WiFi漫游与WiFi组网
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前言无线 WiFi 的优点是方便、灵活,可以接入各种设备。缺点就是信号容易被干扰、信号覆盖范围有限。下面几个问题应该很多人都有遇到过:
因为企业 WiFi 组网比较复杂,这里主要介绍家庭无线 WiFi 组网方案,主要包括:路由器的串并联、WiFi 信号放大器、mesh 组网、AC+AP 模式组网。它们各有优缺点又各有适合的应用场景。 (一) WiFi 漫游WiFi漫游 (WiFi Roaming) 指的是当一个移动设备 (如智能手机、平板、本电脑等) 在一个由多个无线接入点 (AP) 覆盖的网络中移动时,设备能够无缝切换到信号更强或更合适的接入点,而不中断网络连接或影响应用程序的运行。 比如在大的商场、写字楼、图书馆等环境,我们拿着手机,从 AP1 所在区域,移动到 AP2、再到 PA3 这个区域。 (1) 无漫游场景在没有漫游功能的时候,当跨区域时,只有等一个 AP 区域的信号弱到断开连接之后,才会主动去连接另外一个区域的 AP,用户可以明显地感觉到手机网络变慢变卡,最后断网,且要等上几秒之后才能恢复。 (2) 有漫游场景在 AP1 ~ AP3 是支持漫游功能时,当要跨区域的时候,手机能够根据 AP 之间的信号强度、信噪比、AP 负载、移动数据和位置变化去自动切换所需要连接的 AP,效果就是用户一般感觉不到明显的网络卡顿,APP 的数据也不会中断。 (3) 协议支持要实现 WiFi 漫游功能,需要 AP 和用户设备同时都支持 802.11k/v/r 协议
要实现 WiFi 的漫游,还需要组建合适的网络。 (二) 普通家庭 WiFi 组网(1) 常规 WiFi 使用现在大部分家庭使用 WiFi 的模式是外面通过光纤接入到屋内,先接入光猫,这一部分主要是由运营商提供,比如国内的联通、电信、移动。 有些光猫也兼备路由器的功能,但是它的接口和接入的设备有限,整体性能也比较弱,而且很多家庭的光猫是放置在弱电箱里,所以整体信号不太好。 目前大部分人都是从光猫接根网线,接到一个路由器上,日常使用 WiFi 都是通过这个路由器来实现。 上图这种房间布局是比较常见的,一般将路由器放置在客厅电视柜上,为所有房间提供无线 WiFi 网络。 当把路由器放在客厅电视柜上的时候,客厅、餐厅、厨房可以享受到最佳的WiFi信号,远离客厅的书房、主卧、主卧洗手间因为中间隔了墙壁,WiFi 信号会被衰减,所以整体信号会比较弱。 为了使主卧和书房都有比较好的 WiFi 使用体验,如果去市面上购买一个穿墙路由器,能否解问题呢? 使用穿墙路由器实际效果正常不会很理想,市面上的穿墙路由器只不过是一个噱头。因为在中国《微功率短距离无线电发射设备目录和技术要求》有规定
在其它国家和地区也有相应的限制,最大发射功率被限制,不管路由器有几根天线,它的穿墙能力都不可能有显著提升,除非它违反规定增强了发射功率。 具体原因可以查看之前的文章《wifi基础(一):无线电波与WIFI信号干扰、衰减》 (2) 有线路由对于上面这种户型,如果要使书房、主卧、主卧洗手间都有良好的 WiFi 信号,可以使用路由器串并联的方式来解决这个问题。 路由器串并联可以是通过有线的方式来串并联,也可以通过无线的方式来实现。 有线的方式信号会稳定很多,但是需要布置网线,如果房间之前有布网线推荐使用有线路由的方式。 有线路由的方式对路由器没有特殊的要求,任意两个路由器都可以实现。如果家里有多个路由器,可以将性能较好的作为主路由器,性能交差点的最为副路由器。
这样就实现了两个路由器的串联,它们各自独立分配 IP,一般它们处于不同网段。 这种方式,就算路由器1与路由器2设置相同的 WiFi 名字和密码,它们也不能实现漫游功能。 (3) 有线中继两个路由器串并联,通过不同的接线,可以实现不同的模式。如果主路由器1 LAN 口接到副路由器2的 LAN 口,这种模式需要做一些特殊的设置。
