Metodyka projektowania sieci bezprzewodowych

Transkrypt

1 Metodyka projektowania sieci bezprzewodowych Mateusz Grajewski Systems Engineer, CCIE R&S Poznań,

2 1. Wstęp 2. Jak podejść do projektowania? 3. Technologie optymalizacji 4. Bezpieczeństwo 5. Modele wdrożeniowe 6. Portfolio 2

3 Środowisko pracy zmienia się i podlega ewolucji Bogactwo różnorodnych urządzeń końcowych Średnio każda osoba używa 15 miliardów urządzeń w roku 2015 będzie 3 do 4 urządzeń które są podłączone do sieci podłączonych do sieci 40% pracowników przynosi swoje własne urządzenia do pracy (BYOD) BOGACTWO URZĄDZEŃ STANOWISKO PRACY NOWEJ GENERACJI WIRTUALIZACJA 3

4 Optymalizacja dostępu Większe zagęszczenie użytkowników Stworzenie przestrzeni roboczej Oszczędności Mieszane środowisko klientów Optymalne wykorzystanie zasobów w środowiskach mieszanych Spokojna migracja urządzeń Obsługa nowych urządzeń i usług Nowe urządzenia mobilne nowy poziom interakcji Wspomaganie procesów Zasięg oraz wydajność sieci umożliwiająca swobodne działanie dowolnego urządzenia mobilnego 4

5 5

6 2.4 GHz tylko 3 (4*) nie nakładające się kanały Dużo lepiej w 5 GHz 2.4 GHz i 5 GHz to rozdzielne porcje spektrum, zwykle wymagające oddzielnych anten Większość urządzeń 5 GHz wspiera także 2.4 GHz b/g to 2.4 GHz a to 5 GHz n lub 5 GHz ac 5 GHz 6

7 Każdy kraj lub region posiada zdefiniowane reguły użycia przestrzeni RF, w tym zakresy częstotliwości i dopuszczalną moc transmisyjną W Polsce podlegamy domenie ETSI A szczegóły związane z interesującym nas zakresem częstotliwości definiuje Rozporządzenie Ministra Infrastruktury w sprawie urządzeń radiowych nadawczo-odbiorczych A konkretnie Załącznik 1, Aneks 3 7

8 Kanały zaprojektowano z 5-MHz odstępem, każdy kanał DSSS zużywa kilka takich sąsiednich kanałów. Tylko 3 (ew. 4) nie nakładające się kanały są dostępne w paśmie 2.4GHz ISM Nakładanie się kanałów powoduje interferencje 8

9 Let s talk about ac - How is it like.11n? Bonding na 80 MHz (Wave-1) i 160 MHz (Wave-2) Uwaga: Prowadzone są starania w celu zwiększenia liczby dostępnych kanałów w paśmie 5 GHz. Efektywne wykorzystania spektrum radiowego to szybsze wysłanie danych, np. przez smartfon = mniejsze zużycie baterii 9

10 Fajnie mieć Rozpowszechnione Aplikacje multimedialne Krytycz ne dla działan ia K L I E N C I \ PA S M O ac-1 1,3 Gb/s 10Gb/s przyszłość ac Gb/s n 450 Mb/s a, b 11 Mb/s g 54 Mb/s 11Mb/s

11 11

12 11n obecnie obsługuje Single User MIMO (SU-MIMO) 11ac Wave 1 także potrafi tylko SU- MIMO. 11ac Wave 2 wspiera Multi-User MIMO (MU-MIMO) Zamiast jednej ramki dla jednego odbiorcy wysyłamy wiele ramek dla wielu odbiorców naraz Np.: AP z 4 antenami może wysyłać 1 strumień do 3 smartfonów jednocześnie Większa przepustowość dzięki komunikacji z wieloma klientami jednocześnie (ale tylko w jedną stronę do klientów) Zaawansowane obliczeniowo: AP musi zaprogramować nadajniki tak, aby strumień danych #1 trafił do pierwszego odbiorcy a jednocześnie został wyzerowany (null-steer) dla pozostałych 12

