Podpora Wi-Fi roamingu na zařízeních Apple
Za udržování připojení 802.11 odpovídají zařízení připojená k Wi-Fi síti. Jedna část tohoto vzájemného připojení rozhoduje o tom, kdy se má přejít na nový BSS (basic service set) nebo AP (přístupový bod). Toto rozhodnutí zařízení provádí na základě různých faktorů, včetně síly přijímaného signálu a dostupnosti přístupových bodů v téže síti nebo v jiných sítích, ke kterým se dané zařízení už dříve připojilo a které jsou nakonfigurované k automatickému připojení. Jakmile zařízení zahájí hledání roamingových kandidátů, implementují se různé technologie podpory optimalizace roamingu pro zlepšení této výkonnosti roamingu a životnosti baterie v zařízení, s funkcemi jako například:
Radio Measurement (802.11k): poskytující seznam blízkých přístupových bodů (AP)
Fast BSS Transition (802.11r) a adaptivní protokol Cisco 802.11r: pomáhající zařízením rychle a bezpečně přecházet mezi přístupovými body
Pairwise Master Key Identifier Caching (ukládání identifikátoru PMKID do mezipaměti): urychlující proces opětovného připojení k dříve přidruženým přístupovým bodům
Interworking with External Networks (802.11u): umožňující snadné a bezpečné zjišťování Wi‑Fi služeb a připojování k nim
Wireless Network Adapter (802.11v): pomáhající identifikovat optimální bezdrátové přístupové body pro roaming
Podpora optimalizace roamingu pro zařízení Apple
Zařízení Apple podporují následující asistované roamingové technologie:
Technologie | 802.11k | 802.11r | PMKID | 802.11u | 802.11v |
|---|---|---|---|---|---|
iPhone 5s nebo novější |
|
|
|
|
|
iPad Pro (13 palců, M4) |
|
|
|
|
|
iPad Pro (9,7 palce a novější) |
|
|
|
|
|
iPad Air 1. generace a novější |
|
|
|
|
|
iPad (5. generace nebo novější) |
|
|
|
|
|
iPad mini 2 nebo novější |
|
|
|
|
|
Apple Vision Pro |
|
|
|
|
|
Macy s čipy Apple |
|
|
|
|
|
Macy s procesory Intel |
|
|
|
|
|
Rozhodnutí zařízení o využití roamingu
Zařízení zjistí možnost využití roamingu pomocí porovnání hodnoty RSSI (indikátoru síly přijímaného signálu) aktuálního připojení s RSSI nového přístupového bodu. Jakmile signál zeslábne na určitou hodnotu (nazývanou spouštěcí práh), vyhodnotí zařízení roamingových kandidátů. Mezi zohledněné faktory patří spouštěcí práh, frekvenční pásmo a technologie fyzické vrstvy (PHY), používané přístupovým bodem kandidáta na připojení.
Spouštěcí práh a překryv buněk
Počítače Mac sledují a udržují spojení s aktuálním BSSID, dokud RSSI nepřekročí prahovou hodnotu -75 dBm. Zařízení iPhone a iPad sledují a udržují spojení s BSSID (basic service set identifier), dokud RSSI (indikátor síly přijímaného signálu) nepřekročí hodnotu –70 dBm. Jakmile Mac, iPhone nebo iPad překročí svůj spouštěcí práh, zařízení vyhledá kandidátský BSSID pro roaming s aktuálním identifikačním názvem bezdrátové sítě (ESSID).
Antény na zařízeních se u jednotlivých modelů liší a z pohledu zařízení můžou být hranice buněk jiné, než se očekává. Nezapomínejte na to při navrhování bezdrátových buněk a výpočtu překryvu jejich signálů. Optimálních výsledků při měření překryvu buněk dosáhnete vždy pomocí cílového zařízení.
Technologie | Spouštěcí práh | Dosažení relativní síly signálu BSS při přenosu dat | Dosažení relativní síly signálu BSS při nečinnosti |
|---|---|---|---|
Macy s čipy Apple | –75 dBm | o 12 dB silnější | o 12 dB silnější |
Macy s procesory Intel | –75 dBm | o 12 dB silnější | o 12 dB silnější |
iPhone 5s nebo novější | –70 dBm | o 8 dB silnější | o 12 dB silnější |
iPad Pro (13 palců, M4) | –70 dBm | o 8 dB silnější | o 12 dB silnější |
iPad Pro (9,7 palce a novější) | –70 dBm | o 8 dB silnější | o 12 dB silnější |
iPad Air 1. generace a novější | –70 dBm | o 8 dB silnější | o 12 dB silnější |
iPad (5. generace nebo novější) | –70 dBm | o 8 dB silnější | o 12 dB silnější |
iPad mini 2 nebo novější | –70 dBm | o 8 dB silnější | o 12 dB silnější |
Apple Vision Pro | –70 dBm | o 8 dB silnější | o 12 dB silnější |
Kritéria výběru pásma, sítě a roamingových kandidátů
Po dosažení spouštěcího prahu musí mít kandidátský BSS (nebo přístupový bod) signál, který je lepší než ten aktuální. V případě systému macOS musí kandidátský BSS mít RSSI, který je o 12 dB silnější než aktuální BSS, ať už je Mac nečinný nebo přenáší data. V případě systému iOS, iPadOS a visionOS musí kandidátský BSS mít RSSI, který je o 8 dB silnější, pokud Phone, iPad či Apple Vision Pro přenáší data, nebo RSSI, který je o 12 dB silnější, pokud je dané zařízení nečinné.
