Stöd för Wi-Fi-roaming i Apple-enheter
Enheter som är anslutna till ett Wi-Fi-nätverk ansvarar för att upprätthålla sin 802.11-anslutning. En del av detta anslutningsförhållande består av att avgöra när en enhet bör växla till en ny BSS eller anslutningspunkt. Enheten avgör detta baserat på olika faktorer som omfattar mottagen signalstyrka och tillgänglighet för anslutningspunkter i samma nätverk eller andra nätverk som enheten tidigare har anslutit till och som är inställda på automatisk anslutning. När enheten börjar leta efter möjliga roaminganslutningar används olika supporttekniker för roamingoptimering som förbättrar roamingprestanda och enhetens batteritid med funktioner som:
Radio Measurement (802.11k): Tar fram en lista över närliggande anslutningspunkter.
Fast BSS Transition (802.11r) och Cisco Adaptive 802.11r: Hjälper enheter att snabbt och säkert växla mellan anslutningspunkter.
PMKID (Pairwise Master Key Identifier)-cachning: Snabb växling tillbaka till tidigare associerade anslutningspunkter.
Interworking with External Networks (802.11u): Gör det möjligt att enkelt och säkert upptäcka och ansluta till Wi-Fi-tjänster.
Wireless Network Management (802.11v): Underlättar identifieringen av de optimala trådlösa anslutningspunkterna för roaming.
Stöd för optimering av roaming för Apple-enheter
Apple-enheter stöder dessa hjälptekniker för roaming:
Teknik | 802.11k | 802.11r | PMKID | 802.11u | 802.11v |
|---|---|---|---|---|---|
iPhone 5s eller senare |
|
|
|
|
|
iPad Pro 13 tum (M4) |
|
|
|
|
|
iPad Pro 9,7 tum eller senare |
|
|
|
|
|
iPad Air (första generationen) eller senare |
|
|
|
|
|
iPad (femte generationen) eller senare |
|
|
|
|
|
iPad mini 2 eller senare |
|
|
|
|
|
Apple Vision Pro |
|
|
|
|
|
Mac med Apple Silicon |
|
|
|
|
|
Intel-baserad Mac |
|
|
|
|
|
Enhetsbeslut för roaming
Enheter upptäcker när de bör växla till en ny anslutningspunkt genom att utvärdera värdet för den aktuella anslutningens mottagna signalstyrkeindikator (RSSI) jämfört med RSSI:n för en ny anslutningspunkt. När signalen har försvagats till ett visst värde (det utlösande tröskelvärdet för roaming) utvärderar enheten andra möjliga anslutningspunkter. Faktorer som övervägs inkluderar det utlösande tröskelvärdet för roaming, frekvensbandet och den fysiska lagerteknik som används av den möjliga anslutningspunkten.
Utlösande tröskelvärde och cellöverlappning
Mac-datorer övervakar och upprätthåller det aktiva BSSID:ts anslutning tills dess RSSI överskrider tröskelvärdet -75 dBm. iPhone- och iPad-enheter övervakar och upprätthåller det aktiva BSSID:ts anslutning tills den mottagna signalstyrkeindikatorn (RSSI) överskrider -70 dBm. När en Mac, iPhone eller iPad överskrider sitt utlösande tröskelvärde för roaming söker enheten efter BSSID:n för möjliga anslutningspunkter för det aktuella ESSID:t (extended service set identifier).
Antennerna på enheter varierar beroende på modell och de kan uppfatta andra cellgränser än de förväntade. Tänk på detta när du utformar trådlösa celler och beräknar deras signalöverlappning. Det är alltid bäst att använda målenheten när du mäter cellöverlappning.
Teknik | Utlösande tröskelvärde för roaming | Förstärkning av relativ BSS-signalstyrka vid överföring av data | Förstärkning av relativ BSS-signalstyrka vid overksamhet |
|---|---|---|---|
Mac med Apple Silicon | –75 dBm | 12 dB starkare | 12 dB starkare |
Intel-baserad Mac | –75 dBm | 12 dB starkare | 12 dB starkare |
iPhone 5s eller senare | –70 dBm | 8 dB starkare | 12 dB starkare |
iPad Pro 13 tum (M4) | –70 dBm | 8 dB starkare | 12 dB starkare |
iPad Pro 9,7 tum eller senare | –70 dBm | 8 dB starkare | 12 dB starkare |
iPad Air (första generationen) eller senare | –70 dBm | 8 dB starkare | 12 dB starkare |
iPad (femte generationen) eller senare | –70 dBm | 8 dB starkare | 12 dB starkare |
iPad mini 2 eller senare | –70 dBm | 8 dB starkare | 12 dB starkare |
Apple Vision Pro | –70 dBm | 8 dB starkare | 12 dB starkare |
Urvalsvillkor för band, nätverk och möjliga anslutningspunkter
Utöver att uppnå det utlösande tröskelvärdet för roaming måste den möjliga anslutningspunkten ha en signalstyrka som är bättre än den nuvarande. För macOS måste den möjliga anslutningspunkten ha ett RSSI-värde som är 12 dB starkare än den nuvarande anslutningspunkten, vare sig datorn är overksam eller överför data. För iOS, iPadOS och visionOS måste den möjliga anslutningspunkten ha ett RSSI-värde som är 8 dB starkare om iPhone, iPad eller Apple Vision Pro överför data, eller ett RSSI-värde som är 12 dB starkare om enheten är overksam.
