Keenetic и бесшовные Wi-Fi сети

Начнем немного издалека. На заре появления беспроводных маршрутизаторов и вообще беспроводной связи стандартов 802.11, скорость доступа в сеть через них была мягко говоря не слишком высокая. Прорывом в этой области можно считать появление стандарта 802.11g (скорость до 54 Мбит/с в диапазоне 2,4 ГГц) и его последующее широкое распространение. Немалую роль в успехе здесь сыграло появление мобильной платформы Intel Centrino, которая активно продвигала беспроводную связь в массы, так как беспроводной адаптер являлся неотъемлемой частью этой платформы. Увы, несмотря на появление беспроводных маршрутизаторов и широкого распространения лэптопов, скорость стандарта 802.11g не позволяла сколь-нибудь сильно конкурировать с проводным подключением. Сами беспроводные маршрутизаторы того времени не выдерживали нагрузку в несколько десятков подключенных устройств, ввиду слабых аппаратных возможностей, а также из-за несовершенства технологий Wi-Fi. Для создания корпоративной беспроводной сети нужно было устанавливать массу дорогостоящего оборудования, да и в целом мир был еще не готов к полноценной мобильности устройств. Огромным шагом вперед стало появление в 2009 году нового стандарта 802.11n (300 Мбит/с в диапазоне 2,4 ГГц), который теперь стараются именовать Wi-Fi 4. Он привнес массу различных усовершенствований, включая повышение скорости передачи данных, внедрение широкополосных каналов связи с полосой 40 МГц, появление многолучевого распространения сигнала по технологии MIMO (Multiple Input Multiple Output), а также возможность создания многоантенных конфигураций для обеспечения расширенного покрытия сети и минимизации помех при передачи данных. Наверное, это стандарт можно назвать отправной точкой в массовом распространении беспроводных маршрутизаторов для домашнего использования — с тех пор беспроводной домашний маршрутизатор стал неотъемлемой частью квартиры, а весь мир постепенно стал привыкать к высокоскоростному беспроводному доступу Интернет у себя дома. Последующая модернизация беспроводных технологий привела к появлению в 2012 стандарта 802.11ac (до 6,7 Гбит/с в диапазоне 5 ГГц), который сейчас именуется как Wi Fi 5. Несмотря на появление устройств, поддерживающих следующую ступень развития Wi Fi сетей (Wi Fi 6), а именно 802.11ax, этот стандарт до сих пор доминирует на рынке, ведь его запаса “прочности” с лихвой хватает для обеспечения текущих нужд пользователей. В какой-то мере мы находимся в переходном периоде, когда многие компании уже выпустили модели с поддержкой 802.11ax, но конечных устройств поддерживающих новый стандарт не так много.

Диаграмма трафика небольшого офиса 1 месяц

Диаграмма трафика домашней сети 1 день

Более того получилась парадоксальная ситуация — скорость передачи данных по стандартам 802.11ac и 802.11ax превышает возможности проводных каналов связи. Да безусловно есть гигабитные тарифы подключения в Интернет, но их не так много и к тому же среднестатическому пользователю такой канал просто не нужен. Для примера приведем среднестатический трафик у небольшой компании и среднестатического пользователя. Да если качать и раздавать торренты, переустанавливать игры каждый день по несколько раз или же смотреть IPTV, трафика будет больше, однако в “среднем по больнице” он не будет уж слишком большой. Большинству пользователей  хватает канала и 100 Мбит/с, а то и меньше. И вот тут, на первый план, выходит уже не скорость беспроводной связи, а ее качество и максимальная зона покрытия. А вот с этим в больших городах и густонаселенных районах, весьма и весьма печально. Чем больше беспроводных сетей вокруг, тем хуже связь в отдельно взятой сети из-за перенасыщенного эфира. Если в момент перехода с 2,4 ГГц на 5 ГГц можно было отодвинуть эту проблему на некоторое время, так как не все обновляют свои маршрутизаторы так часто, но сейчас в многоквартирных домах оба диапазона 2,4 и 5 ГГц обычно забиты по полной. С учетом того, что 802.11ac предполагает использование 5 ГГц диапазона, который хоть и скоростнее, но хуже в дальности и площади зоны покрытия, в некоторых многокомнатных квартирах приходится ставить два, а то и три беспроводных маршрутизатора в режиме репитера, только для того, чтобы собственная сеть покрывала все уголки домашнего очага. В загородном доме, особенно в кирпичных домах с бетонными перекрытиями, также приходится устанавливать по несколько беспроводных маршрутизаторов чтобы получить наибольший охват. И вот как раз тут, к нам на помощь приходят устройства от компании Keenetic.

