Buzz
Trong vài năm gần đây, Mesh Wifi Router đã được tiếp thị và quảng cáo rất nhiều, được nhấn mạnh với nhiều lợi ích như việc sử dụng một hệ thống mạng duy nhất (một tên wifi duy nhất), giúp người dùng có kết nối liên tục và tự động kết nối đến điểm phát gần nhất khi di chuyển hoặc thay đổi vị trí.
Tuy nhiên, điểm yếu của Mesh là kết nối không dây giữa các 'bộ phát Wifi' có thể làm giảm tốc độ và không ổn định. Do đó, thuật ngữ 'Mesh có dây' đã xuất hiện nhằm tăng tốc độ và ổn định. Trong bài viết hôm nay, chúng ta sẽ phân tích và làm sáng tỏ về các vấn đề liên quan đến Mesh Wifi.So sánh Wifi Router và Wifi Access Point
Trước khi thảo luận về Mesh, hãy tìm hiểu thêm về một số thiết bị Wifi thông thường. Mặc dù cùng được gọi là 'bộ phát wifi', nhưng Router và Access Point là hai thiết bị khác nhau với chức năng chính khác nhau. Hãy nhìn lại quá khứ một chút khi mà mỗi thiết bị chỉ đảm nhận một nhiệm vụ duy nhất của nó:- Router: được gọi chính xác là bộ định tuyến, là thiết bị giúp các thiết bị từ một mạng có thể kết nối với mạng khác, hoặc trong trường hợp phổ biến tại gia đình, làm cho các thiết bị trong mạng LAN (Local Area Network) có thể kết nối với nhau và kết nối với mạng Internet từ Modem. Router phân phát IP cho các thiết bị trong mạng LAN và thực hiện định tuyến để kết nối các thiết bị trong mạng LAN đến mạng WAN (Wide Area Network) hay Internet
- Access Point: được gọi chính xác là điểm truy cập, là thiết bị chuyển đổi tín hiệu có dây thành tín hiệu không dây và tạo kết nối với các thiết bị khác trong mạng qua WiFi [3]. Access Point chuyển đổi mạng LAN (dây) thành mạng WLAN (không dây), phát sóng Wifi SSID, kiểm tra mật khẩu cho các thiết bị như điện thoại, laptop khi kết nối và thiết lập kết nối Wifi. Tuy nhiên, Access Point không thể hoạt động độc lập; để thiết bị như điện thoại và laptop truy cập mạng LAN và internet, Access Point phải kết nối với Router vì nó không thể tự cấp IP.
Bộ định tuyếnMesh Wifi là gì?
Trước đây, Access Point phải kết nối với Router qua cáp mạng LAN để hoạt động. Trong sơ đồ mạng, Access Point nằm sau Router, vì vậy chúng ta có thể hiểu Access Point có uplink từ router. Nhưng ngày nay, công nghệ Wifi đã tiến bộ đủ để Access Point có thể kết nối với Router qua sóng Wifi, giúp Access Point có thể uplink qua Wifi.
Khác với uplink bằng dây, khi chỉ có thể cắm một đường uplink qua cáp, uplink qua wifi cho phép thiết bị kết nối với nhiều thiết bị xung quanh và tạo ra một mạng lưới, và chúng ta gọi đó là ‘Mesh’. Đơn giản, trong tình huống gia đình, tính năng Mesh là uplink qua Wifi.
Tuy nhiên, hiện nay, “mesh” thường được hiểu là: những thiết bị mạng có thể cùng hoạt động trong một mạng thống nhất, có thể được quản lý tập trung. Nhưng điều này đã gây hiểu lầm rằng chỉ có các thiết bị có từ “mesh” mới có những khả năng đó.Sai lầm 1: Mesh là mạng thống nhất, các 'bộ phát wifi' khác không
Đây thực ra là một hiểu lầm giữa Router Wifi và Access Point Wifi, dù cả hai thường được gọi là 'bộ phát wifi'. Khi mua một 'bộ phát Wifi' để mở rộng sóng, thường các cửa hàng ở Việt Nam đều bán Router Wifi thay vì Access Point. Ưu điểm của Router Wifi là dễ thiết lập, chỉ cần cắm dây vào cổng WAN, sau đó truy cập IP ở mặt sau của Router (192.168.0.1) là có thể cài đặt Wifi và kết nối Internet. Rất đơn giản. Tuy nhiên, thực chất, bạn đang tạo ra một mạng con mới (192.168.0.1) trên Router mới, dưới lớp mạng chính (192.168.1.1) của Router Wifi gốc. Các thiết bị kết nối Wifi từ Router mới sẽ được Router mới cấp IP (192.168.0.2) và nằm trong mạng con. Vì vậy, nếu sử dụng Router Wifi để mở rộng sóng, bạn không có một mạng thống nhất, dù tên Wifi và mật khẩu có giống với mạng Wifi gốc.
