Технология Asus AiMesh для расширения зоны покрытия беспроводной сети: теория и практическое тестирование21.11.2018 09:02

Как мы уже не раз говорили в публикациях по беспроводному оборудованию, в случае наличия проблем с зоной покрытия в большинстве случаев они не могут быть решены установкой одного единственного мощного роутера. Наиболее эффективным вариантом исключения «слепых зон» и невысокой скорости работы в дальних от роутера точках является установка дополнительных точек доступа, связанных с основным роутером по кабелю. В наиболее простой конфигурации можно использовать совершенно любое оборудование с данными возможностями. Напомним, кстати, что практически все беспроводные роутеры от известных брендов можно переключить в режим «Точка доступа». Причем для домашних пользователей эта схема обычно обеспечивает все необходимые им возможности.

Но если хочется чего-то более удобного или интересного с точки зрения управляемости или возможностей, стоит обратить внимание на специализированное оборудование. В частности, на рынке есть продукты для организации крупных беспроводных сетей с единым управляющим центром, сети с технологией mesh, в которых где реализовано взаимодействие точек доступа между собой, решения с функцией «бесшовного» роуминга и другие. Однако часто подобные реализации позиционируются в бизнес-сегмент и имеют не очень «домашнюю» стоимость.

К счастью, некоторые из описанных возможностей могут быть реализованы на программном уровне, в том числе и на «обычном» оборудовании. Одним из таких примеров является технология AiMesh, представленная недавно компанией Asus. На момент подготовки статьи ее можно было использовать со многими современными моделями роутеров с поддержкой 802.11ac. При этом компания дополнительно акцентирует внимание на сценарии апгрейда основного роутера и перевода ранее использованной модели в режим дополнительного узла, что можно назвать «защитой инвестиций».

Среди ключевых особенностей технологии называются:

• Поддержка несколькими моделями роутеров
• Централизованный контроль
• Бесшовный роуминг
• Высокая скорость работы
• Простая и удобная настройка
• Широкие возможности
• Сохранение всех функций участников сети
• Управление через мобильное приложение

Для обычных домашних пользователей в этом списке наверняка будет интересна простая установка, включая возможность подключения дополнительных роутеров без проводов. Для более подготовленных, а также в бизнес-среде, пригодятся функции управления и контроля.

Оборудование

Для знакомства с технологией использовался основной роутер Asus GT-AC5300 и два дополнительных Asus RT-AC68U. Эти устройства ранее были протестированы на нашем сайте (точнее вместо первого была «гражданская версия» — RT-AC5300, у которой платформа немного проще), так что подробно про них рассказывать в этот раз не будем, приведем только краткие технические характеристики.

Asus GT-AC5300: процессор Broadcom BCM4908 (4 ядра, 1,8 ГГц), 1 ГБ оперативной памяти, 256 МБ флэш-памяти, три радиоблока Broadcom BCM4366E (802.11n 2,4 ГГц до 1000 Мбит/с, два независимых 802.11ac 5 ГГц до 2167 Мбит/с), 8 гигабитных портов LAN, гигабитный порт WAN, два порта USB 3.0.

Asus RT-AC68U: процессор Broadcom BCM4708A0 (2 ядра, 800 МГц), 256 МБ оперативной памяти, 128 МБ флэш-памяти, два радиоблока Broadcom BCM4360 (802.11n 2,4 ГГц до 600 Мбит/с, 802.11ac 5 ГГц до 1300 Мбит/с), 4 гигабитных порта LAN, гигабитный порт WAN, один порт USB 3.0, один порт USB 2.0.

На момент подготовки статьи, поддержка AiMesh была также реализована в моделях RT-AC5300, RT-AC88U, RT-AC86U, 4G-AC68U (только в качестве основного) и Blue Cave. В некоторых документах также упоминаются устройства серий RT-AC1900/AC2900/AC3100.

