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 алгоритмы оптимизации:
- 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 клиетских 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.
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»;
- Помощь клиентам при роуминге 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.
Так же сервис в себя включает функционал синхронизации списков соседних точек доступа стандарта 802.11k, который позволяет клиенту при ослабевании сигнала с текущей точки доступа искать более подходящую точки доступа из рекомендуемого списка, а не анализируя весь эфир.
Для работы роуминга 802.11k необходима поддержка стандарта со стороны клиентов
Простой пример работы оптимизации сети с помощью сервиса представлен на картинке(функционал DCA+TPC):
Лицензирование
Лицензия ограничивает число ТД находящихся под контролем сервиса AirTune.
Для работы сервиса с ТД необходимо файл лицензии "licence.xml" поместить в директории:
- /usr/lib/eltex-ems/conf/licence/
- /etc/eltex-airtune/
Затем перезапустить сервисы EMS и AirTune командами: "service eltex-ems restart", "service eltex-airtune restart".
Для получения/продления лицензии необходимо обратиться в коммерческий отдел компании ЭЛТЕКС
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:
Так же 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):
Количество устройств | CPU core, Xeon | RAM, Gb | HDD, Gb |
---|---|---|---|
от 10 до 200 ТД | 4, 64-bit x86 CPUs | 4 | 40 |
от 200 до 500 ТД | 6, 64-bit x86 CPUs | 6 | 80 |
от 500 до 1000 ТД | 6, 64-bit x86 CPUs | 8 | 120 |
от 1 тыс. до 2 тыс. ТД | 8, 64-bit x86 CPUs | 12 | 200 |
от 2 тыс. до 4 тыс. ТД | 8, 64-bit x86 CPUs | 16 | 350 |
Алгоритм работы
Для корректной работы функционала необходимо чтобы версия ПО точек доступа была не менее 1.19.0, ПО сервиса AirTune не менее 1.1.0 и версией SoftWLC 1.15
Для работы сервиса с ТД необходимо:
- Установить комплекс SoftWLC + пакет AirTune;
- Приобрести лицензию в коммерческом отделе, установить в соответсвующие 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(Соедиенение 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:
Схема сценария работы алгоритмов DCA/TPC:
1) Первым этапом происходит авторизация ТД на сервисе AirTune, для этого система управления по средствам SNMP-set запроса конфигурирует но точках доступа URL сервиса AirTune;
2) ТД поднимают сессию с сервисом, обменявшись пакетами Subscribe-Request/ Subscribe-Response, в которых ТД информирует сервис о текущей конфигурации. В случае если на сервисе не существует географический домен, переданный в сообщении от точки, сервис будет игнорировать запросы. Если домен найден, подключение происходит успешно.
3) Далее серврер отправляет на точки запрос "rrm-request-mode", чтобы актуализовать текущую информацию о них, т.к. оптимизация может начаться не только после подключения точки, а плановая либо по команде администратора спустя долгое время после первичного подключения;
4) Точки доступа отвечают "rrm-response-mode", в котором передают свои текущие радио параметры;
5) Сервер отправляет запрос на сканирование окружения "rrm-update". В зависимости от опции eltex-rrm-scan сканирование может быть "обычным" (точка переберает доступные каналы и детектитирует все видимые точки) либо специальным, когда только точки из домена передают специальные action пакеты в один,заранее определенный, момент времени;
6) Точки отправляют результат сканирования на сервер сообщением "rrm-response";
7) Получив результаты от всех ТД в домене сервер в зависимости от настроек опеределяет для каждой точки отимальную мощность, оптимальный канал, список соседей и отправляет сообщение "rrm-info";
8) После этого ТД применяют рекомендованные настройки и оптимизация считается завершенной.
Оптимизация происходит в следующих случаях:
- новая точка добавилась в домен;
- одна из ТД была отключена;
- на одной из точек были изменены радио параметры;
- по таймеру (Optimization interval);
- По нажатию администротором соответствующую кнопку.
Оптимизация не происходит в случае:
- Перезапуска ТД;
- Короткого пропадания связи между ТД и сервисом;
- Обновления ТД.
