Великий огляд та тестування UniFi Mesh: нові можливості для розгортання бездротових мереж. Робота з UniFi Controller 5.3+

Нещодавно компанія Ubiquiti анонсувала нове покоління точок доступу UniFi Mesh, яке включає дві нові точки доступу - UniFi AC Mesh (UAP-AC-M) і UniFi AC Mesh Pro (UAP-AC-M-PRO) .

Нові точки доступу повністю сумісні з пристроями UniFi AC і пропонують системним адміністраторам додаткові можливості зручнішого розгортання мережі.

Нові точки доступу вже надійшли на склад компанії LanMarket, тому в рамках цієї публікації ми познайомимо вас новинками та їх можливостями.

Навіщо потрібен Mesh та де його використовувати?

Попит на підключення до Інтернету зростає в геометричній прогресії, у всьому зростає кількість портативних пристроїв з бездротовими модулями. Все це тягне за собою підвищення попиту на бездротові мережі дедалі більше місць. Це саме той випадок, коли бездротові MESH-мережі можуть виявити себе.

Wireless Mesh використовує кілька точок доступу, які можуть взаємодіяти один з одним по бездротовій мережі з метою розширення зони покриття. Технологія MESH має велику практичну цінність проти класичними методами збільшення зони покриття, т.к. останні вимагають наявність додаткових фізичних ліній зв'язку, більша кількість комутаторів та шлюзів.

Бездротові Mesh-мережі здатні обійти вищезгадані перешкоди та розширити бездротову мережу там, де стандартні рішення безсилі чи нерентабельні. Використання пористих мереж допоможе розширити бездротову мережу в приміщеннях з капітальними стінами або створити містку мережу на відкритій місцевості без розвиненої інфраструктури.

Лінійка продуктів UniFi Mesh допоможе мережевим адміністраторам використовувати технологію Mesh та поєднувати її зі звичними рішеннями UniFi AC, керуючи всіма пристроями з єдиної платформи UniFi Controller.

UniFi AC Mesh: моделі та їх можливості

Mesh та Mesh Pro помітно відрізняються не тільки зовнішнім виглядом, але доступним набором функцій, пристрої поєднують у собі можливості UniFi AC та низку додаткових функцій для реалізації пористої мережі.

Обидва пристрої пропонують найрізноманітніші варіанти застосування. UAP-AC-M – молодша модель, при цьому вона має унікальну опцію для підключення до зовнішніх антен за допомогою адаптера Fast-Mount. Наприклад, цей пристрій може бути використаний спільно з секторними антенами airMAX 5G.

Старша модель UAP-AC-M-PRO ідеально підійде для використання зовні приміщення, де потрібно обслуговувати велику кількість клієнтів та забезпечити більшу пропускну здатність, ніж може забезпечити молодша UAP-AC-M .

Головна відмінність обох пристроїв від інших точок доступу UniFi AC у можливості створення з'єднань типу «multi-hop», по суті, це розширена функціональність технології Wireless Uplink, яка допускає використання бездротового пристрою як транзитного вузла для іншої точки доступу.

Wireless Uplink та UniFi Mesh

Технологія Wireless Uplink реалізована у пристроях UniFi досить давно. Wireless Uplink дозволяє використовувати будь-яку точку доступу, підключену по кабелю, як базова станція (Base Station/Uplink AP) для інших точок доступу, у яких відсутня можливість проводового підключення. Таким чином, точка доступу може бути підключена за технологією Wireless Uplink. Після завершення конфігурування така точка здатна ретранслювати SSID та мережевий трафік між своїми клієнтами та точкою доступу, яка виконує роль Uplink AP.

Приклад топології мережі при використанні UAP-AC-PRO та технології Wireless Uplink

Точки UniFi Mesh реалізують Wireless Uplink так само, як і звичайні точки доступу UniFi AP, причому, будучи підключеними по «повітря», можуть виконувати роль Uplink AP, тобто. допускають транзитне підключення віддалених точок.

Трохи нижче на прикладі ви можете подивитись, як це виглядає:

Як бачите, Multi-hop дозволяє використовувати кілька послідовних з'єднань типу Wireless Uplink для того, щоб підключити найбільш віддалені точки доступу.