Настройка

Одним из важных шагов будет обновление прошивок всех устройств. Операция несложная, но ее необходимо провести, поскольку в заводской прошивке может отсутствовать нужная функция. Напомним, что роутеры Asus умеют обновляться через веб-интерфейс, самостоятельно скачивая с серверов компании новые прошивки. Но при необходимости можно и осуществить обновление заранее загрузив на компьютер файл с прошивкой. В частности в этой статье использовалась прошивка 3.0.0.4.384_32799 (номер версии одинаковых для обеих моделей роутеров).

Далее, если это не было сделано ранее, настраиваем основной роутер, для этого в мастере потребуется пройти буквально пару страниц. На первой указываем имя беспроводной сети и ее пароль, на второй — данные аккаунта администратора. После этого, поскольку на стенде применялась технология IPoE для доступа к интернету, все уже начинает работать.

Убедиться, что в текущей прошивке есть поддержка AiMesh можно на странице «Карта сети». В документации упоминается и вариант работы основного устройства в режиме точки доступа, а не роутера, но востребованность этого схемы представляется сомнительной. Если только у вас используется основной роутер от провайдера, а собственно оборудование Asus применяется исключительно для реализации беспроводной сети.

Выступающие в роли дополнительных узлов роутеры кроме обновленной прошивки также должны быть предварительно сброшены до заводских настроек. В некоторых случаях может потребоваться на них в мастере настройки выбрать пункт «использовать как узел AiMesh», но у нас на последних прошивках все заработало просто после сброса настроек.

После этой подготовки для добавления нового узла AiMesh на основной роутер остается только один шаг. Нужно зайти в одноименный раздел «Карты сети» и в правой части окна выбрать «Поиск», а потом появившийся в списке роутер. Буквально через несколько минут интеграция нового узла будет завершена.

Заметим, что система способна обнаружить дополнительные роутеры как в при подключении их кабелем в локальную сеть основного роутера, так и в беспроводном режиме. Последний вариант позволяет не беспокоиться о прокладке новых проводов, хотя вероятно будет менее быстрым для клиентов. К сожалению, возможности определить реальную текущую схему подключения узлов не предусмотрено. Так что при установке дополнительных узлов без кабелей можно ориентироваться только на шкалу уровня сигнала. Факт подключения одного узла через другой определить можно, но это не самая простая задача, требующая, в частности, операций в консоли устройств.

На вопрос об общем максимальном число устройств в сети AiMesh публичного ответа найти не удалось. Техподдержка компании сообщила, что в настоящий момент ограничение установлено на четыре дополнительных узла и не более двух узлов друг за другом при работе по Wi-Fi, но сама технология потенциально способна работать и с большим количеством узлов.

При открытии пункта AiMesh на странице «Карта сети» в правой колонке будут представлены все участники сервиса с указанием названия модели роутера, места размещения, числа текущих подключенных клиентов, а также способа подключения самого узла к сети. По двойному клику на устройстве можно будет открыть таблицу с данными о нем (в частности — MAC и IP-адресом, а также версией прошивки) и некоторыми настройками.

В частности, для большой сети полезной будет возможность указания для дополнительных роутеров названия места размещения. В текущей версии прошивки предлагается на выбор дюжина вариантов разных помещений — правда, только на английском языке. Но есть возможность добавления любых новых названий, так что если у вас в доме несколько спален, это поможет. Кроме того, здесь можно установить опцию «Приоритет подключения», которая, по сути, позволяет форсировать подключение узла через кабель.

В нижней части таблицы мы также видим список подключенных к данному узлу клиентов с указанием имени, IP-адреса и типа подключения, но без диапазона и скорости. Плюсом решения является и возможность использования проводных портов на узлах для подключения клиентов, благодаря реализации функции моста, что позволит, например, поставить узел в стойку около ТВ и обеспечить быстрым доступом к сети сразу несколько клиентов.

Удобно реализовано и обновление прошивки — для всех участников сети эту операцию можно провести с основного роутера.

