Czy istnieją ograniczenia dla jednocześnie aktywnych punktów dostępu Wi-Fi w jednym obszarze?

Piszę interfejs API do sterowania urządzeniem zewnętrznym. Częścią tego API jest skanowanie urządzenia w poszukiwaniu punktów dostępu Wi-Fi. Interfejs API zostanie wdrożony na wielu typach urządzeń o różnej pojemności pamięci. Chcę wiedzieć, czy mogę po prostu przydzielić bufor dla znalezionych punktów dostępu, a potem zapomnieć o tym, czy też muszę to obsłużyć za pomocą dynamicznej alokacji pamięci.

Aby podjąć tę decyzję, muszę wiedzieć, ile różnych sieci Wi-Fi / punktów dostępowych może być dostępnych na danym obszarze.

W pracy, kiedy skanuję Wi-Fi, wybieram 16 różnych sieci Wi-Fi. Nawet jeśli większość z tych sieci Wi-Fi jest słabo dostępna, nadal chcę je odebrać podczas skanowania Wi-Fi.

Czy istnieją ograniczenia dla jednocześnie aktywnych punktów dostępu Wi-Fi w jednym obszarze? Mówiąc dokładniej, czy istnieje ograniczenie dla jednocześnie aktywnych sieci Wi-Fi w jednym obszarze? Jeśli tak, co się stanie, jeśli przejdziesz przez to?

Co próbowałem (Research)
Próbowałem google, ale wydaje się, że jedyne, co się pojawia, to ograniczenie liczby urządzeń przypadających na punkt dostępowy . Różne wyszukiwania („limit punktu dostępu”, „max punkt dostępu Wi-Fi”) nie dały mi rezultatu, którego szukałem.

Następnie spróbowałem użyć różnych wyszukiwanych haseł, próbując dowiedzieć się, jak działają skanowanie Wi-Fi. Dowiedziałem się, że działają, wysyłając pakiet, który w zasadzie mówi cześć, a następnie nasłuchując, ile cześćów dostają .
To wydaje mi się wskazywać, że nie ma limitu; Teoretycznie mógłbym kupić wiele listew zasilających, podłączyć wiele punktów dostępowych Wi-Fi (być może wszystkie podłączone do jednego dużego routera, aby były podłączone do Internetu, a może nie), wykonać skanowanie Wi-Fi i znaleźć wiele punktów dostępu, pod warunkiem, że mają różne identyfikatory SSID. (Nie planuję tego robić; nawet gdybym to zrobił, nie byłoby sposobu, aby dowiedzieć się, czy ograniczają mnie protokół lub skaner).
Czy to prawda? Czy punkty dostępowe Wi-Fi nie mają ograniczeń? Czy wspomniany scenariusz teoretyczny działałby nawet w praktyce?

Standard Wi-Fi 802.11 (i jego warianty) nie zapewnia technicznego ograniczenia liczby aktywnych identyfikatorów SSID w danym obszarze. W rzeczywistości wiele nowszych routerów i punktów dostępowych może rozgłaszać wiele identyfikatorów SSID i zarządzać nimi oraz zarządzać wieloma sieciami wirtualnymi. W ten sposób możesz mieć dziesiątki, a nawet setki identyfikatorów SSID działających i „widocznych” w danym obszarze. Ponadto, w miarę pojawiania się nowych technologii i pasm, przepustowość jest lepiej wykorzystywana, dzięki czemu widmo w danym obszarze może być bardziej zatłoczone bez znaczących zakłóceń.

Jeśli naprawdę musisz umieć przechowywać informacje o wszystkich z nich, a nie o X najlepszych dostępnych sygnałach, musisz użyć alokacji dynamicznej.

Aktywne urządzenia Wi-Fi nie mają ograniczeń. Jednak zbyt wiele punktów dostępu Wi-Fi (WAP) może spowodować, że niektóre z nich nie będą wyświetlane na urządzeniu z powodu ograniczeń urządzenia. Jeśli dwa punkty WAP korzystają z tego samego kanału, wystąpią zakłócenia, co spowoduje zanik sygnału.

Rzeczywiste punkty dostępu Wi-Fi będą działać, a jeśli urządzenie nie ma żadnych ograniczeń, możesz skanować i odzyskać tyle punktów WAP, ile jest dostępnych.

tło

Kanały

W Holandii, podobnie jak w większości krajów, kanały 1–13 są dostępne do korzystania z Wi-Fi w „standardowym” paśmie 2,4 GHz, stosowanym w standardach Wifi B, G i N. To wydaje się być standardem CCITT. Wydaje się, że wszystkie kraje Ameryki (północ, środkowa i południowa) używają tylko kanałów od 1 do 11, co wydaje się być standardem FCC. Uważam, że kanał 14 jest również dostępny w Japonii, ale tylko dla B i G, nie dla N. Wifi A używał pasma 5 MHz, podobnie jak Wifi „N dwuzakresowy” (równolegle z pasmem 2,4 GHz) . Wifi A jest dość przestarzałe - oferowało 54 Mb w porównaniu do tylko 11 Mb dla B, ale ma niską moc, krótki zasięg i nigdy nie było „popularne” - potem przestało być używane przez G, który oferował 54 Mb w paśmie 2,4 GHz, i tak też było łatwo udostępniany / kompatybilny z B.