这种模式,路由器1与路由器2的设备是处于同一网段,因为两个路由器的IP分配工作都是由路由器1来实现。同样的,它们也不支持漫游功能。 (4) WiFi 串并联如果家里有多个闲置的路由器,选一个性能好的做主路由器,可以同时串并联多个路由器来解决 WiFi 信号不好的问题。 这种方式的限制就是需要布网线,优点就是对路由器的要求低,且可以各种不同品牌的路由器同时使用,可以将家里闲置的路由器很好地利用上。 (5) 无线桥接WDS(Wireless Distribution System,无线分布式系统)是一种允许多个无线接入点(AP,Access Point)通过无线方式相互连接的技术,目的是扩展无线网络的覆盖范围。通过 WDS,多个路由器或 AP 可以彼此无线桥接,而不需要通过网线连接。
这种方式是在路由器2中去设置 WDS 功能,根据设置引导去连接路由器1。 这种方式的好处就是可以不用布线,缺点就是信号容易被干扰,效果没有有线路由的好。 对于最开始的房屋布局,我们应该要将路由器2放置到洗手间外面才能实现最佳的效果。因为路由器2 所有对外的所有数据都要通过路由器1传输出去。但因为它们是通过无线连接的,所以路由器2与路由器1间的信号不能太差。 如果将路由器放置到书房或是主卧里面,就会出现路由器 WiFi 信号强度很好,但是网络数据很慢的情况,主要原因是路由器2与路由器1间信号不好通信丢包严重导致速率严重下降。 (6) WiFi 信号放大器WiFi 信号放大器,也叫 WiFi 扩展器或 WiFi 中继器,是一种通过接收现有 WiFi 信号并将其重新广播来扩展 WiFi 覆盖范围的设备。它能够解决家中或办公区域中 WiFi 信号弱、死角等问题,确保无线网络覆盖更广的区域。 它的工作原理是:
整体而言,使用 WiFi 信号放大器的效果并没有使用多个路由器中继的效果好,但一般 WiFi 信号放大器相比于路由器体积会小些,而且价格要便宜。 (三) 胖瘦 AP(1) 胖 AP上面我们介绍的,也是我们日常比较常使用的路由器,它都是属于胖 AP(Fat AP)。 胖 AP 它是一种独立工作的无线接入点,它具备较为完整的网络管理和控制功能。它可以自行进行认证、加密、管理无线信道和带宽分配,并执行许多其它功能,因此它可以在不依赖外部设备的情况下独立提供无线网络服务。 它的优点是:独立性强,适用与小型网络。 它的缺点是:配置相对复杂。对于复杂场景,比如大型写字楼,需要在不同位置放置很多个 AP,网络管理员不太可能每个 AP 去独立配置管理,所以就出现了瘦 AP(Thin AP)。 (2) 瘦 AP瘦 AP 是一种功能简化的无线接入点,主要依赖于一个集中管理的设备——通常是无线局域网控制器(WLC)。瘦 AP 本身只负责基本的无线信号转发功能,而所有的复杂管理和控制功能(如认证、加密、频谱管理等)都交由 WLC 来处理。 瘦AP的特点是:
(四) 大范围 WiFi 网络组网如果对上网体验要求高,且要实现 WiFi 漫游功能,可以使用 mesh 组网方式或是 AC+AP 模式。 WiFi 漫游功能,可以让你在房间、楼层间移动的时候实现 WiFi 自动切换,用户基本上无法感知到网络的切换,网络也不会中断。对于家庭使用,mesh组网是个不错的选择。 (1) mesh 组网WiFi 的 mesh 组网通过多个无线节点(通常是 mesh 路由器或 AP )相互连接,形成一个自我修复的网状网络,使得每个节点都能与其他节点通信并动态调整网络路径,以优化信号覆盖和流量传输。 (a) WiFi mesh 组网的核心概念 多跳传输:在 mesh 网络中,数据可以通过多个节点传递到目标设备。这种方式有效地扩展了 WiFi 信号的覆盖范围。即使某个节点离主路由器较远,仍可以通过其他中继节点进行数据传输。 自我修复(Self-Healing):如果某个节点失效或断开连接,mesh 网络会自动寻找新的路径,使网络保持正常运行。这种冗余性使得网络更加稳定和可靠。 节点协作:所有的 mesh 节点(mesh AP 或路由器)相互通信,并能够动态调整信号传输的路径和信号强度,以确保网络性能最佳化。这种协作机制可以减少网络拥堵并优化流量。 无缝漫游:由于 mesh 网络中的节点都属于同一个网络,用户设备可以在各个节点之间无缝漫游,而不会中断网络连接。这对于覆盖大范围的家庭、办公楼、酒店等场景尤为重要。 (b) WiFi mesh 组网的结构 主节点(Primary Node/Gateway Node):这是连接互联网的主路由器或接入点,通常位于用户的互联网入口处。