Profesjonelle roaming-nettverk
Innledning

For Ä fÄ hÞy wifi-ytelse og full wifi-dekning i store bygninger brukes flere aksesspunkter. I dette kapittelet skal vi se nÊrmere pÄ hvordan man ved hjelp av slike kan fÄ perfekt wifi til kontoret eller store hjem som trenger profesjonelt wifi. Vi kommer til Ä bruke samme lÞsninger som brukes til Ä gi wifi-dekning pÄ skoler, hoteller, flyplasser og stadioner.
Sentraladministrerte aksesspunktsystemer
I tidligere kapitler har vi sett hvordan aksesspunkter kan gi dekning der ruterens eget wifi ikke nÄr. Problemet med vanlige aksesspunkter er at de konfigureres selvstendig og mangler innsikt i wifi-nettet som helhet.
I profesjonell sammenheng brukes i stedet sentraladministrerte aksesspunkter. Det er aksesspunkter som utgjÞr deler av et stÞrre system og kan administreres (styres) fra en sentral plass. Hvis passordet til det trÄdlÞse nettverket mÄ byttes, kan det gjÞres fra den sentrale plassen (i stedet for at administratoren mÄ logge pÄ hvert eneste aksesspunkt). Det samme gjelder ved oppgradering av firmware, tildeling av gjestetilgang og lignende.
MĂ„lsetningen med et sentraladministrert aksesspunktsystem er Ă„ bygge et roaming-nettverk, dvs. et nettverk der klientene kan hoppe fritt mellom aksesspunkter uten at brukerne merker det. Det skal dessuten vĂŠre enkelt Ă„ vedlikeholde og overvĂ„ke, noe det blir nĂ„r alt kan styres fra ett og samme sted.Â
Oppbygging av et sentraladministrert aksesspunktsystem
For Ă„ bygge et roaming-nettverk med sentraladministrerte aksesspunkter kreves det tre komponenter:
- en kontroller
- noen systemkompatible aksesspunkter
- strĂžmforsyning
NĂžyaktig hvordan de ulike komponentene fungerer varierer mellom systemer fra ulike leverandĂžrer. I dette kapittelet tar vi utgangspunkt i Unifi-systemet fra amerikanske Ubiquiti og Auranet-systemet fra kinesiske TP-link.
Kontrolleren er en serverprogramvare som installeres pÄ en datamaskin i det lokale nettverket. Det er i den programvaren nettverksadministratoren gjÞr alle innstillinger, for eksempel velger navn og passord for aksesspunktenes felles trÄdlÞse nettverk, samt hvilke kanaler de ulike aksesspunktene skal bruke.

Kontrolleren sÞrger ogsÄ for Ä samle inn statistikk og loggfÞre eventuelle feilmeldinger. Ved Ä samle inn all informasjon i kontrolleren blir det enkelt for administratoren Ä ha oversikt over, diagnostisere og feilsÞke det trÄdlÞse nettverket.
Unifi-kontrolleren kan kjĂžres i Windows, Windows Server, Mac OS og Linux. Auranet-kontrolleren stĂžtter i skrivende stund bare Windows og Windows Server.