Nếu sử dụng Access Point hoặc cấu hình Router Wifi làm Access Point, Access Point sẽ nhận IP từ Router chính, mạng Wifi mới sẽ cùng lớp mạng với Router gốc. Khi thiết bị kết nối đến Wifi của Access Point sẽ được Router gốc cấp IP và quản lý (192.168.1.3). Bạn vẫn có một hệ thống mạng thống nhất.
Sự Thật 1: Do đó, việc có một mạng thống nhất không nhất thiết phải sử dụng hệ thống Mesh. Bạn vẫn có một mạng thống nhất khi sử dụng 1 Router và nhiều Access Point.
Thực Tế 2: Trong hệ thống Mesh Router Wifi, chỉ có node chính làm Router, các node phụ hoạt động ở chế độ Access Point.
Hiểu lầm 2: ‘Mesh qua Dây’
Hiểu lầm này xuất phát từ một nhược điểm của Mesh Router Wifi. Vì sử dụng sóng Wifi làm uplink, và Wifi là Half Duplex, tức là không thể truyền và nhận đồng thời, vì vậy sau mỗi bước nhảy không dây, tốc độ thực tế sẽ giảm một nửa.
Tuy nhiên, tốc độ thực tế lại dựa vào tốc độ lý thuyết (PHY rate), còn PHY Rate phụ thuộc vào cường độ sóng, mà cường độ sóng lại bị ảnh hưởng bởi khoảng cách và vật cản giữa 2 node.
Do đó, để có một hệ thống Mesh với tốc độ ổn định, thường chúng ta cần giảm số lượng ‘bước nhảy’ nhưng vẫn cần đặt các node gần nhau để đảm bảo tốc độ lý thuyết (PHY rate) cao và phủ sóng đủ diện tích.
Điều này tạo ra một mâu thuẫn khó xử lý trong mesh wifi. Ví dụ, để phủ sóng cho một quãng đường dài 100 mét, bạn gắn 4 thiết bị mesh không dây nối tiếp nhau để giảm khoảng cách giữa chúng, tuy nhiên sau 3 bước nhảy, tốc độ thực tế của node cuối cùng chỉ còn 12.5% so với node ban đầu.
Giảm số lượng thiết bị để giảm số bước nhảy, nhưng lại làm tăng khoảng cách giữa các node. Dù vậy, dù node cuối còn 25% băng thông thực tế, nhưng PHY rate trên đường truyền đã giảm đáng kể và chúng ta vẫn không thể đạt được tốc độ tốt hơn.
Mình đã viết một bài phân tích sâu hơn về tốc độ lý thuyết và tốc độ thực tế của Wifi, bạn có thể đọc thêm tại đây
Vậy vấn đề cần được giải quyết bằng cách kết nối dây cho hệ thống Mesh, và từ đó ta có thể đặt tên mới cho nó là “Mesh có dây”, nhưng thực ra đó chỉ là quay lại giải pháp truyền thống: Router kết nối dây với Access Point.
Sự thật 3: Mesh có dây thực ra là mô hình Router kết nối dây với Access Point
Thậm chí, hiện nay cũng có nhiều Access Point hỗ trợ tính năng Mesh qua Wifi, giúp việc cài đặt hệ thống linh động hơn. Vì vậy, 'Mesh có dây' trở nên giống hệt Router + Access Point với tính năng Mesh.Hiểu lầm 3: Chỉ có Mesh mới khiến thiết bị cuối di chuyển đến điểm phát Wifi gần nhất
Khi di chuyển trong mạng Mesh Router Wifi, thiết bị tự động chuyển sang điểm phát Wifi gần nhất để duy trì kết nối ổn định, điều này gọi là chuyển vùng Wifi/AP (Wifi roaming, AP roaming). Sự thật 4: Việc chuyển vùng do thiết bị cuối như điện thoại hoặc laptop quyết định, không phải do Router hay AP. Tiêu chuẩn chuyển vùng thường sử dụng là 802.11k/v/r và cần phải được hỗ trợ cả ở thiết bị phát Wifi và thiết bị cuối. Có lẽ nhiều người đã gặp trường hợp trong mạng Mesh, một số thiết bị như điện thoại cũ, camera Wifi, hoặc một số thiết bị Smarthome không kết nối đến điểm phát Wifi gần nhất mà lại chọn điểm phát xa hơn. Điều này xảy ra khi những thiết bị này không hỗ trợ tiêu chuẩn roaming và không nhận diện được điểm phát sóng tốt hơn, chỉ tình cờ kết nối với điểm sóng đầu tiên nó bắt được.
Ảnh được cung cấp bởi: TP-Link
Tuy nhiên, không chỉ các hệ thống Mesh Router Wifi mới có tiêu chuẩn về roaming, hầu hết các thiết bị Access Point cũng đã hỗ trợ từ lâu.
Với Access Point có tính năng Roaming, thiết bị có thể tự động chuyển vùng và kết nối đến Access Point gần nhất, tương tự như Mesh Router. Mỗi hãng có thể có các tuỳ chỉnh riêng cho tính năng này, nhưng với tiêu chuẩn, chỉ cần cài đặt đúng là hoạt động.
