Видеопрезента́ция AirTune

Описание

Одним из приоритетных направлений по развитию точек доступа в области Enterprise&High-Density Wi-Fi является реализация сервиса AirTune, основной функцией которого, является Radio Resource Management (RRM).

Radio Resource Management позволяет автоматически оптимизировать характеристики точек доступа в зависимости от текущих условий. Сервис AirTune не заменяет собой процедуры радиопланирования, но позволяет провести финальный этап оптимизации сети, а также вести постоянный контроль. 

Используемые технологии и алгоритмы:

• Dynamic Channel Assignment (DCA) - Алгоритм автоматического распределения частотных каналов каждой точки доступа в сети для избежания интерференции между ними;

• Transmit Power Control (TPC) - Алгоритм управления мощностью передатчиков с целью обеспечения оптимальной зоны покрытия сети и минимизации "конфликтных" областей, где клиент находится в зоне уверенного приема нескольких соседних точек доступа;

• Load Balancing - Алгоритм автоматического распределения клиентских устройств между точками. В случае перегрузки сервис определит более оптимальную ТД для подключения клиента, и выдаст рекомендации на точки доступа, клиент будет видеть в эфире только 1 ТД, рекомендованную для авторизации;
• Roaming - Поддержка стандартов бесшовного роуминга 802.11 k/v/r.

Основными задачами функционала являются:

• Автоматическая настройка рабочих каналов между точками доступа;
• Автоматическая подстройка излучаемой мощности для стабильности зоны покрытия  ("соты");
• Оптимизация пропускной способности беспроводной сети;
• Минимизация «конфликтных» областей между точками доступа;
  
• Равномерное распределение нагрузки между точками доступа;
• Поиск оптимальной точки доступа для клиента находящегося в "неуверенной" зоне приема;
  
• Минимизация "случайных" переподключений клиентов на границах «сот»;
  
• Поддержка бесшовного роуминга клиентов между точками доступа.
  

При работе функционала TPC/DCA точки доступа по команде от сервиса с помощью специальных пакетов (Action Frame) собирают информацию о радиосреде в текущий момент времени. Затем передают информацию на сервис, который выполняет анализ "качества радиоэфира" и проводит оптимизацию параметров для каждой точки доступа, что обеспечивает равномерность зоны покрытия и минимизацию интерференции. 

Также сервис в себя включает функционал роуминга:

• Синхронизация списков соседних точек доступа стандарта 802.11k/v, который позволяет клиенту при ослабевании сигнала с текущей точки доступа искать более подходящую точку доступа из рекомендуемого списка, а не анализируя весь эфир.
• Согласование ключей между точками доступа для роуминга стандарта 802.11r, который позволяет значительно ускорять процесс переключения клиента между точками доступа, т.к. клиенту не нужно будет проходить повторную полную авторизацию на встречной точке доступа, только ускоренную.

Простой пример работы оптимизации сети с помощью сервиса представлен на картинке (функционал DCA+TPC):

Докеризация сервиса

Имеется возможность запустить сервис AirTune в Docker-контейнере. Для этого необходимо создать файл с настройками docker-compose.yml и .env следующего содержания:

version: "3"
services:
  eltex-airtune:
    container_name: eltex-airtune
    image: ${ELTEX_HUB}/eltex-airtune:${AIRTUNE_VERSION}
    restart: unless-stopped
    ports:
      # api port
      - "8089:8089/tcp"
      # cli api port
      - "8082:8082/tcp"
      # listen port
      - "8099:8099/tcp"
    environment:
    # Настройки таймзоны
      - TZ=${TZ}
    volumes:
      # Сертификаты для https web интерфейса
      #- ./data/eltex-airtune/etc/eltex-airtune/cert/server.pem:/etc/eltex-airtune/cert/server.pem:ro
      #- ./data/eltex-airtune/etc/eltex-airtune/cert/server.key.pem:/etc/eltex-airtune/cert/server.key.pem:ro
      # Конфиги
      - ./data/eltex-airtune/etc/eltex-airtune/airtune.conf:/etc/eltex-airtune/airtune.conf:ro
      - ./data/eltex-airtune/etc/eltex-airtune/airtune_logger.conf:/etc/eltex-airtune/airtune_logger.conf:ro
      # директория для репортов
      - ./volumes/eltex-airtune/var/lib/eltex-airtune/reports:/var/lib/eltex-airtune/reports
      # директория для логов
      - ./volumes/logs/eltex-airtune:/var/log/eltex-airtune
      # директория с лицензиями
      - ./data/eltex-airtune/etc/eltex-airtune/licence:/etc/eltex-airtune/licence:ro