Сценарий балансировки клиентов на ТД:
Схема сценария работы алгоритмов балансировки:
1) В случае если алгоритмы TPC/DCA включены вместе с балансировщиком, либо отключена опция "Use all AP for Balance", то первым этапом происходит поиск соседствующих точек в эфире;
В случае, если стоит флаг "Use all AP for Balance" в конфигурации AirTune, то пункт Поиск соседствующих точек в эфире будет пропущен, рассылка будет осуществляться всем ТД, находящимся в одном домене;
2) Далее начинаются сценарии работы баланчировщика. При подключении нового клиента с ТД на сервер отправляется сообщение "rrm-client-assoc", в котором содержится мак-адрес клиента, SSID к которому клиент подключился. В случае если подключенный клиент находится в зоне уверенного приема и ТД не является загруженной, сервисом никаких действий не предпринимается, отправляется только сообщение "RRM-Client-Assoc-Ack" для портальных клиентов, после него ТД разблокирует клиентов для доступа в интернет(если пользователь уже авторизовался на портале);
3) Если при подключении клиента данная точка является загруженной (превышен лимит клиентов) или клиент имеет сигнал ниже установленного уровня сервер инициирует процесс балансировки этого клиента;
4) Сервис отправляет "соседним" ТД на которых настроен такой же SSID сообщение "rrm-probe-request" чтобы определить с каким уровнем сигнала ТД "видят " данного клиента;
5) ТД отвечают сообщением "rrm-probe-response" в котором указывают уровнь сигнала RSSI;
6) Если сервер не нашел подходящей точки для клиента, он оставляет его на текущей. Если оптимальная точка найдена клиента отключаем от текущей командой "rrm-disassoc-request", на всех остальных кроме оптимальной блокируем клиента командой "rrm-blacklist", таким образом клиент видит в эфире только 1 целевую ТД и произойдет переключение клиента (роуминг).
Балансировка клиентов между точками доступа происходит в рамках одного интерфейса (2.4ГГц или 5ГГц).
Если клиент подключился в 2.4ГГц к загруженной ТД, то его балансировка на свободный интерйейс 5ГГц второй точки доступа происходить не будет, только на аналогичный интерфейс (2.4ГГц)
Важный нюанс:
Если клиентское устройство поддерживает функцинал рандомизации Mac адреса в Probe Request'ах, то для таких клиентов функционал работать не будет, т.к. анализ уровня сигнала от клиента на соседних точках доступа основывается на менеджмент пакетах от клиента(Probe request).
Управление сервисом
Действие | Команда | Ответ |
---|---|---|
Проверка состояния | service eltex-airtune status | Сервис работает eltex-airtune is running Сервис не работает eltex-airtune is not running |
Запуск сервиса | service eltex-airtune start | Сервис запустился Starting eltex-airtune ... eltex-airtune started Сервис уже работает eltex-airtune is already running |
Остановка сервиса | service eltex-airtune stop | Сервис успешно остановлен Stopping eltex-airtune ... eltex-airtune stopped Сервис не остановлен, т.к. не был запущен eltex-airtune is not running rm: cannot remove '/var/run/eltex-airtune.pid': No such file or directory |
Перезапуск сервиса | service eltex-airtune restart | Сервис успешно перезапущен 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 владку "airtune", где выбрать используемый протокол обмена данными, указать Адрес и порт сервера на котором установлен пакет AirTune.
Параметр | Описание | Доступное значение | Значение по умолчанию |
---|---|---|---|
Protocol | Используемый протокол | Http/Https | Http |
Host | Хост для подключения к API AirTune | ASCII строка | localhost |
Port | Порт для подключения к API AirTune | 0 - 65535 | 8089 |
Connection Timeout, s | Таймаут подключения к сервису AirTune | 0 - 65535 | 10 |
Request Timeout, s | Таймаут выполнения запроса к сервису AirTune | 0 - 65535 | 5 |
Глобальные настройки
С помощью глобальных настроек производится включение/отлючение работы сервиса, а так же можно настроить порт который будет слушать сервис для подключения ТД.
К глобальным настройкам относятся такие параметры сервиса как:
- AirTune Enabled - Статус сервиса AirTune. По умолчанию включен;
- AirTune WebSocket - Порт для подключения ТД к сервису.
