Migracje i wdrożenia

Powstaje pytanie - czy warto wdrażać technologię na wczesnym etapie jej rozwoju, gdy nie jest to wersja ostateczna? Bieżąca implementacja sieci bezprzewodowej to wybór pomiędzy zaawansowanymi i dojrzałymi rozwiązaniami 802.11n, a raczkującymi urządzeniami 802.11ac. Przypomnijmy: standard 802.11n oferuje prędkość w zakresie od 65 do 450 Mb/s z wykorzystaniem kanału o szerokości 40 MHz. Standard 802.11ac w obecnej formie to prędkość na poziomie od 290 do 1300 Mb/s dla kanału o szerokości 80 MHz. Niewątpliwą zaletą 802.11n jest duża dostępność sprzętu, doświadczeń i wdrożeń. Faza pierwsza 802.11ac rozwiązuje jednak wiele problemów obecnie stosowanych technologii. Głównym powodem migracji powinno być wielokrotne zwiększenie dostępnej przepustowości. Drugim powodem jest coraz większa ilość urządzeń z wbudowaną kartą 802.11ac, które sieci bezprzewodowe organizacji będą musiały wspierać już teraz. Wydajność urządzeń fazy pierwszej nie powinna przekroczyć 1 Gb/s, więc infrastruktura przełączników może pozostać niezmieniona dla pierwszej generacji 802.11ac.

W zasadzie migracja z 802.11n do 802.11ac w fazie pierwszej nie wymaga inwestowania w infrastrukturę poza zakupem nowych punktów dostępowych. Jeżeli posiadamy infrastrukturę 802.11n warto stopniowo rozbudowywać ją do technologii 802.11ac. Jeżeli nie posiadamy infrastruktury 802.11n, warto rozważyć jeszcze jeden model wdrożenia. Będzie to instalacja punktów dostępowych 802.11n w postaci modularnych urządzeń, które pozwolą na sprzętową aktualizację do standardu 802.11ac. Dobrym pomysłem jest także utrzymywanie równolegle obu standardów – 802.11n dla kompatybilności z częstotliwością 2,4GHz oraz zwiększenie zasięgu, a także 802.11ac dla nowych klientów tej specyfikacji.

Docelowa migracja do 802.11ac w pełnej specyfikacji będzie wymagała wymiany sprzętu. Urządzenia obsługujące starsze standardy 802.11a/b/g/n nie mogą zostać zaktualizowane do nowego standardu. Nie tylko punkty dostępowe powinny zostać zaktualizowane, ale także infrastruktura sieciowa wspierająca nowy standard. Punkty dostępowe powinny zostać dołączone do przełącznika sieci przy pomocy portów 1 Gb/s. Jeżeli będzie potrzeba zasilania punktu dostępowego przez port przełącznika z wykorzystaniem PoE, koniecznie należy zapewnić zasilanie o mocy nawet 20–30 W. Przełączniki dostępowe dla punktów 802.11ac powinny zostać połączone z warstwą szkieletową przy pomocy portów uplink o przepustowości 10 Gb/s.

Aktualnie większość rozwiązań 802.11ac odchodzi od architektury z centralnie umieszczonym kontrolerem ze względów niskiej wydajności takiego rozwiązania. Jeżeli jednak w strukturze istniejącej sieci istnieje kontroler, warto sprawdzić czy będzie wspierał rozwiązania 802.11ac. Nowe rozwiązania bardzo często rozpraszają funkcjonalności kontrolera pomiędzy inteligentne punkty dostępowe. Warto także zaplanować od nowa gęstość rozmieszczenia punktów dostępowych. W przypadku częstotliwości 5 GHz, ilość punktów powinna być zdecydowanie większa, niż w przypadku częstotliwości 2,4 GHz. Z kolei rekomendowana maksymalna liczba użytkowników przyłączających się do jednego punktu dostępowego nie powinna być większa niż 30.

Ze względu na wykorzystanie szerokości kanału na poziomie 80 czy 160 MHz, warto stworzyć plan wykorzystania częstotliwości oraz wstępną analizę środowiska radiowego. Sprawę szerokości kanału warto wyjaśnić szczegółowo. Typowo, systemy standardu 802.11 wykorzystują kanał o szerokości 20 MHz. W większości krajów Europy dostępnych jest 19 takich kanałów. Użycie pojedynczych kanałów na określonym terenie pozwala zrealizować zasięg bez nakładania się kanałów. Gdy zrealizujemy założenia standardu 802.11n i wykorzystamy kanał 40 MHz, liczba nienakładających się kanałów spada do 9. To nadal jest dość dużo i pozwala poprawnie zaimplementować standard w każdym środowisku. W przypadku 802.11ac mamy do czynienia z kanałami o szerokości 80 MHz oraz 160 MHz. Przy szerokości kanału 80 MHz uzyskujemy tylko 4 nienakładające się kanały, natomiast przy szerokości kanału 160 MHz dysponujemy tylko 2 nienakładającymi się kanałami. W środowisku gdzie zaimplementowany będzie jeden punkt dostępowy lub gęstość ich rozmieszczenia będzie niewielka nie będzie stanowiło to problemu. W środowisku gęsto rozmieszczonych punktów dostępowych konieczna będzie odpowiednia kontrola sieci bezprzewodowej, aby sieć bezprzewodowa pracowała poprawnie. Warto podkreślić, że standard 802.11ac wdrożony w dużej sieci będzie wymagał precyzyjnego planowania kanałów. To nie będzie technologia, którą można podłączyć do sieci i zapomnieć.

