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Tecnologia de Redes, Mobilidade e Inovação

A dificuldade de roaming em redes Wi-Fi

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A descrição do problema é quase sempre a mesma: o usuário reclama que, ao voltar para mesa de trabalho com seu notebook (por exemplo, depois de ir até a sala de reuniões) o sinal Wi-Fi fica instável. Ao desabilitar e re-habilitar a rede Wi-Fi (ou reiniciar o computador) a rede sem fio volta a operar normalmente. O mais estranho é que mesmo colocando um access point em cima da mesa, o problema ocorre da mesma maneira.

Esse problema, que aflige muitas redes Wi-Fi de uso corporativo, tem normalmente um agravante interessante: ocorre com o notebook do diretor/presidente (A Lei de Murphy nunca falha).

Apesar de parecer algo misterioso, esse problema tem uma explicação bastante clara (porém a sua resolução não é tão simples).

Roaming ou Handoff

Em primeiro lugar, queria fazer um detalhamento de nomenclatura. Em Wi-Fi se usa o termo roaming quando um equipamento muda de access point para se mover dentro da rede.

Tecnicamente, o termo correto para esse procedimento seria handoff. Roaming é quando você entra em uma rede fora da sua rede original. No caso do Wi-Fi, quando você está se movendo dentro da rede você está dentro da mesma rede.

No entanto o público em geral desconhece o termo handoff e, por estar acostumado a fazer "roaming" de celular indo de uma cidade para outra, o termo roaming acabou dominando.

Assim, apesar de ser tecnicamente mais adequado chamar essa mobilidade de handoff, vou usar o termo roaming neste texto por ser mais popular e, assim espero, torna-lo mais fácil de entender.

Quem decide a hora do roaming

A grande maioria das pessoas, mesmo entre aqueles que trabalham com redes sem fio a muito tempo, não entendem como funciona o processo do roaming. Na verdade, a grande maioria das pessoas pensa que sabe como o roaming funciona, mas na verdade estão erradas. Para compreender o problema citado acima, é necessário antes re-lembrarmos como o roaming funciona em Wi-Fi.

Em uma rede Wi-Fi, quem decide fazer o roaming é o equipamento (notebook, iPad, smartphone, etc.). Vamos verificar como isso funciona, através de um exemplo.

Um notebook é ligado em uma rede Wi-Fi com vários access points. Ele está perto do access point A. Esse notebook faz uma varredura em todos os canais disponíveis, lista os access points e faz uma eleição: qual tem o melhor sinal? Por estar próximo do access point A, ele muito provavelmente vai eleger esse access point e assim se conectará ao access point A.

A partir dai, o notebook não mais verifica se existe outros access points. Ou seja, o usuário pode andar com o notebook de um lado para o outro, mas estará sempre conectado com o access point A.

O notebook só irá procurar outro access point quando o sinal de A ficar fraco demais. Ai está o problema: o que significa ser um "sinal fraco demais"? Isso varia de acordo com o fabricante do chip Wi-Fi desse notebook e até mesmo do driver controlador desse Wi-Fi.

Assim, se o notebook for levado para baixo do access point B, mas ainda escutar um sinal forte o suficiente do access point A, ele irá se manter em A (ou seja, o notebook não vai perceber que o access point B está disponível).

Os notebooks (e equipamentos Wi-Fi) mais modernos tem chips e drivers que buscam outros access points assim que o sinal começa a ficar ruim. Porém alguns equipamentos mais antigos tem um comportamento mais persistente: só procuram outro access point se o sinal do access point atual ficar muito ruim. Isso quer dizer que se o sinal estiver "apenas ruim" o notebook vai se manter no access point A.

Juntando tudo

Vamos juntar isso tudo para entender o problema do notebook do diretor. Esse diretor sai da sua mesa e vai até a sala de reuniões. Na sua mesa o notebook se conectava na access point A, porém na sala de reuniões o sinal de A não chega, então o notebook busca outro access point e encontra B.

Quando o diretor sai da sala de reuniões e volta para a sua mesa, o sinal do access point B ainda chega, apesar de fraco. Por ser um notebook antigo ou chip desatualizado, esse notebook continua conectado ao access point B, o que explica o sinal ruim e a perda de pacotes.

Se o diretor rebootar o computador (ou simplesmente desabilitar e re-habilitar a rede sem fio) irá forçar a placa Wi-Fi a eleger novamente o melhor access point e resolver o problema.

Como resolver o problema

Agora que sabemos a causa, vamos tentar encontra maneiras de resolver o problema. A grande questão aqui é que o problema é causado pelo equipamento cliente (notebook) e não pela rede Wi-Fi, assim trocar os access points não vai ajudar muito. A não ser que você troque o access point B por outro de menor sinal, de forma que ele não seja mais alcançado pelo notebook na mesa do diretor.