Felles for de nevnte kontrollerprogrammene er at de ikke trenger Ä vÊre slÄtt pÄ for at det trÄdlÞse nettverket skal fungere. Unifi- og Auranet-aksesspunkter inneholder all intelligens som kreves for Ä fÄ den grunnleggende funksjonaliteten. De tilhÞrende kontrollerprogrammene trengs bare for Ä konfigurere, endre og overvÄke de trÄdlÞse nettverkene. Det innebÊrer at lÞsningene ogsÄ fungerer i nettverk som ikke har noen serverdatamaskin slÄtt pÄ hele dÞgnet. Datamaskinen som kjÞrer kontrollerprogramvaren trenger bare vÊre slÄtt pÄ nÄr noe skal endres i det trÄdlÞse nettverket (f.eks. nÄr firmwaren skal oppgraderes i aksesspunktene).
Selv om kontrollerprogramvaren ikke trenger Ä vÊre i gang hele dÞgnet, er det likevel anbefalt. NÄr kontrolleren er aktiv, samler den inn feilmeldinger og statistikk som ellers gÄr tapt. Kontrolleren trengs ogsÄ hvis den tidsbegrensede gjestetilgangsfunksjonen i Unifi- eller Auranet-systemene skal brukes.
NÄr kontrollerprogramvaren er installert, begynner den Ä lete etter systemkompatible aksesspunkter i det lokale nettverket. NÄr kontrolleren finner ett eller flere aksesspunkter som ikke allerede er adoptert av en annen kontroller (koblet til en kontroller), kan administratoren adoptere dem, noe som gjÞres med et knappetrykk. NÄr det er gjort, kan aksesspunktene bare administreres av akkurat den kontrolleren, slik at ingen ubudne gjester pÄ det lokale nettverket kan endre konfigurasjonen til aksesspunktene. Bare administratoren som har kontrollerens brukernavn og passord, kan endre konfigurasjonen.
Obs! I Unifi- og Auranet-systemer brukes ikke ruterens eget trÄdlÞse nettverk (kontrolleren har ingen mulighet til Ä styre det). Ruterens egen wifi-funksjon bÞr deaktiveres, slik at den ikke forstyrrer resten av det trÄdlÞse nettverket.
StrĂžmforsyning av aksesspunkter
Til forskjell fra vanlige konsumentaksesspunkter â som drives med strĂžmadapter â drives i prinsippet alle sentraladministrerte aksesspunkter via nettverkskabelen. Det gjĂžr plasseringen av aksesspunktene mer fleksibel og gir en mer diskret installasjon.
Det er flere mÄter Ä strÞmforsyne aksesspunkter pÄ via nettverkskabelen. Den vanligste er Ä bruke POE-standarden (ogsÄ kjent som 802.3af) som gjennomgÄs nÊrmere i Power over Ethernet. Hvis aksesspunktene kobles til hver sin POE-strÞminjektor eller en felles POE-switch, kan de strÞmforsynes via opptil 100 m lange nettverkskabler (dvs. makslengden pÄ en nettverkskabel ut fra et dataperspektiv).


For veldig strÞmkrevende aksesspunkter strekker ikke POE-standarden til. Aksesspunkter som drar mye strÞm, bruker i stedet POE+-standarden (ogsÄ kjent som 802.3at). For Ä fÄ strÞm mÄ de enten ha hver sin POE+-strÞminjektor eller en felles POE+switch, siden vanlig POE ikke kan levere tilstrekkelig hÞy effekt. PÄ samme mÄte som i POE-sammenheng er makslengden pÄ nettverkskablene 100 m.
Tips! POE+-strÞminjektorer og POE+-switcher kan strÞmforsyne bÄde POE+-aksesspunkter og POE-aksesspunkter.
Det finnes ogsĂ„ nettverkskabelbaserte strĂžmforsyningslĂžsninger som ikke fĂžlger noen av de offisielle POE-standardene (802.3af og 802.3at). For de enkleste Unifi-aksesspunktene har Ubiquiti valgt Ă„ bruke en egen standard som driver aksesspunktene pĂ„ 24 V i stedet for POE-standardenes 48 V. PĂ„ grunn av spenningsforskjellen mĂ„ slike aksesspunkter (f.eks. Ubiquiti Unifi UAP-AC-Lite) drives av de medfĂžlgende strĂžminjektorene. Den lavere spenningen gjĂžr ogsĂ„ at kabellengden mellom strĂžminjektor og aksesspunkt begrenses til 40 m.Â

Â
Kapasitetsplanlegging
I konsumentsammenheng "skryter" ruterprodusentene ofte om hvor lang rekkevidde ruterne deres har. Hvis hele det trÄdlÞse nettverket betjenes av en eneste ruter, er lang rekkevidde selvsagt en god egenskap, men i store profesjonelle nettverk er det ikke alltid slik! Der kan det tvert imot vÊre en ulempe med for sterke signalkilder. Heldigvis kan bÄde Unifi- og Auranet-systemene tilpasse signalstyrken pÄ aksesspunktene.
I profesjonell sammenheng er det alltid bedre Ä ha flere svake aksesspunkter enn Ä ha et fÄtall sterke. Det er to grunner til dette. For det fÞrste Þker det trÄdlÞse nettverkets kapasitet for hvert aksesspunkt som legges til. Forestill deg at 20 bÊrbare datamaskiner skal kobles til et trÄdlÞst nettverk som gÄr ut fra et eneste AC1750-aksesspunkt. For enkelhets skyld antar vi at alle datamaskiner kobles til pÄ 5 GHz-bÄndet (der et AC1750-aksesspunkt kan levere opptil 1300 Mb/s), og at alle datamaskiner belaster det trÄdlÞse nettverket like mye. Hvis 1300 Mb/s skal fordeles jevnt pÄ 20 datamaskiner, blir det i teorien 65 Mb/s per datamaskin. Den virkelige hastigheten blir selvsagt lavere i og med at trÄdlÞse nettverk alltid har tap.

