Все про Cisco FastLocation

Чим далі поринаю в тему Wi-Fi позиціювання, тим очевиднішим стає факт, що основне завдання полягає не в досягненні необхідної точності, а в отриманні необхідної кількості вимірів! Чому я так думаю?

Вимоги до щільності розміщення точок доступу з кожним роком збільшуються, що позитивно позначається на точності позиціонування, а ось частота вимірів з Probe Request не стає вище, швидше навпаки.

У зв'язку з цим багато виробники розробили свої власні інструменти для збільшення частоти вимірів. Традиційно, одним з новаторів у цій області є компанія Cisco, яка вивела на ринок інструмент під назвою Cisco FastLocation.
Давайте спробуємо розібратися у всіх нюансах цього інструменту.

FastLocate = Data RSSI
Для початку що ж мається на увазі під маркетинговими словами Cisco FastLocate? Якщо зовсім коротко, то це замір рівня сигналу (RSSI) не за management пакетів Probe Request, а по пакетах даних (data). Такий режим вимірювання називається «Data RSSI» (додаток до «Probe RSSI»). Далі в статті я буду використовувати в залежності від контексту і той і інший термін.

FastLocate Release 8.0 vs FastLocate Release 10.2
Технологія Cisco FastLocation з'явилася в 2014 році, коли система позиціонування Cisco почала сильно еволюціонувати.

На той момент вона мала досить обмежений функціонал, підтримувалася тільки на спеціально встановлених модулях моніторингу WSM (Wireless Security Module), які встановлювалися в модульні, тобто топові офісні точки доступу. Це був так званий FastLocate MSE Release 8.0.

Дану технологію ми розглядати не будемо, так як зараз актуальна нова, абсолютно перероблена версія FastLocate CMX Release 10.2.

Саме її ми будемо тестувати з використанням контролера Cisco WLC 2504 з версією ПО 8.1.131.20 і точок серії Cisco Aironet 3602.

FastLocate без використання додаткових модулів
Перше питання, яке мені прийшов у голову: чи можна робити Data RSSI без використання додаткових модулів? В арсеналі Cisco вже є можливість перевести точку доступу в режим моніторингу (сканування) всіх каналів, є гібридний режим роботи, коли точка обслуговує як користувачів, так і сканує суміжні канали. Чи можемо ми використовувати ці режими для Data RSSI?

FastLocate в гібридному режимі ELM
Якщо у 8-й версії CMX таке було неможливо, то до 10-ї версії CMX така опція з'явилася. Біля точок доступу Cisco є спеціальний режим роботи Enhanced Local Mode (ELM), в якому крім обслуговування клієнтів, точка доступу виконує так званий Off-Channel Scanning, тобто сканує суміжні канали. Це відбувається не без втрати продуктивності, яка становить близько 15%.

Off-Channel Scanning при вимкненому FastLocate
Off-Channel Scanning відбувається в досить спокійній манері і спочатку призначений для виявлення чужих точок доступу на суміжних каналах. Як це працює можна подивитися здесь і здесь.

Наприклад, за замовчуванням в діапазоні 2.4 ГГц налаштоване сканування всіх каналів і інтервал повного сканування 180с. У цьому режимі точка доступу кожні 180/13=14 секунд переривається на 50мс на сканування суміжного каналу (на перехід в кожну сторону так само витрачатися 10мс). Картина виглядає приблизно ось так:
image
Роботу даного алгоритму можна перевірити безпосередньо на точці доступу за допомогою команди debug dot11 do0 trace print channel

Hyperlocation_2#debug dot11 do0 trace print channel 
Oct 4 10:09:37.909: CC0CDA4C-0 Channel 8 (2447) promiscuous 20MHz
Oct 4 10:09:37.957: CC0D772F-0 Channel 11 (2462) 20MHz
Oct 4 10:09:50.753: CCD0DEF8-0 Channel 9 (2452) promiscuous 20MHz
Oct 4 10:09:50.801: CCD17BD3-0 Channel 11 (2462) 20MHz
Oct 4 10:09:53.955: CD948399-0 Channel 10 (2457) promiscuous 20MHz
Oct 4 10:09:53.999: CD951CFD-0 Channel 11 (2462) 20MHz
Oct 4 10:10:06.763: CE57FEC4-0 Channel 11 (2462) promiscuous 20MHz
Oct 4 10:10:06.811: CE589BA7-0 Channel 11 (2462) 20MHz

З даного висновку можна побачити, що періодичність сканування близько 13 секунд, що сходиться з документацією. Застосування Data RSSI в такому режимі було б не дуже ефективно (забігаючи вперед скажу, що він і не використовується).