13 v MacBook v Galaxy S5 v iphone 6 v ipad Air 2 v Galaxy S6 v 1st v Wave 2 Smartphone (MU-MIMO, 1x1) v ac Inflection Point (Active Users) v Wave 2 WFA Certification 1st Wave 2 Enterprise Class AP (MU-MIMO, 80MHz) v ac IEEE Ratification v ac Inflection Point (Shipping Devices) v 2nd Wave 2 Enterpr Class AP (MU-MIMO, 160MHz, NBASE-T) Podane daty są szacunkowe i mogą ulec zmianie 13

14 Supports Multiple Gigabit Speeds FE, 1G, 2.5G, 5G and 10G mgig speeds with Cat 5E Cabling 10Gig speeds with Cat 6a/6e Cabling POE+/UPOE with 10G over 100m range 14

15 Określić wymagania Wybrać wspierane protokoły Określić rozmieszczenie punktów dostępowych Zoptymalizować konfigurację 15

16 korzysta z medium współdzielonego Wydajność/przepustowość całkowita to wydajność komórki z której korzystają wszyscy jej użytkownicy Im większa komórka tym więcej użytkowników w komórce Większa wydajność per użytkownik à więcej małych komórek à więcej punktów dostępowych (AP Access Point) w danym obszarze Ilu użytkowników per punkt dostępowy? Jaka jest całkowita przepustowość punktu dostępowego? Jaką średnią przepustowość per użykownik chcesz dostarczyć? 16

17 Protokół Przepustowość nominalna (Mbps) Przepustowość całkowita (Mbps) Ilość użytkowników Średnia per użytkownik b Kbps b Kbps b Kbps b/g Mbps b/g Kbps b/g Kbps a Mbps a Mbps a Kbps n MCS7 72 (400 ns GI) Mbps n MCS7 72 (400 ns GI) Mbps n MCS7 72 (400 ns GI) Mbps MCS Modulation Coding Scheme GI Guard Interval 17

18 Najczęściej nie będziemy korzystać tylko z jednej aplikacji Projekt powinien uzwględniać największą przepustowość jaką chcemy wspierać Punkt startowy minimalna wartość przepustowości jaką wymaga aplikacja Zalecany jest pomiar za pomocą różnych urządzeń i systemów operacyjnych Wartość tą należy przemnożyć przez ilość użytkowników Wynikiem jest przepustowość całkowita wymagana w komórce Warto zostawić inżynierski margines!! Aplikacja Strony www sporadycznie Strony www intensywnie Audio sporadycznie Audio intensywnie Video sporadycznie Video intensywnie Drukowanie Współdzielenie plików sporadycznie Współdzielenie plików intensywnie Testy Online Archiwizacja danych Wymagania 500 Kbps 1 Mbps 100 Kbps 1 Mbps 1 Mbps 2-4 Mbps 1 Mbps 1 Mbps 2-8 Mbps 2-4 Mbps Mbps 18

19 Protokół Przepustowość całkowita (Mbps) b b/g mix g a n (1ss MCS7) n (2ss MCS15) 70* Jeżeli aplikacja wymaga 3 Mbps: 2 użytkowników b lub 4 użytkowników b/g mix 6 użytkowników czystego g lub a To zakłada że kanał działa z maksymalną wydajnością *2ss 2 spatial streams (strumienie przestrzenne) (większość smartfonów, tabletów wspiera 1 strumień przestrzenny 35 Mbps) 19

20 Wszyscy dzielą wspólne pasmo i czas transmisji 20

21 Prędkość spada ze wzrostem odległości od źródła sygnału Przepustowość per użytkownik zależy od ilości użytkowników Przepustowość spada w wyniku interferencji od innych źródeł Celem jest uzyskanie wysokiej prędkośći podłączenia na granicy komórki Wysoka siła sygnału oraz niski szum 21