Wi-Fi cистема в интернет-центрах Keenetic

Сама компания Keenetic не нуждается в представлении, ведь по некоторым данным, около трети устройств на российском рынке — именно ее продукция. После отделения от Zyxel, компания как самостоятельная единица, провела небольшой ребрендинг и расширила линейки своих устройств, а в конце осени этого года вообще заявила о планах расширения на европейские рынки. Но вернемся к насущным проблемам и посмотрим что предлагает нам устройства под этим брендом для их решения.

Впервые Wi-Fi-система в устройствах Keenetic появилась в релизе операционной системы KeeneticOS 2.15, и далее стала доступна для установки как отдельный компонент для всех устройств, поддерживающих этот релиз. Сейчас уже существует стабильный релиз KeeneticOS 3.1, поэтому в статье мы будем говорить о его возможностях. С помощью этого компонента, пользователь при наличии у него двух и более устройств Keenetic, может создать единую беспроводную сеть у себя дома. Эта сеть будет включать в себя как минимум один основной контроллер и несколько зависимых от него узлов-ретрансляторов. Отличительной особенностью такой сети является возможность включения бесшовного роуминга, автопереключение диапазонов у клиентов, перераспределение клиентов беспроводной сети по подключенным узлам, работа с ретрансляторами через проводное/беспроводное подключение, а также активация режима Mesh Wi-Fi.

Сам процесс настройки такой сети очень прост. Необходимо только подключить  ретранслятор к основному контроллеру и в специальном меню “захватить” его, добавив в единую сеть. После автоматического обновления программного обеспечения до актуальной версии, ваша сеть станет на один узел больше.

Если все проходит успешно, новый ретранслятор автоматически добавится в сеть, а его администраторский интерфейс будет несколько видоизменен в зависимости от настроек беспроводной сети. Но тут как всегда дьявол кроется в деталях, ведь устройства Keenetic могут поставляется с разной версией ПО, поэтому лучше всего обновить каждый из подключаемых узлов заранее. Более того, если подключаемый маршрутизатор ранее уже был настроен, лучше всего сбросить его к заводским настройкам, чтобы не возникала надпись “Этот ретранслятор не может быть захвачен, потому что на нем установлен пароль администратора”.

Важно понимать, что основным управляющим звеном является главный маршрутизатор-контроллер, его настройки беспроводной сети будут передаваться на все подчиненные узлы, поэтому оптимальнее всего использовать самый передовой Keenetic качестве контроллера, из тех что имеется на руках. Для включения бесшовного роуминга, необходимо чтобы точки доступа 2,4 и 5 ГГц имели одинаковые настройки, а у контроллера имелся хотя бы один узел в подчинении. И хотя головной контроллер является по сути центром этой сети, удаленные узлы могут контактировать между собой и по проводу, и по беспроводной связи. При этом что самое интересное, головной контроллер может и не видеть удаленный узел по беспроводной связи вообще. Это очень большое подспорье тем, кому необходимо построить бесшовную сеть по цепочке и в достаточно стесненных обстоятельствах.

Стоит отметить, что бесшовный Wi-Fi роуминг по протоколам 802.11k и 802.11v это не новая технология, а большинство смартфонов и ноутбуков, выпущенных за последние лет пять, ее скорее всего поддерживают. Поправка 802.11k была официально принята как опция, еще в 2012 году. Она предполагает, что точка доступа при запросе со стороны клиента отправляет ему список имеющихся соседних точек, а клиент не тратя времени на сканирование каналов, сразу переходит на нужный и подключается к новой точке. Другая поправка 802.11v тоже появилась как часть стандарта в 2012 году. Она позволяет эффективно управлять клиентами, предлагая им оптимальную точку доступа в зависимости от уровня сигнала. Этакая подсказка клиенту, к кому лучше подключатся, чтобы работать наиболее эффективно. В итоге использование 802.11k и 802.11v это наиболее оптимальный набор опций для построения бесшовной сети в настоящий момент. Нельзя не отметить и поддержку быстрого переключения 802.11r, однако в реальности с этой опцией могут быть проблемы, так как далеко не все устройства поддерживают его, а те кто поддерживают, работают не всегда корректно. Компонент Wi-Fi-система это достаточно интеллектуальная утилита и она создана таким образом, чтобы неподготовленный пользователь мог воспользоваться ей сразу после установки. Узлы системы настраиваются таким образом, что отключение одного из них (ну кроме основного контроллера разумеется), не будет влиять на работу системы. Важно отметить, что применение настроек для беспроводной связи на контроллере, влечет за собой автоматический перенос их на все подключенные узлы сети.

Клиентские устройства в процессе перемещения между узлами сети имеют высокую скорость переключения и что самое важное, могут перепрыгивать между диапазонами 2,4 и 5 ГГц в зависимости от уровня сигнала (Band Steering). В списке устройств на основном контроллере, администратор может видеть не только журнала переходов клиентов от одного узла к другому, но и текущий статус подключения каждого из клиентов. Кроме того для удобства присутствует информация и о возможностях работы по протоколам самих клиентов.  