SSID

Uwaga: ten sam identyfikator SSID może być ponownie wykorzystany przez wiele punktów dostępowych Wi-Fi, zwykle w tym samym obszarze ogólnym, w taki sposób, że kilka / wiele można jednocześnie zobaczyć. To nie pomyłka, dzieje się to celowo. Tak wiele WAP z tym samym SSID może potencjalnie powodować koszmary, gdyby wszyscy mieli inne hasło / szyfrowanie - ale nie będzie, wręcz przeciwnie: duże organizacje umieszczają wiele WAP w całym swoim biurze z tym samym SSID i identycznym hasłem / szyfrowaniem, więc urządzenia mobilne mogą przełączać się z jednego WAP na inny w zależności od siły sygnału. Nastąpi to automatycznie, gdy poruszanie się spowoduje zerwanie istniejącego połączenia. Następnie urządzenie spróbuje połączyć się ponownie, zwykle z tym samym identyfikatorem SSID, i wybieraj najsilniejszy dostępny WAP z tym samym starym SSID - nawet nie zauważy, że nie jest to ten sam (zwykle BSSID WAP, którym będzie adres sprzętowy lub MAC, nigdy nie jest określony). Ponieważ jednak dostępność WPA2 (protokół bezpieczeństwa) w 2004 r. Jest możliwe, aby urządzenie zalogowało się do „nowego” WAP, podczas gdy nadal było podłączone do „starego” WAP, może ono przejść do korzystania z „nowego” , wypisz „stary” i ponownie zacznij szukać „następnego nowego” WAP. W ten sposób urządzenia mobilne mogą zamieniać się na najlepszy dostępny WAP, zawsze z tym samym SSID, bez przerywania trwającej komunikacji. Jest to ważne w przypadku urządzeń mobilnych, ponieważ nawet przy dużej przepustowości procedura wpisywania się jest nadal stosunkowo powolna lub może się nie powieść z jakiegokolwiek powodu (zła konfiguracja?). Stąd pomysł „wstępnej identyfikacji”. Prawdopodobnie urządzenie, po dokonaniu wyboru, (najpierw) wybierze WAP o najsilniejszym sygnale jako „najlepszy”, ale może również preferować izolowany WAP (tj. Nie współużytkujący swojego kanału z innymi sygnałami WAP) lub cokolwiek, a następnie spróbuje inne punkty WAP, jeśli nie uda się zalogować do pierwszego (-ych).