22 a także rozkład komórek Ch 36 Ch 149 Ch 56 9m Ch 48 9m 81 m 2 Ch 52 Ch 44 Ch 161 Ch 60 Ilość użytkowników = m2 /32 użytkowników = 1 użytkownik zajmuje 2,6 m 2 22

23 Reguła kciuka (szacunkowa) 1 AP na 250m2 10m 2 per użytkownik zgodnie z ILO 1.6 urządzenia per użytkownik (dzisiejsza średnia to zapas) 25 AP * 250m2/AP = 6250 m2 = 625 użytkowników 625 użytkowników * 1.6 urządzenia/użytkownik = 1000 urządzeń 23

24 Zdrowa sieć 24

25 Niezdrowa sieć 25

26 Każde SSID wysyła własne beacony Disabled niedostępne Supported dostępne dla zasocjowanych klientów Mandatory klient musi obsługiwać aby się zasocjować Najniższe mandatory rate -> prędkość nadawania beaconów Najwyższe mandatory rate -> prędkość multicastów 26

27 Najlepiej AP na zewnętrznej granicy wymaganego obszaru lokalizacji Nie grupujemy AP w centrum Znacznik może być zlokalizowany jeśli: Na danym poziomie znajdują się co najmniej 4 AP W każdym kwadrancie wokół znacznika jest co najmniej jeden AP Co najmniej jeden AP w trzech z czterech kwadrantów otaczających dany punkt znajduje się bliżej niż 70 stóp (21 m) 27

28 Na bazie predykcji Prosta mapa obszaru, łatwa estymacja Szybka estymacja Nie bierze pod uwagę wszystkich czynników Pasywne Pomiary bez asocjacji z siecią Aktywne Pomiary z asocjacją do sieci Całościowe lub dla wybranych obszarów 28

29 Detale dotyczące obszaru Założenia projektowe, zakres propozycji Usługi danych, głosowe, lokalizacja Proponowane rozmieszczenie oraz ilość AP Pokrycie oraz mapy przepustowości Analiza pokrycia 29

30 Voice, Location Readiness Wyliczona lokalizacja Punkt testowy AP z wartościami RSSI 30

31 31

32 Automatyczne przełączanie klientów dwuzakresowych w pasmo 5GHz PRZED Wszyscy klienci korzystają z zakresu/pasma 2.4GHz powodując zmniejszenie wydajności PO Klienci dwuzakresowi przełączani są do pasma 5 GHz, które jest mniej wykorzystane i zapewnia lepszą wydajność Wydajność klienta bezprzewodowego 2.4GHz 2.4GHz 2.4GHz 5GHz 5GHz 2.4GHz Prędkość Wspiera dwa zakresy Prędkość Wspiera dwa zakresy Prędkość Wspiera tylko 2.4 GHz Prędkość Wspiera dwa zakresy Prędkość Wspiera dwa zakresy Prędkość Wspiera tylko 2.4 GHz Cisco BandSelect Zwiększona wydajność 32

33 Poprawia wydajność Downlink dla wszystkich urządzeń ClientLink 3.0 Beamforming Poprawiona wydajność dla wszystkich urządzeń a/g/n/ac 1SS 1SS 2SS 3SS Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 33

34 Wysokiej rozdzielczości detekcja interferencji, klasyfikacja oraz optymalizacja realizowana sprzętowo Detekcja Klasyfikacja Optymalizacja CleanAir Radio ASIC Wykrywanie źródeł interferencji Wi-Fi oraz non-wi-fi Ocena niekorzystnego wpływu na wydajność sieci Proaktywna zmiana kanału radiowego w momencie wykrycia interferencji Monitorowanie jakości medium radiowego 34

35 Rozdzielczość widmowa typowego układu WiFi Rozdzielczość widmowa Cisco CleanAir Microwave???? Power Microwave Power BlueTooth? BlueTooth Jedyne zintegrowane rozwiązanie wysokiej rozdzielczości 35 35

