Understøttelse af Wi-Fi-roaming på Apple-enheder
Enheder, der er forbundet til et Wi-Fi-netværk, er ansvarlige for at vedligeholde deres 802.11-forbindelse. En del af dette forbindelsesforhold beslutter, hvornår der skal roames til et nyt Basic Service Set (BSS) eller adgangspunkt (AP). Enheden foretager beslutningen på baggrund af forskellige faktorer, herunder den modtagne signalstyrke og tilgængeligheden af adgangspunkter på det samme netværk eller andre netværk, som enheden tidligere har oprettet forbindelse til, og som er konfigureret til automatisk forbindelse. Når enheden begynder at søge efter roamingkandidater, implementeres forskellige teknologier, der understøtter optimering af roaming, for at forbedre ydeevnen under roaming og forbedre enhedens batteritid med funktioner som:
Radio Measurement (802.11k): Leverer listen med tilstødende adgangspunkter.
Fast BSS Transition (802.11r) og Cisco Adaptive 802.11r: Hjælper enheder med hurtig og sikker roaming mellem adgangspunkter.
Pairwise Master Key Identifier-bufferlagring (PMKID): Muliggør hurtig roaming tilbage til tidligere tilknyttede adgangspunkter.
Interworking with External Networks (802.11u): Muliggør nem og sikker registrering og oprettelse af forbindelse af Wi-Fi-tjeneste.
Wireless Network Management (802.11v): Gør det nemmere at identificere de bedste trådløse adgangspunkter til roaming.
Understøttelse af optimering af roaming til Apple-enheder
Apple-enheder understøtter disse hjælpeteknologier til roaming:
Teknologi | 802.11k | 802.11r | PMKID | 802.11u | 802.11v |
|---|---|---|---|---|---|
iPhone 5s og nyere modeller |
|
|
|
|
|
13" iPad Pro (M4) |
|
|
|
|
|
9,7" iPad Pro og nyere modeller |
|
|
|
|
|
iPad Air (1. generation og nyere modeller) |
|
|
|
|
|
iPad (5. generation og nyere modeller) |
|
|
|
|
|
iPad mini 2 og nyere modeller |
|
|
|
|
|
Apple Vision Pro |
|
|
|
|
|
Mac med Apple Silicon |
|
|
|
|
|
Intel-baseret Mac |
|
|
|
|
|
Enhedens beslutning om at roame
Enhederne registrerer behovet for roaming ved at evaluere den aktuelle forbindelses RSSI-værdi (Received Signal Strength Indicator)i forhold til RSSI-værdien for et nyt adgangspunkt. Når signalet når ned på et vist niveau (kendt som udløsningsgrænsen for roaming), evaluerer enheden roamingkandidaterne. Faktorer, der kommer i betragtning, omfatter udløsningsgrænsen for roaming, frekvensbåndet og teknologien til fysisk lag (PHY), som bruges af det mulige roamingadgangspunkt.
Udløsningsgrænse og celleoverlapning
Mac-computere overvåger og vedligeholder den aktuelle BSSID-forbindelse, indtil RSSI overskrider grænsen på –75 dBm. iPhone- og iPad-enheder overvåger og vedligeholder BSSID-forbindelsen (Basic Service Set Identifier), indtil RSSI-værdien (Received Signal Strength Indicator) overstiger –70 dBm. Når Mac, iPhone eller iPad overskrider udløsningsgrænsen for roaming, scanner enheden for mulige roaming-BSSID’er til den aktuelle ESSID (Extended Service Set Identifier).
Antennerne på enhederne varierer fra model til model, og de opfatter muligvis andre cellegrænser end forventet. Vær opmærksom på dette, når du designer trådløse celler og beregner deres signaloverlapning. Det er altid bedst at bruge modtagerenheden, når du måler celleoverlapning.
Teknologi | Udløsningsgrænse for roaming | Øget relativ signalstyrke for BSS ved overførsel af data | Øget relativ signalstyrke for BSS, når passiv |
|---|---|---|---|
Mac med Apple Silicon | –75 dBm | 12 dB stærkere | 12 dB stærkere |
Intel-baseret Mac | –75 dBm | 12 dB stærkere | 12 dB stærkere |
iPhone 5s og nyere modeller | –70 dBm | 8 dB stærkere | 12 dB stærkere |
13" iPad Pro (M4) | –70 dBm | 8 dB stærkere | 12 dB stærkere |
9,7" iPad Pro og nyere modeller | –70 dBm | 8 dB stærkere | 12 dB stærkere |
iPad Air (1. generation og nyere modeller) | –70 dBm | 8 dB stærkere | 12 dB stærkere |
iPad (5. generation og nyere modeller) | –70 dBm | 8 dB stærkere | 12 dB stærkere |
iPad mini 2 og nyere modeller | –70 dBm | 8 dB stærkere | 12 dB stærkere |
Apple Vision Pro | –70 dBm | 8 dB stærkere | 12 dB stærkere |
Kriterier for udvælgelse af bånd, netværk og roamingkandidater
Ud over at nå udløsningsgrænsen for roaming skal signalet til det mulige Basic Service Set (eller adgangspunkt) være bedre end det aktuelle signal. Når det gælder macOS, skal det mulige BSS have en RSSI-værdi, der er 12 dB stærkere end det aktuelle BSS, uanset om Mac-computeren er passiv eller overfører data. Når det gælder iOS, iPadOS og visionOS, skal det mulige BSS have en RSSI-værdi, der er 8 dB stærkere, hvis iPhone-, iPad- eller Apple Vision Pro-enheden overfører data, eller en RSSI-værdi, der er 12 dB stærkere, hvis enheden er passiv.
