ПоделитьсяВведение
Организация связи всегда являлась для человека важной задачей. В современном мире любая крупная компания сталкивается с необходимостью организации надежной и эффективной сетевой инфраструктуры. Одним из ключевых элементов такой инфраструктуры является организованная Wi-Fi-сеть, обеспечивающая передачу данных и стабильное соединение между различными устройствами для разворачивания беспроводной инфраструктуры.
Примечания и предупреждения
Подсказки содержат небольшие пояснения, помогающие быстрее освоить работу с оборудованием, или дополнительную информацию.
Примечания содержат важную информацию о настройке оборудования.
Предупреждения информируют пользователя о ситуациях, которые могут нанести вред, привести к некорректной работе системы или потере данных.
Глоссарий
VLAN (Virtual Local Area Network) — виртуальная локальная сеть, которая позволяет разделить трафик на разные сегменты внутри одной физической сети.
Широковещательный домен — L2-участок сети, в котором узлы могут обмениваться широковещательным трафиком друг с другом.
Broadcast-трафик (широковещательный) — тип сетевого трафика, при котором пакеты данных отправляются всем устройствам внутри широковещательного домена одновременно. Например, ARP, DHCP-запросы.
Multicast-трафик — тип сетевого трафика, при котором пакеты данных отправляются одновременно от одного источника группе устройств.
Unknown Unicast — unicast-фрейм с MAC-адресом получателя, для которого у коммутатора нет записи в таблице коммутации.
Широковещательный шторм — аномальный всплеск широковещательного трафика, который приводит к снижению производительности сети или её перегрузке.
ARP (Address Resolution Protocol, RFC 826) — протокол для определения соответствия между логическим адресом сетевого уровня (IP) и физическим адресом устройства (MAC). Сама связь между двумя устройствами в сети проходит именно на канальном уровне (куда и относятся MAC-адреса).
Интерференция — процесс, при котором сигналы от разных источников накладываются друг на друга, что приводит к искажению и ухудшению радиосигнала.
ТД — точка доступа Wi-Fi.
Probe request — специальный фрейм, который Wi-Fi-клиент отправляет по частотным каналам, чтобы найти доступные беспроводные сети. Это один из механизмов обнаружения сети Wi-Fi. Клиент посылает этот запрос в следующих случаях:
- Клиент включился и ищет доступную сеть для подключения.
- Клиент потерял соединение с текущей ТД и ищет другое устройство для подключения.
- Клиент периодически отправляет запросы, чтобы определить, есть ли поблизости сети с лучшими параметрами для подключения.
Roaming level — уровень сигнала, при котором точка не будет отвечать на probe request клиента.
Minimal-signal — пороговый уровень мощности сигнала, при котором устройство может поддерживать стабильное соединение с точкой доступа.
Timeout — время, через которое точка доступа отключит клиентское устройство при достижении minimal-signal.
IEEE 802.11r — протокол, известный как FT (Fast Transition), который использует предварительное согласование ключей шифрования с несколькими точками доступа. Благодаря этому, при переходе к новой точке доступа требуется меньше времени на повторное согласование ключей.
IEEE 802.11k — основной принцип протокола состоит в том, что точка доступа сообщает клиентскому устройству список соседних ТД, параметры их сигнала и частотный канал, на котором они работают. Тем самым клиентское устройство тратит меньшее количество время на сканирование эфира, т.к. НЕ сканирует каналы, на которых не работают соседние ТД. Это в свою очередь сокращает время переключения и эфир не нагружается дополнительными запросами.
IEEE 802.11v — при работе данного стандарта AirTune рекомендует клиенту перейти на соседнюю, менее загруженную ТД в рамках локации. Клиентское устройство, получив рекомендацию, оценивает удаленность ТД и принимает решение о переключении.
ТСД — терминал сбора данных.
Постановка задачи
Цели гайда
- Выдать общие рекомендации по радиопланированию и размещению точек доступа в складском помещении.
- Предоставить информацию о рекомендуемом оборудовании (точки доступа, контроллеры) для построения стабильной Wi-Fi-сети на складе, учитывая особенности помещения.
- Дать рекомендации по настройке бесшовного роуминга.
- Краткие рекомендации по сегментации сети.
Целевая аудитория
Данный документ будет полезен для инженеров, решающих задачи организации Wi-Fi сети на производствах и средних складских помещениях.
