Qué es el roaming Wi-Fi y cómo funciona en routers y Mesh

Con la salida del primer sistema Wi-Fi Mesh al mercado hace casi una década, el término «roaming Wi-Fi » se puso muy de moda, algo que hasta ese momento solamente estaba disponible en los puntos de acceso Wi-Fi de gama alta a un coste casi prohibitivo. Con un mundo cada vez más conectado a Internet, se ha vuelto fundamental tener una conexión fiable y siempre disponible, sin posibilidad de tener ningún tipo de corte incluso en nuestro hogar, y es aquí donde el roaming Wi-Fi se ha vuelto imprescindible.

Qué es y por qué es fundamental en redes Wi-Fi

Cuando tenemos más de un nodo Wi-Fi en una vivienda, oficina o empresa, lo más normal es tener el mismo nombre de red Wi-Fi (SSID), tipo de autenticación y autenticación en todos ellos. El roaming Wi-Fi es la característica que nos permitirá pasar de un nodo Wi-Fi a otro sin corte en la conexión inalámbrica, con el objetivo de proporcionar la mejor experiencia de usuario a los clientes. Cuando un cliente inalámbrico Wi-Fi esté cerca de un nodo, se conectará a él, pero si se mueve hacia el otro nodo, antes de que pierda la conexión con el primero, se conectará al segundo de forma completamente automática y transparente.

Hoy en día disponemos de routers Mesh, los cuales permiten crear una red compuesta por dos o más equipos, ya sean routers o repetidores Wi-Fi compatibles con la funcionalidad de Mesh. Por supuesto, los sistemas Wi-Fi Mesh compuestos por dos o más nodos, también incorporan esta característica que es tan crítica para las redes inalámbricas hoy en día. Finalmente, los APs profesionales también soportan esta característica, permitiéndonos pasar de uno a otro en la empresa sin que se nos corte la conexión Wi-Fi en ningún momento.

¿Por qué hoy en día es fundamental esta característica en los routers, sistemas Wi-Fi Mesh y APs? Los usuarios cada vez usan más las redes Wi-Fi para hacer llamadas VoIP, videollamadas o simplemente para consumir contenido multimedia, entonces es crítico proporcionar una conexión fiable y libre de cortes Wi-Fi. El roaming WiFi nos permitirá movernos con total libertad por casa, sin que eso suponga un problema o desconexión.

En algunas ocasiones el roaming puede ser un problema, imaginemos que tenemos una consola o una Smart TV que está entre dos nodos Wi-Fi, y están realizando roaming casi de forma continuada. Esto podría provocar cortes Wi-Fi si se realizan varios roaming de manera muy seguida, así que no es nada recomendable. Algunos fabricantes como ASUS han puesto solución a esto, pudiendo crear un listado de clientes en base a su dirección MAC, en los cuales está prohibido hacer un roaming WiFi para evitar el problema. También tenemos la posibilidad de «forzar» al cliente inalámbrico que siempre se conecte a un nodo en concreto, con el objetivo de que se conecte al que mejor nos funcione en una determinada ubicación. Gracias a la tecnología AiMesh de ASUS y a todas las opciones disponibles, lo cierto es que podremos configurar en detalle el buen funcionamiento de toda la red inalámbrica.

Funcionamiento

El roaming Wi-Fi funciona porque tanto los routers, sistemas Wi-Fi Mesh, APs WiFi y los clientes, soportan una serie de estándares diseñados específicamente para tal fin. Cuando hablamos de que un equipo soporta roaming Wi-Fi, lo habitual es que soporte los estándares 802.11k y 802.11v, pero en los equipos más avanzados también soportará el estándar 802.11r que es fundamental sobre todo si el tipo de autenticación es «WPA2/WPA3-Enterprise». A continuación, os vamos a explicar en detalle para qué sirven estos tres estándares, y cómo afectan a la experiencia con el roaming.

