W2.1 Terminologia Fondamentale
Prima di analizzare le architetture, è essenziale conoscere il vocabolario del Wi-Fi. Questi termini vengono usati in ogni documentazione, certificazione e configurazione.
| Termine | Significato | Esempio |
|---|---|---|
| STA | Station — qualsiasi dispositivo con interfaccia Wi-Fi | Laptop, smartphone, stampante Wi-Fi |
| AP | Access Point — dispositivo che crea la rete wireless e fa da ponte verso la rete cablata | Cisco Aironet, Ubiquiti UniFi |
| SSID | Service Set Identifier — il “nome” della rete Wi-Fi (max 32 caratteri) | “Scuola-WiFi”, “Casa-5G” |
| BSSID | Basic Service Set Identifier — il MAC address della radio dell’AP | AA:BB:CC:11:22:33 |
| BSS | Basic Service Set — una singola cella wireless: 1 AP + i suoi client | Un AP nella stanza riunioni |
| ESS | Extended Service Set — più AP con lo stesso SSID che formano una rete unica | Wi-Fi di un intero campus |
| DS | Distribution System — la rete cablata che interconnette gli AP | Switch + cablaggio Ethernet |
| WLC | Wireless LAN Controller — gestisce centralmente tutti gli AP | Cisco WLC 9800 |
W2.2 Modalità Operative
Lo standard 802.11 definisce diverse modalità di funzionamento, ciascuna adatta a un caso d’uso specifico.
La modalità più comune. Tutte le STA comunicano attraverso l’AP, che fa da ponte verso la rete cablata. Ogni comunicazione tra due client wireless passa dall’AP (anche se sono vicini).
Uso: uffici, scuole, case — il 99% delle installazioni.
Connessione diretta tra STA senza AP. Ogni dispositivo è sia client che “server”. Nessun ponte verso la rete cablata.
Uso: condivisione file temporanea, emergenze, reti mesh di base. Poco usato.
Evoluzione dell’ad-hoc: un dispositivo funge da “Soft AP”. Più sicuro e gestibile dell’IBSS. Negoziazione automatica dei ruoli.
Uso: Miracast, stampa wireless, AirDrop-like, gaming locale.
W2.3 BSS, ESS e il Concetto di Cella
Ogni AP crea una cella (BSS): l’area di copertura radio entro cui i dispositivi possono connettersi a quell’AP. Per coprire aree più grandi, si usano più AP con lo stesso SSID, formando un ESS.
BSS 1
SSID: “Ufficio”
1 AP = 1 BSS
BSS 1
BSS 2
2+ AP = ESS
Stesso SSID, canali diversi
Stesso SSID — tutti gli AP annunciano lo stesso nome di rete. Per il client è trasparente: vede “una sola rete”.
Canali diversi — gli AP adiacenti devono usare canali non sovrapposti per evitare interferenza co-canale. A 2.4 GHz: 1-6-11. A 5 GHz: molte più opzioni.
Sovrapposizione ~15-20% — le celle devono sovrapporsi leggermente per garantire il roaming senza disconnessioni. Troppo poca sovrapposizione = zone morte. Troppa = interferenza.
W2.4 Il Processo di Connessione: Scanning e Associazione
Quando accendi il Wi-Fi del tuo smartphone, una serie di passi avviene automaticamente prima che tu possa navigare.
L’AP trasmette un beacon frame ogni ~100 ms (10 volte al secondo) su ogni canale. Il beacon contiene: SSID, BSSID, velocità supportate, canale, sicurezza (WPA2/WPA3), capacità (HT/VHT/HE). È grazie al beacon che il tuo telefono “vede” le reti disponibili. Un SSID può essere nascosto (hidden): l’AP non include il nome nel beacon, ma risponde comunque ai probe request diretti — non è una vera misura di sicurezza.
W2.5 Architetture: AP Autonomo vs Controller-Based
Ogni AP è indipendente: configurazione locale, gestione canali manuale, nessun coordinamento centralizzato.
- Configurazione: su ogni AP singolarmente
- Canali e potenza: impostati manualmente
- Roaming: gestito dal client (lento)
- SSID/VLAN: configurati su ogni AP
- Aggiornamenti: uno per uno
- Scalabilità: fino a ~5-10 AP
Ideale per: casa, piccolo ufficio, singola stanza.