Například iPhone připojený k SSID, kde RSSI aktuálního připojení může během hlasového hovoru WLAN (VoWLAN) klesnout na –75 dBm. V takovém případě pak zařízení hledá kandidátský BSSID s RSSI, který má nejméně –67 dBm. Pokud je Mac připojen k téže síti a RSSI aktuálního připojení klesne na –75 dBm, hledá zařízení kandidátský BSSID s RSSI, který má nejméně –63 dBm.
Představme si nasazení, kde iPhone nebo iPad využívá síť navrženou pro buňky s rádiovým signálem 6 GHz či 5 GHz, jejichž překryv je –67 dBm. V takovém případě bude zařízení udržovat spojení s BSSID déle, než očekáváte. Důvodem je, že zařízení iPhone a iPad používají spouštěcí práh –70 dBm.
Systémy iOS, iPadOS, macOS a visionOS zohledňují sítěmi sdílené informace o využití kanálů a množství přidružených klientů – spolu s měřením síly přijímaného signálu k hodnocení kandidátských sítí. Sítě s vyšším skóre nabízejí lepší výkon Wi-Fi. Tyto operační systémy také volí sítě na základě následujících kritérií:
Wi-Fi 7(802.11be) se upřednostní před Wi-Fi 6 (802.11ax)
Wi-Fi 6 (802.11ax) se upřednostní před Wi-Fi 5 (802.11ac)
Wi-Fi 5 (802.11ac) se upřednostní před Wi-Fi 4 (802.11n) nebo 802.11a
Wi-Fi 4 (802.11n) se upřednostní před 802.11a
Kanál o šířce 160 MHz se upřednostní před 80 MHz, 40 MHz nebo 20 MHz
Kanál o šířce 80 MHz se upřednostní před 40 MHz nebo 20 MHz
Kanál o šířce 40 MHz se upřednostní před 20 MHz
Porozumění způsobu využívání roamingu klientem – spolu se znalostí požadované síly signálu kandidátského BSS – může pomoct při návrhu bezdrátové sítě, která podporuje služby v reálném čase, například hlasové služby nebo služby videa.
Podpora optimalizace roamingu
Vyhledání platné sítě a přístupového bodu je jen součástí procesu. Klient musí rychle a bez přerušení dokončit proces roamingu, aby uživatel nezaznamenal prodlevu. Při roamingu se klient ověřuje u nového BSSID a ruší ověření u aktuálního BSSID. Způsob zabezpečení a ověřování určuje, jak rychle k tomu může dojít.
Metoda ověřování 801.2X vyžaduje úplné dokončení výměny klíčů pomocí protokolů EAP klientem. Potom lze zrušit ověření u aktuálního BSSID. To může v závislosti na ověřovací infrastruktuře prostředí trvat několik sekund. Koncoví uživatelé můžou zaznamenat přerušení služby, protože data v síti nelze předávat před dokončením procesu ověřování.
U iPhonů, iPadů, Maců s čipem Apple a Apple Vision Pro jsou dostupné úpravy standardu 802.11, a to 802.11k, 802.11r a 802.11v. I když některé zařízení nepodporuje standard 802.11r, všechna zařízení podporují ukládání do mezipaměti PMKID. Při tomto typu ukládání do mezipaměti zařízení ověřuje identifikátor PMKID (Pairwise Master Key Identifier) odeslaný klientem. Ukládání do mezipaměti PMKID lze u některých bezdrátových zařízení využít ke zkvalitnění roamingu mezi přístupovými body. Jiným typem ukládání do mezipaměti je technologie SKC (Sticky Key Caching), která optimalizuje zpětný roaming na dříve přidružené přístupové body. SKC není ekvivalentem technologie OKC (Opportunistic Key Caching) ani s ní není kompatibilní. Pokud chcete zajistit podporu zařízení, která jsou FT kompatibilní a využívají ukládání do mezipaměti PMKID, bude nejspíš nutné nastavit více síťových identifikátorů (SSID).