Estándar 802.11k

El estándar IEEE 802.11k se encarga de proporcionar la información necesaria para descubrir el mejor punto de acceso o nodo disponible en la red inalámbrica, con el objetivo de conectarse llegado el momento. Este estándar mejora enormemente la forma en la que se distribuye el tráfico dentro de una red, porque podríamos tener un AP totalmente colapsado de clientes inalámbricos, mientras que otro AP esté completamente libre, entonces es muy importante que haya un cierto balanceo de carga para que todo funcione correctamente.

El funcionamiento de este estándar consiste en:

1. El AP o nodo Mesh determinará que el cliente se aleja de él.
2. Informará al cliente que se prepare para cambiar a un nuevo AP o nodo cerca de él.
3. El cliente solicitará una lista de APs o nodos cercanos.
4. El AP o nodo proporcionará esta información requerida.
5. El cliente Wi-Fi se moverá al mejor AP o nodo que se le haya «recomendado».

Un aspecto muy importante, es que el cliente podrá pedir este listado de APs o nodos disponibles en cualquier momento, de hecho, en sistemas operativos Windows y Linux se puede modificar el comportamiento, haciendo que el roaming sea mucho más agresivo para que se cambie a un nuevo AP o nodo cuanto antes. En cualquier red con este estándar, se mejorará el rendimiento global de la red porque los clientes «lentos» que están muy lejos, no perjudicarán a los clientes más rápidos que están cerca, además, los clientes que funcionan con batería también notarán una mejora en la autonomía de la misma. En este estándar es el cliente el que toma la decisión de «cambiar» de AP o nodo por sí mismo.

Estándar 802.11v

El estándar IEEE 802.11v permite la configuración de dispositivos clientes mientras están conectados a las redes Wi-Fi, este estándar permite que los dispositivos cliente intercambien información sobre la topología de red, incluyendo información sobre la cobertura recibida, lo que permite que cada cliente sea consciente de la red donde está conectado. Los clientes inalámbricos compatibles con este estándar, permiten aceptar y responder a los marcos de administración de transición de conjunto de servicios básicos (BSS), esta característica permite que sea el router WiFi, sistema WiFi Mesh o el AP el que «obligue» a los clientes inalámbricos a pasar a otro AP o nodo de forma rápida.

El funcionamiento de este estándar consiste en:

1. El AP o nodo Mesh determinará que hay otro AP mejor que él para que un determinado cliente se conecte.
2. Informará al cliente sobre el listado de APs disponibles para que se conecte, y cuál sería el mejor en un determinado momento.
3. Solicita al cliente Wi-Fi para que haga un cambio de AP.
   1. Si el cliente no lo acepta, debe proporcionar información sobre por qué no acepta el cambio.
   2. Si el cliente lo acepta, se realizará el cambio lo antes posible y sin corte en la conexión inalámbrica porque todo está preparado.

El router Wi-Fi, Mesh o AP es el encargado de hacer el «estudio» de los mejores APs disponibles, para tener un buen equilibro de la red. Por este motivo, es importante que los routers o APs se «comuniquen» entre ellos, monitorizando continuamente a los clientes inalámbricos en función de su señal (RSSI) y otros aspectos. También permite que haya un roaming muy rápido y totalmente transparente para los clientes, haciendo que tengamos balanceo de carga entre nodos, e incluso para «expulsar» a clientes que están muy lejos y perjudican el buen funcionamiento de la red.

Además de poder pasar a otros routers o APs, este estándar también permite ahorrar energía, porque los clientes inalámbricos podrán «dormir» durante más tiempo, perfecto para ahorrar mucha batería en los smartphones, tablets e incluso dispositivos de domótica.

Estándar 802.11r

El estándar IEEE 802.11r permite reducir enormemente el tiempo de conexión al nuevo router, sistema Mesh o punto de acceso. Cambiar de un AP a otro tarda un tiempo (medido en milisegundos) muy valioso, y es crítico reducir este tiempo al mínimo para que los clientes inalámbricos no noten el «corte» en la conexión. Incluso cuando el cliente inalámbrico ya ha elegido previamente a qué AP conectarse para hacer el roaming, lo cierto es que el proceso de re-autenticación usando WPA2-PSK, WPA2-Enterprise, WPA3-SAE o WPA3-Enterprise lleva algo de tiempo y podríamos notar un mini-corte en la conexión inalámbrica.