Використання Wireless Uplink та створення Mesh

Перед тим, як розпочати використання технології Wireless Uplink та створювати Mesh-мережу, потрібно активувати відповідні опції в налаштуваннях контролера.

Робиться це в меню "Settings - Site", де потрібно активувати 2 опції:

• Connectivity Uplink Monitor & Wireless Uplink
• Enable автоматичний uplink failover

Перша опція дозволяє використовувати бездротові аплінки, друга опція дозволяє системі самостійно перебудовувати мережу у разі відмови окремих AP.

При перевірці доступності мережі точка доступу орієнтується на IP шлюзу в мережі. Додатково ми змінили IP шлюзу, явно вказавши мережеву адресу нашого головного маршрутизатора – 192.168.106.1. Навіщо це робити описано трохи нижче.

До речі, «automatic failover» рекомендується включати вже після того, як ви додали всі пристрої до мережі, т.к. система може динамічно змінювати топологію вашої мережі з додаванням нових пристроїв.

Інтеграцію у вже існуючу мережу ми розпочнемо з точки доступу UniFi AP-AC-Mesh-Pro . Для того, щоб уникнути необхідності використання адаптерів живлення, підключення здійснюємо за допомогою комутатора UniFi Switch 8 POE-60W, до одного з портів 5-8.

У списку пристроїв (Devices) з'явиться новий пристрій зі статусом Pending Adopting, тобто. чекає додавання. Навпроти нового пристрою потрібно натиснути кнопку «Adopt», після чого розпочнеться процес налаштування пристрою.

Процес додавання займає деякий час (до 2-5 хвилин), запасіться терпінням. Про завершення процесу можна дізнатися за індикатором на точці доступу, він має стати синім.

Як бачимо, новий пристрій має версію прошивки 3.7.12.5154, ця версія на момент додавання вже застаріла і система відразу пропонує нам зробити автоматичне оновлення прошивки до версії 3.7.37.6065. Для цього навпроти пристрою потрібно натиснути "Upgrade".

Поки оновлюється точка доступу, можна приступити до підключення інших точок доступу. Ми заздалегідь встановили 2 точки доступу UniFi AP-AC-Mesh на свої місця та подали на них живлення.

Оскільки точки доступу UAP-AC-M підтримують так званий "wireless adoption", немає необхідності підключати їх кабелем до мережі з контролером. Після цього міняємо Gateway/Subnet на 192.168.106.1/24.

Тим часом, якщо все зроблено правильно, у списку пристроїв з'являться нові точки доступу.

У нашому випадку навпаки точок доступу відображається "Pending adoption (Wireless)", як бачимо, система додатково інформує нас про те, що пристрої будуть підключені "по повітрю". Процес додавання аналогічний першій точці: Adopting > Provisioning > Online (Wireless).

Якщо все зроблено правильно, вийде приблизно таке:

Як видно з прикладу, до головного пристрою AC Mesh PRO повітря підключилася внутрішня точка доступу AC Mesh (-64 дБм), у свою чергу до внутрішньої точки підключена зовнішня точка AC Mesh (-55 дБм).

Власне у розділі «Map» (карта мережі) можна завантажити карту місцевості (план приміщення) та перенести на неї усі пристрої. Контролер автоматично визначить топологію мережі та зобразить усі з'єднання між пристроєм.

Якщо раптом система підключила пристрої не так, як вам цього хотілося, ви можете завжди втрутитися і прив'язати пристрій. Робиться це у вкладці Configuration (конфігурації) – Wireless Uplink. У меню, що випадає, відображається список пристроїв, доступних для підключення із зазначенням рівня сигналу.

Зверніть увагу, заздалегідь ми вказали аліаси для всіх пристроїв, що спрощує роботу аналіз мережі. До речі, допускається використання назв російською мовою.

Зверніть увагу! Якщо активна опція «Automatic Failover» (автоматична стійкість до відмови), система може змінювати зв'язки між точками на свій розсуд.

UniFi Mesh у приміщенні: чи є сенс?