Alguns fabricantes de soluções de rede sem fio corporativas possuem um recurso chamado "handoff assist", aonde o access point, quando percebe que um equipamento cliente está com sinal muito baixo mas mesmo assim não desgruda, chuta esse equipamento para fora, forçando-o a eleger um novo access point. Porém esse recurso só está disponível nas soluções mais custosas.

Para aquelas redes com equipamentos não tão corporativos, a melhor solução é procurar atualizar o driver da placa de rede do notebook/iPad/smartphone com problema.

Me siga no Twitter: http://www.twitter.com/mlrodrig

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Atualizado 28-04-2011 em 16:43 por mlrodrig

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Comentários

  1. Avatar de 1929
    Muito boa esta explicação Rodrigo.
    Agora, queria trazer uma situação envolvendo uma rede externa, onde existam vários POPs.
    E o vivente resolve passear de carro com o notebook conectado na rede.
    Se o SSID em que ele primeiro se conectou se repetir em outro pop ele irá continuar conectado , mudando de estação praticamente sem se aperceber.
    Por outro lado, se ele já tiver o outro pop com SSID diferente mas gravado como rede preferencial, ele irá se conectar automáticamente quando o sinal do primeiro ficar mais fraco, mas daí haverá um delay bem perceptivel.
    Eu andei fazendo uns testes deste tipo e foi o que pude ver. Gostaria de saber se é isso mesmo.

    Inclusive nesta questão de ter o mesmo SSID, eu tenho um pop que era experimental e já fazem meses que está lá com 4 rádios , todos com o mesmo SSID e mesmo Canal, pois todos estão fazendo WDS com outro que recebe da base. Foi para teste, mas como funcionou muito bem, deixei até segunda ordem. Mas noto que mesmo os clientes fixos, de vêz em quando trocam de rádio, pois a oscilação do sinal obriga a isso. Mas o retorno também não é tão rápido assim. Mas nada que inviabilize o uso do POP. Por ex, o cliente conecta no rádio que não está diretamente para ele com sinal de -60dbm, e o rádio que ele deveria se conectar está com -55dbm. Esta diferença para o rádio do cliente não é relevante e por isso ele não muda para o de sinal mais forte. Resolvi isso, cadastrando o mac do cliente no rádio que ele deve se conectar.
    Assim permaneceu a liberdade de movimentação em torno do pop.
    Sem falar que economizei canal.
    Sei que é uma situação inusitada, pois a voz corrente é que estejam em canais separados, etc etc.
    Mas jaz tempo eu baixei do site da antiga hyperlink um pdf que tratava de desempenho de rede analisando várias situações, onde a que melhor resposta teve foi exatamente mesmo "ssid e mesmo canal". Como o artigo estava num site sério, não resisti a tentação de experimentar.

    Deve ser a mesma questão do exemplo do notebook do chefe.
  2. Avatar de mlrodrig
    Citação Postado originalmente por 1929
    E o vivente resolve passear de carro com o notebook conectado na rede.
    Se o SSID em que ele primeiro se conectou se repetir em outro pop ele irá continuar conectado , mudando de estação praticamente sem se aperceber.
    Por outro lado, se ele já tiver o outro pop com SSID diferente mas gravado como rede preferencial, ele irá se conectar automáticamente quando o sinal do primeiro ficar mais fraco, mas daí haverá um delay bem perceptivel.
    Eu andei fazendo uns testes deste tipo e foi o que pude ver. Gostaria de saber se é isso mesmo.
    Isso tudo depende - novamente - do equipamento cliente que você está utilizando, mas sim, mudar de SSID é mais lento que mudar apenas de POP.
    Normalmente o equipamento cliente, quando mantém o mesmo SSID, mantém o endereçamento, mas quando muda de SSID o equipamento busca renovar o IP (se for DHCP), então colocar IP fixo no equipamento pode ajudar bastante a diminuir o tempo de "handoff" entre SSIDs diferentes.