Tag f.eks. en iPhone, der er forbundet til et SSID‚ hvor den aktuelle forbindelses RSSI-værdi falder til –75 dBm under et VoWLAN-opkald (Voice over WLAN). Når dette sker, vil enheden efterfølgende søge efter mulige roaming-BSSID’er med en RSSI-værdi på mindst –67 dBm. Hvis en Mac er forbundet til det samme netværk, og den aktuelle forbindelses RSSI-værdi falder til –75 dBm, vil enheden søge efter en mulig roaming-BSSID med en RSSI-værdi på mindst –63 dBm.
Forestil dig et implementeringsscenarie, hvor en iPhone eller iPad bruger et netværk, som er designet til 6 GHz eller 5 GHz radiofrekvensceller, med et overlap på –67 dBm. I dette tilfælde bevarer enheden forbindelsen til BSSID’et længere end forventet. Det skyldes, at iPhone- eller iPad-enheden anvender en udløsningsgrænsen for roaming på –70 dBm.
iOS, iPadOS, macOS og visionOS bruger oplysninger delt at netværkene om kanaludnyttelse og antal tilknyttede klienter samt modtagne målinger af signalstyrke til at vurdere mulige netværk. Netværk med en højere vurdering giver en bedre Wi-Fi-oplevelse. Disse operativsystemer vælger også et netværk på baggrund af følgende kriterier:
Wi-Fi 7 (802.11be) foretrækkes frem for Wi-Fi 6 (802.11ax)
Wi-Fi 6 (802.11ax) foretrækkes frem for Wi-Fi 5 (802.11ac)
Wi-Fi 5 (802.11ac) foretrækkes frem for Wi-Fi 4 (802.11n) eller 802.11a
Wi-Fi 4 (802.11n) foretrækkes frem for 802.11a
160 MHz kanalbredde foretrækkes frem for 80 MHz, 40 MHz eller 20 MHz
80 MHz kanalbredde foretrækkes frem for 40 MHz eller 20 MHz
40 MHz kanalbredde foretrækkes frem for 20 MHz
Når du skal designe et trådløst netværk, der understøtter tjenester i realtid såsom stemme og video, kan det være en god idé at danne sig en forståelse af, hvordan klienter roamer, og få kendskab til den påkrævede signalstyrke på et muligt BSS.
Understøttelse af optimering af roaming
Identificering af et gyldigt netværk og adgangspunkt er blot en del af processen. Klienten skal gennemføre roamingprocessen hurtigt og uden afbrydelser, så brugeren ikke oplever nedetid. Roaming omfatter klientens godkendelse i forhold til det nye BSSID, og at godkendelsen ophæves fra det aktuelle BSSID. Sikkerheds- og godkendelsesmetoden bestemmer, hvor hurtigt dette kan ske.
Først kræver 802.1X-baseret godkendelse, at klienten gennemfører hele EAP-nøgleudvekslingen. Derefter kan klienten ophæve godkendelsen fra det aktuelle BSSID. Dette kan tage flere sekunder, alt efter infrastrukturen til godkendelse i miljøet. Slutbrugere kan opleve afbrudt dækning, fordi data ikke kan overføres på netværket, før godkendelsen er færdig.
iPhone, iPad, Mac med Apple Silicon og Apple Vision Pro kan understøtte 802.11-forbedringer af standarderne 802.11k, 802.11r og 802.11v. Selv hvis en enhed ikke understøtter 802.11r, understøtter alle enheder PMKID-bufferlagring. Med denne type bufferlagring kontrollerer enheden det PMKID (Pairwise Master Key Identifier), som klienten sendte. Du kan bruge PMKID-bufferlagring med visse typer udstyr for at forbedre roaming mellem adgangspunkter. En anden form for bufferlagring – sticky key caching (SKC) – optimerer roaming tilbage til tidligere tilknyttede adgangspunkter. Sticky key caching svarer ikke til og er ikke kompatibel med opportunistic key caching. Hvis du vil understøtte enheder, der virker med FT, og som har PMKID-bufferlagring, kan du have brug for flere SSID’er.