Предлагаемая схема сети
Предлагаемое решение представляет собой стандартную архитектуру на базе аппаратных решений Eltex.
Возможные продуктовые решения
Перечень продуктовых решений, используемых в данном дизайн-гайде, и их расчетных характеристик представлен ниже.
Точка доступа:
| Стандарт | Размещение | Количество пользователей | Антенны | |
|---|---|---|---|---|
| WOP-30LS | 802.11ax | Outdoor | до 50 | Встроенная секторная 60 × 40 |
Wi-Fi-контроллеры:
| Количество поддерживаемых точек доступа | Количество клиентов | Схема включения клиентов | |
| WLC-15 | 50, доступно расширение по лицензии до 100 | 2 000 | Сentralized forwarding, local switching, коммутирование пользовательского трафика с помощью VLAN |
| WLC-30 | 150, доступно расширение по лицензии до 500 | 5 000 | |
| WLC-3200 | 1000, доступно расширение по лицензии до 3000 | 30 000 |
Принципы организации сети Wi-Fi
В данном разделе рассмотрены ключевые аспекты планирования Wi-Fi сети в складских помещениях, основанные на практическом опыте эксплуатации. Приведённые рекомендации носят общий характер и помогают решать типичные проблемы. Однако при проектировании сети важно учитывать индивидуальные особенности конкретного объекта, такие как архитектура помещения, материалы стен и перекрытий, размещение оборудования и специфику клиентских устройств.
Радиопланирование в складском помещении
Базовые пункты:
1. Лучшей практикой является выполнение радиоизмерений перед радиопланированием. Без проведения измерений, радиопланирование будет основано на теоретических расчетах, которые могут отличаться от реальной ситуации.
2. При радиоизмерении необходимо учитывать:
Параметр SNR (соотношение сигнал/шум). Высокий SNR означает, что сигнал значительно выше шума, что, в свою очередь, обеспечивает надежную и качественную связь.
Параметр RSSI также важен, но следует помнить: точка доступа обычно имеет более мощный передатчик и чувствительный приемник по сравнению с клиентскими устройствами.
3. Радиопланирование рекомендуется проводить с помощью специализированных программ, таких как Ekahau Pro Site Survey Tool, Tamograph Site Survey Pro и аналогичных.
4. Необходимо учитывать, на какой частоте могут работать клиентские устройства. Некоторые устройства работают только в диапазоне 2.4 ГГц: в таком случае возможно использование только трех непересекающихся каналов по 20 МГц.
Для совместимости с большим количеством клиентских устройств в диапазоне 5 ГГц рекомендуется использовать 17 неперекрывающихся каналов шириной 20 Мгц: 36, 40, 44, 48, 52, 56, 60, 64, 132, 136, 140, 144, 149, 153, 157, 161, 165. 
Чтобы избежать канальной интерференции, рекомендуется на соседних точках доступа выставлять непересекающиеся каналы (список которых был приведен выше). Наглядный пример разнесения по каналам:
4. Особенности складского помещения, которые следует учитывать при радиопланировании:
- Высокие потолки (более пяти метров).
- Металлические стеллажи, заставленные товарами, и относительно узкие проходы между ними.
- Возможны достаточно низкие температуры в помещении, запыленность, высокая влажность.
Выбор оборудования
Учитывая вышеуказанные особенности помещения, следует выбирать точку доступа с направленной антенной.
При выборе точки доступа со всенаправленными (OMNI) антеннами потребуется обеспечить вынос ТД с потолка примерно до середины стеллажей для равномерного распределения сигнала Wi-Fi. Это многократно увеличит риск повреждения ТД и подключенных к ней кабелей складской техникой. В связи с этим использовать точки с OMNI-антенной не рекомендуется.
Использование точки доступа с направленной антенной имеет несколько преимуществ:
- Размещение точки доступа в более безопасном месте с сохранением зоны покрытия Wi-Fi.
- Фокусировка сигнала в нужном направлении за счет регулировки угла раскрытия.
- Увеличение дальности покрытия за счет направленности антенны, что оптимально для узких и длинных проходов склада.
Из устройств Eltex рекомендуется применять точку доступа WOP-30LS, оснащенную встроенной секторной антенной с углом раскрытия 40°.
