Sieci bezprzewodowe obejmują pojęcie roamingu . To słowo odnosi się do ruchu stacji w sieci bezprzewodowej.
Jest to możliwe w środowiskach Wi-Fi , gdy wiele punktów dostępowych (AP ) zapewnia usługę sieci bezprzewodowej w tej samej sieci Wi-Fi. Stacje mobilne przełączają punkt dostępowy, gdy doświadczają słabego sygnału. Decyzję o roamingu do innego AP z lepszą jakością sygnału w tej samej sieci podejmuje stacja z pomocą AP, z którym jest aktualnie połączona.
Rysunek 1: Stacja i połączenie przenoszone do innego punktu dostępowego o tym samym identyfikatorze SSID
Roaming w stacjach bazowych i punktach dostępowych
Roaming w sieciach Wi-Fi odbywa się za pomocą dwóch protokołów. Protokół 802.11k jest odpowiedzialny za raportowanie pomiarów sygnału łącza między stacją a punktem dostępowym i pomaga stacji w jej celu zmiany punktu dostępowego w sieci Wi-Fi przy jednoczesnym unikaniu utraty pakietów podczas ruchu. Protokół 802.11v wymusza na stacji przełączenie się na inny punkt dostępowy określony przez punkt dostępowy, który aktualnie obsługuje stację. Istnieją różne przyczyny, dla których tak się dzieje:
- Punkt dostępowy zostanie uruchomiony ponownie: gdy punkt dostępowy ma wykonać zadanie zarządzania, co może doprowadzić do rozłączenia stacji.
- Wykorzystanie kanału (CU): Jest zbyt wiele stacji lub monitorowanie kanału AP wykrywa słabą wydajność sieci.
- Słaby poziom sygnału: Na podstawie informacji o sąsiednich AP w tej samej sieci, które mają lepszą siłę odbieranego sygnału (RSSI), można podjąć decyzję o zmianie stacji na inny AP.
Kiedy stacja decyduje się na zmianę na nowy AP, zazwyczaj wynika to z trzech powodów:
- Słaba jakość sygnału: Bieżąca wartość RSSI punktu dostępowego jest niska (poniżej -75 dBm), więc urządzenie skanuje pasmo w poszukiwaniu punktu dostępowego z silniejszym sygnałem.
- Utrata sygnałów nawigacyjnych: gdy sygnały nawigacyjne z podłączonego punktu dostępowego nie zostaną odebrane przez aktywną stację po 2 sekundach, urządzenie mobilne rozpocznie skanowanie w poszukiwaniu innych punktów dostępowych w zasięgu.
- Wykorzystanie kanału (CU): Wielu klientów jest podłączonych do tego samego punktu dostępowego. Pomimo silnego sygnału radiowego łączność może zostać zakłócona z powodu przeciążenia sieci. W takim przypadku punkt dostępowy powiadomi klientów o swoim bieżącym ruchu, używając współczynnika CU w sygnałach nawigacyjnych . Urządzenie mobilne rozpocznie skanowanie, jeśli otrzymana wartość CU jest większa niż 70%, a aktualna wartość RSSI wynosi od -65 do -75 dBm.
Aby uniknąć skanowania, a tym samym zapobiec utracie pakietów w ruchu, stacja może użyć protokołu 802.11k, aby pomóc jej przełączyć się na nowy punkt dostępowy.
Raporty sąsiadów 802.11k
Stacja podejmuje decyzję o roamingu i wysyła pakiet żądania sąsiada do punktu dostępowego w celu zażądania informacji o sąsiadach o tym samym identyfikatorze SSID, co punkt dostępowy, z którym jest połączona.
Punkt dostępowy wysyła do stacji raport sąsiadów z listą punktów dostępowych w swojej tablicy skanowania oraz informacją o kanałach, na których działają, dzięki czemu stacja nie musi wykonywać pełnego skanowania.
Aby protokół ten działał skutecznie, punkt dostępowy musi wykonać poprzednie skanowanie i otrzymać zaktualizowane informacje o sąsiadach. Wykorzystując CBS (ciągłe skanowanie w tle) , AP zawiera zaktualizowaną tabelę sąsiadów w krótkim czasie.
Raporty nawigacyjne 802.11k
Punkt dostępowy przejmuje inicjatywę w roamingu i pyta stację o jej perspektywę sieci. Stacja poinformuje punkt dostępowy o sąsiadach wymienionych w swojej tabeli skanowania, wysyłając wartość RCPI lub siłę sygnału i kanał punktów dostępowych znajdujących się w jej zasięgu.
Korzystając z protokołu 802.11v, punkt dostępowy aktualnie podłączony do stacji może wykorzystać te informacje, aby pomóc stacji w podejmowaniu decyzji dotyczących roamingu.
Zarządzanie przejściem BSS 802.11v
BSS Transition Management umożliwia AP zażądanie od stacji przejścia do określonego AP lub zasugerowanie zestawu preferowanych AP, ze względu na równoważenie obciążenia sieci lub zakończenie połączenia z bieżącym AP. Pomaga to stacji zidentyfikować najlepszy AP z listy wysłanych kandydatów. W sieci, w której punkty dostępowe mogą się ze sobą komunikować, może to prowadzić do bardzo niezawodnego zestawu punktów dostępowych. Punkty dostępowe mogą stale monitorować za pomocą żądań sondy wysyłanych przez stację, zawierających jej aktualną wartość sygnału (RSSI).
Scenariusz sieciowy ze stacją mobilną
Na koniec przyjrzymy się przypadkowi, w którym protokół 802.11k/v/r jest używany do przemieszczania się po stacji, która zmienia lokalizację i traci sygnał z punktem dostępowym , do którego jest podłączona.
Rysunek 2 : Scenariusz sieciowy, w którym istnieje wiele punktów dostępowych, a decyzja dotycząca roamingu jest wspomagana przez podłączony punkt dostępowy przy użyciu standardu 802.11k/v
Na rysunku 2 stacja zmienia lokalizację i po podjęciu decyzji o roamingu żąda informacji o sąsiadach za pośrednictwem raportu Neighbor 802.11k .
Zapewnia to informacje o pobliskich punktach dostępowych i kanałach, na których działają. Klient może zażądać listy kandydatów za pośrednictwem protokołu 802.11v BTM.
Jeśli decyzja o roamingu zostanie podjęta przez punkt dostępowy, żądanie Beacon zostanie wysłane przez protokół 802.11k , aby zapytać stację, które punkty dostępowe nadają się do przeniesienia. Na podstawie odpowiedzi AP podejmie decyzję dotyczącą wskazówek dotyczących roamingu wraz z listą kandydatów. Po wysłaniu kandydatów stacja ponownie połączy się z jednym z punktów dostępowych na liście.
Jeśli protokół 802.11r zostanie włączony w tym procesie ponownego powiązania, połączenie z następnym punktem dostępowym będzie jeszcze szybsze, ponieważ zaoszczędzi konieczności renegocjacji zabezpieczeń z punktem dostępowym, skracając czas ponownego połączenia z 200 ms do mniej niż 50 ms i unikając opóźnień lub pakietów straty w roamingu .
W Teldat te technologie i algorytmy są używane w produktach W2022ac konfigurowalnych za pomocą graficznego interfejsu użytkownika lub zarządzanych przez kontroler, gdzie środowisko sieciowe składa się z usługi Wi-Fi z wieloma punktami dostępowymi zapewniającymi zasięg sieci.
Źródła
https://support.samsungknox.com/hc/en-us/articles/115013403768-Enhanced-Roaming-Algorithm