szakmai cikk A ac kihívásai

Átírás

1 A ac kihívásai A n még nem ment ki a divatból, a gyártók még mindig ajánlják a telepítésekhez. Az informatikai vezetőknek viszont már gondolniuk kell a ac-ra történő átállásra, amikor az informatikai hálózatuk tervezéséről, átalakításáról van szó. Az új szabvány tele új lehetőségekkel, felkészülten várja a felhasználók növekvő igényeinek kiszolgálását, különösen a BYOD eszközök esetében. Csakúgy, mint a n a b/g előtt, a ac nagyobb sebességet ígér elődeihez képest. Elérhetővé válik az 1,3Gbps, de akár a 6,9Gbps, amennyiben a javasolt módosítások elfogadásra kerülnek. Ez a dokumentum bepillantást nyújt a ac szabvány kialakulásába, technológiai hátterébe, felvázolja az átállás lehetséges menetét. Vezetői összefoglaló A jövő vezeték nélküli hálózatai kihívások elé néznek. Lehetséges forgatókönyv, hogy 2015 közepére az okostelefonok túlnyomó többsége hardveresen már felkészült lesz a ac szabvány szerinti működésre. Azt sem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy a tabletek kapacitása 3-4-szer nagyobb az okostelefonoknál. Ebből egyenesen következik a növekvő sávszélesség igény, mivel az alkalmazások többsége felhőbe költözik, továbbá a VoIP és video jelentős elterjedése minimálisra csökkenti a lehetséges késleltetés és csomagvesztés értékét. A forgalomi minták is változnak. Eddig a letöltési irány igényelt nagyobb sávszélességet. Az okostelefonok és tabletek folyamatos terjedésével frissítési igényük megnő, asztali alkalmazások, reklámok jelennek meg rajtuk. A feltöltési irányban egyre több szinkronizációs esemény történik, mint pl.: a fotók feltöltése a felhő alapú tárolóba. A legtöbb BYOD eszköz folyamatosan azonosítást végez és szinkronizál a zökkenőmentes roaming érdekében. Mindezek rövidesen megjelennek a vállalati hálózatokban, a felhasználók besétálnak BYOD eszközeikkel az épületbe és használni fogják az ottani vezeték nélküli kapcsolatokat. Az új IEEE802.11ac szabvány platformot biztosít a jövőbeli kihívásoknak történő megfeleléssel, a rádiófrekvenciás spektrum korszerűbb kihasználásával. A technológiai fejlesztések jelentős mértékben növelik a sávszélességet és a teljesítményt az 5GHz sáv felhasználásával. Bevezetése két hullámban történik. 1 hullám: az eszközök elérhetik az 1,3Gbps sebességet a szélesebb csatorna bonding használatával, illetve a megnövelt modulációval és akár 3 egyidejű adatfolyam (spatial streams) alkalmazásával. 2 hullám: az eszközök el fogják érni a 6,9Gbps sebességet a még szélesebb csatorna bonding használatával, akár 8 egyidejű adatfolyammal és a Multi-User MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) technológiával ac ígéretei Megnövelt kapacitás, magasabb áteresztőképesség több egyidejű ügyfélkapcsolat alatt, teljesítmény csökkenés nélkül Alacsonyabb késleltetés, minőségileg jobb kapcsolat a valós idejű (VoIP, video) alkalmazások érdekében Hatékonyabb energiafelhasználás következtében kisebb fogyasztás az adattovábbítás során A ac-re történő migráció tervezése során fontos figyelembe venni, hogy az AP sűrűség nagyobb lesz a a/b/g hálózatokhoz képest annak érdekében, hogy megfeleljen a felhasználói igényeknek, amit a BYOD eszközök támasztanak. A megfelelő sávszélesség, a le-, és feltöltési igények szem előtt tartása lényeges szempont. Tehát nem