ELTEX_HUB=hub.eltex-co.ru/softwlc

# Common version number
AIRTUNE_VERSION=1.5.2

TZ=Asia/Novosibirsk

В разделе volumes необходимо указать путь к файлу конфигурации softwlc.conf, а также путь к директории, которая будет содержать логи.

Файлы  airtune.conf и airtune_logger.conf должны существовать в указанных директориях, так как через них осуществляется управление сервисом. Пример конфигурационных файлов: airtune_logger.conf airtune.conf

Запустить контейнер можно командой:

docker compose up

Описание переменных окружения

• ELTEX_HUB - URL репозитория Элтекс;
• AIRTUNE_VERSION - версия образа;
• TZ - часовой пояс в формате Asia/Novosibirsk (список существующих можно посмотреть командой timedatectl list-timezones).

Лицензирование

Лицензия ограничивает число ТД, находящихся под контролем сервиса AirTune.

Для работы сервиса с ТД необходимо файл лицензии "licence.xml" поместить в директории:

1. /usr/lib/eltex-ems/conf/licence/
2. /etc/eltex-airtune/licence/ - (Если сервис Eltex-airtune версии >= 1.4.0)
   /etc/eltex-airtune/  - (Если сервис Eltex-airtune < 1.3.2)
   

Затем перезапустить сервисы EMS и AirTune командами: 

service eltex-ems restart
service eltex-airtune restart

При использовании сервиса AirTune в docker лицензию необходимо добавлять в директорию с лицензиями, указанную в docker-compose.yml

После добавления лицензии необходимо пересобрать контейнер командой :

docker-compose up -d --force-recreate eltex-airtune

Количество доступных и использованных на сервере лицензий можно увидеть в GUI EMS в разделе Справка -> Лицензии, либо непосредственно в файле лицензий /usr/lib/eltex-ems/conf/licence/licence.xml

        <group>
            <title>AIRTUNE</title>
            <count>200</count>
            <typeList>
                <type>AIRTUNE</type>
            </typeList>
        </group>

Если лицензия на Airtune присутствует в списке, то в GUI EMS  в меню "Wireless"  будет доступна для настройки вкладки Конфигурации сервиса, изображенные на скриншоте:

Также появится вкладка AirTune при нажатии на узел в дереве EMS .

Системные требования для работы сервиса

• Операционная система Ubuntu Server 16.04 LTS/ Ubuntu Server 18.04 LTS
  

При выборе сервера, необходимо учитывать следующие системные требования (требования предоставляются к VM без учета резервирования системы):

Алгоритм работы

Для работы сервиса с ТД необходимо:

• Установить комплекс SoftWLC + пакет AirTune;
• Приобрести лицензию в коммерческом отделе, установить в соответствующие директории;
• Создать в СУ шаблон работы сервиса, привязать к домену локации ТД;
• Прописать на ТД URL AirTune сервиса, к которому будут подключаться точки.

ТД при подключении к серверу (соединение между ТД и сервером осуществляется по протоколу WebSocket) отправляет сообщение "subscribe-request", где передает свои параметры, такие как:

• заводские установочные параметры (серийный номер, тип устройство, МАК адрес);
• имя локации (географический домен);
• радио настройки (канал, мощность);
• список SSID;
• список подключенных клиентов.

После того как ТД построила сессию с сервисом, на AirTune точки группируются по доменам. Если на сервисе нет домена, которому принадлежит точка, AirTune отправляет отказ в обслуживании.

Если на AirTune домен настроен, то сервер отправляет "subscribe-response" c указанием какие функции (DCA, TPC, Load Balance) настроены для этого домена.