所有的网络流量最终都会经过主节点进行互联网通信。 从节点(Secondary Nodes/Child Nodes):这些节点与主节点或其他从节点连接,用于扩展网络覆盖。每个从节点都能与多个其他节点通信,并动态调整网络路径以优化连接。 设备通信:设备(如手机、电脑等)可以与任意一个距离较近的节点连接,而不必强制连接到主节点,从而保证稳定和快速的连接。 (c) mesh 组网的优势 广覆盖:通过多个节点扩展网络,消除信号盲区。 无缝漫游:设备可在各节点间自由切换,无断线。 自我修复:节点失效时,网络会自动调整路径,保证稳定性。 易扩展:添加新节点简单,适合大范围网络覆盖。 稳定性能:动态调整信道和路径,优化网络流量。 (d) mesh 组网的缺点 成本较高:设备价格昂贵,尤其是需要多个节点时。 带宽下降:多跳传输会导致带宽逐步降低。 延迟增加:多节点传输会增加网络延迟。 配置复杂:需要精心规划节点布局,且企业级网络配置复杂。 兼容性问题:不同品牌的 mesh 系统可能不兼容。 mesh 可以是有线组网也可以是无线组网,有线模式需要拉网布线,无线模式整体性能较差。 mesh 组网需要给路由器独立供电并放置在一个遮挡较少的位置,多少也有些影响美观。但是如果换成 AC+AP 的模式就不存在这个问题了。 另外需要特别注意的是,各品牌商的路由器之间 mesh 组网可能会存在不兼容的情况,所以最好是使用同一个品牌的 mesh 路由器来组网。 (2) AC + AP 模式在 WiFi 组网中,AC(Access Controller)+AP(Access Point)主要用于大型或企业级的无线网络环境。这种模式通常由一个或多个AP和一个AC组成,目的是集中管理和优化无线网络。 (a) AC(Access Controller)AC 是无线网络的集中控制器,负责管理和配置所有接入点(AP)。它协调AP之间的工作,进行负载均衡、无线信道管理、认证、接入控制等。 可以简单理解为:这里的 AC 就是上面介绍的路由器,AP 就是路由器的天线,AP 负责无线信号的收发,AC 负责无线的管理。变相的把 WiFi 天线布置到房间的各个位置上。 (b) AC 主要功能有: 集中管理:通过AC,可以在一个地方配置和管理所有的 AP,简化网络管理。 负载均衡:AC 可以监控 AP 的负载情况,并在用户移动时将其重新分配到负载较低的 AP。 无线信道管理:AC 优化无线信道的使用,减少干扰,提高网络效率。 安全管理:进行集中化的认证和加密管理,提高网络安全性。 (c) AP (Access Point) AP 是无线网络的接入点,负责将无线信号转换为有线信号,反之亦然,允许无线设备连接到网络。 (d) AP 主要功能有: 无线覆盖:AP 提供无线信号覆盖,支持无线设备的接入。 数据传输:AP 将无线设备的数据传输到有线网络,或者将有线网络的数据传输到无线设备。 信号强度调节:AP 可以调整其发射功率,优化无线覆盖范围。 (e) AC+AP模式的优势 高效管理:通过集中控制和管理,简化了无线网络的维护和配置工作。 灵活性:可以根据实际需要扩展 AP 的数量,增加无线覆盖范围。 优化性能:通过 AC 的干预和管理,提升了网络的性能和稳定性。 增强安全:集中化的安全策略和认证机制提升了整体网络的安全性。 AP 有面板式和吸顶式两类,家用一般是使用面板式,可以直接嵌入墙体,跟插座一样。吸顶式的多用在写字楼等场所,直接放置在天花板处,整体比较美观。 另外,这类 AP 一般都支持 POE 供电,也就是可以直接使用网线进行供电,少了另外拉电的麻烦。 整体而言,AP 的性能会比 mesh 组网稍微差一点点,如果是家庭或是小范围使用,推荐使用 mesh 组网,mesh 相对 AC+AP来说价格也便宜点。 如果是写字楼,学校等需要大面积覆盖的场景,还是推荐使用AC+AP的模式,方便控制和管理。 转自https://www.cnblogs.com/liwen01/p/18509066 该文章在 2024/11/4 9:13:22 编辑过 |
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