2 elég a lefedettséget tervezni, már figyelni kell a kapacitásra és a teljesítményre. Az AirMagnet Planner és Survey Pro ebben segít, nem csak a lefedettség, de a kapacitás is tervezhető kezdetektől fogva. A megnövekedett sebesség igény a vezetékes oldalt is érinti. Fontos átvizsgálni a meglévő infrastruktúrát, megfelelő terveket kell készíteni annak felkészítésére, mind a sebesség, mind a Power over Ethernet (PoE) 802.3at és 802.3af szabványok miatt. Amint az átalakítások megtörténnek, fontossá válik a teljesítmény és távtáplálás rendszerének ellenőrzése. Az átalakításokat és telepítéseket követően teszteket kell végezni a vezeték nélküli hálózaton. Célszerű ellenőrizni a valós sebességet, a teljesítményt, és ezt összehasonlítani a névleges értékekkel. A ac szabványt támogató eszközök nagy valószínűséggel gyorsabban fognak elterjedni az otthoni környezetben. Ösztönözni fogja a felhasználókat, hogy a hordozható eszközeiket bevigyék a munkahelyre a kényelmesebb munkavégzés érdekében. Ez komoly biztonsági rést fog jelenteni, lehetővé válik a potenciális elkövetők csatlakozása a belső hálózathoz. Elengedhetetlenül fontossá válik a nemkívánatos ac szabványt is támogató eszközök felismerése. A fenti mérések gyorsan és egyszerűen elvégezhetők hordozható megoldásokkal. Például a Fluke Networks OneTouch AT Network Assistant segítségével, ami a felhasználó szemszögéből képes ellenőrizni a paramétereket és ezzel időt és pénzt takaríthat meg. Mit hoz a ac? Még több alkalmazás, video streaming, adatbázisokban történő keresés, fájlátvitel, Voice over WiFi. A valós idejű alkalmazások állandó sávszélességet igényelnek, míg mások, beleértve a biztonsági mentéseket, nagy adatfájlokat, nagyszámú kliens környezetet, a nagyobb sávszélességet feltételezik. Jellemzői: 1. Adó és vevő antennák számának növelése, maximum 8 adatfolyam 2. Csatorna bounding 40, 80 vagy akár 160 széles csatornák 3. Ha az adó és vevő elég közel van egymáshoz, akkor 256 QAM kvadratúra amplitúdó modulációt használ, egyébként az n -es szabványnál megszokott 64 QAM-et. 4. Multi User MIMO működés A n szabvánnyal ellentétben, az ac az 5GHz-es sávban dolgozik. Ez teszi az ilyen vezeték nélküli hálózatokat robosztusabbá. Nem jelentkeznek azok a zavaró hatások, amelyek a 2,4GHz-es tartományt jellemzik, ahol a Bluetooth eszközök, a mikrohullámú sütők, az analóg kamerák vagy a DECT telefonok dolgoznak. A radar rendszerek viszont sugároznak az 5GHz-es tartományban! A ac megőrizte kompatibilitását a többi 5GHz-es technológiával (802.11a és n). Ez azt jelenti, hogy amennyiben a és n és ac kliensek kapcsolódnak azonos hálózathoz, a sebesség a kisebb sávszélességet támogató kliensekre redukálódik az ac -s kliensek kárára. A korai ac-s rendszerek tipikusan 1,3Gbps sebességen dolgoznak. Az elméleti sávszélesség 6,9Gbps, így ezek a rendszerek kezdenek előnybe kerülni a vezetékes társaikkal szemben. Egyre nagyobb a valószínűsége, hogy sok területen kiszorul a vezetékes infrastruktúra. Eszköz/stream n 20 csatorna bonding ac 40 csatorna bonding 80 Okostelefon (1 stream) 72Mbps 150Mbps 200Mbps 433Mbps Táblagép (2 tream) 144Mbps 300Mbps 400Mbps 866Mbps Notebook (3 stream) 216Mbps 450Mbps 600Mbps 1300Mbps n kontra ac adatsebesség Hogyan is működik a ac? A ac szabvány a n-ből fejlődött ki, és a következő újításokkal rukkolt elő: szélesebb csatornák, megnövelt moduláció és kódolás, beamforming (sugárformázás) és Multi User MIMO.