Отже, ви вже ознайомлені із схемою підключення пристроїв. Між AC Mesh PRO та внутрішньою точкою доступу AC Mesh знаходиться стіна з цеглини в один ряд.

Пристрої встановили між собою зв'язок швидкості 243/216 Мбіт (97%, -51 дБм), періодично встановлювалася швидкість 300/300 при рівні сигналу в 99% (-48 дБм).

Зовнішня AC Mesh підключилася до внутрішньої AC Mesh на швидкості 300 Мбіт, самі пристрої були на невеликій відстані, але з капітальною стіною між ними.

До найдальшої точки доступу по «повітря» ми підключили продуктивний нетбук, щоб перевірити швидкість по Wi-Fi.

Далі було запущено тест із локальної мережі на віддалений нетбук. У середньому, точка надавала нам 15-18 Мбіт/сек, що для віддаленого каскадного підключення стосувалося б багато, але все ж таки.

Щоб перевірити, чи не обмежує нам швидкість сама АР, ми підключили нетбук безпосередньо.

Справді, точка навмисно обмежує швидкість бездротового клієнта. У той же час, при підключенні нетбука кабелем до зовнішньої АР вдалося отримати чесних 60-80 Мбіт.

Яка мораль? Каскадний бездротовий мульти-аплінк надає хороші можливості розгортання мережі, і в першу чергу йдеться про відкриту місцевість.

UniFi Mesh однозначно для приміщень, т.к. зв'язок між пристроями встановлюється на частоті 5 ГГц, яка сильно сприйнятлива до будь-яких перешкод, через що падає рівень сигналу і можливі періодичні перебудови мережі з відключенням цілого сегмента.

У ряді випадків віддалена AP може бути переключена до точки зі слабким рівнем сигналу навіть якщо поблизу є більш потужна AP. Алгоритми автоматичного Failover самі визначають оптимальний маршрут на власний розсуд, беріть це до уваги. З іншого боку, автоматичний Plug-n-Play Mesh дійсно працює без участі адміністратора.

Ми, як і інженери Ubiquiti, не рекомендуємо використання технології Multi-Hop Wireless Uplink всередині приміщення, оскільки це не дозволить вам використовувати максимальну швидкість на бездротових точках.

В умовах відкритої місцевості та прямої видимості пристрою поводяться передбачувано та забезпечують найбільш оптимальне використання можливостей UniFi Mesh .

Говорячи про звичайний Wireless Uplink, часом ця технологія цілком виправдано може використовуватися всередині приміщення, надаючи непогану швидкість без зайвих проводів.

u

Трохи вище приклад використання WU всередині приміщення: відстань 11 метрів, між головною точкою та віддаленою знаходиться капітальна стіна 50 см. Як результат, на виході маємо чесних 135 Мбіт.

В умовах прямої видимості пристрою встановлюють канальну швидкість 400/300 Мбіт, завдяки чому можна отримати більш високу швидкість.

Чесних 180+ Мбіт для даних користувача на виході.

При використанні Wireless Uplink при пікових завантаженнях бездротового лінка ви отримаєте зростання часу затримки, не забувайте про це.

Зверніть увагу! Для досягнення найкращих результатів слід забезпечувати не лише LOS, а й чисту Зону Френеля.

Самі точки доступу під час роботи з клієнтами забезпечують стабільну швидкість. Багато що залежить від Uplink, наприклад, якщо точка доступу підключена кабелем, то стандарті 802.11n клієнт з MIMO2x2 може без зусиль прокачати чесних 185 Мбіт.

Роумінг бездротових клієнтів та якість покриття

Раніше ми вже тестували велику кількість бездротових пристроїв, починаючи з недорогих радіомаршрутизаторів і закінчуючи дорогими бізнес-рішеннями, тому частина інформації – об'єктивний факт, решта – суб'єктивні відчуття від використання в цілому.

У процесі тестування ми створили дві бездротові мережі, перша - закрита приватна мережа з доступом паролем (LanMarket_MESH); друга – відкрита мережа без пароля (Free_WiFi).

На скрині трохи вище ви можете побачити скан поточної ситуації в ефірі.