Производитель говорит об удобном контроле работы всей системы, однако, на наш взгляд, не все так однозначно. Прежде всего, нужно отметить, что после подключения дополнительных узлов к основному роутеру, вы не можете использовать их собственные веб-интерфейсы — вся нужная (по мнению производителя) информация будет представлена на главном роутере, так что в дальнейшем описании речь идет именно о нем. При этом главное устройство очень умело скрывает дополнительные узлы. В частности, назначаемые им IP-адреса вы не сможете изменить обычным способом.

В нашем случае дополнительные устройства были двухдиапазонные и для своих сетей они по понятным причинам использовали те же каналы, что и главный роутер. Напомним, что при активной функции Smart Connect обеспечивается полная автоматизация при выборе каналов на роутере и диапазона для подключения клиента. Но при необходимости можно ее отключить и самому контролировать данные параметры.

Что касается подключений дополнительных узлов к основному роутеру, то в нашем случае (трехдиапазонный роутер, двухдиапазонные узлы и режим Smart Connect) это соединение осуществлялось одновременно к радио на 2,4 ГГц и второму радио на 5 ГГц. Производитель заявляет о том, что трехдиапазонные модели всегда выделяют именно второй радиоблок 5 ГГц для организации опорной сети. Повлиять на это пользователь никак не может, так что в результате на дополнительных узлах мы получили сеть в верхней части диапазона 5 ГГц, что может быть не всегда удобно, особенно если учесть несоответствие каналов региональным правилам на тестируемом оборудовании.

Проверить текущее положение дел можно на странице «Системный журнал» — «Беспроводная связь», где узлы будут представлены как клиенты с указанием диапазона, скорости подключения и уровня сигнала. Мы бы рекомендовали производителю реализовать более информативную карту сети AiMesh с указанием того, кто к кому и как подключается, а также с уровнями сигналов. Все-таки если речь идет о дополнительном роутере, то обычно место его установки можно выбирать в широких пределах, а на качество сигнала часто это влияет очень существенно. Автоматизация это, конечно, хорошо, но все-таки иногда хочется иметь более подробную информацию о том, что происходит.

Отметим здесь, что производитель заявляет о наличии системы мониторинга состояния узлов и автоматической переконфигурации сети в случае отказа или существенного изменения уровня сигналов. Проверить это возможности не было, но ситуация, что в процессе работы потребуется изменение конфигурации представляется маловероятной (если только при отказе узла).

Еще одной особенностью решения является невозможность расширения аналогичным образом гостевых беспроводных сетей с основного роутера. В большинстве случаев это, вероятно, не критично, но знать об этом нужно.

Не очень понятным показался и вопрос про журналы событий с дополнительных узлов. В логе на основном роутере приведены только его собственные записи. При этом информации для контроля работы AiMesh здесь не очень много — конкретных событий о том, что клиента переключили на новую точку или произошло изменение конфигурации сети мы не видели. Проверка через консоль, которая оказалась доступна на дополнительных узлах, показала, что на них копируются настройки отправки событий на сервер syslog с основного роутера и при необходимости можно собирать данные со всех участников сети в одном месте на сервере syslog. Так что журналы узлов все-таки можно увидеть, но хотелось бы иметь в них более точные данные о работе сети.

Также текущая реализация позволяет централизованно мониторить трафик клиентов на дополнительных узлах, так же, как и на основном роутере. На странице «Анализатор трафика» присутствуют все клиенты, и можно оценивать их работу с интернетом, если включена запись статистики. К сожалению, нельзя посмотреть текущую нагрузку на Wi-Fi со стороны клиентов на дополнительных узлах и самих узлов, что затрудняет оценку работы домашней сети. Правда, такая необходимость возникает все-таки не часто.

Заметим, что такие функции роутера, как ограничение доступа к интернету, расписания, родительский контроль и некоторые другие, для всех клиентов можно настраивать централизованно, поскольку они реализуются на основном роутере.

