WI-FI. Пытаемся улучшить

WI-FI плотно вошел в нашу жизнь. Большинство пользователей ноутбуков, знакомых мне, уже установили, или планируют в скором времени установить точку доступа у себя дома. Тому есть множество причин и основная – именно WI-FI дает пользователям мобильных устройств истинную мобильность, но, пока только в ограниченных пределах зоны покрытия. Однако и данная технология далеко не без изъянов, потому нами и ведется разработка прошивки, обеспечивающей отсутствие части изъянов в пределах коттеджного поселка (Запуск в июне месяце), а в последствии и свободный доступ к скачиванию данной прошивки.


В данной статье Вы не найдете исходных кодов либо описания взаимодействия устройств в сети, ибо прошивка пока находится в закрытом тесте на ограниченном количестве устройств. Здесь Вы можете прочитать лишь основные принципы работы и решаемые проблемы. Если по прочтении у Вас возникнет желание ознакомиться с прошивкой, либо посодействовать развитию проекта – контакты вы найдете ниже.

Итак, на наш взгляд основные проблемы WI-FI таковы:
• Ограниченная зона покрытия.
• Ослабление сигнала с увеличением расстояния размещения приемника от точки доступа.
• Принцип – «Чем меньше скорость, тем больше расстояние».
• Правило, применимое к большинству точек доступа – «Если в сети работает два или более устройств, с разными стандартами и скоростью доступа, то точка доступа автоматически выбирает режим работы равный режиму минимального устройства».
• Аналогичное правило для скорости соединения – «Точка доступа выбирает скорость обмена равную скорости минимального из устройств».
• Отсутствие бесшовного роуминга при использовании более одной точки доступа.
• Загруженность каналов в местах скопления сетей, таких как многоэтажные дома.

Я могу предвидеть комментарии – это не касается частных пользователей, использующих WI-FI в пределах своего дома, ведь для квартиры достаточно и одной точки доступа. И такие комментарии будут полностью обоснованы. Однако мы рассматриваем сеть для коттеджного поселка, в котором и площади отличаются от площадей городских квартир, и зона покрытия более глобальна и составляет несколько десятков гектар.

Существует технология MESH или Ячеистых сетей – распределенная топология построения, при которой каждая точка доступа выполняет, помимо основной, функции ретранслятора и маршрутизатора для других участников сети. На наш взгляд, данная схема является наиболее перспективной для покрытия больших площадей со стабильным линком и отсутствием «Мертвых зон». (Более подробно о данной топологии Вы можете найти множество информации в интернете, либо, при наличии должного количества Ваших комментариев, готов написать отдельную статью по данному вопросу.) Однако, при более близком знакомстве оказалось, что в данной сети все устройства должны работать на одном канале и с одним SSID, что крайне нежелательно в нашем варианте. Потому и возникли первые позывы к созданию «Своей» MESH сети с учетом данных изменений.

Кроме того, нами были вандальским образом исследованы несколько точек доступа от МТС, дополнительно предоставляющие доступ другим абонентам к сети МТС-FON, за Ваш счет и без предварительного согласования с Вами. Как говорил один из Советских киногероев – «Шурик! Это не наш метод!», но позаимствовать некоторые наработки оказалось возможно и оттуда.

Итак – перейдем непосредственно к описанию сети, под которую разрабатывается наша прошивка:
Как и в MESH сети, каждая из точек доступа выполняет функции ретранслятора и маршрутизатора для других точек участников сети, однако для передачи служебного траффика к другим сетям задействуется специальный SSID. Так же, при появлении в сети более медленных устройств, чем используемое на данный момент основным SSID-ом, точка клонирует параметры основного SSID и создает аналогичный, но с параметрами более медленного устройства, переключая устройство по MAC адресу на созданный SSID.

Следующее – все точки принадлежащие к сети, обмениваются по служебному SSID информацией с сервером. На данном сервере расположена информация о MAC адресах устройств, подключаемых к сети. На основании данной информации, клиентское устройство, зарегистрированное в клиентской базе устройств, может подключиться к любой точке доступа, принадлежащей к сети.

На данный момент, количество SSID, вещаемых одним устройством, в большинстве случаев ограниченно 4-мя, но это, в основном, диктуется слабой аппаратной начинкой современных бюджетных устройств. В данной сети мы ограничили максимальное число SSID тем же количеством. Так же ограничен и список устройств, для которых разрабатывается ПО. В основном мы остановились на устройствах D-Link (Всего протестировано 6 устройств, признано пригодными -4, некоторые с доработкой аппаратной части), Mikrotik (Все), Zyxel (В стадии теста 4 устройства).

