Cisco FastLocationのすべて

Wi-Fiポジショニングのトピックをさらに掘り下げると、主なタスクは必要な精度を達成することではなく、必要な数の測定値を取得することが明らかになります。 なぜそう思うのですか?



アクセスポイントの密度に対する要件は毎年増加しており、これがポジショニングの精度にプラスの影響を与えていますが、プローブ要求に応じた測定の頻度は高くなることはなく、むしろ逆になります。



この点で、多くのメーカーは、測定の頻度を増やすための独自のツールを開発しました。 従来、この分野のイノベーターの1つはCiscoであり、Cisco FastLocationと呼ばれるツールを立ち上げました。

このツールのすべてのニュアンスを理解してみましょう。



FastLocate =データRSSI



まず、Cisco FastLocateのマーケティング用語は何を意味していますか? 簡単に言うと、これは管理プローブ要求パケットではなく、データパケットによる信号強度測定(RSSI)です。 この計測モードは「データRSSI」と呼ばれます(「プローブRSSI」に加えて)。 記事の後半では、コンテキストに応じて両方の用語を使用します。



FastLocateリリース8.0とFastLocateリリース10.2



Cisco FastLocationテクノロジーは、シスコの測位システムが進化し始めた2014年に登場しました。



当時は、機能がかなり制限されていましたが、特別にインストールされたWSM(ワイヤレスセキュリティモジュール)監視モジュールでのみサポートされ、モジュール、つまり最上位のオフィスアクセスポイントにインストールされました。 これは、いわゆるFastLocate MSEリリース8.0でした。



FastLocate CMXリリース10.2の完全に再設計された新しいバージョンが関連しているため、このテクノロジーは考慮しません。



ソフトウェアバージョン8.1.131.20を搭載したCisco WLC 2504コントローラとCisco Aironet 3602シリーズポイントを使用してテストします。



追加モジュールを使用しないFastLocate



私の頭に浮かんだ最初の質問:追加のモジュールを使用せずにData RSSIを実行することは可能ですか? シスコの兵器庫にはすでにアクセスポイントをすべてのチャネルの監視(スキャン)モードにする機能があります。ポイントがユーザーの両方にサービスを提供し、隣接チャネルをスキャンする場合、ハイブリッド動作モードがあります。 これらのモードをデータRSSIに使用できますか?



ELMハイブリッドモードのFastLocate



CMXの8番目のバージョンでこれが不可能だった場合、CMXの10番目のバージョンまでにそのようなオプションが登場しました。 シスコのアクセスポイントには特別なEnhanced Local Mode(ELM)があり、カスタマーサービスに加えて、アクセスポイントはいわゆるオフチャネルスキャンを実行します。つまり、隣接チャネルをスキャンします。 これは、生産性の損失なしには起こりません。生産性は約15%です。



FastLocateをオフにしたオフチャネルスキャン



オフチャネルスキャンは非常にゆっくりと行われ、もともと隣接チャネル上の外部アクセスポイントを検出するために設計されました。 それがどのように機能するかは、 ここここで見ることができます



たとえば、デフォルトでは、2.4 GHz帯域で、すべてのチャネルのスキャンと180秒のフルスキャン間隔が構成されます。 このモードでは、アクセスポイントは、隣接するチャネルをスキャンするために、50ミリ秒間180/13 = 14秒ごとに中断されます(両側への切り替えにも10ミリ秒が費やされます)。 写真は次のようになります。

画像

このアルゴリズムの動作は、 debug dot11 do0 trace print channelコマンドを使用してアクセスポイントで直接確認できます。



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
      
      





この結論から、スキャン頻度は約13秒であり、ドキュメントと一致していることがわかります。 このモードでデータRSSIを使用してもあまり効果的ではありません(将来的には、使用しないと言います)。



FastLocate Onを使用したオフチャネルスキャン



ワイヤレスコントローラーでFastLocateが有効になっている場合、オフチャネルスキャンは少し異なる動作を開始します。



 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
      
      





タイムスロットは3秒に短縮されます。 FastLocateをアクティブにした場合のオフチャネルスキャンの仕組みに関する技術文書は見つかりませんでしたが、上記の結論に基づいて、スキャン時間も約50ミリ秒(967-887 = 80ミリ秒、これは50-60ミリ秒)であると結論付けることができますスキャン+ 10 msでチャンネルを切り替えます)。



