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干货|无缝漫游组网攻略

5个月前
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什么是无缝漫游or快速漫游? 举例:无缝漫游其实很好理解,举两个生活中最常见的例子。 当使用手机通话时,手机的信号会自动切换为信号更为强大的蜂窝网络,以保证通话信号的连贯性,因此通话不会被挂断而且连续性很好,这种基站的切换就是典型的无缝漫游。 再比如,入住酒店时我们会发现,同一个场所可能会使用很多不同的WiFi用户名(无线SSID),例如酒店大厅WIFI、客房WIFI等。通常我们连接了酒店大厅WIFI后,进入客房时大厅的WIFI就没有信号了,需要自己再次手动连接客房的WIF。

理论:WI-FI无缝漫游是通过多个WI-FI基站(部署AP),实现大范围的网络覆盖,通过控制器AC实现WI-FI信号切换控制。 WI-FI信号切换分主动切换和被动切换。主动切换部署成本高系统复杂,适合商业用户,例如酒店。 被动切换即可设定AP的RSSI阈值,将信号不稳定的设备下线,保证网络信号的稳定,对于视频通话、手游等的应用提供更加舒服的用户体验。 交互.png

什么是802.11k/v/r标准?(先行主流无缝漫游技术标准) 802.11k: 协议的功能是Radio Resource Measurment,简单说就是可以改善流量在网络中的分布方式。 在无线连接中,每个设备通常都连接到提供最强信号的接入点 (AP)。根据用户的数量和地理位置,这种安排有时会导致对一个 AP 的过度需求和对其他 AP 的利用不足,从而导致整体网络性能下降。在符合 802.11k 的网络中,如果具有最强信号的 AP 被加载到其全部容量,则无线设备将连接到未充分利用的 AP 之一。尽管信号可能较弱,但整体吞吐量更大,因为更有效地利用了网络资源。 802.11v: 802.11r 帮助客户端更快地从一个 AP 漫游到另一个 AP。802.11r 可以在每个 WLAN 的基础上启用,通常建议在 PSK 和 802.1X WLAN 上使用。 802.11v 描述了对无线网络管理的增强,例如: 网络辅助节能 - 帮助终端设备延长睡眠时间,从而延长电池寿命。例如,手机等设备通过每隔一段时间跟AP通讯一次来确保跟AP没有断开。 网络辅助漫游 - 使 WLAN 能够向关联的终端发送消息,以便终端可以连接更好的ap。这对于负载平衡和引导连接不良的终端(让信号不好的终端设备更换AP)都很有用。 802.11r: 功能是快速BSS切换(FT,Fast Basic Service Set Transition),也称为快速漫游(fast roaming),允许在移动的无线设备上实现连续连接,并从一个BSS(基站或接入点)到另一个以几乎无缝的方式执行。是802.11协议的补充。 802.11r通过重新简化(越来越复杂的)安全握手协议,来实现FT。

无缝漫游的优势

1、确保漫游期间用户网络连接的连续性 2、确保无缝、快速、安全的漫游,无需人为干预 3、无需更改网络协议和终端设备

什么场景需要无缝漫游 1、对网络稳定快速有较高需求 在使用wifi网络中,我们需要手动切断wifi信号,即便设定了相同的SSID及密码能都实现自动切换,但因为没有AC控制器的配合每次切换后,无线设备都需要从新获取IP并注册等操作,因此会造成较大的网络间断。这种间断对于多数的日常使用如看电影、微信其实影响不大,但对于手游、视频聊天、直播等却是致命的。 2、有老人、小孩的家庭使用无缝漫游,可以避免在切换信号时需要再次连接并重新输入密码,避免了老人小孩不会操作的困扰。 3、无缝漫游可以避免在切换信号时再次输入密码,有老人和小孩的家挺就可以在切换时所不断造成的操作困扰了。

UniFi 产品的漫游升级之路(零切换无缝漫游和快速漫游的对比) UniFi 可以说专注漫游有十多年了,第一代产品应用的是零切换漫游(Zero-Handoff Roaming 即 ZHO),这是一项属于 UniFi 的专利技术。但是零切换技术存在一些限制。启用零切换之后,为了保证没有延迟的漫游效果,所有AP会在相同的无线信道上,将整个网络转化成为了单个AP。这样做可以非常有效的消除漫游延迟,从而实现零切换技术,但是所有无限流量都集中在单个信道上会导致,互相竞争,从而造成多个客户端在线的时候网络延时非常高。 而如果禁用零切换技术,AP之间的漫游时间就会变得很长,之后进入第二代的AC产品,UniFi对于漫游技术进行了更迭。 在早先应用 802.11r由于没有BSS切换,当客户端连接到任何安全网络的访问点时,即启动验证过程。 漫游协议.gif WPA 企业漫游协议 例如,在 WPA2 企业网络上,须在授予网络访问权限之前完成以下操作:

