Suporte do roaming Wi-Fi em dispositivos Apple
Dispositivos conectados a uma rede Wi-Fi são responsáveis por manter sua conexão 802.11. Uma parte deste relacionamento de conexão é decidir quando fazer o roaming para um novo conjunto de serviço básico (BSS) ou ponto de acesso (AP). O dispositivo toma essa decisão com base em vários fatores, incluindo a intensidade do sinal recebido e a disponibilidade de pontos de acesso na mesma rede ou em outras redes às quais o dispositivo já se conectou anteriormente e que estão configuradas para conexão automática. À medida que o dispositivo começa a procurar candidatos a roaming, várias tecnologias de suporte à otimização de roaming são implementadas para melhorar o desempenho do roaming e a vida útil da bateria do dispositivo com recursos como:
Gerenciamento de Recursos de Rádio (802.11k): entrega a lista de pontos de acesso vizinhos.
Fast BSS Transition (802.11r) e Cisco 802.11r Adaptável: ajudam dispositivos a usar roaming de forma rápida e segura entre pontos de acesso.
Cache do Identificador da Chave Mestra em Pares (PMKID): possibilita o roaming rápido de volta aos pontos de acesso associados anteriormente.
Interfuncionamento com Redes Externas (802.11u): ativa o descobrimento e a conexão a serviços de Wi‑Fi com rapidez e segurança.
Gerenciamento de Rede Sem Fio (802.11): ajuda a identificar os pontos de acesso sem fio ideais para roaming.
Suporte de otimização do roaming para dispositivos Apple
Os dispositivos Apple são compatíveis com estas tecnologias de roaming assistido:
Tecnologia | 802.11k | 802.11r | PMKID | 802.11u | 802.11v |
|---|---|---|---|---|---|
iPhone 5s ou posterior |
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iPad Pro de 13 polegadas (M4) |
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iPad Pro de 9,7 polegadas ou posterior |
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iPad Air (1ª geração) ou posterior |
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iPad (5ª geração) ou posterior |
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iPad mini 2 ou posterior |
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Apple Vision Pro |
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Mac com Apple Silicon |
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Mac com processador Intel |
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Decisão do dispositivo de fazer roaming
Os dispositivos avaliam o valor do indicador de intensidade do sinal recebido (RSSI) da conexão atual em comparação com o RSSI de um novo ponto de acesso para identificar quando fazer roaming. Depois que o sinal é atenuado até um determinado valor (conhecido como limiar de acionamento de roaming), o dispositivo avalia candidatos a roaming. Os fatores considerados incluem o limiar de acionamento de roaming, a banda de frequência e a tecnologia de camada física (PHY) usada pelo ponto de acesso candidato a roaming.
Limiar de acionamento e sobreposição de células
Os computadores Mac monitoram e mantêm a conexão de BSSID até que RSSI atravesse o limiar de –75 dBm. Os dispositivos iPhone e iPad monitoram e mantêm a conexão do BSSID (basic service set identifier) até que o indicador de intensidade do sinal recebido (RSSI) exceda –70 dBm. Depois que o Mac, o iPhone ou iPad ultrapassam o limiar de acionamento de roaming, o dispositivo busca BSSIDs candidatos a roaming para o ESSID (extended service set identifier) atual.
As antenas dos dispositivos variam de modelo para modelo e podem entender limites de células diferentes dos esperados. Considere isso ao projetar células sem fio e calcular a sobreposição de sinais. É sempre melhor usar o dispositivo de destino ao medir a sobreposição de células.
Tecnologia | Limiar de acionamento de roaming | Ganho de força relativa do sinal BBS na transmissão de dados | Ganho de força relativa do sinal BBS durante períodos de ociosidade |
|---|---|---|---|
Mac com Apple Silicon | –75 dBm | 12 dB mais forte | 12 dB mais forte |
Mac com processador Intel | –75 dBm | 12 dB mais forte | 12 dB mais forte |
iPhone 5s ou posterior | –70 dBm | 8 dB mais forte | 12 dB mais forte |
iPad Pro de 13 polegadas (M4) | –70 dBm | 8 dB mais forte | 12 dB mais forte |
iPad Pro de 9,7 polegadas ou posterior | –70 dBm | 8 dB mais forte | 12 dB mais forte |
iPad Air (1ª geração) ou posterior | –70 dBm | 8 dB mais forte | 12 dB mais forte |
iPad (5ª geração) ou posterior | –70 dBm | 8 dB mais forte | 12 dB mais forte |
iPad mini 2 ou posterior | –70 dBm | 8 dB mais forte | 12 dB mais forte |
Apple Vision Pro | –70 dBm | 8 dB mais forte | 12 dB mais forte |
Critério de seleção para banda, rede e candidatos a roaming
Além de atingir o limiar de acionamento de roaming, o BBS (ou ponto de acesso) candidato precisa ter um sinal melhor do que o atual. Para o macOS, o BSS candidato precisa ter um RSSI 12 dB mais forte do que o BSS atual, quer o Mac esteja ocioso ou transmitindo dados. Para iOS, iPadOS e visionOS, o BSS candidato precisa ter um RSSI 8 dB mais forte se o iPhone, iPad ou Apple Vision Pro estiver transmitindo dados, ou um RSSI 12 dB mais forte se o dispositivo estiver ocioso.