明らかに、FastLocationメカニズムの動作を改善するために、時間間隔の短縮が行われました。



オフチャネルスキャンのwIPS動作モードへの依存



アクセスポイントは、アクセスポイントの設定によって規制されるローカルまたは集中型wIPS(侵入検知および防止システム)で動作できます。 さまざまなwIPS動作モードでオフチャネルスキャンをテストすると、違いは見られませんでした。



モニターモードでのFastLocate



FastLocateテクノロジーが登場する前から、アクセスポイントはモニターモードAPモードで動作することができました。 このモードは、集中化された侵入検知システムに使用されました。 このモードに移行すると、両方の無線モジュールはクライアントへのサービスを停止し、1.2秒の期間でチャネルを順次スキャンします。



画像

この作業アルゴリズムは、アクセスポイントからの結論によって確認されます。



 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
      
      





モニターモードAPの場合、FastLocateのオン/オフを切り替えても動作アルゴリズムは変更されませんでした。



FastLocateは接続されたクライアントでのみ機能します



モニターモードを使用する場合、ニュアンスがあります。FastLocateはインフラストラクチャに接続されたクライアントに対してのみ機能し、アクセスポイントがモニターモードに切り替えられると、ポイントはクライアントへのサービスを停止します。 つまり、インフラストラクチャには、顧客にサービスを提供する他のアクセスポイントがあることが理解されます。



監視モードのアクセスポイントは、従来のアクセスポイントに対して1:5の比率で配置することをお勧めします。



オプションのWSMモジュールを使用したFastLocate



これは、FastLocateの主要な動作モードであり、 2:5の比率でアクセスポイントにWSMモジュールをインストールします(つまり、少なくとも2:5のアクセスポイントはモジュール式、つまり最も優れたものでなければなりません)。



WSMには独自の動作アルゴリズムがあります。 WSMモジュールは、監視モードの無線とは異なり、1.2秒間ではなく250ミリ秒間チャネルをスキャンします。 しかし、彼はこれを順次ではなく、特定のルールに従って行います:



 <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.
      
      





FastLocationは接続されたクライアントに対してのみ機能し、隣接するチャネルをスキャンすることはそれほど重要ではないため、インフラストラクチャチャネル(独自のアクセスポイントを持つ)には高い優先度が与えられていると言えます。



アクセスポイントに出力するときのこのアルゴリズムの外観:



 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
      
      





スキャン間隔は他のモードほどスムーズではなく、50〜250ミリ秒以内です。



実際、インフラストラクチャ以外のチャネル(私の場合はチャネル36、40)は非常にまれであり、頻度は3秒を超えており、ログでも確認できます。



サンプリング周波数の推定



FastLocationモードがアクティブになっている場合、サンプリング頻度はクライアントのアクティビティに直接依存していました。 クライアント(スマートフォン、電話、ラップトップ)がスリープモードであった場合、つまりWi-Fiアダプターがアクティブに使用されなかった場合、測定頻度はプローブRSSI方式に匹敵しました。 デバイスがWi-Fiアダプターを積極的に使用している場合、サンプリング周波数は急激に増加しました。



インフラストラクチャ側とクライアント側の両方から測定の頻度に影響する多くの要因があるため、Cisco FastLocation操作の考えられるすべてのスキームをテストしませんでした。したがって、テストはWSMモードでのみ実行されました。



スマートフォン、タブレット、ラップトップの3種類のデバイスが使用されました。 テストされたすべてのデバイスで、測定間隔は同程度で、Wi-Fiアダプターを積極的に使用した場合、約2〜6秒でした。



一般的な結論



1.個人用デバイスの一般的な場合のプローブRSSIと比較して、FastLocate(データRSSI)は、特にWi-Fiモジュールを使用する場合に、測定の頻度を大幅に増やすことができます。



2.ただし、クライアントデバイスがスリープモードでWi-Fiアダプターを使用しない場合、Probe RSSIを使用するとサンプリングレートが標準に低下します。



3.個人用デバイスにWi-Fiポジショニングを使用する場合、測定周波数の特定の値について話すことは非常に困難です。 インフラストラクチャ側とクライアント側の両方から、この特性に影響する多くの要因があります。 特定の値を取得するには、無線調査と同様に行動する必要があります。つまり、システム全体と必要なクライアントデバイスのフィールドテストを実行する必要があります。



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