3 Szélesebb csatornák A n-es vezeték nélküli hálózatok a szabványos 20-es vagy 40-es csatornákat használják két 20 -es csatorna összefogással. A csatorna bonding volt ennek a szabványnak az egyik fő előnye, amivel sikerült sebességet növelni a korábbi szabványokhoz képest CH A ac fejlett csatorna bondingot használ, első körben jellemzően 80 széleset, később pedig 160-et, ami további sebesség növekedést eredményez egészen 6,9Gbps-ig. Magasabb moduláció és kódolási séma A n használja a 64 QAM-et (kvadratúra amplitúdó moduláció) 5/6 maximális kódolási sebességgel. A ac bevezette a 256 QAM-et, ahol a kódolási arány 3/4 és 5/6, ezzel is növelve a bitek számát egy időszeletben, elérve ezzel az 1,33-szor gyorsabb adatátviteli sebességet. Meg kell jegyezni, hogy a 256 QAM csak rövid távolságokon (5-6 méterig az AP-tól) nyújtja ezt a magas sebességet, amennyiben nem használunk több spektrumot és antennát. Továbbá a 256 QAM alkalmazásával a jelzaj viszony (SNR) 5-7 db-lel magasabb, mint n 64 QAM esetén. Multi User MIMO több adatfolyam (spatial stream) több antennával A MIMO a n esetében is alkalmazott technológia, több antennával egyaránt továbbításra és fogadásra. Az antennák számával hatékonyan növelhető a forgalom. 4 adó és vevő antennával potenciálisan négyszerezhető az adatsebesség, habár a piacon kapható n-es eszközök túlnyomó többsége maximum 3 antennával rendelkezik. A ac-s hozzáférési pontok már 8 adó- és vevő antennával még nagyobb adatátviteli sebességre képesek. Ezen felül a ac használja a Multi User MIMO technológiát, amely lehetővé teszi az egyidejű adatátvitelt több felhasználó számára. Elméletileg egy klienshez maximum 4 adatfolyam tartozhat egy 8 adatfolyamos, több felhasználós rendszerben. Beamforming (sugárformázás) A beamforming technikát már a n-es rendszereknél kezdték el fejleszteni. Jelentősége abban áll, hogy a vezeték nélküli jel szükség szerint a vevő felé terjedjen, javítva ezzel a teljesítményt és a lefedettséget. MU-MIMO és sugárformázás A diagram mutatja a Multi User MIMO működését a beamforming alkalmazásával, ami képes több felhasználóval egyszerre adatot cserélni, miközben az adott RF sugár dedikáltan az adott

4 felhasználó irányába erősebb. A ac úgy aposztrofált, mint a tökéletes megoldás a mai vezeték nélküli kihívásokra. Csak emlékezzünk arra, amikor a n bevezetésre kerül, számos kérdés merült fel, ami megoldásra várt sokáig. Elismerve ugyan a ac új képességeit (nagyobb kapacitás és teljesítmény, több adatfolyam, többutas jelterjedés, intelligens antenna kialakítás) nem szabad figyelmen kívül hagyni, hogy jelentősen befolyásolja a hatótávolságot és a teljesítményt az AP-k elhelyezése, az RF menedzsment, az optimalizációs és hibaelhárító stratégiák. A vezeték nélküli kapacitásnövekedés feltételeket támaszt a vezetékes infrastruktúrával szemben. Csak a kettő harmonikus együttműködése révén lehet elérni a maximális nyereséget. Vezetékes oldalon biztosítani kell a megfelelő sebességű felhordó hálózatot és a 802.3at (PoE Plus) és 802.3af szintű tápellátást és teljesítményt az AP-k számára. A ac képes kütyük valószínűleg hamarabb terjednek el a SoHo (small office, home office) környezetben, mint a vállalati szektorban. Tehát széles palettából lehet ac -s routereket választani a számítógépes boltok polcairól otthoni felhasználásra. Továbbá az új okostelefonok is hamar ac képesek lesznek. Éppen ezért a vállalatoknak rövidesen lépéseket kell tenni a biztonsági kockázatok csökkentése érdekében, amivel