Не рекомендовано размещение точек доступа:
- На потолке (под крышей склада, при высоте более 5 метров). Высота потолка не позволит направить антенну таким образом, чтобы покрыть весь ряд, и непосредственно под ней останется мертвая зона.
Рекомендовано размещать точки доступа с направленной антенной:
- На стене, на высоте около 2,4–4 метров от пола, если стеллажи расположены вплотную к стене. Это необходимо для сокращения рисков повреждения точки доступа.
- На выносе с потолка, на уровне верхнего стеллажа, если расстояние от стены до стеллажа превышает 1–2 метра. Таким образом, уменьшается влияние других точек доступа за счёт стеллажей (особенно актуально при работе в диапазоне 2,4 ГГц) и снижается риск повреждения оборудования складской техникой.
Для удобного управления точками доступа и мониторинга сети Wi-Fi рекомендуется использовать контроллер.
Основные функции контроллера:
- Конфигурация и управление точками доступа. Централизованная настройка SSID, параметров доступа и пр.
- Мониторинг точек доступа. Просмотр состояния точек доступа, уровня сигнала, используемых каналов и т. д.
- Управление параметрами радиомодулей точек доступа и балансировка клиентов.
- Настройка бесшовного роуминга.
Контроллер следует выбирать исходя из количества используемых точек доступа, ожидаемого количества одновременно подключенных устройств и необходимых функций.
Из устройств Eltex рекомендуется рассмотреть линейку аппаратных контроллеров WLC-15 / WLC-30 / WLC-3200
Настройка бесшовного роуминга
В беспроводных сетях Wi-Fi под роумингом подразумевается возможность устройства (ТСД, смартфона и т. д) автоматически и незаметно для пользователя переключаться между различными точками доступа в пределах одной сети.
Настройка бесшовного роуминга осуществляется с помощью AirTune, встроенного в аппаратный контроллер (также можно использовать виртуальный).
AirTune выполняет:
- Согласование ключей между точками доступа для роуминга стандарта 802.11r, который позволяет ускорить процесс переключения клиента между точками доступа, т.к. клиенту не нужно будет проходить повторную полную авторизацию на встречной точке доступа, только ускоренную.
- Синхронизацию списков соседних точек доступа стандарта 802.11k/v, который позволяет клиенту при ослабевании сигнала с текущей точки доступа искать более подходящую из рекомендуемого списка, а не анализировать весь эфир.
Более подробно о настройке AirTune → Настройка WLC.
Для оптимального использования стандартов IEEE 802.11k/v рекомендуется выставить настройки:
Minimal signal -83dbm
Roaming level -78dbm
Timeout - 5с
Данные настройки используются для того, чтобы клиентское устройство не сохраняло соединение с точкой доступа при плохих параметрах сигнала и не «зашумляло» эфир. При достижении минимального уровня сигнала (Minimal signal) -83, точка доступа принудительно отключит клиентское устройство.
Также рекомендуется отключить алгоритм Over-DS (сразу после включится Over-Air).
Алгоритм "Over-DS" подразумевает, что клиент перед роумингом на новую ТД согласует это действие с исходной ТД. Исходная точка доступа через проводную сеть согласует ключи с новой точкой доступа. Это действие приводит к "избыточному" обмену данными между клиентом и текущей ТД и может привести к задержке роуминга из-за слишком быстрого удаления клиента от исходной ТД, либо поворота за непроницаемое препятствие, либо шумного эфира. Поэтому рекомендуется использовать "Over-Air", в котором клиент сразу предпринимает попытку подключения на желаемую ТД.
Блок Airtune-profile
|
В примере рассмотрен стандарт 802.11v, при работе данного стандарта AirTune рекомендует клиенту перейти на соседнюю, менее загруженную ТД в рамках локации. Клиентское устройство, получив рекомендацию, оценивает удаленность ТД и принимает решение о переключении.
Но в складском помещении его использовать не рекомендуется, так как устройства динамично перемещаются между зонами покрытия разных точек доступа, и информация о загруженности точек доступа быстро меняется. Клиентское устройство может хаотично переключаться между точками, что приведет к задержкам и потерям пакетов.
Рекомендуется использовать стандарты 802.11r и 802.11k.