Por exemplo, um iPhone conectado a um SSID, onde o RSSI da conexão atual pode cair para –75 dBm durante uma chamada de voz sobre WLAN (VoWLAN). Quando isso acontece, o dispositivo busca posteriormente BSSIDs candidatos a roaming que tenham RSSI de pelo menos –67 dBm. Se um Mac estiver conectado à mesma rede e o RSSI da conexão atual cair para –75 dBm, o dispositivo busca um BSSID candidato a roaming que tenha RSSI de pelo menos –63 dBm.
Considere uma implementação na qual um iPhone ou iPad esteja usando uma rede projetada para células de radiofrequência de 6 GHz ou 5 GHz com sobreposição de –67 dBm. Neste caso, o dispositivo mantém sua conexão com o BSSID por mais tempo do que o esperado. Isso acontece porque o iPhone ou o iPad usa um limiar de acionamento de roaming de –70 dBm.
O iOS, o iPadOS, o macOS e o visionOS usam informações compartilhadas pelas redes sobre utilização do canal e quantidade de clientes associados, juntamente com medições de intensidade do sinal recebido, para pontuar redes candidatas. Pontuações mais altas oferecem uma experiência melhor com o Wi-Fi. Esses sistemas operacionais também escolhem uma rede com base nestes critérios:
Wi-Fi 7 (802.11be) tem preferência em relação a Wi-Fi 6 (802.11ax)
Wi-Fi 6 (802.11ax) tem preferência em relação a Wi-Fi 5 (802.11ac)
Wi-Fi 5 (802.11ac) tem preferência em relação a Wi-Fi 4 (802.11n) ou 802.11a
Wi-Fi 4 (802.11n) tem preferência em relação a 802.11a
Largura de canal de 160 MHz tem preferência em relação a 80 MHz, 40 MHz ou 20 MHz
Largura de canal de 80 MHz tem preferência em relação a 40 MHz ou 20 MHz
Largura de canal de 40 MHz tem preferência em relação a 20 MHz
Entender como os clientes fazem roaming — bem como conhecer a intensidade do sinal necessária de um BSS candidato — pode ajudar você a projetar uma rede sem fio que suporte serviços em tempo real, como voz e vídeo.
Suporte de otimização do roaming
Encontrar uma rede e um ponto de acesso válidos é apenas parte do processo. O cliente deve concluir o processo de roaming rapidamente e sem interrupção para evitar tempo de inatividade. O roaming envolve a autenticação do cliente no novo BSSID e a desautenticação do BSSID atual. O método de segurança e autenticação determina a rapidez com que isso acontece.
Primeiro, a autenticação baseada em 802.1X exige que o cliente conclua toda a troca de chaves EAP. Então, o BSSID atual pode ser desautenticado. Dependendo da infraestrutura de autenticação do ambiente, isso pode levar alguns segundos. O serviço dos usuários finais pode ser interrompido porque os dados não podem ser transmitidos na rede até que a autenticação seja concluída.
O iPhone, o iPad, o Mac com Apple Silicon e o Apple Vision Pro são compatíveis com alterações do padrão 802.11 802.11k, 802.11r e 802.11v. Mesmo se um dispositivo não for compatível com 802.11r, todos os dispositivos são compatíveis com o armazenamento em cache PMKID. Com esse tipo de armazenamento em cache, o dispositivo verifica o Identificador da Chave Mestra em Pares (PMKID) enviado pelo cliente. Você pode usar armazenamento em cache PMKID com algum equipamento sem fio para melhorar o roaming entre pontos de acesso. Outra forma de armazenamento em cache, o “sticky key caching” (SKC), otimiza o roaming de volta para pontos de acesso anteriormente associados. O cache de chave persistente não é igual nem compatível com o cache de chave oportunista. Se você quiser oferecer suporte a dispositivos com capacidade para FT e que tenham armazenamento em cache PMKID, talvez sejam necessários mais SSIDs.