Имеется возможность запрета на редактирования данных настроек в зависимости от ролей пользователя
Настройка шаблонов сервиса
Для настройки работы сервиса в различных сценариях, типах помещениях, 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.
По умолчанию все функции сервиса TPC,DCA,Load Balancing включены.
Очень важно на данном этапе определить цель использования сервиса, если какая-то функция для сети лишняя - отключить заранее, иначе сервис произведет реконфигурацию устройств(ТД), которые, возможно, были сконфигурированы ранее.
Так же в настройках шаблона можно провести более точечные изменения в работе функционала.
Для создания шаблона, необходимо перейти в меню "Wireless"→"Шаблоны AirTune".
Список Шаблонов:
Слева располагается список всех существующих шаблонов.
- Создать новый шаблон
- Удалить шаблон
Редактирование шаблона:
- Редактировать шаблон;
- Сохранить сделанные изменения в шаблоне;
- Откатить сделанные изменения и не сохранять шаблон.
Список доменов использующих созданный шаблон располагаются на вкладке "Domain Link":
Настройка TPC/DCA
Параметр | Описание | Доступное значение | Значение по умолчанию |
---|---|---|---|
Use Eltex RRM scan | Включение/выключение ускоренного сканирования. С включенным параметром ТД в один момент времени обмениваются специальными Action фреймы в определенном частотном канале, который сообщил им сервис. По окончанию обмена передают сообщение на сервис с полученными результатами. Весь процесс оптимизации в таком режиме будет занимать не более пары минут вне зависимости от количества ТД в домене. В случае отключенного параметра ТД по очереди сканируют все каналы, учитывают влияние конкурентных ТД. В данном случае время требуемое для оптимизации будет увеличиваться при увеличении кол-ва ТД (на 1 ТД - 50-60 секунд). | Up/Down | Up |
Optimization interval | Интервал времени между циклами оптимизации в секундах. Если значение 0 - оптимизация проводится по событию, т.е. при первоначальной настройке, затем только при изменении состава домена(новую ТД добавили/ удалили ТД / пропала связь до ТД более 5ти минут). | 0 - 86400 (0 - отключено) | 0 |
Use RRM report | Включение/выключение генерации отчетов работы RRM | Up/Down | Up |
Days to keep report | Количество дней, в течение которого отчеты будут храниться на сервере, после чего будут удалены | 1-365 | 93 |
Use TPC | Включение/выключение автоматического управления мощностью | Up/Down | Up |
Use HD mode | Включение/выключение режима HD. Мощность ТД управляется только на ТД работающих на одинаковых каналах | Up/Down | Down |
AP RSSI Treshold 2.4GHz | Максимальный уровень сигнала с которым соседние ТД могут видеть друг друга в диапазоне 2.4 ГГц, Дбм. | -1 - -100 | -70 |
AP RSSI Treshold 5GHz | Максимальный уровень сигнала с которым соседние ТД могут видеть друг друга в диапазоне 5 ГГц, Дбм. | -1 - -100 | -70 |
Hysteresis 2.4Ghz | Гистерезис в диапазоне 2.4 ГГц. Разрешенная "погрешность" от порога, если полученный сигнал лежит в диапазоне RSSI Treshold+-2dbm, оптимизацию по мощности проводить не следует | 1-10 | 2 |
Hysterezis 5GHz | Гистерезис в диапазоне 5 ГГц. Разрешенная "погрешность" от порога, если полученный сигнал лежит в диапазоне RSSI Treshold+-2dbm, оптимизацию по мощности проводить не следует | 1-10 | 2 |
Use DCA | Включение/выключение функционала динамического распределения каналов | Up/Down | Up |
Настройка Load Balance
Параметр | Описание | Допустимое значение | Значение по умолчанию |
---|---|---|---|
Use Load Balance | Включение/выключение балансировки клиентов между ТД в одном домене, нужен для равномерного распределения клиентов между ТД и избежания перегрузки одной из ТД, если в зоне видимости клиента есть более свободная ТД | Up/Down | Up |
Blacklist high threshold | Верхняя граница окончания зоны устойчивого приема сигнала от клиента, Дбм Порог уровня RSSI от клиента, при превышении которого подключенный клиент будет считаться в "уверенной" зоне и поиск новой ТД не начнется в случае если ТД не перегружена | -1 - -100 | -65 |