En iPhone kan till exempel vara ansluten till ett SSID där RSSI-värdet för den aktuella anslutningen sjunker till –75 dBm under ett WLAN-röstsamtal (VoWLAN). När det händer kan enheten senare söka efter BSSID:n för möjliga anslutningspunkter som har ett RSSI-värde på minst –67 dBm. Om en Mac är ansluten till samma nätverk, och RSSI-värdet för den nuvarande anslutningen sjunker till –75 dBm, söker enheten efter BSSID:n för möjliga anslutningspunkter som har ett RSSI-värde på minst –63 dBm.
Överväg en driftsättning där en iPhone eller iPad använder ett nätverk som är utformat för 6 GHz- eller 5 GHz-radiofrekvensceller som har en överlappning på –67 dBm. I det fallet behåller enheten sin anslutning till BSSID:t längre än förväntat. Det beror på att iPhone eller iPad använder ett utlösande tröskelvärde för roaming på –70 dBm.
iOS, iPadOS, macOS och visionOS använder information som delas av nätverk om kanalanvändning och antal associerade klienter tillsammans med mätningar av mottagen signalstyrka i syfte att rangordna möjliga nätverk. Nätverk med högre rankning erbjuder en bättre Wi-Fi-upplevelse. Dessa operativsystem väljer även ett nätverk baserat på följande villkor:
Wi-Fi 7 (802.11be) föredras framför Wi-Fi 6 (802.11ax)
Wi-Fi 6 (802.11ax) föredras framför Wi-Fi 5 (802.11ac)
Wi-Fi 5 (802.11ac) föredras framför Wi-Fi 4 (802.11n) eller 802.11a
Wi-Fi 4 (802.11n) föredras framför 802.11a
160 MHz kanalbredd föredras framför 80 MHz, 40 MHz eller 20 MHz
80 MHz kanalbredd föredras framför 40 MHz eller 20 MHz
40 MHz kanalbredd föredras framför 20 MHz
När du förstår hur klientroaming fungerar – och vet vilken signalstyrka som krävs för en möjlig anslutningspunkt – blir det enklare att utforma ett trådlöst nätverk med stöd för realtidstjänster som röst och video.
Stöd för optimering av roaming
Att hitta ett giltigt nätverk och en anslutningspunkt är bara en del av processen. Klienten måste genomföra växlingsprocessen snabbt och störningsfritt så att användaren inte upplever ett avbrott. Roaming omfattar klientautentisering till det nya BSSID:t och en avautentisering från det nuvarande BSSID:t. Säkerhets- och autentiseringsmetoden avgör hur snabbt detta kan utföras.
Till att börja med kräver 802.1X-baserad autentisering att klienten slutför hela EAP-nyckelutväxlingen. Därefter kan den avautentisera från aktuellt BSSID. Beroende på infrastrukturen för autentisering i miljön kan det här ta flera sekunder. Slutanvändare kan märka att tjänsten avbryts eftersom data inte kan överföras i nätverket förrän autentiseringen har slutförts.
iPhone, iPad, en Mac med Apple Silicon och Apple Vision Pro kan använda 802.11-standardtilläggen 802.11k, 802.11r och 802.11v. Även om en enhet saknar stöd för 802.11r så har alla enheter stöd för PMKID-cachelagring. Med den här typen av cachelagring kontrollerar enheten ID för den parvisa huvudnyckel (Pairwise Master Key Identifier, PMKID) som klienten har skickat. Du kan använda PMKID-cachelagring med en del trådlös utrustning för att förbättra roaming mellan anslutningspunkter. En annan typ av cachelagring – SKC (sticky key caching) – optimerar roaming tillbaka till tidigare använda anslutningspunkter. SKC är inte likvärdigt med eller kompatibelt med OKC (Opportunistic Key Caching). Du kanske behöver fler SSID:n om du vill stöda enheter som fungerar med FT och har PMKID-cachelagring.