Следующий вопрос — контроль состояния и подключения клиентов. На странице «Карта сети» основного роутера есть пункт «Клиенты», в котором представлены устройства локальной сети, которые «видит» роутер, включая клиентов на дополнительных узлах (но самих узлов в списке нет). Даже в нашей небольшой тестовой сети этот список сложно считать удобным — клиенты в нем могут появляться и исчезать прямо на глазах во время теста, ровный график которого не говорит о каких-либо проблемах. Кстати, в списке отображается и диапазон подключения. Из дополнительных функций не удалось настроить и уведомления через сервис IFTTT при подключении беспроводных устройств к сети. Похоже, что технология AiMesh с ним сейчас несовместима.

Кстати, если покопаться в настройках основного роутера, то найдется еще одна страница, где пользователь может жестко прописать список клиентов, которые не будут участвовать в роуминге по технологии AiMesh.

Дополнительную информацию можно получить в фирменном мобильном приложении Asus Router. В нем реализовано управление сетью AiMesh, включая добавление и удаление узлов. Кроме того, на отдельной странице вы можете посмотреть текущее распределение клиентов по узлам, включая диапазон подключения клиента и оценку качества соединения, но скорости здесь нет. Графики мониторинга трафика интерфейсов также относятся только к основному роутеру.

Использование

Из рабочих характеристик решения в данном случае интересны две — производительность и собственно особенности роуминга клиентов между узлами. С первой все с одной стороны просто — в нашем случае с двухдиапазонными узлами используется знакомая по повторителям схема, когда узел одновременно обменивается данными с клиентом и вышестоящим роутером. При этом максимальная возможная в этом случае скорость при работе всех участников в одном диапазоне уменьшается в два раза. Если «цепочка» от клиента до основного роутер более длинная, то и снижение скорости будет больше.

Учитывая небогатые средства диагностики, получить корректную оценку скорости клиента сложно. Но без цифр в статье по технологии было бы как-то странно обойтись. Так что проведем несколько тестов. Для начала клиентами будут выступать смартфоны. Напомним, что сегодня модели с поддержкой протокола 802.11ac и одной антенной имеют скорость соединения 433 Мбит/с и реальную производительность на уровне 200 Мбит/с (реальная скорость Wi-Fi обычно примерно в два раза ниже скорости соединения), причем даже на относительно большом расстоянии от роутера. С целью ограничить «разум» системы по выбору диапазона, мы отключили Smart Connect и создали сети с разными именами для разных диапазонов. В этом случае можно быть уверенным, что смартфоны работают именно на 5 ГГц с высокой скоростью.

Отметим еще один момент — если использовать Smart Connect в нашей конфигурации с трехдиапазонным основным роутером и дополнительными узлами с двумя диапазонами клиенты подключались к обеим точкам доступа на 5 ГГц основного роутера, так что назвать вторую «выделенной» нельзя.

Подключение смартфона к дополнительному узлу, как мы и говорили выше, снижает скорость примерно в два раза — Zopo ZP920+ показал в этой ситуации максимально около 120 Мбит/с в многопоточном тесте и немного больше на прием в один поток. К сожалению, в тестируемом оборудовании нет возможности снизить мощность роутеров, а по факту в наших условиях для работы в той же точке можно было и не устанавливать никаких дополнительных узлов, Asus GT-AC5300 способен сам справиться с такими условиями (около 10 метров через две некапитальные стены) и даже показать более высокие скорости (примерно 190 Мбит/с на прием в один поток и 140 Мбит/с в мультипоточном режиме).

Интерес может вызывать и скорость обмена данными между двумя клиентами на разных узлах или на одном узле. Добавив в схему смартфон Xiaomi Mi5 (тоже на 802.11ac в 5 ГГц) мы получили, что при нахождении клиентов на одном узле скорость обмена данными между ними составляет более 100 Мбит/с. Если же клиенты подключены к разным узлам, то она незначительно снижается — примерно до 90 Мбит/с.