Оптимизация (DCA, TPC) проходит внутри домена по следующему сценарию:

Сценарий балансировки клиентов на ТД:

Управление сервисом

Способы запуска/остановки сервиса

service eltex-airtune status

eltex-airtune is running

eltex-airtune is not running

service eltex-airtune start

Starting eltex-airtune ...
eltex-airtune started

eltex-airtune is already running

service eltex-airtune stop

Stopping eltex-airtune ...
eltex-airtune stopped

eltex-airtune is not running
rm: cannot remove '/var/run/eltex-airtune.pid': No such file or directory

service eltex-airtune restart

Stopping eltex-airtune ...
eltex-airtune stopped
Starting eltex-airtune ...
eltex-airtunee started

Настройка связности API AirTune и EMS

Для управление сервисом AirTune через систему управления EMS необходимо настроить сетевую связность двух модулей. Для этого в GUI EMS перейти в меню "Администрирование" → "Настройка сервера" → "Системные модули" .
Далее перейти на вкладку "airtune", где выбрать используемый протокол обмена данными, указать Адрес и порт сервера, на котором установлен пакет AirTune.

Глобальные настройки

С помощью глобальных настроек производится включение/отключение работы сервиса, а также настройка порта, который будет слушать сервис для подключения ТД.

Настройка шаблонов сервиса

Для настройки работы сервиса в различных сценариях, типах помещений, плотности расположения точек доступа, требованиях к сети используются шаблоны. С их помощью можно настроить различные сценарии работы сервиса в зависимости от используемого географического домена точек доступа.
К примеру, если в домене требуется только функционал балансировки клиентов, а настройки радиоинтерфейсов администратор проводит вручную - нужен шаблон только с включенным функционалом Load Balance. Если в домене (на этаже) нужно автоматически настроить радиоинтерфейсы точек доступа (разнести по частотным каналам и излучаемой мощности), нужно создать  шаблон с соответствующей настройкой.

Также в настройках шаблона можно провести более точечные изменения в работе функционала.

Для создания шаблона, необходимо перейти в меню "Wireless"→"Шаблоны AirTune".

Список Шаблонов:

Редактирование шаблона:

Список доменов использующих созданный шаблон располагаются на вкладке "Domain Link":

Настройка Main

Настройка TPC/DCA

Настройка Roaming

Настройка Доменов AirTune

Управление географическими доменами с точками доступа и привязкой к ним готовых шаблонов осуществляется в меню "Wireless" → "Домены AirTune".

Географический домен на ТД выставляется автоматически при инициализации ТД в узел. Но в случае, если ТД добавили в узел вручную, необходимо запустить групповую операцию по назначению домена для точек доступа:
"Список устройств" → "Групповые операции" → "Установить домен".

Для работы ТД с сервисом  AirTune необходимо создать связку с текущим доменом узла, в котором находятся точки доступа с ранее созданным шаблоном (или шаблоном по умолчанию).

• Добавить - добавить новую связку домен-шаблон;
• Редактировать - редактировать текущую запись;
• Удалить - удалить ранее созданный домен;
• Автоконфиг - автоматическая настройка конфигурации точек доступа в домене, для подключения к сервису (назначается URL, на который должны обратиться ТД).

Добавление домена:

После нажатия кнопки добавить, необходимо выбрать домен узла, в котором располагаются точки доступа, указать часовой пояс домена (в UTC), а также ранее созданный шаблон (либо шаблон по умолчанию)

Настройка подключения точек доступа к сервису AirTune

Для того, чтобы ТД смогли обратиться на URL AirTune с запросом на подключение, необходимо на них произвести настройку, где включить функционал сервиса и указать URL для построения сессии.

Подключение к сервису на точке доступа можно настроить через GUI EMS / CLI.

EMS:

Настройку URL на точках доступа можно настроить несколькими способами через EMS:

• После создания домена AirTune и выбора шаблона, при нажатии клавиши "Принять" появляется диалоговое окно с предложением автоматически прописать URL на точках доступа созданного домена, либо при создании нового домена AirTune, нажать клавишу "Автоконфиг" для автоматического назначения параметров на точку доступа выбранного домена:

• Настройки использования шаблонов конфигурации для точек доступа меню Wireless → Менеджер шаблонов конфигурации, которые в дальнейшем назначают на домен с ТД, в рамках которой планируется оптимизация, либо добавить в шаблон в правила инициализации при заведении новых ТД в СУ:

• Настройка на каждой ТД вручную, для этого необходимо перейти в раздел Конфигурация → AirTune сервис, указать адрес Service URL =  ws://<IP адрес AirTune>:8099/apb/rrm, где <IP адрес AirTune> - адрес машины с установленным пакетом AirTune, доступный из сети управления точками доступа.
  