36 Zestaw funkcjonalności systemowych umożliwiający wydajną dystrybucję ruchu wideo wysokiej jakości przez sieć bezprzewodową Konwersja Priorytetyzacja strumieni Kontrola rezerwacji zasobów MULTICAST VIDEO NOT AVAILABLE AP Przemówienie prezesa Szkolenie AP Mecz WLC AP 36

37 37

38 WPA Stworzone przez Wi-Fi Alliance, dwa typu: Personal (PSK) i Enterprise (ENT) Używa TKIP: znaczące ulepszenie w stosunku do WEP (RC4) Używa MIC (Message Integrity Check) zabezpiecza przed atakami odtworzenia ciągu WPA2 Mechanizmy uwierzytelnienia zdefiniowane w IEEE Std X-2004 CCMP (opcjonalny TKIP) oparty na CCM z AES używa algorytmów opartych na AES 802.1X Procedury zarządzania kluczami 38

39 Enterprise (802.1X Authentication) Personal (PSK Authentication) Wymagany serwer autoryzacyjny Nie wymagany serwer autoryzacyjny RADIUS używany do autoryzacji i dystrybucji kluczy Scentralizowana kontrola dostępu Szyfrowanie z wykorzystaniem TKIP, opcjonalnie AES Współdzielone hasło jako element autoryzacyjny Lokalna kontrola dostępu Szyfrowanie z wykorzystaniem TKIP, opcjonalnie AES 39

40 Authentication Server Client Authenticator CAPWAP 40

41 Bezpieczeństwo vs złożoność Wsparcie klientów Wsparcie serwera autentykującego Wybrany tryb EAP Większość klientów Windows, Mac OSX, Apple ios wspiera EAP- TLS, PEAP (MS-CHAPv2) Dodatkowy suplikant pozwala na wsparcie innych typów EAP (Cisco AnyConnect). Niektóre metody EAP (TLS) mogą być trudniejsze w implementacji niż inne 41

42 Komponenty AP Detekcja Skanowanie 24x7 Detekcja Over-the-Air WLC Konfiguracja Zarządzanie AP wips MSE Archiwum alarmów Repozytorium dowodów Kompleksowa analiza, zarządzanie zdarzeniami, gromadzenie dowodów Prime Infrastructure Monitorowanie centralne Raportowanie Monitoring, Raportowanie MSE Mobility Services Engine 42

43 Modele wdrożeniowe i tryby pracy Enhanced Local Mode Obsługa klientów i wips AP Monitor Mode AP Obsługa klientów Monitor Mode wips Security Monitor Module AP 3700 z modułem Security (wips) Rekomendacja: AP 3700 z modułem Security na wszystkich AP 43

44 Enhanced Local Mode Monitor Mode Local Mode with WSM Module Dwell time ELM: 50ms per-channel MM: 1.2s per channel Monitor Mode 1 Monitor Mode AP : 5 Local Mode WSM Module 1:5 Clean Air 2:5 wips 44

45 Model wdrożenia ELM (1:1) Monitor Mode (1:5 lub więcej) Jednoczesna obługa klientów transmitujących dane Skanowanie widma/ pasma pod kątem wips Skanowanie widma/pasma pod kątem CleanAir Odciążenie AP w celu zwiększenia jego wydajności Dobry Lepszy Najlepszy Security Monitor Module (2:5 lub więcej) Tak Nie Tak Analiza wips na kanale obsługi klientów Pozostałe kanały w trybie best-effort Analiza CleanAir na kanale obsługi klientów Analiza wips na wszystkich kanałach Brak wpływu na transmisję kliencką Analiza CleanAir na wszystkich kanałach Analiza wips na wszystkich kanałach Brak wpływu na transmisję kliencką Analiza CleanAir na wszystkich kanałach Nie Nie Tak Wymagane dedykowane połączenie z siecią LAN Nie Tak Nie 45

46 Monitor Mode Zasięg Położenie, zagęszczenie AP w trybie wips monitor-mode nie obsługują klientów, ale obsługują większy obszar AP obsługujący klientów typowo m 2 wips AP - typowo 1,500 3,000 m 2 Ilość AP wips monitor-mode do AP obsługujących klientów jest zależna od środowiska, ale typowo przyjmuje się 1:5 jako rozsądną estymację wips AP może jednocześnie realizować kilka funkcji monitorujących 46