Docelowo istnieją dwie ścieżki migracji sugerowane przez większość producentów. Pierwsza zakłada całkowite usunięcie sprzętu 802.11a/b/g, pozostawienie sprzętu 802.11n oraz wdrażanie stopniowe sprzętu 802.11ac. Druga ścieżka zakłada wsparcie dla wszystkich standardów jednocześnie. Wszystkie punkty dostępowe 802.11ac powinny zapewniać wsteczną kompatybilność ze standardami 802.11a/n. Pozwoli to na stopniową migrację do 802.11ac w rozsądnym przedziale czasowym. Wsteczna zgodność 802.11ac jest realizowana w zakresie maksymalnej współpracy z urządzeniami 802.11a/n. Urządzenia 802.11ac powinny wspierać wszystkie podstawowe tryby pracy 802.11a oraz 802.11n. Punkt dostępowy 802.11ac powinien komunikować się z urządzeniami klienckimi 802.11a/n z użyciem mechanizmów transmisji 802.11a/n. Klient 802.11ac powinien komunikować się z punktami dostępowymi 802.11a/n, wykorzystując do tego celu mechanizmy transmisji 802.11a/n. Kompatybilność jest ograniczona do technologii wykorzystujących częstotliwość 5 GHz. Urządzenia 802.11ac nie powinny powodować utrudnień w komunikacji urządzeń 802.11a/n.

Jak kontrolować sieć bezprzewodową?

Do niedawna każde wdrożenie rozbudowanej sieci bezprzewodowej było oparte o centralnie umieszczony kontroler. W takim wdrożeniu punkty dostępowe posiadały ograniczone funkcjonalności, ponieważ większość procesów realizował kontroler sieci bezprzewodowej. Kontroler zarządzał autentykacją i uwierzytelnieniem użytkowników, monitorował i kontrolował środowisko radiowe RF, realizował dobór kanałów, kontrolował moc urządzeń, często dostarczał usług lokalizacyjnych. Większość dużych sieci bezprzewodowych do czasu pojawienia się standardu 802.11n, oparta była o architekturę z centralnym kontrolerem. Dane dotyczące zarządzania trafiały do kontrolera, natomiast ruchu pochodzący od klientów bezprzewodowych był przesyłany przez kontroler do sieci. Kontroler stanowił w pewnym sensie urządzenia dostępowe dla użytkowników bezprzewodowych. Sieć bezprzewodowa była zupełnie odseparowana od sieci przewodowej. Wraz z pojawieniem się standardu 802.11n, a obecnie 802.11ac ilość danych przesyłanych przez sieć bezprzewodową radykalnie wzrosła. W sieciach bezprzewodowych pojawiła się bardzo duża liczba nowych urządzeń, a dodatkowo zwiększyły się prędkości dostępu do infrastruktury. Centralnie umieszczony kontroler przez który przechodził cały ruch sieciowy stał się wąskim gardłem sieci bezprzewodowej. Od wprowadzenia standardu 802.11n nie było już mowy o kilkudziesięciu czy kilkuset Mb/s zagregowanego ruchu sieci bezprzewodowej, ale o kilku Gb/s. Wielu dostawców w odpowiedzi na powyższe zjawiska zrezygnowało z centralnie umieszczonego kontrolera i przesunęło tą funkcjonalność na brzeg sieci do punktu dostępowego. Ruch z sieci bezprzewodowej w takim przypadku trafiał bezpośrednio do infrastruktury organizacji. Architekturę określono rozproszoną, a funkcje kontroler rozdzielono pomiędzy poszczególne punkty dostępowe. Wąskie gardło sieci zostało zlikwidowane. W przypadku 802.11ac możemy mieć do czynienia z przepustowością zagregowaną z wielu AP o wartościach nawet kilkudziesięciu Gb/s. W tym przypadku tylko architektura rozproszona może zadziałać poprawnie.

Część dostawców propaguje usługę z centralnie umieszczonym kontrolerem, nawet w przypadku obsługi standardu 802.11ac. Tunelowanie ruchu przez kontroler upraszcza zarządzanie punktami dostępowymi, uwierzytelnianiem klientów, ale nie jest to najbardziej efektywna architektura. Natomiast coraz częściej kontroler pozostaje w sieci w celu zarządzania infrastrukturą, ale nie zajmuje się transportem ruchu od klientów. Kontrolery mogą także przesyłać ruchu centralnie w trybie mostu lub tunelu, co znacznie mniej obciąża sprzęt. Model wdrożenia takiego rozwiązania może być realizowany lokalnie, wirtualnie, a także w chmurze.

Podsumowanie

Na przestrzeni najbliższych 2–3 lat w sieciach powinna pojawić się ogromna liczba urządzeń klienckich z wbudowanymi kartami bezprzewodowymi standardu 802.11ac. Zakładając coraz większą liczbę urządzeń bezprzewodowych w organizacjach, zarówno należących do organizacji, jak i pochodzących z zewnątrz (BYOD), nie ma odwrotu od implementacji środowiska bezprzewodowego standardu 802.11ac. O ile pojedyncze urządzenia w wielu implementacjach będą potrafiły osiągnąć maksymalne parametry pracy, o tyle w sieciach składających się z wielu punktów dostępowych będzie to trudne. Szczególne zadanie na tym etapie przypada producentom sprzętu zarządzania środowiskiem radiowym 802.11ac. Tylko skuteczna kontrola środowiska radiowego będzie umożliwiała pokaz pełnego spektrum możliwości nowego standardu. W rzeczywistości większość wdrożeń będzie wymagała wsparcia w postaci standardu 802.11n, przynajmniej w początkowym etapie implementacji 802.11ac. Wydaje się, że ilość pojawiających się urządzeń klienckich – także w inteligentnych telefonach – wymusi masowe implementacje w bliskim zakresie czasowym.