У верхній частині списку знаходяться 4 приховані мережі, причому 3 з них належать точкам UniFi, канали 36+40. Це і є цей Wireless Uplink в діапазоні 5 ГГц. Схоже, точки створюють службові Virtual AP та виділяють під них частину своїх ресурсів.

Як бачимо, є дві приховані точки по 866.7 Мбіт і одна точка на 1300 Мбіт - це дві AC Mesh (MIMO 2x2) і одна AC Mesh Pro (MIMO 3x3) відповідно.

До речі, в діапазоні 5 ГГц на всіх точках через Wireless Uplink використовуються одні й ті самі канали 36+40, у той час як для 2.4 ГГц кожна точка використовує свій канал. Причому контролер вибрав канали таким чином, щоб вони не перетиналися – 1, 6 та 11.

Також ви можете побачити, наскільки сигнал у діапазоні 2.4 ГГц має велику дальність порівняно з 5 ГГц, особливо якщо є перешкоди.

Наочний приклад – рівень сигналу на смартфоні за капітальною стіною:

2.4 ГГц без проблем «прошиває» капітальну стіну, тоді для 5 ГГц така перешкода створює проблеми.

Заради інтересу порівняли роботу UniFi на 2.4 ГГц у порівнянні з Mikrotik RB951Ui-2HnD, переробленого під зовнішні антени на 5 дБі.

Попередньо потужність сигналу Mikrotik була приведена до рівня UniFi.

Потім ми віддалилися від пристрою на 5 метрів і спустилися на 1 поверх нижче по відношенню до точок доступу: -70 дБм і канальна швидкість в 72 Мбіт досить хороший результат, особливо якщо врахувати кількість несучих конструкції та залізобетону між смартфоном та АР. Зверніть увагу на різницю у рівні сигналу 2.4 та 5 ГГц.

Двома поверхами нижче, мережа все ще працює, канальна швидкість 19-28 Мбіт це небагато, хоча для серфінгу достатньо.

Зверніть увагу, що на UniFi встановлено режим «Auto», при якому потужність виставляється на 20 дБм EIRP. За бажання (необхідності) потужність можна збільшити.

Пара слів щодо роумінгу. Клієнти автоматично перемикаються між точками в процесі переміщення, про що навіть не підозрюють.

З мобільними пристроями роумінг працює чудово. Щодо ноутбуків, можуть бути випадки, коли пристрій тримається за конкретну точку, при тому, що доступна точка з вищим рівнем сигналу. Принаймні на Windows 7 саме так.

Дискомфорту це викликає, т.к. пристрій тримається за точку не до останнього, лише до певного рівня сигналу.

При бажанні користувачеві доступу функція «Minimum RSSI», про що читайте трохи нижче.

Просунуті можливості контролера UniFi

У розділі налаштувань досвідчені адміністратори можуть активувати опцію Enable advanced features, тобто. увімкнення додаткових опцій.

Активація цього пункту рекомендується лише в тому випадку, якщо ви не знайшли альтернативних шляхів для вирішення поставленого завдання, оскільки неправильне налаштування або конфігурація може спричинити відмову мережі та відключення клієнтів.

Цей пункт активує 4 опції:

• airtime fairness
• bandsteering
• minimum RSSI
• load balancing

Airtime Fairness багато в чому нагадує TDMA, якщо коротко, система поділяє ефір порівну між клієнтами, що покликане виключити проблеми з дуже швидкими та дуже повільними клієнтами.

За замовчуванням, функцію вимкнено, тому на необхідних точках її потрібно активувати вручну.

Band steering також вимкнено за замовчуванням і налаштовується окремо для кожної точки.

У режимі Prefer 5G точка доступу спробує виштовхувати клієнтів у діапазон 5 ГГц. У режимі «Balanced», AP намагатиметься рівномірно розподілити своїх клієнтів між двома діапазонами.

Minimum RSSI налаштовується індивідуально для кожної точки, причому для кожного діапазону настройки можуть бути різними.

Minimum RSSI це свого роду аналог ACL у Mikrotik, опція дозволяє задати граничний рівень сигналу, при якому точка доступу не підключатиме клієнта.