CLI:

set rrm rrm-service up
set rrm rrm-service-url  ws://<IP адрес AirTune>:8099/apb/rrm

Мониторинг точек доступа

Мониторинг располагается в разделе "Wireless" при нажатии на узел с точками доступа .

В разделе находятся 3 вкладки для контроля работы RRM, далее по каждой из них:

Список устройств AirTune

На вкладке представлен список точек доступа выбранного домена, а также поддоменов, которые подключены к сервису AirTune в настоящий момент.

Поддержан функционал:

• Отображения актуального состояния ТД с информацией по выставленным каналам, уровню мощности, количестве клиентов на каждой ТД и прочей информации;
• Возможность фильтрации по интерфейсам 2.4 и 5ГГц, а так же по конкретному mac-адресу ТД для быстрого поиска;
• Индикация текущего статуса оптимизации, а также возможность запустить форсированную оптимизацию.

Отчеты AirTune

На вкладке "Отчеты AirTune" в табличном виде представлена информация о результатах прошедших оптимизаций TPC/DCA, представленные данные помогают проанализировать в какой момент времени производилась очередная оптимизация, а так же результат ее выполнения.

Поддержан функционал:

• Возможность фильтрации отчетов по MAC-адресу требуемой ТД;
• Отображение данных за каждый этап оптимизации в домене;
• Возможность проанализировать изменения параметров за интересующий диапазон дат;
• Выгрузка данных в CSV-файл.

Гистограммы AirTune

На вкладке "Гистограммы AirTune" представлены в графическом виде результаты распределения точек доступа по каналам в результате выполнения алгоритма DCA.

Поддержан функционал:

• Гистограмма распределения ТД по каналам, для диапазонов 2.4ГГц и 5ГГц;
• Возможность просмотреть как текущие настройки каналов ТД в домене, так и всю историю изменений. Для этого необходимо убрать галочку с "Текущее состояние", выбрать интересующий диапазон времени и далее передвигать с помощью мыши Слайдер между всеми отчетами за выбранный диапазон времени (дата оптимизации отображается в верхнем углу);

Внешний вид:

Список устройств для роуминга

На вкладке "Список устройств для роуминга" отображен весь список виртуальных интерфейсов(SSID), которые обрабатываются сервисом.
Вкладка предназначена для отображения текущего состояния конфигурации роуминга 802.11 k/r на всех ТД домена, а так же список всех соседей между которыми сервис настроил роуминг.

Внешний вид:

Соответствие версий продуктов ELTEX

Changelist AirTune

AirTune 1.6.1:

Решенные проблемы:

• Оптимизация работы функционала DCA
• Оптимизация работы функционала 802.11v

AirTune 1.6.0:

Новый функционал:

• Добавлена настройка роуминга 802.11v через AirTune для WEP-3ax
• Возможность установки AirTune в докер контейнере в составе SoftWLC
• Поддержка резервирования сервера в составе аппаратного контроллера WLC

AirTune 1.5.2:

Новый функционал:

• Добавлена поддержка WEP-30L (TPC/DCA)

Решенные проблемы:

• Доработки по настройке роуминга 802.11r между устройствами FP-ESDK-Realtek

AirTune 1.5.1:

Новый функционал:

• Поддержка Ubutu версий 20/22

AirTune 1.5.0:

Новый функционал:

• Поддержка устройств WEP -2L/-20L/200L (TPC/DCA)

Решенные проблемы:

• Не распространяются настройки роуминга 802.11r для устройств WOP-2ac rev.B/rev.C

AirTune 1.4.1:

Новый функционал:

• Поддержка настройки роуминга 802.11r
• Добавлены сборки под Astra Linux и Debian
• Поддержка инкрементальных лицензий

Решенные проблемы:

• Оптимизирован алгоритм рассылки списков 802.11k при совместной работе с DCA/TPC, а так же изменением конфигураций ТД

AirTune 1.3.2:

Новый функционал:

• Поддержка оптимизации по времени
• Возможность отключения оптимизации по событию