Wifi standards: trådlöst nätverk del 1: 802.11v och 802.11k av Thomas Obbekær Thomsen, Conscia.
Ska vi prata om hur vi kan lösa regeringsbildningen i Sverige?
Nej, låt oss prata om trådlösa nätverk istället. Den här texten handlar om några av de wifi standards vi inte pratar om särskilt ofta, men som vi borde prata om.
IEEE, som utvecklar standarder för bland annat trådlösa nätverk, arbetar med olika grupper. Dessa grupper känner vi oftast igen med hjälp av en bokstav som läggs efter respektive standard. Ett exempel är 802.11a från 1999 – det är gruppen ”Higher-Speed PHY Extension in the 5 GHz Band” som alltså är upp till 54 Mbit-standarden.
Om vi fortsätter på samma spår så känner de flesta även till de andra hastighetsgrupperna: 802.11b, 802.11g, 802.11n, 802.11ac och om ett år pratar vi nog även om 802.11ax. Men mellan varje bokstavskombination finns också ”dolda” grupper som vi inte har märkt av i någon större skala. Det beror främst på att det är grupperna med hastighetsökningar som får alla rubriker.
Till exempel kan vi tacka gruppen 802.11i för den säkerhet som vi för närvarande kallar WPA2 (efter att den har gått igenom WiFi Alliance). Dessa grupper sätts sedan samman till en samlad 802.11-standard, den senaste är exempelvis 802.11-2016.
Jag skulle här vilja slå ett slag för några av de mer okända grupperna och för att det inte bara är 802.11b / g / a / n / ac / ax ni bör titta efter i de tekniska specifikationerna.
Wifi standards – trådlöst nätverk med 802.11k
Låt oss börja med den äldsta gruppen: 802.11k.
802.11k – Radio Resource Measurement, även kallad Radio Resource Management. Viktigt att inte blanda ihop den med Ciscos Radio Resource Management (RRM)-algoritm som körs i WLC. De två begreppen har inget med varandra att göra.
802.11k-standarden möjliggör för infrastrukturen (WLC/AP) att berätta för klienten om hur radio-miljön ser ut, något klienten sällan har någon större kunskap om. Klienten är vanligtvis kopplad till en AP, när den ska uppdateras så skannas alla kanaler och det är först då klienten kan få kunskap om radiomiljön. Den här processen kan ta tid – ca 45 kanaler ska skannas och varje kanal brukar vanligtvis skannas i mer än 1000ms. Det betyder att det tar ungefär 4,5 sekunder att hitta en ny AP (och då räknar vi inte ens med associering och godkännandet). Det är alldeles för lång tid.
802.11k åtgärdar detta genom att berätta för klienten vilka kanaler som ligger nära den nuvarande AP:n (så kallade roamingkandidater). Om det till exempel finns två AP:er nära den nuvarande AP:n behöver klienten endast skanna fyra kanaler för att kunna roama.
Detta sparar tid för klienten, och faktiskt även en del energi eftersom klienten varken behöver skanna alla kanaler eller skicka ständiga probe requests. 802.11k kan slås på under fliken ”avancerat” på ditt SSID/WLAN. Kom bara ihåg att aktivera ”Neighbor List” och inte ”Neighbor List Dual Channel” som berättar om AP för både 2, 4 och 5Ghz-kandidaterna i området. Kunderna känner vanligtvis bara till kanalerna för bandet de redan är på. Därför är det bäst att inte använda det dubbla alternativet.
802.11k kommer också med en så kallad ”Assisted Roaming”-funktion. Den har tagits bort från GUI (eftersom det inte är en felfri funktion) men finns fortfarande i CLI om du nu vill testa det. Med Assisted Roaming påslaget kommer det trådlösa systemet ges en uppfattning om vilken AP som är bäst för klienten, om klienten inte associerar till den bästa AP:n så avvisas den.
Problemet är att klienterna inte vet vad de ska göra med avvisningen, så de kommer försöka igen, och igen… och igen. Ni förstår problematiken.
802.11k fungerar stabilt och bra – alla moderna klienter borde ha stöd för det. Självaste Windows 10 stöder det. Den här listan visar vilka av Intels NIC:s som stöder vilka nätverksstandarder: https://www.intel.com/content/www/us/en/support/articles/000021562/network-and-i-o/wireless-networking.html.
Sammanfattningsvis finns det ingen risk med att slå på 802.11k på din SSID. Äldre klienter, som inte har stöd för det, kommer inte påverkas alls.
PS för oss nördar:
802.11k kan hittas i RM Capabilities och Action Frames. Tänk bara på att Action Frames idag används till många andra saker, så du bör säkerställa att det är 802.11k det handlar om.
Wifi standards – trådlöst nätverk med 802.11v
Näst på tur är 802.11v. Den här wifi standarden hjälper klienten att spara ström och berättar när det finns en bättre AP tillgänglig.