megakadályozzák, hogy ezek az eszközök ne kerüljenek be, illetve ne kapcsolódhassanak a vállalat hálózati infrastruktúrájához. Az új vezeték nélküli informatikai infrastruktúra kiépítése során általában elvárás a ac képes eszközök támogatása. A régebbi infrastruktúrák migrációjánál szintén valószínűsíthető. Az utóbbi esetben fontos a visszafelé kompatibilitás a a/b/g/n kliensek miatt. Törekedni kell a régi kliens eszközök cseréjére és az újak konfigurálásánál a ac használatára. Az n -es chipsetek esetében csak szoftveres frissítéssel nem lehet áttérni a ac támogatásra. Kizárólag a hardver cseréjével oldható meg. Ezért lesz szükség új kliens és AP eszközökre. Számos gyártó jóslata szerint az ac -re történő átállás egy evolúció és nem forradalom. Nem kell azonnal kidobni a régi, jól bevált vezeték nélküli vállalati hálózatot. Természetesen egy zöldmezős beruházásnál már javasolt ac -s infrastruktúrát építeni. A ac-s hozzáférési pontok közelebb lesznek egymáshoz, hogy az elvárt teljesítményt és sebességet tudják szolgáltatni. A csatornakiosztásra oda kell figyelni a kevés 80es és még kevesebb 160-es csatornák miatt. Egyes országokban nehéz lesz egyetlen egybefüggő 160-es csatornát használni. Ezen okok miatt nem valószínű, hogy a 160-es csatorna bonding jelentősen elterjed a vállalati hálózatokban. Sáv 20 -es szabad csatornák 20 Mhz Amerika Mhz 40 Európa 80 UNII-1 36,40,44, UNII-2 UNII-3 52,56,60, ,104,108, 112,116,120, 124,128,132, 136, ,153,157, 161, Nem átlapolódó Rendelkezésre álló csatornák 160 Egy jól működő vezeték nélküli hálózat alapjait a tervezéssel és a kiépítést követő felméréssel lehet lerakni. Már a tervezés során ajánlott arra gondolni, hogy egy felhasználónál akár három mobil eszköz is használatban lehet. Többféle vezeték nélküli szabványt is támogató hálózat esetében hasznosak azok a mobil, kézi méréstechnikai megoldások, amelyek képesek gyorsan és hatékonyan felderíteni a problémával fertőzött területeket, illetve betekintést engednek a vezetékes és vezeték nélküli eszközök konfigurációiba. Vezetékes hálózati kapacitás és teljesítmény követelmények A ac megjelenése magasabb követelményeket támaszt a vezetékes infrastruktúrával szemben. Hasznos lehet megvizsgálni a következőket: 1. Az adatátviteli út egy mobil kliens és a vezetékes oldali szolgáltatás között nyújtja-e azt a SLA-t (Service Level Aggreement), amit garan-

5 tálni kell a felhasználó számára? 2. Megkapja-e az AP a műszaki specifikáció szerinti feszültséget és teljesítményt? Klienstől a hálózat aktív eszközein keresztül a szerverig. OneTouch AT útvonal analízist végez, felismeri az útvonal összes eszközét és meghatározza a válaszidőt. További részletek az eszköz kiválasztásával jeleníthetők meg. A OneTouch AT felismeri az AP mögötti switchet, megmutatja portjának képességeit. Így könnyen ellenőrizhető, hogy kiszolgálja-e az AP által támasztott sebesség igényt. Biztonság A SoHo kategóriájú ac eszközök gyártói igyekeznek minél hamarabb piacra dobni megoldásaikat. Ezek nagy valószínűséggel hamarosan megjelennek a vállalati hálózatokban. A felhasználókkal könnyű elhitetni azt a marketing dumát, miszerint itt az 1,3Gbps sebességű WiFi hálózat. Gyorsan arra a következtetésre fognak jutni, hogy érdemes ezeket bevinni a vállalati hálózatba és rögtön lesz 1Gbps vezeték nélküli kapcsolatuk. Sajnos ezzel óriási biztonsági problémát okoznak az intézményük számára. Ahhoz, hogy ez ne történhessen meg, szükséges a 24x7 behatolás érzékelő (IDS) és megelőző (IPS) rendszerek