Налаштування буде корисним передовим адміністраторам, які хочуть покращити роботу роумінгу та/або відсікти клієнтів, що знаходяться поза заданою зоною.

Load Balancing – функція рівномірного розподілу клієнтів між точками доступу. Налаштування виконується окремо для кожної групи (!) WLAN. При бажанні, ви можете встановити обмеження в Х клієнтів на точку, при досягненні ліміту, AP буде відключати клієнтів з найнижчим рівнем сигналу.

Зверніть увагу, що в одній групі WLAN може бути кілька бездротових мереж.

Є в налаштуваннях бездротової мережі ще одна цікава опція – Zero-Handoff. Для того, щоб її активувати, заздалегідь потрібно створити нову (!) групу WLAN і перенести до неї потрібні бездротові мережі.

Zero-Handoff – власна розробка Ubiquiti для реалізації безшовного роумінгу. Зверніть увагу, ця функція працює виключно із захищеними бездротовими мережами.

RF Environment - спеціальний інструмент вивчення радіообстановки на конкретній точці. За допомогою цього інструмента досвідчений адміністратор зможе грамотно розподілити канали.

Функція запускається на конкретній бездротовій точці. Зверніть увагу, що процес сканування може зайняти більше 5-ти хвилин, при цьому AP не буде обслуговувати клієнтів.

Після завершення сканування система надасть зручний звіт щодо кожного діапазону. Зверніть увагу, аналіз проводиться для різної ширини каналу – 20, 40 та 80 МГц.

Можливі помилки при роботі з Wireless-Uplink та UniFi Mesh

Бувають випадки, коли користувачі додають нові пристрої без виправлення налаштувань контролера, а саме, не активувавши опцію Enable automatic uplink failover. У такому разі, при зміні конфігурації мережі, віддалені точки йдуть у режим ізоляції та вимикаються. Виглядає це так:

Як бачимо, за такого сценарію точка спробує скоригувати налаштування та підключається до найближчої точки контролера. Буквально через кілька хвилин вона знову піде в режим ізоляції, після чого настане Disconnect.

Припустилися помилки? Нічого страшного, внесіть зміни в налаштування контролера, а саму точку підключіть по кабелю після того, як вона отримає нові налаштування, можна використовувати автоматичний Plug-n-Play Mesh.

У крайньому випадку, для збійної точки виконуєте відв'язку (Configuration - Manage Device - Forget), після чого на самій точці можна зробити скидання (утримуйте Reset більше 5 секунд доки не погаснуть індикатори) і виконати повторне конфігурування.

Практичні рекомендації щодо експлуатації UniFi Mesh

Незважаючи на багаті можливості нових пристроїв, на практиці необхідно враховувати низку факторів та обмежень, що впливають на розгортання пористої мережі та використання технології Wireless Uplink.

Технологія Wireless Uplink використовує єдиний канал для зв'язку між пристроями, і для мовлення. Враховуючи цей факт, НЕ рекомендується побудова Mesh-мережі там, де є можливість провідного підключення до мережі UniFi.

Wireless Uplink краще використовувати там, де немає технічної можливості тягнути кабель.

Зв'язок між точками доступу здійснюється в діапазоні 5 ГГц, який хоч і високошвидкісний, але в той же час сильно схильний до впливу перешкод у вигляді стін, будівель і т.д. Найбільш високих показників продуктивності можна досягти на відкритій місцевості – парки, площі та стадіони.

Найчастіше пристрої зв'язуються на частоті 5 ГГц і діапазон 2.4 ГГц не торкається, завдяки чому його ресурси повною мірою доступні звичайним клієнтам.

При побудові зв'язків, з метою оптимізації затримок та пропускної спроможності, при використанні UniFi Mesh спільно з Wireless Uplink, рекомендується виконати балансування підключень, щоб уникнути перевантаження окремих вузлів, що може спричинити нестабільну роботу та падіння пропускної спроможності цілого сегменту.