Forestill deg i stedet at de 20 datamaskinene kobles til et trĂ„dlĂžst nettverk som gĂ„r ut fra to AC1750-aksesspunkter. Da kommer de 20 datamaskinene til Ă„ dele pĂ„ 2600 Mb/s ved at halvparten kobles til det fĂžrste aksesspunktet og den andre halvparten kobles til det andre aksesspunktet. Da fĂ„r datamaskinene i teorien 130 Mb/s hver.Â

Forestill deg nÄ at det er fire aksesspunkter. Da fÄr datamaskinene i teorien 260 Mb/s hver. Jo flere aksesspunkter som distribuerer det trÄdlÞse nettverket, desto hÞyere kapasitet fÄr det trÄdlÞse nettverket som helhet.
Den andre grunnen til Ä ha flere aksesspunkter er at avstanden mellom aksesspunktene og klientene reduseres. For en klient er lang avstand den viktigste Ärsaken til at hastigheten blir lavere, men avstanden pÄvirker helheten mer enn som sÄ. Jo flere klienter som kommuniserer med et aksesspunkt med lav dataoverfÞringshastighet, desto mer reduseres aksesspunktets generelle ytelse. NÄr langsomme klienter kommuniserer med aksesspunktet i lav overfÞringshastighet, bruker de en stÞrre del av aksesspunktets kapasitet. Da blir det mindre kapasitet til overs for klienter som er fysisk nÊr aksesspunktet og ellers kunne ha fÄtt hÞyere hastighet.
For best mulig ytelse bygges derfor profesjonelle trÄdlÞse nettverk med mange aksesspunkter som dekker begrensede omrÄder. Da holdes antall klienter per aksesspunkt lavt, slik at de tilkoblede klientene fÄr hÞye hastigheter. BÄde Unifi- og Auranet-aksesspunkter kan begrense hvor mange klienter som kan vÊre tilkoblet per aksesspunkt, slik at klientene kan bli fordelt sÄ jevnt som mulig. Begge aksesspunktsystemene har ogsÄ stÞtte for Ä konfigurere en parameter som kalles RSSI-terskel (Received Signal Strength Indication). Det er en grenseverdi for hvor sterkt signal klienter mÄ ha for Ä kunne bli koblet til et aksesspunkt. Det hindrer klienter med altfor lav signalstyrke i Ä koble seg til og dra ned ytelsen for de andre tilkoblede klientene.
RSSI mĂ„les i dBm (desibel-milliwatt) og er en negativ verdi i lokale trĂ„dlĂžse nettverk. Jo nĂŠrmere 0 dBm verdien er, desto hĂžyere er signalstyrken. Hvis verdien gĂ„r ned mot -94 dBm, er signalstyrken i prinsippet ikke-eksisterende. Det finnes ingen RSSI-terskel som passer for alle aksesspunkter. Terskelen mĂ„ bestemmes ut fra situasjonen til de forskjellige aksesspunktene. Ved Ă„ studere RSSI-verdien til de tilkoblede klientene (vises i kontrolleren) kan administratoren angi en terskelverdi som beholder Ăžnskede klienter og frakobler uĂžnskede klienter.Â