Off-Channel Scanning при включеному FastLocate
Якщо на бездротовому контролері активувати FastLocate, то Off-Channel Scanning починає працювати трохи інакше.

Hyperlocation_2#debug dot11 do0 trace print channel 
Oct 4 10:05:40.887: BDEC139E-0 Channel 12 (2467) promiscuous 20MHz
Oct 4 10:05:40.967: BDED365C-0 Channel 11 (2462) 20MHz
Oct 4 10:05:43.691: BE16D8E7-0 Channel 13 (2472) promiscuous 20MHz
Oct 4 10:05:43.771: BE17FBC2-0 Channel 11 (2462) 20MHz
Oct 4 10:05:46.775: BE45D2A0-0 Channel 11 (2462) 20MHz
Oct 4 10:05:46.983: BE4919C1-0 Channel 14 (2484) promiscuous listen_only 20MHz
Oct 4 10:05:47.063: BE4A3D27-0 Channel 11 (2462) 20MHz
Oct 4 10:05:49.795: BE7407C6-0 Channel 1 (2412) promiscuous 20MHz
Oct 4 10:05:49.879: BE75291D-0 Channel 11 (2462) 20MHz

Тимчасові інтервали зменшуються до трьох секунд. Технічної документації в частині того, як працює Off-Channel Scanning при активованому FastLocate я не знайшов, але виходячи з наведеного висновку можна зробити висновок, що час сканування так само близько 50 мс ( 967-887 = 80 мс, це 50-60 мс на сканування + 10 мс на перемикання між каналами).

Очевидно, зменшення часових інтервалах було зроблено для покращення роботи механізму FastLocation.

Залежність Off-Channel Scanning від режиму роботи wIPS
Точка доступу може працювати з локальним або централізованим wIPS (системою виявлення і запобігання вторгнень), що регулюється налаштуванням на точці доступу. Тестуючи Off-Channel Scanning в різних режимах роботи wIPS я не побачив відмінностей.

FastLocate в режимі Monitor
Ще до появи технології FastLocate точки доступу вміли працювати в режимі Monitor mode AP. Цей режим використовувався для централізованої системи виявлення вторгнень. При переході в режим обидва радіомодуля перестають обслуговувати клієнтів і послідовно сканують канали з тривалістю 1.2 секунди.

image
Даний алгоритм роботи підтверджується висновком з точки доступу:

pod1-1140#debug dot11 do0 trace print channel 
*Oct 4 10:51:22.031: 1FB01CC6-0 Channel 12 (2467) promiscuous 20MHz
*Oct 4 10:51:23.246: 1FC2A970-0 Channel 13 (2472) promiscuous 20MHz
*Oct 4 10:51:24.458: 1FD5283F-0 Channel 14 (2484) promiscuous listen_only 20MHz
*Oct 4 10:51:25.670: 1FE7A716-0 Channel 1 (2412) promiscuous 20MHz

У разі Monitor mode AP алгоритм роботи не змінювався при включенні/виключенні FastLocate.

FastLocate працює тільки для підключених клієнтів
При використанні режиму Monitor є нюанс: FastLocate працює тільки для підключених до інфраструктури клієнтів, а при перекладі точки доступу в режим Monitor точка перестає обслуговувати клієнтів. Тобто мається на увазі, що в інфраструктурі будуть інші точки доступу, що обслуговують клієнтів.

Точки доступу у режимі Monitor пропонується розміщувати в пропорції 1:5 до звичайних точках доступу.

FastLocate з використанням додаткового модуля WSM
Це основний режим роботи FastLocate, який передбачає встановлення в точки доступу модулів WSM в пропорції 2:5 (тобто як мінімум 2:5 точок доступу повинні бути модульні, тобто самі топові).

WSM має свій власний алгоритм роботи. WSM модуль на відміну від радіо в режимі моніторингу сканує канал не 1.2 секунди, а по 250 мс. Але він це робить не послідовно, а відповідно з певними правилами:

<L1, L1, L1, L1, L1, CA, L2>
It will scan 5 slots of L1(serving channel of the APs) followed by a cleanAir slot (if enabled), followed by one slot of L2 (channels in the country/DCA list). If there are less than 5 channels in the L1 list, the same channels will be scanned repeatedly till the 5 L1 slots are filled up.

Можна сказати, що найбільший пріоритет віддається інфраструктурним каналах (на яких працюють свої точки доступу), що й зрозуміло, тому що FastLocation працює тільки для підключених клієнтів і сканування суміжних каналів не так важливо.