    Citação Postado originalmente por 1929
    Inclusive nesta questão de ter o mesmo SSID, eu tenho um pop que era experimental e já fazem meses que está lá com 4 rádios , todos com o mesmo SSID e mesmo Canal, pois todos estão fazendo WDS com outro que recebe da base. Foi para teste, mas como funcionou muito bem, deixei até segunda ordem. Mas noto que mesmo os clientes fixos, de vêz em quando trocam de rádio, pois a oscilação do sinal obriga a isso. Mas o retorno também não é tão rápido assim. Mas nada que inviabilize o uso do POP. Por ex, o cliente conecta no rádio que não está diretamente para ele com sinal de -60dbm, e o rádio que ele deveria se conectar está com -55dbm. Esta diferença para o rádio do cliente não é relevante e por isso ele não muda para o de sinal mais forte. Resolvi isso, cadastrando o mac do cliente no rádio que ele deve se conectar.
    Assim permaneceu a liberdade de movimentação em torno do pop.
    Sem falar que economizei canal.
    Sei que é uma situação inusitada, pois a voz corrente é que estejam em canais separados, etc etc.
    Mas jaz tempo eu baixei do site da antiga hyperlink um pdf que tratava de desempenho de rede analisando várias situações, onde a que melhor resposta teve foi exatamente mesmo "ssid e mesmo canal". Como o artigo estava num site sério, não resisti a tentação de experimentar.
    O grande problema de usar o mesmo canal é a interferência entre as antenas. Para isso alguns fabricante usam sincronismo via GPS, que na verdade não tem nada a ver com a localização do equipamento, mas sim com a sincronia de transmissão e recepção dos rádios.

    A sua pergunta me deu uma idéia interessante para um próximo post, mas - de maneira resumida - usar o mesmo canal em várias antenas do mesmo POP pode causar um problema de auto-interferência, reduzindo muito a capacidade total do POP. Se forem poucos clientes, até pode funcionar bem, mas com uma carga, você vai provavelmente sentir a perda de performance.

    No entanto, pelo que você está dizendo, você faz WDS com outro POP, então é muito provável que o seu gargalo seja a conexão com o outro POP e não seja capaz de medir impacto no POP em si. Mas se você colocar um link dedicado no POP, provavelmente vai perceber que a performance das 4 no mesmo canal é inferior à performance que você teria com 4 canais independentes.
  3. Avatar de Gustavinho
    Bem lembrado sobre o termo Handoff.....
  4. Avatar de leandrolopeswifi
    Simples, na nossa empresa optamos por usar CISCO!! Resolvemos o "problema do presidente e dos consultores internos" em uma tacada só. área de cobertura perfeita, se bem configurado, é muito dificil ter-se problemas. o que ocorre geralmente é falta de configuração correta.
    4 Rádios cisco em WDS 2.4ghz em uma área de 112m quadrados. 3 pisos cobertos 100% pelos rádios.
    Abraço.
  5. Avatar de 1929
    Que modelo Cisco optaram, Leandro?
  6. Avatar de leandrolopeswifi
    A escolha foi pelo Cisco Aiornet 1130 AG. Estabilidade, cobertura perfeita e alto poder de configuração.O rádio perfeito pra ambientes de fábrica que exigem muito dos rádios.
    Ainda temos mais um FailOver com um Cisco Aironet 2450MIMO.
  7. Avatar de mlrodrig
    Citação Postado originalmente por leandrolopeswifi
    A escolha foi pelo Cisco Aiornet 1130 AG. Estabilidade, cobertura perfeita e alto poder de configuração.O rádio perfeito pra ambientes de fábrica que exigem muito dos rádios.
    Ainda temos mais um FailOver com um Cisco Aironet 2450MIMO.
    Umm... o Cisco 1130AG autonomo não possui coordenação entre os APs para evitar problemas de handoff. Você provavelmente tem uma área pequena de cobertura aonde todos os pontos conseguem receber algum sinal por qualquer AP; ou os diretores e presidente não vão para as áreas de sombra; ou os notebooks tem um política/configuração da handoff agressiva. De qualquer maneira, neste caso, o handoff não é mérito da infraestrutura (mas isso não quer dizer que essas APs não tenham seus outros méritos).

    Com certeza as 1130 são melhores que as APs de papelaria, mas a assistência no handover você só encontra nos equipamentos de maior capacidade (normalmente baseada em controladora) como as Cisco 3500, Aruba 93/105/125 ou Motorola AP731.
    Atualizado 09-03-2011 em 15:17 por mlrodrig
  8. Avatar de leandrolopeswifi
    Autonomo ou não, aqui na empresa, ninguém, nem mesmo o Presidente, nunca reclamou de falta de sinal, ou de "áreas de sombra" visto que fui eu que fiz o projeto. se existem áreas de sombra,em alguns projetos, é porque foi mal projetada a rede.
    Não é necessário APS de maior capacidade, visto que a rede está dimensionada para trafegar dados e não trafegar gigabytes. isso deixamos para o cabeamento físico.
    Abraço.
  9. Avatar de Magal
    Não vamos esquecer do "Handover''.

    Parabéns pelo post Rodrigo.

    Abs.
    Atualizado 22-03-2011 em 19:57 por Magal

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