Хотелось бы узнать Ваше мнение о разрабатываемой прошивке и перспективе подобных сетей. Вы можете так же направлять Ваши вопросы на mappix@valkiry.ru, постараюсь ответить всем. Так же приглашаем к взаимодействию профессионалов и энтузиастов WI-FI.
Поделиться публикацией

Комментарии 32

    +2
    Ничего не понял. Если стоит задача «накрыть сетью» какой-то там коттеджный поселок, то чем плох традиционный wi-fi? Будет много точек с одним (или несколькими) SSID, в итоге создастся достаточная зона покрытия — обычная практика (хотя на базе cisco wlc).
    У Вас-то в чем качественное отличие? Где я что не заметил?
      0
      Для начала — в Вашем случае: Дороговизна (На Cisco). Отсутствие бесшовного роуминга. Большинство минусов, описанных в статье сохранятся. Пропускная способность системы так же пострадает. И защита системы, множество аккаунтов при нескольких SSID.
      В нашей — 1 служебный SSID используемый вашим устройством для определения наличия покрытия сети, 1 Аккаунт на ВСЮ зону покрытия, плюс максимально комфортные условия для Вашего устройства. Кроме того, Вы пробовали покрыть wi-fi большую территорию без потери комфорта? AirNet не берем в счет — ценовая политика не та.
        0
        Для начала — в Вашем случае: Дороговизна (На Cisco). Отсутствие бесшовного роуминга. Большинство минусов, описанных в статье сохранятся. Пропускная способность системы так же пострадает. И защита системы, множество аккаунтов при нескольких SSID.
        В нашей — 1 служебный SSID используемый вашим устройством для определения наличия покрытия сети, 1 Аккаунт на ВСЮ зону покрытия, плюс максимально комфортные условия для Вашего устройства. Кроме того, Вы пробовали покрыть wi-fi большую территорию без потери комфорта? AirNet не берем в счет — ценовая политика не та.
          0
          А кто Вам сказал про отсутствие бесшовного роуминга?
            0
            Бесшовный роуминг на данный момент полноценно реализован лишь в устройствах, подключаемых к коммутаторам для управления беспроводными точками доступа. Для D-link это устройства серии DWS. Причем точки тоже специализированные — в основном DWL-8500AP или DWL-8600AP.
          +1
          При перемещении по зоне покрытия между локальными зонами будет происходить разрыв линка и повторное подключение (с полной процедурой авторизации) к точке, предоставляющей более сильный сигнал. А учитывая геморрой от частотного конфликта…
          0
          Весьма интересна реализация создания дополнительных SSID для медленных устройств на микротиках.
            0
            В скором времени мы выложим альфу прошивку в доступ, как для D-link так и дополнение для RouterOS. К сожалению требуется прямое вмешательство в нее.
              0
              Дополнение — это отдельный пакет, или попатченный wireless?
                0
                Отдельный пакет
                  0
                  А как насчет SOHO-роутеров?
                  Полностью кастомная прошивка, или допиленный openWRT/dd-wrt?
                    0
                    Полностью кастомная прошивка на базе Linux. Совместима с частью дополнительных пакетов openWRT/dd-wrt
            0
            А про 802.11s расскажете чего-нибудь из практики?

            Потому что как по мне, так надо клиентские девайсы в меш-сеть включать, иначе смысл.
            Вон и стандарт подвалил, и на Линуксах всяких уже работает…

            Драйвера бы какие для Винды, что ли — и всё будет зачипато без извращений со скрытыми SSID.
              +1
              802.11s — он же MESH, требует наличия данного режима работы в самом устройстве (При использовании точки доступа), или кастомной прошивки. Так же есть софт решения. Опишите в почту или ЛС Вашу сеть — подумаем вместе.
                0
                Вы, к сожалению, промахнулись с позицией коммментария — соответственно, я только сейчас увидел этот ответ.