Radio measurement (802.11k)
Standard 802.11k umožňuje těmto zařízením rychle identifikovat blízké přístupové body, které jsou pro roaming k dispozici. Když signál aktuálního přístupového bodu zeslábne a zařízení potřebuje přejít na jiný, má už informace o tom, který přístupový bod nabízí nejlepší připojení.
Roamingové skenování je proces používaný zařízením ke zjištění přístupových bodů podporujících aktuální ESSID. Zařízení zjišťuje všechny dostupné kanály v pásmu 2.4 GHz, 5 GHz a primární kanály v pásmu 6 GHz. 6 GHz sítě se navíc zjišťují mimo pásmo prostřednictvím omezeného hlášení sousedních cílů, a sice pomocí signálů přijímaných z informačního prvku rámců beacon v 2.4 GHz a 5 GHz pásmech.
Roamingové skenování probíhá rychleji, pokud se v síti povolí 802.11k. Je to užitečné proto, že podporovaná zařízení a operační systémy Apple používají při stanovení priority kanálů, které se mají skenovat, prvních šest záznamů v hlášení sousedních cílů. Pokud není zapnuté hlášení sousedních cílů 802.11k, musí tato zařízení provádět skenování metodičtěji.
Uživatel například během volání může přejít na druhou stranu budovy. Když iPhone překročí prahovou hodnotu -70 dBm, začne vyhledávat roamingové cíle. Pokud použije hlášení sousedních cílů poskytované technologií 802.11k, najde přístupové body podporující aktuální ESSID na třech kanálech. Tyto kanály ihned prohledá, zjistí, že přístupový bod na kanálu má vhodnou sílu signálu, a naváže roaming. Pokud v síti 802.11k nezapnete, klient musí při hledání roamingového cíle prohledávat každý kanál v každém pásmu. Proces se tím může o několik sekund prodloužit.
Fast BSS transition (802.11r)
Standard 802.11r využívá funkci nazvanou Fast BSS Transition (FT) k zjednodušení procesu ověřování v situacích, kdy vaše zařízení přechází z jednoho přístupového bodu na jiný v téže síti. Funkce FT urychluje přidružení zařízení k přístupovým bodům. V závislosti na dodavateli hardwaru vaší Wi‑Fi sítě může funkce FT pracovat s metodami ověřování PSK (předsdílený klíč) i 802.1X. Počítače Mac s procesorem Intel nepodporují funkci Fast BSS Transition, ale spolupracují s Fast BSS Transition sítěmi, takže není nutné nasadit více síťových identifikátorů (SSID).
Sítě Cisco podporují adaptivní protokol 802.11r, který zařízením Apple podporujícím FT umožňuje koexistovat se staršími zařízeními, která nepodporují FT na SSID nakonfigurovaném tak, že současně povoluje klienty s FT protokolem i bez něj. Podporovaná zařízení Apple a přístupové body Cisco se vzájemně informují o podpoře protokolu Adaptive 802.11r v síti a o možnosti použít funkci FT. K téže síti se můžou připojit i starší bezdrátoví klienti, kteří protokol 802.11r nepodporují, nemůžou však využívat rychlejší roaming s funkcí FT. Adaptivní protokol 802.11r vyžaduje bezdrátový řadič Cisco vydání 8.3 nebo novější a podporovaná zařízení Apple se systémem iOS 10, iPadOS 13.1 a macOS 10.13 nebo novějším.
Mezipaměť PMKID
Ukládání do mezipaměti PMKID urychluje proces opětovného připojení. Klientské zařízení, které už dříve vytvořilo klíč Pairwise Master Key prostřednictvím počátečního ověření a výměny klíčů pomocí protokolu EAP (Extensible Authentication Protocol), se může vrátit do přístupového bodu, ve kterém byl jeho identifikátor PMKID uložen do mezipaměti. Urychlením opětovného připojení z jednoho přístupového bodu nebo BSS k jinému dříve přidruženému přístupovému bodu se zkrátí čas roamingu. Systémy iOS, iPadOS a macOS podporují ukládání do mezipaměti PMKID, což pomáhá optimalizovat roaming mezi identifikátory BSSID v témž ESSID.
Interworking with external networks (802.11u)
Různé organizace používají standard 802.11u (označovaný také jako Wi-Fi Certified Passpoint nebo HotSpot 2.0), který uživatelům umožňuje automaticky přecházet mezi Wi-Fi sítěmi (obdobně jako při mobilním roamingu), aniž by bylo nutné jakkoli měnit přihlašovací údaje. Jakmile zařízení rozpozná autorizovaný přístupový bod 802.11u, automaticky se k této síti připojí.
Wireless network management (802.11v)
Standard 802.11v poskytuje další informace o blízkých přístupových bodech, které by mohly být optimálními kandidáty na připojení. Když zařízení vyhodnotí, že musí využít roaming, přechodová data BSS (dodaná sítí) jsou zkontrolována, aby mohlo rychle určit nejvhodnější přístupové body.