Nakładanie się i kolizja

Jeśli 2 lub więcej WAP korzysta z tego samego kanału, wówczas możesz powiedzieć, że sygnał nakłada się. Ponieważ jednak „powietrze” jest wypełnione sygnałami radiowymi tylko w razie potrzeby, z dość niskim, nieściśliwym kosztem ogólnym (wpisywanie się, utrzymywanie aktywności przy uścisku dłoni, okazjonalne transmisje i ich odpowiedzi), wówczas rzeczywista kolizja sygnału może być problem tylko czasami. Utrzymujący się duży ruch (nawet na jednym WAP) z pewnością spowoduje kolizje, a zatem utracone pakiety lub „odpadną”, gdy będą na tym samym kanale co 1 lub więcej innych WAP, szczególnie jeśli mają one podobną lub wyższą siłę sygnału. Szczerze mówiąc, „rezygnacja” jest już zagrożeniem w przypadku izolowanego WAP, jeśli ruch jest zbyt duży, ponieważ istnieje już konkurencja między wieloma urządzeniami klienckimi. W teorii, nawet izolowany WAP z jednym urządzeniem klienckim może ulec zderzeniu i utracie! To wszystko jest prawdopodobne, z losowymi i bardzo zróżnicowanymi wynikami, głównie zagrożonymi „wypadnięciem” w przypadku dużego ruchu. Kanał sąsiedni również przeszkadza sobie nawzajem, ponieważ rzeczywisty rozkład widmowy „zajmowany” przez pojedynczy kanał lub „częstotliwość środkowa” nakłada się w coraz mniejszym stopniu z sąsiednimi kanałami z każdej strony na mniej więcej czwartą usuniętą (interferencja spada tylko do umiarkowanej +/- 3, a następnie słaby przy +/- 4, biorąc pod uwagę podobną siłę sygnału). Ryzyko rzeczywistej kolizji i utraty „wypadania” jest kwestią statystyki, przy czym interferencje z sąsiednich kanałów są coraz mniej prawdopodobne w porównaniu z interferencjami tego samego kanału. z losowymi i bardzo zróżnicowanymi wynikami, głównie zagrożonymi „wypadnięciem” w przypadku dużego ruchu. Kanał sąsiedni również przeszkadza sobie nawzajem, ponieważ rzeczywisty rozkład widmowy „zajmowany” przez pojedynczy kanał lub „częstotliwość środkowa” nakłada się w coraz mniejszym stopniu z sąsiednimi kanałami z każdej strony na mniej więcej czwartą usuniętą (interferencja spada tylko do umiarkowanej +/- 3, a następnie słaby przy +/- 4, biorąc pod uwagę podobną siłę sygnału). Ryzyko rzeczywistej kolizji i utraty „wypadania” jest kwestią statystyki, przy czym interferencje z sąsiednich kanałów są coraz mniej prawdopodobne w porównaniu z interferencjami tego samego kanału. z losowymi i bardzo zróżnicowanymi wynikami, głównie zagrożonymi „wypadnięciem” w przypadku dużego ruchu. Kanał sąsiedni również przeszkadza sobie nawzajem, ponieważ rzeczywisty rozkład widmowy „zajmowany” przez pojedynczy kanał lub „częstotliwość środkowa” nakłada się w coraz mniejszym stopniu z sąsiednimi kanałami z każdej strony na mniej więcej czwartą usuniętą (interferencja spada tylko do umiarkowanej +/- 3, a następnie słaby przy +/- 4, biorąc pod uwagę podobną siłę sygnału). Ryzyko rzeczywistej kolizji i utraty „wypadania” jest kwestią statystyki, przy czym interferencje z sąsiednich kanałów są coraz mniej prawdopodobne w porównaniu z interferencjami tego samego kanału.

Dolna linia

Nigdy nie znajdziesz żadnego standardu ani specyfikacji, ile WAP może być obecnych w tym samym widocznym obszarze, na tym samym kanale, reklamując ten sam SSID i / lub dowolną ich kombinację. Nie patrz, zmarnujesz tylko swój czas. W praktyce, jeśli kiedykolwiek będzie tak duży ruch / zakłócenia, że ​​użyteczne Wi-Fi stanie się zawodne, tylko wtedy ludzie będą szukać (leczniczego) rozwiązania. Zazwyczaj, dodając jeszcze więcej WAP (z tym samym SSID)! Wzrosną również interferencje. Z wyjątkiem sytuacji, gdy urządzenie klienckie jest wystarczająco inteligentne, aby zawsze łączyć się z najsilniejszym dostępnym WAP dla jego docelowego identyfikatora SSID - wtedy możesz śmiać się aż do banku, ponieważ ruch będzie skutecznie dzielony wokół, a zakłócenia nie spowodują faktycznego „zaniku”, dopóki „dobry” sygnał jest znacznie silniejszy niż „wszystkie pozostałe”.

Praktyczna odpowiedź?

Powiedziałbym, zupełnie nieoczekiwanie, że powinieneś zawracać sobie głowę powiedzeniem 10 najsilniejszych sygnałów na tym samym kanale Wi-Fi. To czyni maksymalnie użytecznym panelem 130 punktów dostępowych z listą. Podczas skanowania powinieneś widzieć listę WAP dla każdego kanału, w tym niektóre informacje o sile sygnału i oczywiście BSSID, aby zachować tylko 10 najlepszych sygnałów (i nie robić duplikatów z tym samym BSSID). Oczywiście możesz pomyśleć, że 10 to za dużo na tym samym kanale, być może 3 lub 5 wystarczy, czy cokolwiek innego (to jest twój telefon). Alternatywnie, jeśli masz już docelowy identyfikator SSID (być może jesteś już połączony), możesz podać niewielką liczbę WAP dla tego samego identyfikatora SSID na dowolnym znalezionym kanale, niezależnie od tego, jak słaba jest siła sygnału, ale nadal najlepszy dostępny sygnał spośród tych WAP o tym samym SSID (tj dla każdego kanału zachowaj połowę listy najsilniejszych punktów WAP o dowolnym identyfikatorze SSID, a także kolejną połowę listy najsilniejszych punktów WAP o tym samym docelowym identyfikatorze SSID). Następnie możesz dokonać świadomego wyboru najlepszego dostępnego WAP dla tego samego docelowego identyfikatora SSID, wiedząc, czy istnieją inne WAP na tym samym / sąsiednim kanale i czy istnieje względna siła. Prawdopodobnie będziesz musiał ustawić próg siły absolutnej jako „minimum dla rozsądnej szansy na sukces”, a następnie poszukać kompromisu między najlepiej izolowanym a najsilniejszym sygnałem WAP. I będziesz szczęśliwym obozowiczem (także w pracy). wiedząc, czy istnieją inne WAP na tym samym / sąsiednim kanale i czy istnieje względna siła. Prawdopodobnie będziesz musiał ustawić próg siły absolutnej jako „minimum dla rozsądnej szansy na sukces”, a następnie poszukać kompromisu między najlepiej izolowanym a najsilniejszym sygnałem WAP. I będziesz szczęśliwym obozowiczem (także w pracy). wiedząc, czy istnieją inne WAP na tym samym / sąsiednim kanale i czy istnieje względna siła. Prawdopodobnie będziesz musiał ustawić próg siły absolutnej jako „minimum dla rozsądnej szansy na sukces”, a następnie poszukać kompromisu między najlepiej izolowanym a najsilniejszym sygnałem WAP. I będziesz szczęśliwym obozowiczem (także w pracy).