  1. 802.11 认证消息交换
  2. 重新关联消息交换
  3. EAP 请求、响应身份交换
  4. 接入请求和 challenge 报文交换
  5. EAP 请求、响应
  6. RADIUS 接入请求、接受交换
  7. 向客户发送成功消息
  8. Nonce-value 交换
  9. 临时密钥,确认交换 上述九项中的八项都是交换,各需要两个步骤。总共 17 步。

更新采用 BSS 切换后,允许客户端保存主密钥(省略步骤 3-7)并对数据包进行分组,建立连接只需四步即可。第 8、9 步的数据封包重新组合到了第 1、2 步,实现仅需两次数据交换的过程:

  1. 客户端和 AP 交换 802.11 认证消息和 nonce-values
  2. 客户端和 AP 交换重新关联消息和临时密钥、确认交换 快速漫游.gif 快速漫游协议 通过减少 802.11r 的认证步骤,快速漫游明显缩短了 UniFi AP 的切换时间。这种改善在 WPA2-企业网络上最为明显。 BSS 切换通过允许客户端与网络上的任何 AP 快速协商,同样可减少 WPA2-个人(WPA2-PSK)网络上的操作步骤。 像 802.11r 一样,UniFi 快速漫游在加密网络中精减步骤以优化漫游。

经过对比在启用零切换无缝漫游,启用快速漫游,普通运行切换之间延迟对比是0s,0.6s,1.6s,但是在下载/上传速度的对比为,200/223 mbps,231/256 mbps,232/270 mbps。

由此可见经过升级的快速漫游,虽然在切换上存在了0.6s的延迟,但是对比普通切换漫游延迟已经降低了95%,且在运行过程中的速度损失极小。因此对于速度和移动性都要求较高的网络环境UniFi的快速漫游就是理想选择。当然考虑用户在网络中的多样化需求,从而设计满足特定项目的需求是非常重要的。比如说,在客户端并发在线较少且需要最短延迟时间的情况下,零切换漫游就能满足需求了。 PS:快速漫游并不能保证快速漫游时间。即使使用快速漫游,只有通过良好的网络规划才能实现出色的漫游 - 包括正确的 Tx 功率设置和足够的小区重叠。

最后快速漫游功能需要在UniFiOS设置中启用,但是现在市面上还是存在少数设备缺少802.11r技术或者在兼容性方面存在问题,这些旧的设备在做快速漫游时会存在网速的损失。 (UAP-AC 和 UAP-AC v2 是唯一不支持快速漫游的机型。AC 系列的其余产品均支持快速漫游。)

界面.jpeg 快速漫游启用界面(UniFiOS-设置-WiFi)

目前在官网上能看见的AP都是支持快速漫游的,https://store.ui.com.cn/collections/unifi-network-wireless,同时提供厂家2年质保。

实现无缝漫游的网络方案 最常见的实现无缝漫游的家庭组网方案有两种 1、ac+ap 2、Mesh组网 无缝漫游ac+ap组网方案推荐 Unifi全家桶 ap——U6-Lite 路由——USG 交换机——USW-Lite-8-Poe 优点: 1、网络体验最好,ac+吸顶ap拥有着所有方案中最高的上限,不管在网络稳定性还是网速方面都无可挑剔。 2、技术成熟、稳定,ac+ap是源于企业和酒店的方案,出差去的五星级酒店基本都是这套方案稳定运行许多年了。 3、全家桶一步到位,通过poe交换机供电无需一边插网线一边插电线,后期的维护和扩展更容易。 4、兼容mesh,ui家收购了最早做商用mesh的厂商,所以每款ap都有无线mesh功能,即使ap断网也可以走无线mesh。 缺点: 前期布网安装比较费时费力。

总结 在组建无缝漫游网络时,需注意以下几点:

  1. AP信号覆盖区域应当相互交叉重叠,否则,会导致无线网络盲区。
  2. 无线AP必须设置为相同的SSID。不同的SSID意味着不同的无线网络,而无法实现无线漫游。需要注意的是,SSID区分大小写。
  3. 必须采用相同的WEP或WPA加密。所有无线AP和客户端必须采用相同的WEP或WPA加密,否则,将无法建立彼此之间的连接。WEP和WPA也是区分大小写的。
  4. 无线AP与无线客户端必须处于同一VLAN、同一IP地址段。
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