Â
Antall aksesspunkter
NĂžyaktig hvor mange aksesspunkter som trengs for Ă„ gi en perfekt wifi-opplevelse, avhenger av:
- hvor stort omrÄde som skal dekkes
- hvordan vegger og tak demper signalet
- hvor mange klienter som skal vĂŠre tilkoblet
- hvor mye disse klientene belaster det trÄdlÞse nettverket
- hva som menes med perfekt wifi-opplevelse.
Hvor mange aksesspunkter du trenger er altsÄ et spÞrsmÄl som er vanskelig Ä svare pÄ. For det fÞrste mÄ du bestemme hvor hÞy hastighet som reelt skal kunne oppnÄs. PÄ et kontor der mange jobber med bÊrbare datamaskiner, mÄ det trÄdlÞse nettverket dimensjoneres med forholdsvis fÄ medarbeidere og kvadratmeter per aksesspunkt. PÄ et enklere charterhotell, der det er nok at hver gjest fÄr noen fÄ megabit per sekund, kan det planlegges med mange gjester og kvadratmeter per aksesspunkt.
Jo stÞrre omrÄde et aksesspunkt skal dekke, desto mer vil den reelle hastigheten skille seg fra den teoretiske. PÄ et kontor eller i et hjem med hÞye krav til ytelse kan man gÄ ut fra aksesspunktenes 5 GHz-dekning. Den er alltid dÄrligere enn 2,4 GHz-dekningen, sÄ hvis aksesspunktene gir god dekning pÄ 5 GHz-bÄndet, kommer de ogsÄ til Ä gi god dekning pÄ 2,4 GHz-bÄndet.
Et aksesspunkt kan normalt levere ca. en femtedel av sin teoretiske 5 GHz-hastighet pĂ„ drĂžye 60 mÂČ. 1300 Mb/s i teorien blir altsĂ„ ca. 250 til 300 Mb/s i virkeligheten. Denne beregningen er veldig omtrentlig siden den virkelige hastigheten pĂ„virkes av alt fra aksesspunktets plassering i forhold til klientene til hvor mye innerveggene demper signalet.
Det finnes ogsÄ en Þvre grense for hvor mange aksesspunkter som kan brukes. Les mer om det i Kanalplanlegging.
I andre sammenhenger spiller det ingen rolle hvilken overfÞringshastighet klientene fÄr. Det viktigste er at det er dekning i det hele tatt. Da kan man gÄ ut fra 2,4 GHz-dekningen, siden den alltid er bedre enn 5 GHz-dekningen.
Hvis ikke ytelsen er viktig, kan et aksesspunkt nÄ opp mot 100 meter over en Äpen overflate (innervegger demper signalet og reduserer avstanden).
Tips! BÄde Unifi- og Auranet-kontrollere lar administratoren laste opp en plantegning over bygningen, slik at han eller hun kan simulere aksesspunktenes dekning. Simuleringsfunksjonen gjÞr det enklere Ä plassere aksesspunktene optimalt. Simuleringsfunksjonen tar riktignok ikke hensyn til vegger og tak, men er nyttig for Ä fÄ en grunnleggende vurdering.

TrÄdlÞs repetisjon
For best mulig ytelse bÞr samtlige aksesspunkter kobles til med kabel. Hvis det ikke er mulig Ä trekke kabler (og ytelsen kommer i andre rekke), kan man med Unifi-systemet repetere signalet trÄdlÞst fra et aksesspunkt til et annet. Dette er ikke mulig med Auranet-systemet.
For Ä kunne bruke repeater-funksjonen i Unifi-systemet mÄ minst ett av aksesspunktene vÊre tilkoblet med kabel. Det aksesspunktet blir brukt som sÄkalt "trÄdlÞs opplink" (wireless uplink). Ett eller flere aksesspunkter kan kobles trÄdlÞst til denne trÄdlÞse opplinken. Det er en god lÞsning for Ä spre wifi-signalet dit det ellers ikke nÄr.
Ulempen med repeater-lÞsningen er at ytelsen blir lavere. Aksesspunktene som opptrer som repeatere, mÄ enten bruke sitt ene frekvensbÄnd eller halvere kapasiteten pÄ begge frekvensbÄndene for Ä kunne kommunisere med den trÄdlÞse opplinken. Dermed halveres ytelsen for klienter som kobler seg til via et repeterende aksesspunkt. Aksesspunktet som opptrer som trÄdlÞs opplink, blir ogsÄ tungt belastet. Det skal tross alt hÄndtere bÄde trafikken fra egne klienter og all trafikk som kommer via de repeterende aksesspunktene. Heldigvis er halvert ytelse ofte nok hvis ytelsen i utgangspunktet er hÞy nok.

