能看見的AP都是支持快速漫游的,
https://store.ui.com.cn/collections/unifi-network-wireless,同時提供廠家2年質保。
實現無縫漫游的網絡方案
最常見的實現無縫漫游的家庭組網方案有兩種
1、ac+ap
2、Mesh組網
無縫漫游ac+ap組網方案推薦
Unifi全家桶
ap——U6-Lite
路由——USG
交換機——USW-Lite-8-Poe
優點:
1、網絡體驗最好,ac+吸頂ap擁有著所有方案中最高的上限,不管在網絡穩定性還是網速方面都無可挑剔。
2、技術成熟、穩定,ac+ap是源于企業和酒店的方案,出差去的五星級酒店基本都是這套方案穩定運行許多年了。
3、全家桶一步到位,通過poe交換機供電無需一邊插網線一邊插電線,后期的維護和擴展更容易。
4、兼容mesh,ui家收購了最早做商用mesh的廠商,所以每款ap都有無線mesh功能,即使ap斷網也可以走無線mesh。
缺點:
前期布網安裝比較費時費力。
總結
在組建無縫漫游網絡時,需注意以下幾點:
- AP信號覆蓋區域應當相互交叉重疊,否則,會導致無線網絡盲區。
- 無線AP必須設置為相同的SSID。不同的SSID意味著不同的無線網絡,而無法實現無線漫游。需要注意的是,SSID區分大小寫。
- 必須采用相同的WEP或WPA加密。所有無線AP和客戶端必須采用相同的WEP或WPA加密,否則,將無法建立彼此之間的連接。WEP和WPA也是區分大小寫的。
- 無線AP與無線客戶端必須處于同一VLAN、同一IP地址段。