Jest to nieco długi komentarz i mniej techniczny niż reszta. Ale oto matematyczny sposób myślenia o problemie.

Załóżmy, że tylko jeden punkt dostępu jest dozwolony w danym obszarze. Jednym z łatwych sposobów uzyskania dwóch urządzeń jest umieszczenie dwóch punktów dostępu daleko od siebie i urządzenia na środku. Urządzenie znajduje się w zasięgu obu, ale punkty dostępu nie znajdują się w odległości od siebie, więc nie mogą wiedzieć, że jest problem :

To łatwo się uogólnia.

Jeśli nw danym obszarze dozwolone są tylko punkty dostępowe, możesz umieścić n+1punkty dostępu w kółku, aby antypodalne punkty dostępu znajdowały się poza zasięgiem. Wówczas żaden punkt dostępowy nie widzi więcej niż n-1inne punkty dostępowe, ale urządzenie na środku widzi wszystko n+1. Oto postęp od trzech do jedenastu punktów dostępu. Zauważ, że dopóki żaden punkt dostępu nie znajduje się w najciemniejszym miejscu, żaden z nich nie wie, że jest problem!

Te obrazy pochodzą z szybkiego programu, który właśnie napisałem.

• Prosta wersja: http://pastebin.com/4TVsVfMq
• Wersja z automatycznym wyjściem obrazu: http://pastebin.com/u6fKB6nV

[EDYCJA: zaktualizowana o kilka lepszych zdjęć!]

Teoria
Wi-Fi 2.4G ma 11 kanałów. 13 w niektórych krajach. Jednak kanały nie są oddzielne, kolidują ze sobą, więc istnieje tylko 3-5 oddzielnych kanałów. Punkty dostępu na tym samym kanale mogą współistnieć, jednak jeśli jeden z nich wysyła dużo danych, prowadzi to do znacznej utraty prędkości, nie tylko dzielenia przepustowości. Rzeczywista strata zależy od jakości urządzeń i ich konfiguracji. Zgadzają się co do wspólnego harmonogramu czasowego, ale w praktyce mają problemy z jego przestrzeganiem, szczególnie klienci. Gdy 2 urządzenia emitują paczkę jednocześnie na przecinających się kanałach, oba pakiety są tracone, a urządzenia muszą czekać na kolejkę, aby je wysłać ponownie. Obecność starego klienta WiFi na kanale jest wielkim showstopperem, ponieważ mają one różne harmonogramy i korzystają z nich.
Pamiętaj, że urządzenia Wi-Fi nie są jedynymi użytkownikami tych 3 kanałów. Urządzenia bezprzewodowe, telefony DECT, kuchenki mikrofalowe, piloty do ochrony samochodu używają tych samych 3 kanałów i jeszcze gorzej zakłócają. Znam przypadek, w którym prędkość Wi-Fi w biurze typu openspace wzrosła prawie dwukrotnie po znalezieniu i wyłączeniu jednej myszy bezprzewodowej. To była bardzo źle zaprojektowana mysz. Gdy jedno urządzenie podaje kilka identyfikatorów SSID lub grupa przekaźników pracuje razem na tym samym identyfikatorze SSID, nie powodują one dużych zakłóceń, ponieważ zgadzają się na wspólny harmonogram. Powinni przynajmniej.
Odpowiedź
Jeśli więc istnieją dwa punkty dostępu na tym samym kanale, muszą one dzielić 15% -75% szerokości pasma jednego. Koszty ogólne zależą od wielu wartości, jakości zarówno punktów dostępu, jak i ich klientów. Nie spodziewałbym się, że nawet 3 sieci o wysokim obciążeniu będą działać poprawnie. Nie ma ustalonego limitu liczby nieobciążonych sieci w tej samej przestrzeni, ale nie należy oczekiwać więcej niż 10 różnych urządzeń pokojowo współistniejących.