I ett vanligt trådlöst nätverk försöker många klienter spara ström genom att stänga av radion under korta perioder. De vaknar och lyssnar kanske på DTIM i beacons, eller skickar några paket till AP för att låta infrastrukturen veta att: ”Jag är fortfarande här”. Ibland vaknar klienten och lyssnar på beacons, även utan DTIM, för att synkronisera sin ”trådlösa tid” med AP.
Eftersom vi tidigare inte haft någon wifi standard för detta, varje tillverkare har bestämt själva vad deras klient ska göra, så har det varit ineffektivt. Det är här 802.11v-standarden hjälper till.
Directed Multicast Service
Denna gör att klienten ber AP:n unicasta multicast-trafik. Därmed kan klienten slå av radion, även multicast-strömmar, sedan vakna och då få multicast-paketen som unicast. Unicast-paket skickas och tas emot med full hastighet i ett trådlöst nätverk till skillnad mot låg multicast-hastighet. Med full hastighet är klientens radio därmed nedsläckt under en kortare tidsperiod vilket sparar ström.
Max BSS Idle service
Med den här funktionen blir det möjligt för infrastrukturen att berätta för klienten hur länge den kan sova innan den glöms bort. Därmed vet klienten hur länge den max kan ha radion avstängd. Detta kan spara ström eftersom klienten inte behöver gissa eller använda sin egen algoritm.
BSS Transition
Detta är funktionen som gör att vi kan föreslå för klienten att hitta en ny AP i ett trådlöst nätverk. Det har vi i branschen pratat om i många år och det har förekommit flera olika implementeringar av just den funktionaliteten.
Ett exempel på det finns under fliken avancerat: Client Load Balancing. Klicka i det alternativet och klienten kommer att få förfrågan om att byta AP om den befintliga är för belastad, sedan var det upp till tillverkarna huruvida deras klienter skulle förstå den förfrågan.
Ett annat exempel är ”Optimized Roaming” i Ciscos WLC.
Om du använder ”Optimized Roaming” (som direkt skickar en dis-association till klienten om vissa krav inte uppfylls, t.ex RSSI-nivån) i kombination med 802.11v skickas istället en 802.11v BSS Transition Management Request. På så sätt behandlar vi klienten bättre eftersom det blir en dialog istället för att bara stänga av den.
Men så har vi även Optimized Roaming Disassociation Timer. Det är tiden som vi ger klienten till att hitta en ny AP om den befintliga inte stämmer överens med våra optimerade roaming-värden.
Target Beacon Transmission Time: TBTT
TBTT står för: Target Beacon Transmission Time. Det är cirkatiden mellan varje beacon. Standardtiden mellan olika beacons är 100 time units (TU), och en TU är lika med 1024 mikrosekunder. Men eftersom det inte är säkert att AP:n kan skicka sin beacon exakt vid 100 TU så finns denna cirkatid – Target Beacon Transmission Time.
Det är detta tidsintervall vi ger klienten att hitta en ny AP innan vi skicka en ny dis-association.
Två saker:
I ett trådlöst nätverk med 802.11v kan vi vara säkra på att klienten förstår vad vi säger, men …det är fortfarande upp till klienten att avgöra om den vill lyssna på det.
Cisco har sammanställt några av de saker som kan orsaka allvarliga problem i CLI:n, exempelvis att klienten börjar ”hoppa” mellan olika AP:s. Så var försiktig med att använda och ändra dom här:
Båda ovanstående funktioner ska inte i sig orsaka problem när de aktiveras i ett trådlöst nätverk. Klienter som inte har stöd för dem kommer bara ignorera dem, och WLC skickar inte ens exempelvis 802.11v till en klient som inte har stöd för det.
Wifi standards 802.11v / k / r / w stöds i Ciscos infrastruktur, och det är ju bara positivt, men ofta saknas stöd i klienten så var uppmärksam när ni köper in nya klienter.
- Apples lista över klienter som stöds av olika wifi standards
- Microsoft dokumentation om Windows 10-support för wifi standards
- Hos IEEE kan du se en tidslinje över de olika 802.11-wifi standards
Nästa gång går vi igenom wifi standards 802.11r och 802.11w.
Har du en fråga till en toppcertifierad Cisco-konsult inom wireless?
De finns hos oss – hör av dig!
Thomas Obbekær Thomsen är en passionerad tekniknörd och Wild Wireless Wizard. Han har arbetat med trådlösa nätverk ända sedan 2008 och har en ”mörk” bakgrund i IP-telefoni. Han arbetar idag främst med design och implementering av allt inom trådlöst – från små installationer till lösningar med flera tusen accesspunkter och klienter. Om möjligheten finns så trivs Thomas bäst med fingrarna helt begravda i teknik-syltburken.
Certifieringar: CCNA, CCNA Wireless, CCNP Wireless, CCNP R/S och ett antal andra specialiseringar.
