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教你实现全屋无缝漫游（快速漫游）
2022-05-23 14:27:02
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什么是无缝漫游or快速漫游？
举例：无缝漫游其实很好理解，举两个生活中最常见的例子。
当使用手机通话时，手机的信号会自动切换为信号更为强大的蜂窝网络，以保证通话信号的连贯性，因此通话不会被挂断而且连续性很好，这种基站的切换就是典型的无缝漫游。
再比如，入住酒店时我们会发现，同一个场所可能会使用很多不同的WiFi用户名（无线SSID），例如酒店大厅WIFI、客房WIFI等。通常我们连接了酒店大厅WIFI后，进入客房时大厅的WIFI就没有信号了，需要自己再次手动连接客房的WIF。
理论：WI-FI无缝漫游是通过多个WI-FI基站（部署AP），实现大范围的网络覆盖，通过控制器AC实现WI-FI信号切换控制。
WI-FI信号切换分主动切换和被动切换。主动切换部署成本高系统复杂，适合商业用户，例如酒店。
被动切换即可设定AP的RSSI阈值，将信号不稳定的设备下线，保证网络信号的稳定，对于视频通话、手游等的应用提供更加舒服的用户体验。
什么是802.11k/v/r标准？（先行主流无缝漫游技术标准）
802.11k：
协议的功能是Radio Resource Measurment，简单说就是可以改善流量在网络中的分布方式。
在无线连接中，每个设备通常都连接到提供最强信号的接入点 (AP)。根据用户的数量和地理位置，这种安排有时会导致对一个 AP 的过度需求和对其他 AP 的利用不足，从而导致整体网络性能下降。在符合 802.11k 的网络中，如果具有最强信号的 AP 被加载到其全部容量，则无线设备将连接到未充分利用的 AP 之一。尽管信号可能较弱，但整体吞吐量更大，因为更有效地利用了网络资源。
802.11v：
802.11r 帮助客户端更快地从一个 AP 漫游到另一个 AP。802.11r 可以在每个 WLAN 的基础上启用，通常建议在 PSK 和 802.1X WLAN 上使用。
802.11v 描述了对无线网络管理的增强，例如：
网络辅助节能 - 帮助终端设备延长睡眠时间，从而延长电池寿命。例如，手机等设备通过每隔一段时间跟AP通讯一次来确保跟AP没有断开。
网络辅助漫游 - 使 WLAN 能够向关联的终端发送消息，以便终端可以连接更好的ap。这对于负载平衡和引导连接不良的终端（让信号不好的终端设备更换AP）都很有用。
802.11r：
功能是快速BSS切换（FT，Fast Basic Service Set Transition），也称为快速漫游（fast roaming），允许在移动的无线设备上实现连续连接，并从一个BSS（基站或接入点）到另一个以几乎无缝的方式执行。是802.11协议的补充。
802.11r通过重新简化（越来越复杂的）安全握手协议，来实现FT。
无缝漫游的优势
1、确保漫游期间用户网络连接的连续性
2、确保无缝、快速、安全的漫游，无需人为干预
3、无需更改网络协议和终端设备
什么场景需要无缝漫游？
1、对网络稳定快速有较高需求
在使用wifi网络中，我们需要手动切断wifi信号，即便设定了相同的SSID及密码能都实现自动切换，但因为没有AC控制器的配合每次切换后，无线设备都需要从新获取IP并注册等操作，因此会造成较大的网络间断。这种间断对于多数的日常使用如看电影、微信其实影响不大，但对于手游、视频聊天、直播等却是致命的。
2、有老人、小孩的家庭使用无缝漫游，可以避免在切换信号时需要再次连接并重新输入密码，避免了老人小孩不会操作的困扰。
3、无缝漫游可以避免在切换信号时再次输入密码，有老人和小孩的家挺就可以在切换时所不断造成的操作困扰了。
UniFi 产品的漫游升级之路（零切换无缝漫游和快速漫游的对比）
UniFi 可以说专注漫游有十多年了，第一代产品应用的是零切换漫游（Zero-Handoff Roaming 即 ZHO），这是一项属于 UniFi 的专利技术。但是零切换技术存在一些限制。启用零切换之后，为了保证没有延迟的漫游效果，所有AP会在相同的无线信道上，将整个网络转化成为了单个AP。这样做可以非常有效的消除漫游延迟，从而实现零切换技术，但是所有无限流量都集中在单个信道上会导致，互相竞争，从而造成多个客户端在线的时候网络延时非常高。