Правда некоторые из клиентов в режиме сна, зачастую переходят из одного диапазона в другой, но это в целом нормально, и обусловлено работой драйверов мобильных устройств.

Стоит обратить внимание, что если ретрансляторы подключены к контроллеру через беспроводную связь (Mesh-режим, активируемый по умолчанию для двухдиапазонных моделей), связь между узлами осуществляется через служебную скрытую сеть в диапазоне 5 ГГц, которая задействует ресурсы основной точки доступа. При подключении узлов через проводное подключение, кабельное соединение будет всегда в приоритете, для обеспечения максимальной производительности внутри сети.

Нельзя обойти вниманием и тот факт, что в настоящий момент Wi-Fi-система не лишена некоторых недостатков. Например тут нет обнаружения поддельных точек доступа, вменяемого интерфейса по радиосигналу каждого из узлов сети, централизованной регулировки мощности точек, а также общей карты/топологии беспроводной сети, где можно было бы увидеть, кто к кому подцеплен. Сейчас оценить какой из узлов сети, подключен к другому можно через специальный API, который выводит информацию о текущем узле в виде json по адресу (http://192.168.1.1/rci/show/mws/member). Скорее всего в новых и последующих версиях KeeneticOS это все появится, так как сама Wi-Fi-система еще имеет статус "бета".

Подводя небольшой итог, можно сказать что Wi-Fi-система в устройствах Keenetic это отличное решение для создания беспроводной сети дома или в офисе. Она поддерживает массу современных технологий, отвечает текущим стандартам, а также позволяет существенно расширить зону покрытия сети, как за счет проводных, так и беспроводных узлов сети. Возникает резонный вопрос, а как же протестировать всю эту какофонию устройств?

Тестирование

Ответ на этот вопрос по нашему скромному мнению прост — никак. Почему? Все дело в том, что разношерстные устройства будут выдавать очень странные результаты в зависимости от их собственных предпочтений. Рассматривать коней в вакууме тут конечно можно, но в реальности две одинаковые модели смартфонов могут выдавать в одной и той же Mesh-сети результаты отличающиеся скоростью на несколько десятков Мбит/с. Увы, это факт и его надо принять как должное. Поэтому мы приведем результаты, которые получили с набором устройств, которые были на руках на момент тестирования.

В нашем случае у нас имелись интернет-центры Keenetic: Viva KN-1910, Extra KN-1710, Air KN-1610 и Ultra II (да да, старичок еще на многое способен!). В качестве клиентов использовался ноутбук с адаптером 5 ГГц (867 Мбит/с) и пару смартфонов Xiaomi Mi5S и Mi6 (802.11ac, 5 ГГц 433 Мбит/с).

Тестирование Mesh-системы, когда подключение идет по цепочке. В качестве клиента выступал ноутбук подключенный по 802.11ac (867 Мбит/с, 5 ГГц).

Цепочка из четырех Keenetic

Цепочка из трех Keenetic

Видно, что чем дальше по цепочке находится клиент, тем скорость передачи данных уменьшается. Хотя и не катастрофически, но все же потери есть. Поэтому можно говорить о том, что три устройства в цепочке еще нормально, а вот четыре и более лучше подключать по проводу. К слову сказать, тестирование проводилось на открытом воздухе (около 50 метров от первого до последнего узла), поэтому в помещении скорость может быть ниже.

К слову сказать переходы между узлами сети в бесшовном режиме осуществляются очень быстро. Потери пакетов по tcp составляют не более 2 на 100 доставленных. Разговаривать по телефону (telegram, whatsapp, skype) переходя от узла к узлу, можно практически без потерь, хотя некоторые помехи услышать можно. Прерывание связи также возможно, но тут трудно оценить — это проблема маршрутизаторов или сервисов?

Выводы

Компания Keenetic год от года выпускает надежные и в целом недорогие устройства. Ее подход с обновлением уже устаревших устройств, а также постоянные модернизации внутреннего программного обеспечения, позволяют поддерживать тех пользователей, кто по какой-то причине не может приобрести новую модель. С другой стороны, купив новую модель, пользователь может быть уверен в том, что она не потеряет актуальности еще годы. Единая операционная система, а также модульная система установки компонентов, дает возможность устанавливать только необходимые пакеты, которые к тому же и обновляются достаточно часто.

Появление компонента Wi-Fi-система с поддержкой Mesh-сетей в устройствах Keenetic, можно назвать еще одной вехой в истории этой компании. Если раньше построение бесшовных беспроводных сетей с большой зоной охвата, было очень не простой задачей, то теперь любой пользователь имея несколько моделей Keenetic, может легко и быстро настроить сеть с большой зоной охвата и поддержкой всех актуальных технологий. Да безусловно Wi-Fi-система еще находится в стадии бета версии, но уже сейчас ее можно с успехом использовать в домашних условиях.