В профиле SSID рекомендуется настроить следующие параметры:
Блок SSID-profile
|
- band-steer-mode — включение функционала band-steering, который необходим для преимущественного подключения клиентов в диапазоне 5 ГГц.
- Pmksa-caching — данная настройка включает функционал кеширования ключей подключаемого пользователя и устраняет необходимость полной повторной авторизации клиента при его возвращении на эту же ТД. Данная настройка не актуальна для клиентов, поддерживающих 802.11r в случае если он настроен на сети, т.к. ТД обмениваются ключами между собой, но необходима в случае если подключается клиент без поддержки 802.11r. Таким образом его повторное подключение произойдет быстрее.
- check-signal-enable — включает функционал minimal signal и roaming signal, об этом подробнее далее.
- minimal-signal — задает порог для функционала minimal signal, «-83» означает, что если клиент отойдет от точки доступа на расстояние, при котором уровень сигнала будет меньше чем -83, то для него взведется таймер «check-signal-timeout» и через заданное количество секунд произойдет его принудительное отключение. Если за отчетный период клиент вернется в «хорошую» зону, то таймер сбросится. Принудительное отключение необходимо для того, чтобы на ТД не копились клиенты с очень низким уровнем сигнала и не генерировали повторные отправки в радио части из-за попыток переотправки пакета данных на разных модуляциях.
- roaming-signal — данный параметр активирует работу roaming-signal, который влияет на алгоритм ответов пакетами «Probe Response» на попытки сканировать сеть клиентом. Значение «-78» в данном примере означает, что если ТД видит запрос от клиента «Probe Request» с уровнем сигнала ниже чем -78, то ТД отвечать на него не будет. Тем самым клиент не будет «видеть» ТД, которые находятся не в оптимальной зоне приема и будет пытаться переключиться только на ближайшие к нему ТД.
- 802.11r — включение функционала 802.11r на ТД.
- 802.11kv — включение функционала 802.11k/v на ТД.
Важно помнить несколько нюансов:
- Параметры, выставленные выше, приведены в качестве примера. В эксплуатации следует исходить из конкретных параметров радиообстановки и особенностей помещения.
- Конечное решение о переключении на другую сеть всегда остаётся за клиентским устройством.
- Для работы роуминга стандартов 802.11k/v/r необходима их поддержка со стороны клиентских устройств.
Краткие рекомендации к построению сети в складском помещении
Желательно изолировать разные сегменты сети во избежание взаимного влияния на эфир и возникновения широковещательных штормов. Так как, в ином случае, трафик (Broadcast, Multicast, Unknown Unicast) из разных частей сети влияет друг на друга, что может привести к увеличению нагрузки, вызвать задержки и потери пакетов.
Сделать это можно разными способами:
1. При помощи изоляции портов. В таком случае:
+ Трафик не будет распространяться на все порты устройств, он сразу будет уходить на uplink. То есть, снижается вероятность широковещательного шторма и нагрузка на сеть.
+ Изоляция портов позволяет сегментировать трафик даже внутри одного VLAN.
+ Не будет влияния на работу бесшовного роуминга.
- Устройства в одном широковещательном домене не смогут взаимодействовать друг с другом в пределах коммутатора.
2. При помощи разделения сети на широковещательные домены (VLAN).
Обычно используется при необходимости организации большой сети, контроля трафика и уровней доступа.
Не подходит в том случае, если требуется бесшовный роуминг между разными широковещательными доменами.
Способ разделения сети выбирается исходя из конкретных потребностей организации. Однако для обеспечения стабильной работы и качества связи сеть склада рекомендуется изолировать от сетей офисов, переговорных и других помещений. В сравнении с офисными устройствами, такими как ПК и планшеты, ТСД, как правило, генерирует значительно меньший трафик, который имеет характер коротких, но частых сообщений. Это требует от сети быстрой реакции и минимальных задержек, а не большой пропускной способности.
Поддержка и мониторинг
Для мониторинга сети Wi-Fi используется контроллер. В данном примере будет рассмотрен аппаратный контроллер WLC-30.