Radio measurement (802.11k)
802.11k giver disse enheder mulighed for hurtigt at identificere adgangspunkter i nærheden, som kan bruges til roaming. Når det aktuelle adgangspunkts signalstyrke bliver svagere, og enheden har brug for at roame til et nyt adgangspunkt, ved enheden allerede, hvilket adgangspunkt det er bedst at oprette forbindelse til.
En scanning af roaming er den proces, som en enhed bruger til at søge efter adgangspunkter, der understøtter det ESSID, der er tilknyttet i øjeblikket. Enheden søger efter alle tilgængelige kanaler på 2,4 GHz og 5 GHz samt primære scanningkanaler på 6 GHz. Netværk på 6-GHz netværk registreres desuden uden for båndet i kraft af, at der lyttes efter Reduced Neighbor Report-oplysningselementet fra beacon-enheder i 2,4-GHz og 5-GHz bånd.
Scanningen af roaming udføres hurtigere, hvis 802.11k er slået til på netværket. Det skyldes, at understøttede Apple-enheder og operativsystemer bruger de første seks optegnelser i Neighbor Report til at prioritere, hvilke kanaler der skal scannes. Hvis 802.11k Neighbor Report ikke er slået til, er enhederne nødt til at scanne på en mere metodisk måde.
For eksempel kan en bruger, der er i gang med et opkald, finde på at gå til den anden ende af bygningen. Når iPhone overskrider grænsen på -70 dBm, scanner den efter roamingmodtagere. Hvis den bruger den Neighbor Report, som 802.11k stiller til rådighed, finder den adgangspunkter, der understøtter det aktuelle ESSID på tre kanaler. Den scanner straks disse kanaler, finder frem til, at adgangspunktet på en kanal har den passende signalstyrke, og begynder at roame. Hvis 802.11k ikke er slået til på netværket, skal klienten scanne hver enkelt kanal på hvert enkelt bånd for at finde en roamingmodtager. Det kan forlænge processen med flere sekunder.
Fast BSS Transition (802.11r)
802.11r strømliner godkendelsesprocessen ved hjælp af funktionen Fast BSS Transition (FT), når enheden roamer fra et adgangspunkt til et andet på samme netværk. FT bevirker, at enhederne hurtigere kan tilknyttes et adgangspunkt. Afhængigt af leverandøren af din Wi-Fi-hardware kan FT både anvende godkendelsesmetoden med fælles nøgle (PSK) og godkendelsesmetoden 802.1X. Intel-baserede Mac-computere understøtter ikke Fast BSS Transition, men de fungerer sammen med Fast BSS Transition-netværk, så ekstra SSID’er ikke behøver at blive implementeret.
På Cisco-netværk understøttes Adaptive 802.11r, så Apple-enheder kan bestemme, hvilken FT-understøttelse der skal eksistere sammen med ældre enheder, der ikke understøtter FT på et SSID, som er konfigureret til at tillade FT- og ikke-FT-klienter på samme tid. Understøttede Apple-enheder og Cisco-adgangspunkter signalerer indbyrdes, at Adaptive 802.11r understøttes af netværket, og at FT kan bruges. Ældre trådløse klienter, der ikke understøtter 802.11r, kan godt oprette forbindelse til det samme netværk, men de kan ikke få glæde af hurtigere FT-roaming. Adaptive 802.11r kræver Cisco version 8.3 eller nyere og understøttede Apple-enheder med iOS 10, iPadOS 13.1 og macOS 10.13 eller nyere versioner.
PMKID-bufferlagring
PMKID-bufferlagring får etableringen af en ny forbindelse til at gå hurtigere. En klientenhed – som tidligere har etableret en Pairwise Master Key ved at gennemføre indledende EAP-godkendelse og -nøgleudveksling (Extensible Authentication Protocol) – kan vende tilbage til det samme adgangspunkt, hvor dens PMKID er blevet indlæst i buffer. Hurtigere etablering af en ny forbindelse fra et adgangspunkt eller BSS til et andet tidligere forbundet adgangspunkt forbedrer roamingtiden. iOS, iPadOS og macOS understøtter statisk PMKID-bufferlagring, som hjælper med at optimere roaming mellem BSSID’er i det samme ESSID.
Interworking with external networks (802.11u)
Organisationer bruger 802.11u (også kendt som Wi-Fi Certified Passpont eller HotSpot 2.0), så deres brugere automatisk kan skifte fra det ene Wi-Fi-netværk til det andet – lidt ligesom mobilroaming – uden at ændre loginoplysninger. Når en enhed registrerer et autoriseret 802.11u-adgangspunkt, sluttes enheden automatisk til dette netværk.
Wireless network management (802.11v)
802.11v leverer yderligere oplysninger om adgangspunkter i nærheden, som det kunne være relevant at oprette forbindelse til. Når en enhed skal roame, gennemgås BSS-overgangsdata (der leveres af netværket), så enheden hurtigt kan beslutte, hvilke adgangspunkter der er de bedste til roaming.