Un WLC (Wireless LAN Controller) gestisce centralmente tutti gli AP. Gli AP sono “leggeri” (lightweight): eseguono i comandi del controller.
- Configurazione: centralizzata sul WLC
- Canali e potenza: RRM automatico
- Roaming: veloce (802.11r, OKC, PMK cache)
- SSID/VLAN: push da WLC a tutti gli AP
- Aggiornamenti: simultanei su tutti gli AP
- Scalabilità: centinaia/migliaia di AP
Ideale per: campus, aziende, scuole, ospedali.
CAPWAP (Control And Provisioning of Wireless Access Points, RFC 5415) è il protocollo che collega gli AP lightweight al WLC. Usa due tunnel UDP: il control tunnel (porta 5246) per configurazione, gestione e monitoraggio, e il data tunnel (porta 5247) per il traffico dati dei client. Quando un AP si accende, cerca il WLC (via DHCP option 43, DNS, o broadcast) e stabilisce i tunnel automaticamente.
Oggi molti vendor offrono AP gestiti via cloud (Cisco Meraki, Ubiquiti UniFi, Aruba Instant On). Gli AP si collegano a una piattaforma cloud che funge da controller virtuale. Vantaggi: nessun hardware controller da comprare, gestione da remoto via browser, aggiornamenti automatici, dashboard e analytics. Svantaggio: dipendenza dalla connessione Internet e dal vendor.
W2.6 RRM — Radio Resource Management
In un’architettura con controller, il RRM è il cervello che ottimizza automaticamente i parametri radio di tutti gli AP. Senza RRM, ogni AP dovrebbe essere configurato manualmente — un incubo in un campus con 100+ AP.
Il WLC analizza l’ambiente radio (interferenze, AP vicini, client) e assegna a ogni AP il canale ottimale, evitando sovrapposizioni e minimizzando l’interferenza co-canale. Ricalcola periodicamente se le condizioni cambiano.
Il WLC regola la potenza di trasmissione di ogni AP per creare celle della dimensione giusta: abbastanza grandi per coprire, abbastanza piccole per non interferire con gli AP vicini. Potenza troppo alta = più interferenza.
Molti pensano che aumentare la potenza dell’AP migliori la copertura. In realtà: l’AP trasmette più forte, ma il client (smartphone) ha una potenza fissa (~15 dBm). Risultato: il client “sente” l’AP da lontano ma l’AP non sente il client → connessione asimmetrica, instabile, con ritrasmissioni continue. Inoltre, una potenza troppo alta crea interferenza sugli AP vicini. La soluzione corretta: più AP a potenza moderata, non pochi AP a potenza massima.
W2.7 Roaming: spostarsi tra AP senza disconnettersi
In un ESS con più AP, quando un client si sposta fisicamente, a un certo punto il segnale dell’AP attuale diventa troppo debole e quello di un AP vicino diventa più forte. Il client deve cambiare AP: questo processo si chiama roaming.
Il roaming deve essere trasparente: l’utente non deve accorgersi del cambio di AP. Una videochiamata o una sessione VoIP non devono interrompersi. Questo richiede che il passaggio avvenga in meno di 50 ms (per il VoIP il limite è ~150 ms, ma ogni ms perso è audio perso).
| Tipo di roaming | Tempo | Come funziona | Standard |
|---|---|---|---|
| Layer 2 roaming | ~50-200 ms | Il client cambia AP ma resta nella stessa VLAN/subnet. L’IP non cambia. | Base 802.11 |
| Fast BSS Transition | ~20-50 ms | Pre-autenticazione con il nuovo AP prima del salto. Riduce il tempo di handshake. | 802.11r (FT) |
| OKC / PMK Caching | ~30-80 ms | Il WLC condivide le chiavi di sessione tra AP: il client non deve ri-autenticarsi. | Vendor-specific / 802.11r |
| Layer 3 roaming | ~200-500 ms | Il client cambia subnet: serve nuovo IP. Il WLC mantiene un tunnel per non perdere la sessione. | Controller-based |
Nella maggior parte dei casi, è il client a decidere quando e verso quale AP fare roaming — non l’AP o il controller. Ogni vendor di smartphone/laptop ha i propri algoritmi e soglie. Questo rende il roaming imprevedibile: un iPhone potrebbe restare “attaccato” a un AP lontano mentre un Samsung passa subito al più vicino. Lo standard 802.11v (BSS Transition Management) permette all’AP di “suggerire” al client di spostarsi, ma il client può ignorare il suggerimento.