С помощью WLC-30 можно отслеживать следующие параметры:
Состояние точек доступа, версию прошивки, количество подключенных к ней клиентских устройств и пр.
wlc-30# show wlc ap MAC address Status IP address SW version Hostname Ap-location Uptime Clients(2g/5g/all) ----------------- ---------------- --------------- ---------------- ------------------------------ ------------------------------ ---------------- ------------------ 68:13:e2:1f:8d:a0 Active 192.168.1.3 1.14.0 build 61 WEP-3ax default-location 10,18:10:33 0/1/1 e8:28:c1:02:6f:a0 Active 192.168.1.4 1.25.3 build 7 WEP-2ac default-location 05,21:42:20 0/0/0
Параметры всех подключенных клиентов: уровень сигнала, SSID, выданный IP и пр.
MAC User IP User MAC AP Hostname AP SSID RSSI AP-Location Username ----------------- --------------- ----------------- ------------------------------ --------------- ------- ----------------- ----------------- 5e:d5:02:73:cd:88 192.168.3.22 68:13:e2:0e:4e:80 WEP-200L Test_SSID -50 default-location
Данные по радиоинтерфейсам ТД:
wlc-30# show wlc airtune rrm statistics default-location
2g
~~
MAC AP MAC radio Status Locked Locked Channel Power Bandwidth Assoc Available
DCA TPC clients channels
----------------- ----------------- ------ ------ ------ ------- ----- --------- ------- ---------
68:13:e2:1f:8d:a0 68:13:e2:1f:8d:a0 Up 0 0 6 6 20 0 1,6,11
e8:28:c1:02:6f:a0 e8:28:c1:02:6f:b0 Up 0 0 11 16 20 0 1,6,11
5g
~~
MAC AP MAC radio Status Locked Locked Channel Power Bandwidth Assoc Available
DCA TPC clients channels
----------------- ----------------- ------ ------ ------ ------- ----- --------- ------- ---------
68:13:e2:1f:8d:a0 68:13:e2:1f:8d:b0 Up 0 0 64 10 20 0 36,40,44
48,52,56
60,64
e8:28:c1:02:6f:a0 e8:28:c1:02:6f:a0 Up 0 0 44 19 20 0 36,40,44
48,52,56
60,64 Также доступен журнал событий по точкам доступа и клиентам, отображающий подключения клиентов к точкам доступа, включая попытки, результаты и параметры, с которыми подключились клиентские устройства.
WLC30# show wlc journal ap 2025-03-25T11:25:05+07:00 AP 68:13:e2:0e:4e:80 changed state to 'Failed', description: 'connection lost' 2025-03-25T11:35:49+07:00 AP 68:13:e2:0e:4e:80 status registering, description: 'SA_AUTH: certificate ok' 2025-03-25T11:35:49+07:00 AP 68:13:e2:0e:4e:80 status registering, description: 'SA_AUTH: accept AP with valid certificate' 2025-03-25T11:35:49+07:00 AP ff:ff:ff:ff:ff:ff status registering, IP address: 192.168.1.2, description: 'SA_AUTH: connection, path /register/ap' 2025-03-25T11:35:49+07:00 AP ff:ff:ff:ff:ff:ff status registering, IP address: 192.168.1.2, description: 'SA_AUTH: got json body len (134)' 2025-03-25T11:35:49+07:00 AP ff:ff:ff:ff:ff:ff status registering, IP address: 192.168.1.2, description: 'SA_AUTH: start tracking AP with path [/register/ap]' 2025-03-25T11:35:49+07:00 AP 68:13:e2:0e:4e:80 status registering, AP model: WEP-200L, SW version: 2.6.2 build 58, IP address: 192.168.1.2, description: 'SA_AUTH: json contain all awaited valid params'
WLC30# show wlc journal clients 2025-03-25T09:13:39+07:00 Client 5e:99:6f:9f:bd:08 connected (authenticated) on AP 68:13:e2:0e:4e:80, SSID: Test_SSID, RSSI: -43, interface: wlan1-va0, AP location: default-location 2025-03-25T10:21:46+07:00 Client 5e:99:6f:9f:bd:08 disconnected (deauthenticated by AP) from AP 68:13:e2:0e:4e:80, SSID: Test_SSID, RSSI: -81, interface: wlan1-va0, AP location: default-location, reason: 4, description: 'Inactivity' 2025-03-25T11:39:46+07:00 Client 5e:d5:02:73:cd:88 connected (authenticated) on AP 68:13:e2:0e:4e:80, SSID: Test_SSID, RSSI: -51, interface: wlan1-va0, AP location: default-location