Radio measurement (802.11k)
Med 802.11k kan de här enheterna snabbt identifiera anslutningspunkter i närheten som är tillgängliga för roaming. När signalstyrkan för den aktuella anslutningspunkten försvagas och enheten behöver byta till en ny vet enheten redan vilken anslutningspunkt som erbjuder bäst anslutning.
En roamningssökning är den process som en enhet använder till att söka efter anslutningspunkter som stöder det för närvarande associerade ESSID:t. Enheten kontrollerar alla tillgängliga kanaler i 2,4 GHz- och 5 GHz-banden samt primära sökkanaler i 6 GHz-bandet. Dessutom upptäcks 6 GHz-nätverk som är utanför bandet genom att lyssna efter informationselementet Reduced Neighbor Report från signaler i 2,4 GHz- och 5 GHz-banden.
Roamningssökningen körs snabbare om 802.11k har aktiverats i nätverket. Detta underlättar eftersom Apple-enheter och operativsystem som stöds använder de första sex posterna i Neighbor Report till att prioritera kanalerna som ska avsökas. Om Neighbor Report för 802.11k inte har aktiverats måste de enheterna söka mer metodiskt.
En användare kan till exempel gå till den andra sidan av byggnaden under ett pågående samtal. När iPhone överskrider tröskelvärdet på -70 dBm söker den efter roamingmål. Om den använder den Neighbor Report som 802.11k tillhandahåller hittas anslutningspunkter som stöder det nuvarande ESSID:t i tre kanaler. Dessa kanaler söks omedelbart igenom och när enheten upptäcker att anslutningspunkten i en kanal har rätt signalstyrka inleds roamingen. Om 802.11k inte är aktiverat i nätverket måste klienten söka igenom alla kanaler i varje band för att hitta ett roamingmål. Det kan göra att processen tar flera sekunder längre tid.
Fast BSS transition (802.11r)
802.11r ger en smidig autentiseringsprocess med en funktion som kallas FT (Fast BSS Transition) när en enhet byter från en anslutningspunkt till en annan i samma nätverk. Med FT kan enheten associera snabbare med anslutningspunkter. Beroende på Wi-Fi-maskinvaruleverantör kan FT fungera med både PSK och 802.1X som autentiseringsmetod. Intel-baserade Mac-datorer stöder inte FT, men de samverkar med FT-nätverk så att ytterligare SSID:n inte behöver driftsättas.
I Cisco-nätverk stöds Adaptive 802.11r så att Apple-enheter med stöd för FT kan användas samtidigt som äldre enheter som inte stöder FT i ett SSID som har konfigurerats för att tillåta klienter med och utan FT samtidigt. De Apple-enheter som stöds och anslutningspunkter från Cisco signalerar tillsammans att Adaptive 802.11r stöds av nätverket och att FT kan användas. Äldre trådlösa klienter som saknar stöd för 802.11r kan fortfarande ansluta till samma nätverk, men de kan inte dra nytta av snabbare FT-roaming. Adaptive 802.11r kräver Cisco 8.3 eller senare och Apple-enheter som stöds med iOS 10, iPadOS 13.1, macOS 10.13 eller senare.
PMKID-cachning
PMKID-cachning snabbar upp anslutningsprocessen. En klientenhet – som tidigare har upprättat en PMKID genom att slutföra en inledande autentisering och nyckelutväxling med EAP (Extensible Authentication Protocol) – kan återgå till samma anslutningspunkt där dess PMKID har cachelagrats. Genom att snabba upp återanslutningen från en anslutningspunkt eller BSS till en annan tidigare ansluten anslutningspunkt förbättras roamingtiden. iOS, iPadOS och macOS stöder statisk PMKID-cachning som bidrar till att optimera roaming mellan BSSID:n i samma ESSID.
Interagering med externa nätverk (802.11u)
Organisationer använder 802.11u (kallas även Wi-Fi Certified Passpoint eller HotSpot 2.0) för att låta deras användare automatiskt flytta från ett Wi-Fi-nätverk till ett annat – ungefär som mobilroaming – utan ändra inloggningsinformation. När en enhet upptäcker en auktoriserad 802.11u-anslutningspunkt kommer enheten automatiskt att ansluta till det nätverket.
Trådlös nätverkshantering (802.11v)
802.11v tillhandahåller ytterligare information om anslutningspunkter i närheten som kan vara bra anslutningsalternativ. När en enhet måste roama granskas BSS transition-data (tillhandahålls av nätverket) så att enheten snabbt kan avgöra vilka anslutningspunkter som är bäst för roaming.