Para routers y APs que no soportan el estándar 802.11r, el proceso consta de seis etapas:

• Escaneo activo o pasivo de todos los APs de la zona.
• Intercambio de mensajes de autenticación con el AP de destino.
• Intercambio de mensajes de re-asociación para establecer la nueva conexión con el AP de destino.

Aunque en este instante el cliente está conectado, todavía no hay intercambio de datos porque no se ha establecido una clave usando 802.1X, para hacerlo es necesario:

• Negociación de clave maestra por pared (PMK).
• Derivación de claves por pares (PTK), con su correspondiente protocolo de enlace de cuatro vías para la clave de sesión.
• Control de admisión de QoS.

Gracias al estándar 802.11r o también conocido como «Fast Roaming», de todo este proceso, nos quitaremos la negociación 802.1X, además, combina tanto el PTK como la admisión QoS para que sea mucho más rápido el movimiento entre APs. Como podéis ver, la autenticación se tendrá que hacer una vez en el primer router WiFi o AP profesional, y al cambiar de uno a otro no tendrá que volverse a autenticar desde cero.

Un aspecto muy importante, es que es fundamental que tanto el router WiFi, sistemas Mesh, APs y también los clientes Wi-Fi soporten este estándar 802.11r, de lo contrario, podríamos generar cortes en la conexión WiFi y funcionará peor que si no lo tuviéramos.

Qué es el EasyMesh y cómo funciona

EasyMesh es el nombre del estándar oficial de la Wi-Fi Alliance que garantiza que podremos montar una red Wi-Fi formada por routers, repetidores y sistemas Wi-Fi Mesh de cualquier fabricante, mezclando los fabricantes sin que tengamos ningún problema. Actualmente, si queremos montar una red Mesh con el fabricante ASUS, tendremos que comprar todos los equipos del mismo fabricante ya que son modelos que soportan AiMesh (el nombre de su tecnología de red Mesh). Lo mismo ocurre en el caso de AVM con sus routers FRITZ!Box y FRITZ!Repeater, solamente los equipos del propio fabricante nos permitirán formar una red mallada. En estos casos, no podemos «mezclar» fabricantes, así que la Wi-Fi Alliance decidió sacar un estándar para permitir que los fabricantes sean compatibles con otros fabricantes.

El funcionamiento de este estándar es muy sencillo, ya que tiene el mismo funcionamiento que las soluciones propietarias de los diferentes fabricantes. Tendremos un router Wi-Fi principal que se encargará de controlar toda la red, y posteriormente tendremos diferentes nodos que se conectarán con el router tanto vía Wi-Fi como vía cable. Este protocolo se encarga de toda la gestión de añadir nodos, quitar nodos, reiniciar nodos, elegir los mejores canales, proporcionar la función de roaming WiFi y band-steering, así como

Ahora mismo, si usamos un router Wi-Fi de marca ASUS, y posteriormente un repetidor de TP-Link, todo funcionará sin problemas, pero no tendremos las bondades de las redes Mesh que son el roaming Wi-Fi entre nodos y el band-steering. Hay otros fabricantes como TP-Link o D-Link que, en sus últimos modelos que han lanzado al mercado, sí disponen de este estándar oficial, aunque no es lo más normal ahora mismo. Los fabricantes de routers Wi-Fi para operadores como ZTE, parece ser que también están integrando este nuevo estándar, igual que sus soluciones para extender la red inalámbrica a través de repetidores. Poco a poco todos los fabricantes están empezando a integrar compatibilidad con este protocolo, no obstante, tampoco les «interesa» a todos los fabricantes hacerlo, porque así podrán programar el roaming como ellos quieran, además de tener que «forzar» a los usuarios a comprar siempre modelos de la misma marca y «acaparar» el mercado.