                В общем-то, я праздношатающийся, просто недавно экспериментировал с сетью на 802.11s (благо пяток компов под рукой оказались линуксы, и с «mesh point» в поддерживаемых режимах).
                Собственно, мне нет никакой необходимости в консультациях сетестроителя, но просто любопытно отношение профессионала к теме — next big thing это или нет, и почему.
                  +1
                  Как мне кажется, MESH сети займут свою нишу очень плотно. Причин тому немало —
                  Значительное увеличение зоны покрытия,
                  Повышение стабильности соединения,
                  Легкость развертывания на большой площади
                  В любом случае — выбор за Вами, но перспективы налицо.
                0
                Вспомнилась статейка и видео-инструкция, про ускорение Wi-Fi при помощи банки от пива
                image
                  0
                  У меня есть хороший канал,100 Mbit/s, и резервный, 4 Mbit/s (телефоном с него пользуюсь вай-фаем), но 4 MBit/s открытый, для соседей, кому понадобится. Я рискую? Подключение только по MAC, убрать не смог. Извините за оффтоп.
                    –1
                    Если подключение только по MAC — все зависит от «Продвинутости» соседей. (Большой Смайл) Нет не рискуете.
                    0
                    Изначально, Wi-Fi — это самокастрация, добровольное урезание скорости самому себе, ибо, лучше провода, может быть только провод (скажем, оптоволоконный). В ситуации, описанной в статье не понятна немного идея автора. Вы хотите раздавать инет на большой площади — ок, чем не вариант множество точек с одним и тем же именем? Скажем, пусть точка называется Poselok, и данных точек, скажем, у Вас 1000, при перемещении по местности, приёмник (любой девайс с вай-фаем) будет ловить точку Poselok, хотите безопасности: почему бы не сделать точки скрытыми, и раздавать интернеты по паролю? Параноидальная защита? По мак-адресам…
                      +2
                      При Вашей реализации:
                      1- при переключении на новую точку сигнал будет пропадать, т.е. соединение рвется.
                      2- пароль ко всем точкам одинаков? — тогда мы идем к Вам) Узнав пароль от одной точки, Вы сможете подключиться к любой.
                      3- не хватит списка MAC-адресов в точке доступа, да и кто будет вбивать все новые устройства в каждую точку?
                      Загрузку каналов и то, как мы передаем сигнал от точки к точке — в данном случае в счет не беру.
                      WI-FI — «Самокастрация» при неправильном подходе и использовании в сетях с большим объемом передаваемых данных. Для частного пользователя — это вполне достаточная технология. Да и в корпоративных сетях при правильном подходе. При строительстве «Высоты-239» Генподрядчик, использовавший ноутбуки, сидел на d-link DAP-3220 (28 клиентов) + этими же точками передавали сигнал на площадку (1200 метров) к офису Шеф-монтажников (8 клиентов) + собственные сервера, Exchange, sharepoint srv. Вполне хватало)
                      +2
                      Очень интересная задумка, даже захотелось уже потестировать, если не секрет скажи модели D-link'ов на которые делаете прошивку?
                        0
                        Оптимально — DIR-620. Скоро выложу статью, как превратить его в домашний мини сервер, там будут и скрины и описание прошивки.
                          +2
                          Буду ждать прошивку, готов даже достать парочку 620! Надеюсь выложите на хабре новости о продвижении проекта!
                        +2
                        TP-LINK выглядит более «дружественным» к конечному потребителю и по результатам внутрикорпусной ревизии- качество сборки выше. Есть какие то проблемы с аппаратной совместимостью?
                          0
                          Пока не рассматривали эти устройства. Разрабатываем под то, что доступно, ибо это не основной проект.
                          0
                          Ну постройте MESH на Meru (роуминга нет впомине) или Motorola (MeshConnex — очень мощная реализация MESH, самая крупная инсталляция — 1400 узлов).

                          Все равно, единственная проблема, которую вы попытались починить — это режим совместимости. Идея мне понравилась. Но при этом вы поломали приличное количество стандартов. На это можно смело наплевать при создании замкнутой сети для какого-нибудь производственного процесса, где вы лично отбираете и тестируете клиентское железо. Но для сети провайдеркого типа… Желаю вам удачи в поддержке всего этого дела, когда пойдут жалобы от пользователей всяких странных устройств с не совсем интеллектуальными драйверами. Та же Meru создала довольно интересную архитектуру, в которой вся сеть (ESS) видится как _одна_ точка доступа (BSS). Роуминг извели на корню но нажили проблемы с совместимостью, что и не позволяет Meru подняться выше нишевого статуса.
                          Чуть менее изящно, но более надежно, просто создать несколько SSID: NET-FAST, NET-SLOW, которые жестко регламентируют возможности подключения.

                          Очень интересно как ваша прошивка решает остальные проблемы:
                          * Ограниченная зона покрытия.
                          * Ослабление сигнала с увеличением расстояния размещения приемника от точки доступа.
                          * Принцип – «Чем меньше скорость, тем больше расстояние».
                          * Аналогичное правило для скорости соединения – «Точка доступа выбирает скорость обмена равную скорости минимального из устройств».
                          * Отсутствие бесшовного роуминга при использовании более одной точки доступа.
                          * Загруженность каналов в местах скопления сетей, таких как многоэтажные дома.
                            0
                            Если вчитаться, то зона покрытия и ослабление сигнала компенсируются за счет соседних точек. Как только поднимется рейтинг — выложу полное описание прошивки и там все станет понятно. С устройствами Motorola мне довелось поработать. Неплохо, но дорого. Про Meru наслышан, но именно проблемы с совместимостью нас оттолкнули от нее.
                            0
                            Благодаря тому, что карма у меня мала — задам вопрос тут, благо подписавшихся 40 человек.
                            На данный момент прошивка работает без Web-интерфейса. Как Вы считаете — что лучше?

                            1 — Создать полноценный красивый Web интерфейс, в ущерб месту для дополнительных возможностей.
                            2 — Создать Web-интерфейс для настройки и конфигурирования основных функций и клиентскую программу для полного конфигурирования.
                            3 — Оставить его без Web-интерфейса, отдав все под дополнительные возможности, оставив конфигурирование по Telnet и через клиентскую программу.
                            Очень жду Ваших адекватных комментариев, а не банальных разглагольствований.
                              0
                              Я за 3. Вначале фичи и стабильность, потом уже рюшечки.
                              Еще было бы неплохо, чтобы вы написали бизнес-цель вашего проекта. Раздавать Internet в коттеджном поселке? Или все же поглобальнее?
                                0
                                Как Вы догадались — поглобальнее. В следующем посте я затрону эту тему.
                              0
                              Создал опрос по теме — прошу выразить свое мнение.
                              Сюда

                              Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                              Самое читаемое