Підтримка роумінгу Wi-Fi у пристроях Apple
Пристрої, які підʼєднані до мережі Wi-Fi, відповідають за підтримку зʼєднання 802.11. Одна частина цього взаємозвʼязку визначає, коли слід переходити до нового набору базових служб (BSS) чи точки доступу (AP). Пристрій приймає таке рішення на основі низки чинників, зокрема шляхом визначення сили отримуваного сигналу та доступності точок доступу в тій самій чи інших мережах, до яких пристрій раніше підʼєднувався, і за умови налаштованого автопідʼєднання. Коли пристрій починає пошук кандидатів для переходу, на допомогу приходять різні допоміжні технології оптимізації роумінгу, які покликані підвищити його ефективність і збільшити автономність пристрою, зокрема:
Вимірювання радіочастот (802.11k): для отримання списку сусідніх точок доступу.
Швидкий перехід Fast BSS Transition (802.11r) і адаптивний Cisco Adaptive 802.11r: допомагають пристроям швидко й безпечно переходити між точками доступу.
Кешування ідентифікатора парного головного ключа (PMKID): уможливлює швидке повернення до попередніх асоційованих точок доступу.
Взаємодія із зовнішніми мережами (802.11u): для легкого й захищеного виявлення та підключення служб Wi-Fi.
Керування бездротовими мережами (802.11v): для визначення оптимальних бездротових точок доступу для переходу.
Підтримка оптимізації роумінгу для пристроїв Apple
Пристрої Apple підтримують такі допоміжні технології роумінгу:
Технологія | 802.11k | 802.11r | PMKID | 802.11u | 802.11v |
|---|---|---|---|---|---|
iPhone 5s або новіший |
|
|
|
|
|
iPad Pro 13-дюймовий (M4) |
|
|
|
|
|
iPad Pro 9,7-дюймовий або новіший |
|
|
|
|
|
iPad Air (1-ше покоління) або новіші |
|
|
|
|
|
iPad (5-те покоління) або новіші |
|
|
|
|
|
iPad mini 2 або новіші |
|
|
|
|
|
Apple Vision Pro |
|
|
|
|
|
Mac із процесором Apple |
|
|
|
|
|
Mac на основі Intel |
|
|
|
|
|
Рішення пристрою про перехід
Пристрої визначають, коли здійснювати перехід, шляхом оцінювання поточного значення індикатора сили отримуваного сигналу (RSSI), порівняно з RSSI нової точки доступу. Щойно сигнал згасне до певного значення (відомий як поріг тригера переходу), пристрій оцінить кандидатів для переходу. До визначальних чинників належать поріг тригера переходу, смуга частоти, а також технологія фізичного рівня (PHY), яка використовується точкою доступу кандидата для переходу.
Перекриття порогу тригера та стільника
Компʼютери Mac відстежують і підтримують поточне зʼєднання BSSID, аж поки RSSI не перетне поріг у –75 дБм. Пристрої iPhone та iPad відстежують і підтримують зʼєднання ідентифікатора базового набору служб (BSSID), поки індикатор сили отримуваного сигналу (RSSI) не перетне межу в –70 дБм. Після перетину порогового значення Mac, iPhone чи iPad починає пошук BSSID кандидатів для переходу для поточного ідентифікатора розширеного набору служб (ESSID).
Конструкція антен пристроїв різниться залежно від моделі, а тому вони можуть отримувати сигнали поза очікуваними межами стільників. Памʼятайте про це під час розробки бездротових стільників і обчислення перекриття сигналу. Під час вимірювання перекриття стільника найкраще використовувати цільовий пристрій.
Технологія | Поріг тригера переходу | Отримувана відносна сила сигналу BSS під час передавання даних | Отримувана відносна сила сигналу BSS під час бездіяльності |
|---|---|---|---|
Mac із процесором Apple | –75 дБм | на 12 дБ сильніше | на 12 дБ сильніше |
Mac на основі Intel | –75 дБм | на 12 дБ сильніше | на 12 дБ сильніше |
iPhone 5s або новіший | –70 дБм | на 8 дБ сильніше | на 12 дБ сильніше |
iPad Pro 13-дюймовий (M4) | –70 дБм | на 8 дБ сильніше | на 12 дБ сильніше |
iPad Pro 9,7-дюймовий або новіший | –70 дБм | на 8 дБ сильніше | на 12 дБ сильніше |
iPad Air (1-ше покоління) або новіші | –70 дБм | на 8 дБ сильніше | на 12 дБ сильніше |
iPad (5-те покоління) або новіші | –70 дБм | на 8 дБ сильніше | на 12 дБ сильніше |
iPad mini 2 або новіші | –70 дБм | на 8 дБ сильніше | на 12 дБ сильніше |
Apple Vision Pro | –70 дБм | на 8 дБ сильніше | на 12 дБ сильніше |
Критерії вибору смуги, мережі й кандидатів для переходу
Окрім досягнення порогу тригера роумінгу, базовий набір служб кандидата (або точка доступу) мають мати сигнал, потужніший за поточний. Для macOS BSS кандидата має мати RSSI на 12 дБ сильніший за поточний BSS, незалежно від того, чи передає Mac дані. Для iOS, iPadOS і visionOS BSS кандидата має мати RSSI, який на 8 дБ сильніший, якщо iPhone, iPad чи Apple Vision Pro передає дані, або сильніший на 12 дБ RSSI, якщо пристрій бездіяльний.