Если же речь идет о подключении к узлу проводного клиента, то в хороших условиях использованное оборудование позволяет обеспечить примерно 500 Мбит/с в один поток на прием или передачу, почти 600 Мбит/с в дуплексе и более 800 Мбит/с в многопоточном режиме. Эти значения вполне соответствуют заявленной для RT-AC68U скорости соединения в 802.11ac — 1733 Мбит/с.Аналогичные максимальные цифры мы получили и при работе различных клиентов с дополнительными узлами в случае, если последние подключены к основному роутеру через кабель.

Как мы видим, все полученные результаты согласуются с теорией, так что AiMesh действительно показывает хорошую производительность, можно даже сказать, что максимально возможную для данного оборудования и условий работы.

Как мы писали выше, дополнительные узлы подключаются к основному сразу в двух диапазонах. Производитель заявляет о том, что такая схема позволяет увеличить общую производительность путем одновременного использования двух каналов связи в сети AiMesh. Мы попробовали проверить этот момент с использованием подключения двух смартфонов в разные диапазоны на дополнительном узле (в данном случае «форсирование» 2,4 ГГц обеспечивалось фактической поддержкой только одного диапазона в одном из смартфонов). Исследование путей обмена трафиком на участниках сети AiMesh в этой конфигурации показало, что дополнительный узел действительно передает информацию, полученную в одном диапазоне (2,4 или 5 ГГц) через него же на основной роутер. При этом в некоторых сценариях действительно это обеспечивает более высокую общую производительность. Даже учитывая существенное отличие возможностей типичных устройств в диапазонах 2,4 и 5 ГГц (недорогие смартфоны в 2,4 ГГц часто имеют не очень сильные антенны, а реальная скорость обмена данными у них составляет до 30 Мбит/с, против 200+ Мбит/с для большинства моделей с 802.11ac, что мы видели), показанная схема может снизить влияние медленных устройств на быстрые при их одновременной работе. В таблице ниже приводятся скорости приема и передачи для двух смартфонов при работе с сервером в проводном сегменте основного роутера при подключении через дополнительный узел.

	клиент 2,4 ГГц	клиент 5 ГГц
на клиента 2,4 ГГц	20,2 Мбит/с
на клиента 5 ГГц		142,5 Мбит/с
на клиентов 2,4 ГГц и 5 ГГц	20,3 Мбит/с	143,8 Мбит/с
от клиента 2,4 ГГц	11,1 Мбит/с
от клиента 5 ГГц		66,7 Мбит/с
от клиентов 2,4 ГГц и 5 ГГц	11,5 Мбит/с	66,5 Мбит/с

Результаты показывают, что действительно диапазоны получаются независимыми и активность клиентов на них не оказывает взаимного влияния.

Оценка второго параметра — «бесшовности» роуминга — существенно затруднена отсутствием детальных протоколов работы системы, а также, что более существенно, наличием у большинства современных мобильных приложений качественных технологий кэширования. Особенно если речь идет о современных быстрых устройствах, а реальные потребности сервиса в пропускной способности сети невелики. Скажем, добиться перерыва в просмотре трансляции YouTube по факту очень непросто.

Но все-таки несколько практических тестов мы провели. В них использовались указанные выше смартфоны и конфигурация Smart Connect — с одним именем беспроводной сети. Первая задача — просмотр видео с веб-сайта (в данном случае это был сетевой накопитель в локальной сети) в плеере VLC. Видео имело длительность более пяти часов и разрешение 720p,. Никаких перерывов, пауз или обрывов во время просмотра при перемещении смартфона по квартире, которое сопровождалось переключением между роутером и дополнительными узлами, отмечено не было. Аналогичные результаты были и в приложении YouTube — никаких проблем при изменении точки подключения.

Следующий тест — общение в Skype. Эта программа последнее время теряет свою популярность, однако остается достаточно востребованным вариантом общения. Разговор проходил между двумя смартфонами, которые и вместе и раздельно перемещались по квартире в сети AiMesh. Идеальными и бескомпромиссными результаты назвать нельзя. Иногда в разговорах были кратковременные, буквально на одну-две секунды, «провалы» и замирания видео, если использовались и камеры. Неприятно конечно, но в целом не критично.