Moderne roaming
FÞr i tiden var roaming mellom aksesspunkter alt annet enn effektivt. NÄr klientene hoppet fra et aksesspunkt til et annet, tok det lang tid fÞr de fikk tilbake oppkoblingen. Det gjorde at nedlasting mÄtte startes pÄ nytt og at videosamtaler ble brutt. Klientene var dessuten dÄrlige til Ä finne det beste aksesspunktet. NÄr de hadde koblet seg til et aksesspunkt, begynte de ikke Ä lete etter bedre alternativer fÞr de hadde mistet tilkoblingen fullstendig. Det gjorde at klienter ofte beholdt tilkoblingen til aksesspunkter langt borte, selv om det fantes andre aksesspunkter som var mye nÊrmere.
For Ä lÞse dette problemet lanserte Ubiquiti teknologien som kaltes Zero-handoff roaming. Med den fikk alle aksesspunkter i systemet samme BSSID (MAC-adresse), og de kommuniserte pÄ samme kanal. Det gjorde at klientene opplevde alle aksesspunkter som en eneste stor signalkilde. Det spilte egentlig ingen rolle hvilket aksesspunkt de var koblet til, for alle aksesspunkter i nÊrheten kunne ta hÄnd om klientenes trafikk.
Ulempen med Zero-handoff roaming var at ytelsen ble dÄrligere. NÄr alle aksesspunkter kommuniserte pÄ samme kanal, kunne man ikke Þke kapasiteten i nettverket ved Ä legge til flere aksesspunkter. Overlappende aksesspunkter delte pÄ den tilgjengelige bÄndbredden i stedet for Ä Þke den.
I dagens Unifi-aksesspunkter er Zero-handoff roaming-funksjonen fjernet (den finnes ikke i Auranet-aksesspunktene heller). Heldigvis er det ikke behov for den lenger. Dagens klienter er mye bedre til raskt Ä bytte mellom ulike aksesspunkter. De er generelt ogsÄ smarte nok til Ä bytte aksesspunkt nÄr det er et bedre tilgjengelig.
Stadig flere aksesspunkter for ogsÄ stÞtte for standarder som gjÞr at klientenes roaming mellom aksesspunktene blir enda raskere. Disse standardene kalles 802.11k, 802.11r og 802.11v.
Hvis aksesspunktene har stÞtte for 802.11k-standarden, kan kompatible klienter fÄ oversikt over nÊrliggende aksesspunkter. Siden klientene pÄ forhÄnd har oversikt over alternative aksesspunkter, trenger de ikke skanne alle kanaler nÄr det er pÄ tide Ä bytte aksesspunkt. PÄ denne mÄten kan byttet skje tidligere og raskere.
En av de stĂžrste forsinkelsene som oppstĂ„r nĂ„r klienter bytter aksesspunkt, skyldes autentiseringen. Autentiseringsforsinkelsen kan reduseres hvis bĂ„de aksesspunktene og klientene stĂžtter 802.11r-standarden.Â
Gevinsten av 802.11r er stÞrst i trÄdlÞse nettverk som ikke bruker en forutbestemt nÞkkel for autentisering (WPA Personal), men i stedet har en server som autentiserer klienter (WPA Enterprise). Da reduserer 802.11r-standarden trafikken som mÄ sendes frem og tilbake mellom aksesspunkt og klient fÞr aksesspunktet slipper klienten inn.
Med 802.11v-standarden kan et aksesspunkt foreslÄ at kompatible klienter bytter til et annet aksesspunkt som bÞr gi bedre trÄdlÞs ytelse. NÄr klientene fÄr aksesspunktenes forslag, kan de ta bedre roaming-beslutninger.
802.11k-, 802.11r- og 802.11v-standardene krever stÞtte i bÄde aksesspunktene og klientene for Ä gi gevinst. Selv om stÞtten for disse standardene blir stadig vanligere pÄ klientsiden, har Ubiquiti enn sÄ lenge valgt Ä satse pÄ en egen lÞsning som kalles Unifi Fast roaming. Teknologien er ifÞlge Ubiquiti inspirert av 802.11r, men de har selv bygd videre pÄ den og tilpasset den for Unifi-systemet. Fordelen med Unifi Fast roaming er at teknologien ikke krever noen spesiell stÞtte pÄ klientsiden.
Obs! Verken Unifi Fast roaming eller nevnte 802.11-standarder kan lÞse roaming-problematikken pÄ egen hÄnd. For Ä fÄ et perfekt roaming-nettverk kreves det ogsÄ god planlegging, noe som gjennomgÄs nÊrmere i Betydningen av overlappende dekning.