Наприклад, iPhone підʼєднано до SSID, де RSSI поточного зʼєднання може понизитися до –75 дБм під час голосового виклику через WLAN (VoWLAN). У такому випадку пристрій шукатиме BSSID кандидата для переходу, RSSI якого становить щонайменше –67 дБм. Якщо Mac підʼєднано до тієї ж мережі, і якщо RSSI поточного зʼєднання опуститься до –75 дБм, пристрій шукатиме BSSID кандидата для переходу, показник RSSI якого становить щонайменше –63 дБм.
Зважте можливість розгортання там, де iPhone чи iPad використовуватиме мережу, розраховану на стільники із частотою 6 ГГц чи 5 ГГц із перекриттям у –67 дБм. У такому разі пристрій підтримуватиме зʼєднання з BSSID довше, ніж очікується. Це спричинено тим, що iPhone чи iPad використовує поріг тригера переходу, значення якого дорівнює –70 дБм.
Системи iOS, iPadOS, macOS і visionOS використовують інформацію з мереж про завантаженість каналів і кількість повʼязаних клієнтів, а також заміри сили отримуваного сигналу для оцінювання мереж-кандидатів. Мережі з вищими показниками забезпечують кращу якість зʼєднання Wi-Fi. Ці операційні системи також обирають мережу на основі таких критеріїв:
Wi-Fi 7 (802.11be) має перевагу над Wi-Fi 6 (802.11ax)
Wi-Fi 6 (802.11ax) має перевагу над Wi-Fi 5 (802.11ac)
Wi-Fi 5 (802.11ac) має перевагу над Wi-Fi 4 (802.11n) чи 802.11a
Wi-Fi 4 (802.11n) має перевагу над 802.11a
Ширина каналу 160 мГц має перевагу над 80 мГц, 40 мГц або 20 мГц
Ширина каналу 80 мГц має перевагу над 40 мГц чи 20 мГц
Ширина каналу 40 мГц має перевагу над 20 мГц
Розуміння принципів роумінгу клієнтів, а також відомості про потрібну силу сигналу BSS кандидата, допоможуть розробити бездротову мережу, яка підтримує служби в реальному часі, як-от передавання голосу й відео.
Підтримка оптимізації переходу
Пошук придатної мережі й точки доступу є лише частиною процесу. Клієнт має здійснити перехід швидко й без втрати звʼязку, щоб користувач не відчув простою роботи. Під час роумінгу клієнт проходить автентифікацію відносно нового BSSID і деавтентифікується з поточного BSSID. Безпека та спосіб автентифікації визначають швидкість процесу.
Спершу для автентифікації на основі 802.1X потрібно, щоб клієнт здійснив повний обмін ключами EAP. Потім можна буде деавтентифікуватися в поточному BSSID. Залежно від інфраструктури автентифікації середовища це може тривати кілька секунд. Кінцеві користувачі можуть помітити проблеми в роботі, оскільки до завершення автентифікації дані не можуть передаватися в мережі.
iPhone, iPad, Mac із процесором Apple і Apple Vision Pro можуть підтримувати поправки до стандарту 802.11, зокрема 802.11k, 802.11r та 802.11v. Навіть якщо пристрій не підтримує стандарт 802.11r, усі пристрої підтримують кешування PMKID. З цим типом кешування пристрій перевіряє ідентифікатор парного головного ключа (PMKID), надісланий клієнтом. Ви можете використовувати кешування PMKID з деяким мережевим обладнанням для покращення переходу між точками доступу. Інша форма кешування — Sticky Key Caching (SKC) — оптимізує повернення до попередніх асоційованих точок доступу. Кешування Sticky key caching не еквівалентне і не сумісне з кешуванням Opportunistic Key Caching. Якщо вам потрібна підтримка FT-сумісних пристроїв із кешуванням PMKID, вам знадобляться додаткові ідентифікатори SSID.