Blacklist low threshold | Нижняя граница окончания зоны устойчивого приема сигнала от клиента, Дбм Порог уровня RSSI от клиента, в случае если уровень от клиента меньше указанного в данном параметре, клиент считается находящимся в "не уверенной" зоне. Сервис будет пытаться найти для клиента ТД с "уверенным" приемом, и последующим переключением клиента на целевую ТД | -1 - -100 | -75 |
Load balance high STA treshold | Порог количества подключенных клиентов на радио интерфейсе, при превышении которого точка будет считаться Перегруженной | 1-100 | 20 |
Load balance low STA threshold | Порог количества подключенных клиентов на радио интерфейсе, при превышении которого сервис будет искать для новых клиентов более свободную ТД (Если таковая не найдется, клиент продолжит работу на текущей точке доступа). Если кол-во клиентов меньше текущего порога - точка доступа считается свободной | 1-100 | 5 |
Use All AP for Load balance | Включение/выключение режима балансировки по всем ТД в домене, не зависимо от их фактического расположения Функция безусловной балансировки клиентов в текущем домене. В случае если параметр отключен - ТД будут сканировать эфир и определять какие ТД являются соседями, чтобы при подключении клиента опрашивать только рядом стоящие ТД.(меньше лишнего трафика в проводной сети, но больше в радио среде). Если параметр включен сервис опрашивает все ТД в текущем домене, даже если они находятся на большом расстоянии друг от друга.(больше трафика в проводной сети, меньше в радио среде) | Up/Down | Down |
Use 802.11k | Включение/выключение функционала синхронизации списков для роуминга стандарта 802.11k | Up/Down | Down |
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, а так же ранее созданный шаблон(либо шаблон по умолчанию)
Настройка подключения точек доступа к сервису AirTune
Перед подключением точек доступа к сервису, на них необходимо настроить Limit channels в разделе настроек радио интерфейсов ТД.
- Для диапазона 2.4ГГц разрешенные каналы: 1, 6, 11.
- Для диапазона 5ГГц: 36,40,44,48,52,56,60,64.
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 выбра 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:
- Настройка используя шаблоны конфигурации для точек доступа меню Wireless → Менеджер шаблонов конфигурации, который в дальнейшем назначить 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 в ручную, 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 так же 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 так же возможность запустить форсированную оптимизацию.
Параметр | Описание |
---|---|
MAC-адрес ТД | Mac-адрес точки доступа |
Тип устройства | Модель точки доступа |
Домен | Географический домен точки доступа (домен узла) |
Диапазон | Рабочий диапазон интерфейса, ГГц |
MAC-адрес интерфейса | Mac адрес интерфейса точки доступа (2.4ГГц и 5ГГц) |
Состояние | Статус радио интерфейса |
Заблокирован для TPC | Интерфейс заблокирован для изменений со стороны AirTune, так как на ТД настроен WDS/Mesh/WGB |
Заблокирован для DCA | Интерфейс заблокирован для изменений со стороны AirTune, так как на ТД настроен WDS/Mesh/WGB |
Клиенты | Количество подключенных клиентов на радиоинтерфейсе |
Текущий канал | Текущий установленный канал на радиоинтерфейсе |
Ширина полосы пропускания | Ширина полосы пропускания |
Мощность излучения | Текущая установленная мощность излучения |
Доступные каналы | Список доступных каналов для авто выбора. (Limit channels) |
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.
Параметр | Описание |
---|---|
Дата | Дата проведения оптимизации. На сервере AirTune хранится в UTC фармате, в GUI отображается в текущей таймзоне |
Домен | Географический домен точки доступа (домен узла) |
MAC-адрес ТД | Mac-адрес точки доступа |
MAC-адрес интерфейса | Mac-адрес интерфейса точки доступа (2.4ГГц и 5ГГц) |
Mощность до | Излучаемая мощность точки доступа до момента оптимизации, dbm |
Мощность после | Излучаемая мощность точки доступа после момента оптимизации, dbm |
Канал до | Канал точки доступа до момента оптимизации |
Канал после | Канал точки доступа после момента оптимизации |
Доступные каналы | Список доступных каналов для авто выбора. (Limit channels) |
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: