Роуминг в Wi-Fi сетях
Что такое роуминг в Wi-Fi сетях?
Роуминг в Wi-Fi сетях, это возможность быстрого автоматического переключения между Wi-Fi сетями (точками доступа) с одинаковым SSID при перемещении в пределах действия Wi-Fi сети.
На практике технология Wi-Fi роуминга применяется практически во всех случаях, где используется большое количество Wi-Fi точек доступа. Например в аэропортах, в гостиницах, на стадионах и в торговых центрах.
В чистых цифрах, переключение клиентского устройства между двумя точками доступа с одинаковым SSID без использование каких либо технологий роуминга может занять до 15 секунд. C использованием даже самых простых технологий роуминга, время переключение может сократиться до 0.1 - 0.6с.
Кроме того, технологии роуминга могут значительно улучшить время переключения между точками доступа, если используется стандарт WPA2-Enterprise с внешним Radius сервером, при использовании стандарта WPA2-PSK (Personal) ускорение менее значительно.
Реализации роуминга в Wi-Fi сетях
802.11i
Правка 2004 года, внесенная в стандарт Wi-Fi в 2007. Описывает процедуру обмена ключами и взаимодействие с внешними ресурсами аутентификации (RADIUS). Описан принцип быстрого переподключения – хранения ключа pairwise master key (PMK), правда только для тех точек доступа Wi-Fi где клиентское устройство уже один раз прошло полную процедуру аутентификации – т.е. только быстрый возврат в сеть.
802.11v
Wireless Network Management (WNM) поправки опубликованы в 2011 году и в 2012 вошли в стандарт, большое количество опций. Основное назначение – эффективное управление беспроводной средой – обмен данными о среде между станциями, энергосбережение клиента, улучшение процесса роуминга и балансировки – клиенту отправляются сообщения с подходящими точками доступа, что частично решает проблемы перегрузки точек (Load-Balancing) и “прилипших” клиентов со слабым сигналом, и некоторые другие функции.
Со стандартом вводится BSS Transition – в его рамках существует 3 типа сообщений, это запрос от клиента на указание подходящих точек доступа Wi-Fi, и два сообщения от точки – Load Balancing Request в случае если точка доступа Wi-Fi перегружена, и просит клиентское устройство перейти на другую точку доступа Wi-Fi и Optimized Roaming Request если параметры RSSI и Data Rate не удовлетворяют минимальным требованиям точки доступа. Важно отметить, что это рекомендательные сообщения, и окончательное решение о принимаемых действиях остается за клиентским устройством. Принудительное отключение возможно только в рамках проприетарных технологий Band/Load Steering/Balancing, и может быть некорректно отработано клиентом, или вовсе проигнорировано (в таком случае его отключают кадрами Disassociate).
802.11k
Правка 2008 года, с 2012 года в стандарте, опция. Точка доступа флагом указывает в кадрах Beacon поддержку опции, при запросе со стороны клиента отправляет ему список соседних точек доступа, клиентское устройство не тратит время на сканирование всех доступных каналов и сразу переходит на нужный и выбирает наиболее подходящую точку доступа. Значительно экономит энергию, в высоконагруженной среде также улучшается общее состояние радиоэфира. Вместе с 802.11v может в достаточной степени улучшить пользовательский опыт, чтобы не думать об остальных технологиях Без поддержки со стороны клиентского устройства опция бесполезна.
802.11r/FT
(Fast Roaming / Fast BSS Transition)
Для подключение к точке доступа использующей 802.11r, клиентское устройство должно его поддерживать в обязательном порядке, т.е. те кто его не поддерживают, не смогут подключиться так как 802.11r это флаг в управляющих кадрах и измененный механизм обмена ключами. Потенциально может некорректно работать с драйверами старых адаптеров Wi-Fi — дело в использовании при первоначальном подключении 4-Way Handshake для распространения общего ключа.
Стандарт работает только в полностью открытых сетях или в сетях WPA2. Так-же, стандарт значительно уменьшает время, требуемое на осуществление роуминга в сетях WPA2 - Enterprise с использованием RADIUS сервера.
Заключение
Несмотря на кажущуюся простоту задачу, внедрить правильно работающий роуминг в Wi-Fi сеть не самая тривиальная задача, особенно учитывая, что несмотря на все технологии, процесс роуминга может инициировать исключительно клиентское устройство, точка доступа Wi-Fi может только принудительно отключить клиента при понижении уровня сигнала ниже определенного уровня.
Согласно нашей практике, в большинстве случаев хватает 802.11i и 802.11k, так как 802.11r требует чтобы все пользователи Wi-Fi сети его поддерживали, а этим может похвастаться далеко не любое оборудование.