Band steering: l’AP “spinge” i client dual-band dalla banda 2.4 GHz (congestionata) alla 5 GHz (più veloce). Tecnica: risponde ai probe request del client solo sulla banda preferita, o ritarda la risposta su 2.4 GHz.
Client steering: il controller distribuisce i client tra gli AP per bilanciare il carico. Se un AP ha 30 client e quello vicino ne ha 5, il controller può rifiutare le nuove associazioni al primo per forzarle al secondo.
W2.8 Mesh Wi-Fi
In una rete mesh, gli AP comunicano tra loro via wireless (backhaul wireless), formando una “maglia” che si auto-configura e si auto-ripara. Non tutti gli AP devono essere collegati via cavo allo switch.
Un nodo root (o gateway) è collegato alla rete cablata. Gli altri nodi (mesh AP) si connettono al root o tra loro via radio. I dati dei client “saltano” da nodo a nodo fino a raggiungere il root e da lì la rete cablata/Internet.
Nessun cavo necessario tra gli AP (installazione facile). Self-healing: se un nodo cade, il traffico viene re-instradato automaticamente. Ideale per ambienti dove il cablaggio è impossibile o molto costoso (edifici storici, spazi aperti, eventi temporanei).
Se il backhaul è wireless sullo stesso canale dei client, ogni hop dimezza il throughput (l’AP deve ricevere e ritrasmettere sullo stesso mezzo half-duplex). Con 2 hop il throughput è ~25% del massimo. Soluzioni: dedicated backhaul radio (una radio separata solo per il backhaul, es. banda 5 GHz alta per backhaul + 5 GHz bassa per client) o tri-band mesh (2.4 + 5 + 5 GHz o 2.4 + 5 + 6 GHz).
| Aspetto | AP tradizionali (cablati) | Mesh Wi-Fi |
|---|---|---|
| Backhaul | Ethernet cablato (1-10 Gbps) | Wireless (throughput variabile) |
| Installazione | Serve cablaggio a ogni AP | Solo alimentazione elettrica |
| Throughput | Costante e alto | Diminuisce ad ogni hop |
| Affidabilità | Alta (cavo dedicato) | Self-healing ma dipende dalla radio |
| Costo infrastruttura | Alto (cablaggio) | Basso (no cavi, solo corrente) |
| Uso ideale | Uffici, scuole, data center | Case grandi, eventi, outdoor, retrofit |
W2.9 SSID Multipli, VLAN e Segmentazione
Un singolo AP fisico può trasmettere più SSID contemporaneamente (tipicamente fino a 8-16), ciascuno associato a una VLAN diversa. Questo permette di segmentare il traffico wireless come si fa con gli switch cablati.
| SSID | VLAN | Sicurezza | Accesso |
|---|---|---|---|
| “Corp-WiFi” | VLAN 10 | WPA3-Enterprise (802.1X) | Dipendenti — accesso completo alla LAN |
| “Guest-WiFi” | VLAN 50 | WPA2-PSK o captive portal | Ospiti — solo Internet, LAN bloccata |
| “IoT-Devices” | VLAN 30 | WPA2-PSK | Sensori, telecamere — rete isolata |
| “Admin” | VLAN 99 | WPA3-Enterprise + MAC filter | Solo IT — gestione apparati |
Ogni SSID richiede il proprio beacon frame trasmesso periodicamente. Con 8 SSID, l’AP trasmette 8 beacon ogni 100 ms = 80 frame di management al secondo che consumano tempo di trasmissione (airtime) senza trasportare dati. La regola pratica: massimo 3-4 SSID per AP. Se servono più reti, usa VLAN con assegnazione dinamica basata su 802.1X (un solo SSID, la VLAN viene assegnata dal RADIUS in base all’utente).