használata. Amennyiben ilyen rendszerek nem állnak rendelkezésre, erősen javasolt legalább a kézi, hordozható mérő- és felügyeleti megoldásokat rendszeresíteni, hogy felfedezhetők, lokalizálhatók és kategorizálhatók legyenek a vezeték nélküli hálózati eszközök. A rendelkezésre álló információk alapján már könnyű eldönteni azok hovatartozását (saját vagy idegen), biztonsági besorolását és helyét. A OneTouch AT a hordozható jellege miatt egy ilyen eszköz, amely hamar felismeri és kategorizálja a WiFi eszközöket, továbbá segít azok fizikai helyének meghatározásában. Képes un. keresztkapcsolati analízisre (cross-linked). Ez azt a képességet hordozza magában, hogy megmutatja a WiFi képes eszközről annak vezetékes oldali kapcsolatát. Így gyorsan letiltható az adott switch port, amelyre a betolakodó ac képes eszköz csatlakozik. AA OnetTouch AT teljesítménytesztet végez a vezetékes oldalon. Méri a throughputot le-, és feltöltési irányban, továbbá a csomagvesztést és késleltetést. A ac képes AP vezetékes oldallal szemben támasztott követelményei ellenőrizhetők a OnetTouch AT segítségével. A TruePower teszt megvizsgálja a switch PoE képességét. A OnetTouch AT lokalizációs funkciója a jelszint alapján meghatározza a ac támogatású AP helyét. Ezzel a funkcióval gyorsan kiszűrhetők a veszélyes vezeték nélküli eszközök. A OnetTouch AT felfedezi és osztályozza az AP-ket a beacon keretek dekódolásának segítségével. Külön jelöli az ac képes eszközöket. Külön kategóriában felsorolja a klienseket, hálózatokat és csatornákat.

6 A saját AP-k kategorizálásával gyorsan felismerhetők a betolakodó eszközök. Kapcsolatok, hibaelhárítás és optimalizálás Függetlenül attól, hogy homogén ac alapú, vagy hibrid a/b/g/n/ac hálózatok kerülnek kialakításra, fontos ellenőrizni a kliens oldali kapcsolódást. Az ac képes kliensek valóban az ac -s beállításokat használják a megnövekedett sebesség és teljesítmény reményében? Ebben az esetben gondolni kell a korai ac képes AP eszközökre, amelyek csak 3 adatfolyamot és 80-es csatorna bondingot támogatnak. A a/b/g/n szabványokat támogató kliensek miatt a gyorsabb sebességre képes eszközök is szenvedni fognak, nem tudják kihasználni az ac nyújtotta előnyöket. A OneTouch AT ellenőrzi a kliensek beállításait, megmutatja a kapcsolódási paraméterket. Így könnyen ellenőrizhető annak ac képessége, illetve az a/b/g/n kliensek jelenléte. Roaming Az egyre növekvő számú BYOD eszközök alapértelmezett módon várják el a hálózattól a maximális mobilitást, a roamingot. Ezen túlmenően sok alkalmazás különféle típusú adatot mozgat a hálózaton, beleértve a hagyományos adatot, hang és video tartalmat, ami egyben folyamatos kapcsolatot feltételez. Egy pillanatnyi kimaradás megzavarhatja, illetve lehetetlenné teszi a kommunikációt, sőt adatvesztéssel is járhat. Éppen ezért fontos megvizsgálni a vezeték nélküli hálózat roaming képességét, megbízhatóságát. Vizsgálni kell a jelszintet, a zajt, a csatornaszámot, az újraküldések számát, mivel ezek karakterizálják a lefedettséget, a terheltséget és interferenciát, ami meghatározza a környezet barangolási adottságát. Ezek a paraméterek mérhetők, és kiértékelhetők erre megfelelő eszközökkel. Az AirMagnet WiFi Analyzer, illetve a OneTouch AT képesek ezen vizsgálatok elvégzésére. A ac szabvány visszafelé kompatibilis. A OneTouch AT képes ellenőrizni az AP konfigurációját és a kliens kapcsolódást. A Log tabon nyomonkövethető a kapcsolódás folyamata. A OneTouch AT felfedezi a ac támogatású