Mình đã tự thiết lập một mạng Wifi gồm Router, Access Point và Modem từ 3 thương hiệu khác nhau, kết nối qua dây cáp. Thiết bị chuyển vùng mượt mà và không gây gián đoạn khi di chuyển.
Để sử dụng Fast roaming giữa các thiết bị, mình cài đặt SSID, mật khẩu và bảo mật giống nhau. AP và modem được kết nối vào Router chính qua dây cáp ethernet và chia sẻ cùng một subnet. Cài đặt 3 kênh 5Ghz không chồng lấn. Thử setup Fast roaming với AP hoặc Router từ các hãng khác nhau có chuẩn 802.11k/v và 802.11r.
Để tối ưu chuyển vùng, cần có sự chồng lấn khoảng 15-20% trong việc phủ sóng Wifi. Với Router + Access Point, việc này đơn giản hơn vì mỗi Access Point đều có uplink dây đến Router.
Trong mạng Mesh Router Wifi, sự chồng lấn có thể gây ra mâu thuẫn với việc chuyển vùng và duy trì kết nối đến bộ phát xa hơn.
Thông tin bổ sung:- 802.11k/v: thường được gọi là roaming – chuyển vùng
- 802.11k/v + 802.11r: thường được gọi là fast roaming hoặc seamless roaming – chuyển vùng nhanh hoặc chuyển vùng không gián đoạn
Hiểu sai 4: Mesh mới không có quản lý tập trung
Thực ra ở điểm này, chúng ta cần nhìn nhận rằng, các hệ thống Mesh không hẳn là dễ sử dụng và quản lý khi chỉ có thể thực hiện mọi thứ tại một điểm duy nhất. Điều này không phải lúc nào cũng là điểm mạnh của một hệ thống Router Mesh Wifi. Nhưng không chỉ có Mesh Router Wifi mới có khả năng quản lý tập trung, các hệ thống Access Point hiện nay cũng không kém cạnh, có thể cài đặt và quản lý tập trung. Ngoài ra, một số thương hiệu còn có nền tảng quản lý tập trung thông qua đám mây, cho phép thiết lập mọi thứ qua internet ngay từ khi mở hộp thiết bị. Sự khác biệt chính có lẽ chỉ nằm ở việc sử dụng Router và Access Point từ các nhà sản xuất khác nhau, khiến cho việc cấu hình router có thể phải thực hiện ở một địa điểm khác.
Demo một hệ thống quản lý tập trung qua Cloud của Zyxel. Một số thương hiệu khác như Aruba, Unifi, TP-Link… cũng có các giải pháp tương tự
Trước đó, mỗi công ty thường sử dụng một tiêu chuẩn riêng để quản lý tập trung các thiết bị trong hệ sinh thái của mình. Tuy nhiên, gần đây, một số thương hiệu đã bắt đầu tích hợp tiêu chuẩn Easy Mesh của Hiệp hội Wifi, giúp các thiết bị từ các thương hiệu khác nhau có thể giao tiếp và tham gia vào hệ thống một cách dễ dàng hơn. Tuy nhiên, các thiết bị cũ có thể không tương thích hoặc cần phải được cập nhật phần mềm để tương thích với tiêu chuẩn này.Hiểu sai 5: Khả năng mở rộng không ‘vô cùng lớn’
Khả năng mở rộng có hạn với đối tượng sử dụng gia đình. Thông thường, chỉ cần 3-4 điểm phát sóng để cover toàn bộ căn nhà. Vì vậy, một số hệ thống Mesh Router với giới hạn khoảng 6-12 thiết bị (tuỳ hãng), đã là đủ cho gia đình sử dụng. Với các mạng doanh nghiệp, trường học, khách sạn… thì sao? Thực tế, họ sử dụng hệ thống Router + Access Point và số lượng Access Point có thể thêm vào hệ thống mạng có thể lên tới hàng chục thiết bị, miễn là Router có khả năng chịu tải và có kết nối vật lý tương ứng.
Một ví dụ về triển khai hệ thống 30 Access Point phục vụ 600 người dùng cùng lúc của Cisco Meraki
Liên quan đến khả năng chịu tải, với hệ thống Mesh Router có thể không hiệu quả nếu có quá nhiều tải và nhiều thiết bị kết nối.
Ví dụ, nếu có 5 phòng, mỗi phòng có 20 thiết bị kết nối, tổng cộng là 100 thiết bị. Khi sử dụng Mesh Router, chúng ta cần sử dụng nhiều Router tương đương số phòng để chịu tải 100 thiết bị. Tại thời điểm này, Router chính hoạt động ở tải đầy 100% trong khi các Router phụ chỉ hoạt động ở tải 20%, điều này không hiệu quả và có thể gây lãng phí tài nguyên và ngân sách.
Trong trường hợp của Router và Access Point, chúng ta có thể sử dụng một Router mạnh mẽ hơn để chịu tải cho 100 thiết bị và sử dụng nhiều Access Point hơn để chia tải cho 20 thiết bị mỗi chiếc. Điều này sẽ hiệu quả hơn vì mỗi thiết bị thực hiện nhiệm vụ cụ thể và không gây lãng phí tài nguyên.