Зліва на схемі зображено неправильну топологію, що призводить до перевантаження одного з вузлів. Одна з точок обслуговує надмірну кількість пристроїв, тоді як сусідні точки могли б узяти на себе обслуговування частини пристроїв, збалансувавши канали.

Справа - приклад правильного розподілу підключень, де точки рівномірно розподілені між Uplink AP.

Важливо також розуміти, що при підключенні кожної точки доступу за технологією Wireless Uplink кожен раз падає пропускна здатність кореневої точки, тому використання даного функціоналу це завжди вибір між доступністю мережі в конкретному місці і пропускною здатністю.

Якщо ви не використовуєте бездротові аплінки, цю функцію рекомендується взагалі заборонити в налаштуваннях, відключивши відповідну опцію "Connectivity Uplink Monitor & Wireless Uplink" (див. вище).

Статус обладнання в UniFi Controller

Для того, щоб зробити вашу роботу з контролером зручнішою, ми підготували для вас невелику «шпаргалку» за статусами, яка допоможе зрозуміти, що відбувається з пристроєм в даний момент.

Connected (підключено) - пристрій підключено до системи та перебуває в робочому режимі. Пристрій може обслуговувати клієнтів, у тому числі бездротових, при цьому на пристрої не заплановано жодних оновлень чи змін конфігурації.

Provisioning (йде налаштування) - пристрій підключено до системи, у своїй ньому виконується прийняття нових налаштувань чи оновлення програмного забезпечення. Виконується швидке перезавантаження, при якому будуть відключені всі клієнти та пристрої. Після завершення змін пристрій перейде у статус Online.

Heartbeat Missed (втрата зв'язку) - UniFi Controller не отримав відповіді від пристрою протягом заданого інтервалу. Як правило, якщо протягом 30-45 секунд пристрій не вийде на зв'язок, система переведе його статус у Disconnected.

Disconnected (недоступно) - пристрій, який пройшов процедуру додавання (adopt), не доступний для керування контролером. Слід виконати перевірку кабелів, налаштувань та мережевої топології.

Isolated (режим ізоляції) - UniFi AP не може отримати відповідь від шлюзу, при цьому поруч є керована бездротова точка доступу до якої можна здійснити підключення за допомогою Wireless Uplink. Очікується підключення по бездротовому аплінку.

Managed by Other (прив'язка до іншого контролера) - пристрій знаходиться в тій же мережі, що і контролер (Layer 2), при цьому пристрій раніше вже був прив'язаний до іншого контролера. Необхідно вказати логін та пароль від пристрою, після чого пристрій можна буде прив'язати до поточного контролера.

Upgrading (виконується оновлення) – на пристрої виконується оновлення програмного забезпечення. Не вимикайте живлення до завершення процесу.

Pending Adoption (очікується додавання) – пристрій виявлено контролером UniFi. Необхідно додати пристрій до контролера, для чого слід натиснути кнопку «Adopt».

Connected (Wireless) - те саме, що і «Connected», при цьому точка доступу підключена за технологією Wireless Uplink.

Connected (Disabled) - пристрій вимкнено в налаштуваннях контролера (Properties > Manage Device >Disable this Device). Також пристрій виключено зі статистики на головній сторінці (dashboard status), вимкнено LED-індикацію та бездротові мережі (WLAN).

Connected (100 FDX) – пристрій підключено, але не на максимально можливій швидкості. Наприклад, пристрій підтримує 1 Гбіт, але підключено на швидкості 100 Мбіт, або замість дуплексу використовується режим послідовної передачі (HDX / Half Duplex).

Connected (Limited) – обмежене підключення. Пристрій підключено і має доступ до контролера, при цьому немає зв'язку з головним шлюзом або потрібно ввести ручні налаштування IP. Якщо в цьому режимі знаходиться Uplink AP, всі підключені до неї точки доступу (downlink) перейдуть у режим ізоляції (Isolated).

На закінчення

Нові AC Mesh – гідний розвиток та поповнення в лінійці продуктів UniFi. Для досвідченого адміністратора ці точки відкриють нові можливості розгортання бездротової мережі, що разом з адекватною ціновою політикою робить UniFi AC Mesh дуже вигідним капіталовкладенням.