AP-ket, megmutatja paramétereiket, lokalizálja azokat, kliens kapcsolódási tesztet végez, analizálja a csatornákat (2,4 és 5GHz), rögzíti és feldolgozza a menedzsment és vezérlő kereteket, ellenőrzi a kliens kapcsolatokat és méri a végfelhasználói elégedettséget. Teljesítmény és szolgáltatás minőség A végső cél, hogy a ac vezeték nélküli hálózat szolgáltassa az elvárt sebességet, teljesítményt és válaszidőt. Amennyiben ezen elvárások figyelembevétele a hálózat tervezése során megtörténik, akkor a felhasználók egy jól működő szolgáltatás rendszert használhatnak. Nézhetnek streaming videókat, használhatnak VoIP-ot, mozgathatnak nagyméretű fájlokat, leveleket, stb. Az a képesség, hogy mérhetővé válik a fenti szolgáltatások minősége, lehetővé teszi átlátni, megérteni és megtapasztalni, amit a felhasználó érzékel. A mérések elvégezhetők vállalati hálózaton, a távoli telephelyek közötti WAN kapcsolatokon keresztül egészen a felhő alapú szolgáltatásokat nyújtó adatközpontokig. A vezetékes és vezeték nélküli hálózaton kapott mérési

7 eredmények összehasonlíthatóak, értékes információt nyújtanak annak meghatározásához, hogy a probléma térben (vezetékes, vezeték nélküli hálózat) és időben (az adatkapcsolat mely fázisában) hol jelentkezik. A mérési eredmények optimálishoz történő viszonyítása is fontos feladat. Az értékek függnek a hálózat felépítésétől, konfigurációjától, az adatfolyam irányától. A rendszeres mérések segítenek megérteni, mi a normális a különböző ügyfelek és szolgáltatások esetében. Természetesen egy jól működő hálózatban is lehetnek olyan anomáliák, amiket csak egyes felhasználók érzékelnek. Ebben az esetben segíthet a forgalom rögzítése (capture) és utólagos elemzése. Összefoglalás A ac szabvány megjelenése kihívás a hálózati szakembereknek, a mérnököknek és az IT menedzsereknek. Körültekintően kell megtervezni a ac bevezetését hálózatukban, minden telephelyen. Át kell gondolniuk, milyen szempontok alapján fog megvalósulni, milyen változások szükségesek a meglévő infrastruktúrában. Ezek között említhető a felhasználói sűrűség, ami a kapacitást és a sávszélesség igényt is meghatározza. Ezek fognak elvezetni a hozzáférési pontok helyének meghatározásához és a meglévő vezetékes infrastruktúra átalakításához, mint pl.: hozzáférési pontok helyeinek kábelezése, megfelelő tápellátás biztosítása. Az otthoni ac -s vezeték nélküli hozzáférési pontok megjelenésével a vállalati biztonság felülvizsgálatra szorul annak érdekében, hogy időben felfedezhetőek és lokalizálhatóak legyenek a külső és egyben nemkívánatos eszközök. Végül, de nem utolsó sorban ellenőrizni kell a roaming képességet, az alkalmazások teljesítőképességét, a szerver válaszidőt a kliens szemszögéből. Ez segít megérteni és meghatározni a normális hálózati működést és annak előnyét, amit a ac bevezetése jelentet az intézmény számára. A OneTouch AT különféle alkalmazás teszteket (FTP, , video, web) képes végezni mind a vezetékes, mind a vezeték nélküli hálózaton. Így könnyen összehasonlítóvá válik a két kapcsolat teljesítőképessége. A OneTouch AT képes sávszélesség teszteket végezni vezetékes és vezeték nélküli kapcsolaton egy másik OneToch AT-vel, illetve Link- Runner AT-vel. Az Equicom Méréstechnikai Kft. megoldásai tervezési, üzemeltetési-hibaelhárítási és monitorozási feladatokra ac hálózatokhoz. A OneTouch AT képes végponti eszközként, illetve inline módon kapcsolódni a hálózathoz és rögzíteni a rajta áthaladó forgalmat egy mélyebb protokoll analízis érdekében.