Вимірювання радіочастот (802.11k)
Стандарт 802.11k дозволяє цим пристроям швидко визначати сусідні точки доступу, доступні для переходу. Коли сигнал поточної точки доступу слабне й пристрій має перейти до нової, уже буде визначено, яка точка доступу пропонує найкраще з’єднання.
Сканування роумінгу — це процес на пристрої, який допомагає перевірити точки доступу, які підтримують повʼязаний зараз ESSID. Пристрій перевіряє всі доступні канали в смугах 2,4 ГГц, 5 ГГц, а також насамперед сканує канали в смузі 6 ГГц. Крім того, мережі 6 ГГц можна виявляти за межами діапазону шляхом прослуховування інформаційного елемента маяків Reduced Neighbor Report у смугах 2,4 ГГц і 5 ГГц.
Сканування переходу відбувається швидше, якщо в мережі ввімкнуто 802.11k. Так підтримувані пристрої Apple і операційні системи використовуватимуть шість перших записів у Neighbor Report, щоб визначити пріоритетність сканованих каналів. Якщо 802.11k Neighbor Report не ввімкнуто, ці пристрої будуть здійснювати більш методичне сканування.
Наприклад, користувач може переміщуватися будівлею під час дзвінка. Коли iPhone перетне межу в -70 дБм, він почне сканування кандидатів для переходу. Якщо буде використовуватися Neighbor Report від 802.11k, пристрій знайде точки доступу, які підтримують поточний ESSID на трьох каналах. Ці канали будуть негайно проскановані, також буде виявлено точку доступу на каналі з потрібною силою сигналу, а потім відбудеться перехід. Якщо в мережі не діє 802.11k, клієнт скануватиме кожен канал на кожній смузі в пошуку цілі для переходу. Це може подовжити обробку на кілька секунд.
Швидкий перехід BSS (802.11r)
Стандарт 802.11r спрощує процес автентифікації за допомогою функції Fast BSS Transition (FT), коли пристрій переходить від однієї точки доступу до іншої в межах однієї мережі. Функція FT дає пристроям змогу швидше налагоджувати контакт із точками доступу. Залежно від виробника модулів Wi-Fi функція FT може працювати з обома методами автентифікації: наперед визначений ключ (PSK) і 802.1X. Компʼютери Mac на основі процесорів Intel не підтримують функцію BSS Transition, однак вони взаємодіють із мережами Fast BSS Transition, щоб не було потреби розгортати додаткові SSID.
У мережах Cisco підтримується адаптивний стандарт 802.11r, який дає змогу пристроям Apple із підтримкою FT співіснувати із застарілими пристроями, які такої підтримки не мають, у SSID, де дозволено одночасно клієнти з підтримкою FT та без такої підтримки. Підтримувані пристрої Apple і точки доступу Cisco спільно сигналізують про підтримку мережею адаптивного стандарту 802.11r і можливість швидкого переходу (FT). Застарілі бездротові клієнти, які не підтримують 802.11r, так само можуть підʼєднуватися до тієї ж мережі, однак не можуть користуватися перевагами швидшого переходу FT. Адаптивний стандарт 802.11r потребує Cisco версії 8.3 або новішої та підтримуваних пристроїв Apple під керуванням iOS 10, iPadOS 13.1 і macOS 10.13 або новіших.
Кешування PMKID
Кешування PMKID прискорює повторне підʼєднання. Клієнтський пристрій — з попередньо встановленим Pairwise Master Key через виконання початкової автентифікації EAP (Extensible Authentication Protocol) і обмін ключами, — може повернутися до тієї ж точки доступу, де було кешовано його PMKID. У результаті пришвидшення повторного підʼєднання від однієї точки доступу чи BSS до іншої, раніше використовуваної, зменшується час на перехід. iOS, iPadOS і macOS підтримують статичне кешування PMKID, яке допомагає оптимізовувати роумінг між BSSID в одному ESSID.
Взаємодія із зовнішніми мережами (802.11u)
Організації використовують стандарт 802.11u (відомий також як Wi-Fi Certified Passpoint або HotSpot 2.0), щоб дозволити користувачам автоматично переходити між мережами Wi-Fi як у стільниковому роумінгу, не змінюючи при цьому ідентифікаційні дані. Коли пристрій виявляє авторизовану точку доступу 802.11u, він автоматично приєднується до мережі.
Керування бездротовими мережами (802.11v)
Стандарт 802.11v надає додаткову інформацію про сусідні точки доступу, які можуть стати оптимальним вибором для приєднання. Коли пристрій має здійснити перехід, відбувається перевірка даних про перехід BSS (наданих мережею), щоб пристрій міг швидко визначити, які точки доступу найкращі для переходу.