Gerenciamento de recursos de rádio (802.11k):
802.11k permite que esses dispositivos identifiquem rapidamente os pontos de acesso próximos que estão disponíveis para roaming. Quando a intensidade do sinal do ponto de acesso atual enfraquece e o dispositivo precisa mudar para um novo, ele já sabe qual ponto de acesso oferece a melhor conexão.
A verificação de roaming é o processo usado pelo dispositivo para verificar pontos de acesso compatíveis com o ESSID atualmente associado. O dispositivo verifica todos os canais disponíveis em 2,4 GHz, 5 GHz e canais de verificação primários em 6 GHz. Além disso, ouvir o elemento de informação de beacons do relatório de proximidade reduzida nas bandas 2.4 GHz e 5 GHz identifica redes de 6 GHz como fora da banda.
A verificação de roaming é executada mais rapidamente se o 802.11k estiver ativado na rede. Isso ajuda porque os dispositivos e sistemas operacionais da Apple compatíveis usam as seis primeiras entradas do relatório de proximidade para priorizar os canais a serem verificados. Se o relatório de proximidade do 802.11k não estiver ativado, os dispositivos precisam ser verificados de forma mais metódica.
Por exemplo, uma pessoa está em uma chamada e caminha até o outro lado do prédio. Quando o iPhone ultrapassar o limite de -70 dBm, ele buscará destinos de roaming. Se ele usar o relatório de proximidade fornecido pelo 802.11k, encontrará pontos de acesso compatíveis com o ESSID atual em três canais. Ele verificará imediatamente esses canais, descobrirá que o ponto de acesso em um canal tem a intensidade de sinal apropriada e fará o roaming. Se o 802.11k não estiver ativado na rede, o cliente precisará verificar todos os canais em cada banda para encontrar um destino de roaming. Isso pode adicionar vários segundos ao processo.
Fast BSS transition (802.11r)
802.11r simplifica o processo de autenticação por usar um recurso chamado Fast BSS Transition (FT) quando o dispositivo muda de um PA para outro na mesma rede. O FT permite que os dispositivos se associem a PAs com maior rapidez. Dependendo do fabricante do hardware Wi‑Fi, o FT pode funcionar com uma chave pré-compartilhada (PSK) e com métodos de autenticação 802.1X. Computadores Mac com processador Intel não são compatíveis com Fast BSS Transition, mas interoperam com redes Fast BSS Transition, então não é necessário implementar SSIDs adicionais.
O 802.11r Adaptável é compatível em redes Cisco para permitir que dispositivos Apple compatíveis com FT possam coexistir com dispositivos legado não compatíveis com FT em um SSID configurado para permitir clientes FT e não FT simultaneamente. Dispositivos Apple compatíveis e PAs da Cisco sinalizam mutuamente a existência da compatibilidade da rede com o 802.11r Adaptável e que o FT pode ser usado. Clientes sem fio antigos que não são compatíveis com 802.11r ainda podem se conectar à mesma rede, mas não conseguem usufruir de um roaming FT mais rápido. O 802.11r Adaptável exige Cisco versão 8.3 ou posterior e dispositivos Apple compatíveis com iOS 10, iPadOS 13.1, macOS 10.13 ou posteriores.
Cache de PMKID
O cache de PMKID acelera o processo de reconexão. Um dispositivo cliente (que tenha estabelecido anteriormente uma Chave Mestra em Pares depois de completar uma autenticação EAP (Protocolo de Autenticação Extensível) inicial e troca de chaves) pode retornar ao mesmo ponto de acesso onde o PMKID foi armazenado em cache. Ao acelerar a reconexão de um ponto de acesso ou BSS para outro ponto de acesso previamente conectado, o tempo de roaming é melhorado. O iOS, o iPadOS e o macOS são compatíveis com cache estático de PMKID para ajudar a otimizar o roaming entre BSSIDs no mesmo ESSID.
Interfuncionamento com redes externas (802.11u):
Organizações usam 802.11u (também conhecido como Wi-Fi Certified Passpoint ou HotSpot 2.0) para permitir que usuários mudem automaticamente de uma rede Wi-Fi para outra — de maneira semelhante ao roaming de celular — sem que alterem nenhuma informação de início de sessão. Quando um dispositivo detecta um ponto de acesso 802.11u autorizado, ele automaticamente se conecta à respectiva rede.
Gerenciamento de rede sem fio (802.11):
802.11v fornece informações adicionais sobre os pontos de acesso próximos que podem ser candidatos ideais para a conexão. Quando um dispositivo precisa fazer roaming, os dados de transição BSS (fornecidos pela rede) são analisados para que o dispositivo possa decidir rapidamente quais pontos de acesso são melhores.