Як цей алгоритм виглядає при виведенні на точці доступу:

Sep 20 16:24:17.824: 2EC10B2D-2 Channel 1 (2412) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:17.903: 2EC24019-2 Channel 48 (5240) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:18.151: 2EC60A5D-2 Channel 6 (2437) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:18.383: 2EC99BD3-2 Channel 11 (2462) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:18.627: 2ECD54AC-2 Channel 1 (2412) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:18.895: 2ED16A1E-2 Channel 161 (5805) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:19.435: 2ED99B31-2 Channel 6 (2437) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:19.555: 2EDB7010-2 Channel 60 (5300) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:19.807: 2EDF53C5-2 Channel 48 (5240) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:20.046: 2EE2EF52-2 Channel 6 (2437) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:20.282: 2EE695CB-2 Channel 11 (2462) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:20.514: 2EEA16E6-2 Channel 1 (2412) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:21.010: 2EF1B48A-2 Channel 11 (2462) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:21.166: 2EF40C9B-2 Channel 161 (5805) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:21.454: 2EF86DA9-2 Channel 60 (5300) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:21.710: 2EFC5A8F-2 Channel 48 (5240) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:21.929: 2EFFBC42-2 Channel 6 (2437) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:22.161: 2F033F09-2 Channel 11 (2462) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:22.645: 2F0AA07D-2 Channel 36 (5180) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:22.785: 2F0CCDC0-2 Channel 1 (2412) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:23.061: 2F10F3CB-2 Channel 161 (5805) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:23.337: 2F1539E8-2 Channel 60 (5300) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:23.593: 2F192133-2 Channel 48 (5240) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:23.813: 2F1C798A-2 Channel 6 (2437) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:24.297: 2F23E056-2 Channel 48 (5240) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:24.433: 2F25EE6C-2 Channel 11 (2462) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:24.673: 2F299DFA-2 Channel 1 (2412) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:24.937: 2F2D9ABB-2 Channel 161 (5805) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:25.221: 2F31F49A-2 Channel 60 (5300) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:25.473: 2F35CF9A-2 Channel 48 (5240) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:25.977: 2F3D7AA1-2 Channel 40 (5200) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:26.097: 2F3F532D-2 Channel 6 (2437) promiscuous 20MHz
Sep 20 16:24:26.329: 2F42D521-2 Channel 11 (2462) promiscuous 20MHz

Інтервал сканування не такий рівний, як у інших режимах, і знаходиться в межах 50-250мс.

І дійсно, не інфраструктурні канали (в моєму випадку це канали 36, 40) обходилися досить рідко, з періодичністю більше 3 секунд, що так само можна побачити в логах.

Оцінка частоти вимірів
При активації режиму FastLocation частота замірів безпосередньо залежала від активності клієнта. Якщо клієнт (смартфон, телефон, ноутбук) перебували в сплячому режимі, тобто не використовувався активно Wi-Fi адаптер, частота вимірів була порівнянна з методом Probe RSSI. Якщо ж пристрій використовувало активно Wi-Fi адаптер, то частота вимірів різко зростала.

Я не став тестувати всі можливі схеми роботи Cisco FastLocation, так як є дуже багато факторів, що впливають на частоту вимірів, як з боку інфраструктури, так і з боку клієнта, тому тести проводилися тільки в режимі WSM.

Використовувалося три типи пристроїв: смартфон, планшет і ноутбук. Для усіх протестованих пристроїв інтервал між вимірами був порівнянний і становив близько 2-6 секунд при активному використанні Wi-Fi адаптера.

Загальні висновки
1. FastLocate (Data RSSI) порівняно з Probe RSSI в загальному випадку для персональних пристроїв дозволяє значно збільшити частоту вимірювань, особливо при використанні Wi-Fi модуля.

2. Але якщо клієнтський пристрій знаходиться в сплячому режимі і не використовує Wi-Fi адаптер, частота вимірів падає до стандартної при Probe RSSI.

3. Дуже складно говорити про якомусь конкретному значенні частоти вимірів у разі використання Wi-Fi позиціювання для персональних пристроїв. Є дуже багато факторів, як з боку інфраструктури, так і з боку клієнта, що впливають на дану характеристику. Для отримання конкретних значень, я вважаю, треба діяти за аналогією з радиообследованием, тобто проводити польові випробування всієї системи цілком і з необхідними клієнтськими пристроями.
Джерело: Хабрахабр

0 коментарів

Тільки зареєстровані та авторизовані користувачі можуть залишати коментарі.