而如果禁用零切换技术，AP之间的漫游时间就会变得很长，之后进入第二代的AC产品，UniFi对于漫游技术进行了更迭。
在早先应用 802.11r由于没有BSS切换，当客户端连接到任何安全网络的访问点时，即启动验证过程。
WPA 企业漫游协议
例如，在 WPA2 企业网络上，须在授予网络访问权限之前完成以下操作：
802.11 认证消息交换
重新关联消息交换
EAP 请求、响应身份交换
接入请求和 challenge 报文交换
EAP 请求、响应
RADIUS 接入请求、接受交换
向客户发送成功消息
Nonce-value 交换
临时密钥，确认交换
上述九项中的八项都是交换，各需要两个步骤。总共 17 步。
更新采用 BSS 切换后，允许客户端保存主密钥（省略步骤 3-7）并对数据包进行分组，建立连接只需四步即可。第 8、9 步的数据封包重新组合到了第 1、2 步，实现仅需两次数据交换的过程：
客户端和 AP 交换 802.11 认证消息和 nonce-values
客户端和 AP 交换重新关联消息和临时密钥、确认交换
快速漫游协议
通过减少 802.11r 的认证步骤，快速漫游明显缩短了 UniFi AP 的切换时间。这种改善在 WPA2-企业网络上最为明显。 BSS 切换通过允许客户端与网络上的任何 AP 快速协商，同样可减少 WPA2-个人（WPA2-PSK）网络上的操作步骤。
像 802.11r 一样，UniFi 快速漫游在加密网络中精减步骤以优化漫游。
经过对比在启用零切换无缝漫游，启用快速漫游，普通运行切换之间延迟对比是0s,0.6s,1.6s，但是在下载/上传速度的对比为，200/223 mbps，231/256 mbps，232/270 mbps。
由此可见经过升级的快速漫游，虽然在切换上存在了0.6s的延迟，但是对比普通切换漫游延迟已经降低了95%，且在运行过程中的速度损失极小。因此对于速度和移动性都要求较高的网络环境UniFi的快速漫游就是理想选择。当然考虑用户在网络中的多样化需求，从而设计满足特定项目的需求是非常重要的。比如说，在客户端并发在线较少且需要最短延迟时间的情况下，零切换漫游就能满足需求了。
PS：快速漫游并不能保证快速漫游时间。即使使用快速漫游，只有通过良好的网络规划才能实现出色的漫游 - 包括正确的 Tx 功率设置和足够的小区重叠。
最后快速漫游功能需要在UniFiOS设置中启用，但是现在市面上还是存在少数设备缺少802.11r技术或者在兼容性方面存在问题，这些旧的设备在做快速漫游时会存在网速的损失。
（UAP-AC 和 UAP-AC v2 是唯一不支持快速漫游的机型。AC 系列的其余产品均支持快速漫游。）
快速漫游启用界面（UniFiOS-设置-WiFi）
目前在官网上能看见的AP都是支持快速漫游的，https://store.ui.com.cn/collections/unifi-network-wireless，同时提供厂家2年质保。
实现无缝漫游的网络方案
最常见的实现无缝漫游的家庭组网方案有两种
ac+ap
Mesh组网
无缝漫游ac+ap组网方案推荐
Unifi全家桶
ap——U6-Lite
路由——USG
交换机——USW-Lite-8-Poe
优点：
网络体验最好，ac+吸顶ap拥有着所有方案中最高的上限，不管在网络稳定性还是网速方面都无可挑剔。
技术成熟、稳定，ac+ap是源于企业和酒店的方案，出差去的五星级酒店基本都是这套方案稳定运行许多年了。
全家桶一步到位，通过poe交换机供电无需一边插网线一边插电线，后期的维护和扩展更容易。
兼容mesh，ui家收购了最早做商用mesh的厂商，所以每款ap都有无线mesh功能，即使ap断网也可以走无线mesh。
缺点：
前期布网安装比较费时费力。
总结
在组建无缝漫游网络时，需注意以下几点：
AP信号覆盖区域应当相互交叉重叠，否则，会导致无线网络盲区。
无线AP必须设置为相同的SSID。不同的SSID意味着不同的无线网络，而无法实现无线漫游。需要注意的是，SSID区分大小写。
必须采用相同的WEP或WPA加密。所有无线AP和客户端必须采用相同的WEP或WPA加密，否则，将无法建立彼此之间的连接。WEP和WPA也是区分大小写的。
无线AP与无线客户端必须处于同一VLAN、同一IP地址段。
