什么是WiFi漫游
文章目录
- 为什么要有WiFi漫游
- WiFi漫游是如何工作的
- WiFi漫游技术发展
- WiFi漫游部署建议
WiFi漫游是指无线终端STA在同属一个ESS（Extended Service Set）的不同AP的覆盖范围之间移动且保持用户业务不中断的行为。
WLAN网络的最大优势就是STA不受物理介质的影响，可以在WLAN覆盖范围内四处移动并且能够保持业务不中断。某一区域内多个AP使用相同的SSID（Service Set Identifier），那么在该区域内用户看到的无线网络标识是同一个。当STA从一个AP覆盖区域移动到另外一个AP覆盖区域时，利用WiFi漫游技术可以实现STA用户业务的平滑切换。
为什么要有WiFi漫游
一台AP的无线信号只能覆盖有限的区域范围。想象一下，如果没有WiFi漫游，那么当我们在WLAN网络中移动到AP信号弱的区域时，我们的无线终端（下文简称为STA，例如手机、平板、笔记本电脑等）与AP之间的网络将会断开。对于语音、视频等业务，网络断开将严重影响我们的使用体验。
而WiFi漫游的出现正是为了解决这一问题。如下图所示，AP1和AP2提供相同的接入网络服务（SSID都是huawei-net）。STA移动到两台AP覆盖范围的临界区域时，STA与新的AP2进行关联并与原有AP1断开关联，且在此过程中保持不间断的网络连接。简单来说，就如同手机的移动通话功能，手机从一个基站的覆盖范围移动到另一个基站的覆盖范围时，能提供不间断、无缝的通话能力。
WiFi漫游
WLAN网络的最大优势就是STA不受物理介质的影响，可以在WLAN覆盖范围内四处移动并且能够保持业务不中断。WiFi漫游提升了用户使用无线网络的体验，解决了以下问题：
- 保证用户IP地址不变，漫游后仍能访问初次上线时关联的网络，且所能执行的业务保持不变。
- 避免漫游过程中用户的认证时间过长而导致数据丢包甚至业务中断。
WiFi漫游是如何工作的
WiFi漫游的工作原理
WiFi漫游的具体过程一般包括如下几个阶段：
触发：STA感知到下行信号低于阈值之后触发信道扫描过程。
扫描：STA会通过主动扫描或被动扫描的方式发现当前所在位置下可用的AP，并测量用于选网判断的网络信息。
1.主动扫描：STA周期性发送主动扫描帧（Probe request），AP在监听到扫描帧后会进行回复（Probe response），终端收到回复消息后感知AP的存在。
2.被动扫描：STA通过监听AP周期性发送的Beacon帧来感知AP的存在。
采用哪种扫描方式一般是由终端的支持情况决定的。手机或电脑的无线网卡，一般来说两种扫描方式都支持；VoIP语音终端一般采用被动扫描方式。选网：基于扫描到的各AP信息，选择一个AP作为漫游目标。
切换：基于STA和网络能力，选择与网络侧匹配的漫游方式。
WiFi漫游分类
如下图所示，根据STA是否在同一个子网内，可以将漫游分为二层漫游和三层漫游。二层漫游是STA漫游后仍然在原来的子网中，三层漫游是STA在不同子网之间的漫游。（同一个VLAN pool内的漫游仍然属于二层漫游）。在WLAN网络组网规划时，我们可以将同一楼层的AP部署为二层漫游，将不同楼层之间的AP部署为三层漫游。
二层漫游和三层漫游
根据漫游前后是否关联到同一个WAC，可以将漫游分为AC内漫游和AC间漫游。如下图所示，STA在从AP_1漫游到AP_2的过程，关联的是同一个WAC，属于AC内漫游；STA在从AP_2漫游到AP_3的过程，漫游前后关联的是不同的WAC，属于AC间漫游。在WLAN网络组网规划时，对于中大型园区，我们可以将同一栋楼内部署为AC内漫游，楼栋之间部署为AC间漫游。
AC内漫游和AC间漫游
WiFi漫游技术发展
漫游切换时间是影响STA漫游过程中业务体验的核心指标。传统的WiFi漫游技术推出以后，初步解决了STA在AP间移动时业务连续性问题。但是传统的WiFi漫游技术在使用过程中仍面临着许多问题，会影响漫游切换时间，为了应对这些问题，漫游技术也在不断的发展。
快速漫游
当WLAN网络采用WPA/WPA2+802.1X等接入认证方式时，STA每次接入AP都需要进行密钥协商或者认证交互。这会导致漫游切换时间变长、漫游成功率降低，甚至造成用户业务中断。为了不降低WLAN网络接入的安全性出现了两种快速漫游机制，分别为PMK快速漫游和802.11r快速漫游。
PMK快速漫游
PMK快速漫游使用了IEEE 802.11i标准中的PMK Caching技术。STA在漫游过程中WAC根据STA携带的PMK-ID信息查找PMK缓存表，如果查找到就认为STA已经进行过802.1X认证，不需要重新完成802.1X认证过程，只需要完成密钥协商过程。PMK快速漫游通过PMK缓存缩短了802.1X用户的漫游切换时间，提升了用户业务体验。802.11r快速漫游
802.11r协议定义了在同一MD（Mobility Domain）中，通过FT（Fast BSS Transition）功能省略了漫游过程中的802.1X认证和密钥协商，减少信息交互次数，从而实现漫游过程中业务数据流低延时，用户不会感知业务中断，提高用户上网体验。
PMK快速漫游和802.11r快速漫游需要STA支持。
智能漫游
在WLAN网络中有部分终端漫游的主动性较差，主要表现为：始终“坚持”关联在其最初关联的AP上，即使随着终端的移动，其已经与当前关联的AP距离很远、信号很弱、速率很低，这类终端依旧不能漫游到其他信号更好的邻居AP。这类终端被称为粘性终端。
针对粘性终端，智能漫游能主动促使粘性终端及时漫游到信号更好的邻居AP，提升终端业务体验、实现AP间负载均衡。
智能漫游通过AP实时采集STA的信噪比和接入速率，当一段时间内多次检测到该STA的信号低于阈值，会认为此终端为粘性终端；AP将该粘性终端信息上报给WAC，WAC根据相关信息选择适合该粘性终端漫游的目标AP，并将该目标AP信息下发给当前AP；当前AP通过802.11v协议的BSS transition机制或者强制用户下线的方式促使其漫游到目标AP上。
AI漫游
AI漫游是一种增强版的智能漫游技术。WAC通过面向不同类型的终端提供个性化的漫游引导策略，并通过协同测量机制在合适的时机启动漫游引导，从而有效提升漫游灵敏度和漫游成功率，可以更有针对性地解决粘性终端问题。
特定场景的漫游优化
除了上述提到的快速漫游、智能漫游、AI漫游，针对一些特定的场景的业务特点，华为无线局域网也进行了漫游技术的优化。
例如对于智能仓储场景，主要的移动终端是AGV（Automated Guided Vehicle）小车。AGV小车通过CPE接入WLAN网络。AGV小车的控制、调度对WLAN网络的实时性、可靠性、并发能力有更高的要求。这种场景下可开启自动导航漫游优化功能。
WiFi漫游部署建议
好的WLAN网络规划是用户获得良好WiFi漫游体验的前提，在WLAN网络部署前需要进行专业的WLAN网络规划。基于以往经验，我们总结了不同场景下的WLAN网络规划和部署经验，包括不同场景的AP选型推荐、AP布放方案、WiFi漫游KPI指标（漫游成功率、漫游平均时延、漫游丢包率）等，详见下表。
表1-1 常见场景的网规资料