Более сложная ситуация, о которой часто говорят в аспекте «бесшовности» — работа приложений IP-телефонии по протоколу SIP. Для данного теста в локальной сети «выше» главного роутера был запущен сервер Asterisk. Соответственно на смартфонах использовалось программное обеспечение CSipSimple в роли клиентов для данного сервера. В большинстве случаев, схема показала себя достаточно надежной — связь проходила стабильно, голос передавался в обе стороны без замечаний даже при нескольких переходах между узлами сети AiMesh. Но все-таки пару раз «терялись» каналы передачи звука — смартфоны оставались формально в состоянии звонка, но ни в одну, ни в другую сторону речь не передавалась и в динамиках просто была тишина. При этом автоматического восстановления не происходило.

Заключение

В данной статье мы познакомились с одним из вариантов расширения зоны покрытия домашней беспроводной сети от компании Asus. Несомненными плюсами решения является возможность трансформации текущей конфигурации из одного роутера путем добавления новых устройств, а также простота конфигурации сети. То есть вам не потребуется покупать полностью новый комплект оборудования, не нужен отдельный выделенный контроллер, можно не прокладывать дополнительные провода, а реализовать соединение через Wi-Fi, в том числе и по цепочке.

С точки зрения скоростных характеристик все будет зависеть от конкретного используемого оборудования и среды установки. В случае работы без проводов все работает аналогично давно присутствующим на рынке повторителям со снижением скорости в зависимости от числа узлов. Единственное, что можно отметить — одновременное использование двух диапазонов для опорной сети с распределением трафика клиентов по ним, что помогает увеличить общую скорость и снизить взаимное влияние клиентов в разных диапазонах. Если же использовать кабельное соединение, то тут уже такого эффекта не будет и производительность максимальна (впрочем, как и в схеме работы с несколькими точками доступа).

Многие из заявленных разработчиком преимуществ подтвердились в практическом использовании продукта. Но здесь сложно дать однозначную оценку, особенно если говорить о требовательных потребителях премиальных решений. С одной стороны пользователь получает простую в настройке систему, которая использует собственные внутренние алгоритмы для выбора оптимальной конфигурации. Но с другой стороны все-таки хочется немного больше контроля или хотя бы понимания текущего состояния и возможностей по улучшению работы, тем более, для подобного мощного и недешевого оборудования. Плюс остаются вопросы с возможностью использования некоторых функций на узлах, например, портов USB.

Понимание «бесшовности» роуминга клиента между точками доступа может отличаться у разных производителей и не всегда это совпадает с ожиданиями потребителей, так что если этот вопрос важен — стоит уточнить детали. Например, простой вариант означает отсутствие необходимости ручного переключения сетей на клиенте и в общем случае может быть реализован использованием одинаковых имен сетей на оборудовании, причем совершенно любом. Наиболее сложный — перенос соединения клиента с одной точки на другую полностью прозрачно для всех работающих в этот момент приложений реализовать по факту очень сложно. В частности, он может потребовать определенных протоколов на стороне клиента. С другой стороны, сегодня этот вопрос не является существенным для большинства домашних пользователей и их сценариев использования мобильных устройств. Тестирование решения Asus AiMesh показало, что во многих случаях никакого значимого негативного эффекта от переключения клиента между узлами действительно нет. В то же время, говорить об исключительной стабильности такого поведения для всех конфигураций и всех клиентов, пожалуй, не стоит.

В любом случае, решение Asus AiMesh заслуживает интереса со стороны тех пользователей роутеров компании, которым требуется обеспечить большую зону покрытия и высокую скорость беспроводной сети с минимальными усилиями на подключение и настройку. Ну, а если вы рассматриваете к покупке новый роутер для дома, наличие в нем технологии AiMesh может быть дополнительным плюсом.

Полный текст статьи читайте на iXBT