47 47

48 Cisco Unified Access Cisco Enterprise Cisco Cloud Managed Prime ISE Dashboard Autonomiczny FlexConnect Scentralizowany Sieć konwergentna Kontrolery oraz AP Cisco Zarządzany z chmury AP seria MR Catalyst 2K/3K/4K/6K 3850 Przełączniki seria MS Elastyczność wdrożeniowa 48

49 WAN LAN Meraki MR Wireless LAN Meraki MS Ethernet Switches Meraki MX Security Appliances Meraki SM Mobile Device Management 49

50 Autonomiczny FlexConnect Scentralizowany Sieć konwergentna WAN Autonomiczne AP Ruch lokalnie na AP Ruch scentralizowany na kontrolerze Ruch rozdystrybowany na przełącznikach Gdzie to pasuje? Mała sieć bezprzewodowa Oddział Campus / Centrala Odział lub Campus / Centrala Decyzja zakupowa Tylko sieć bezprzewodowa Tylko sieć bezprzewodowa Tylko sieć bezprzewodowa Sieć przewodowa oraz bezprzewodowa Zalety Proste oraz oszczędne rozwiązanie dla małych sieci Bardzo skalowalne, z ogromną ilością zdalnych oddziałów Proste zarządzanie siecią bezprzewodową z centralnego kontrolera w DC/chmurze Uproszona eksploatacja oraz centralne zarządzanie Widoczność całości ruchu bezprzewodowego na kontrolerze Spójne zarządzanie, użytkowanie sieci przewodowej i bezprzewodowej Jeden punkt egzekwowania reguł Jeden system operacyjny (IOS) Widoczność ruchu w każdym punkcjie Wydajność zoptymalizowana pod ac Na co zwrócić uwagę? Ograniczony RRM, brak wykrywania obcych/ wrogich sieci Roaming tylko L2 Wymagania na przepustowość oraz opóźnienie na WAN Wydajność systemu Catalyst 3650/3850/4500 jako przełącznik dostępowy RRM Radio Resource Management 50

51 Dynamiczne przypisanie kanału Dynamiczny dobór mocy Kanał 1 Kanał 6 Kanał 11 Stała wymiana komunikatów IP kontrolera/grupy mobilnej Kanał roboczy Wysyłane na pełnej mocy Uwierzytelnione Umożliwia systemowi: Zapobiec interferencjom i zakłóceniom Wyeliminować dziury w pokryciu WLAN Zoptymalizować pokrycie 51

52 1:1 SSO Access Point Stateful Switchover (Release 7.5 ) 1:1 SSO Access Point and *Client* Stateful Switchover State Sync over Any Layer 2 Network Primary Controller AP SYNC L3 Network HA Controller AP State Sync Primary Controller N:1 Redundancy Client State SYNC AP SYNC Layer 3 Network Layer 2/ Layer 3 Network AP and Client State Sync Primary Controllers HA Controller AP Failover Layer 3 Network HA Controller WLAN Sub-Second Recovery and Convergence Client Application Session Maintained SSO = Sub-Second Recovery of WLAN and LAN 52

53 53

54 Industry s Best n and ac Series ac Mission Specific 600 & 700 Enterprise Class 1700 Mission Critical 2700 Best in Class 3700 Up to 600 Mbps 700w: Wall Plate AP Dorms, hospitality 700i: Compact Mid-market AP 600: Teleworker Up to 867 Mbps CleanAir Express* 3x3:2SS VideoStream Over 1 Gbps HDX: High Density Experience CleanAir 80 MHz ClientLink 3.0 VideoStream Over 1 Gbps HDX: High Density Experience CleanAir 80 MHz ClientLink 3.0, VideoStream StadiumVision Modularity: Security, 3G Small Cell or Wave ac Value-Based Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Enterprise Mission Critical Best In Class 54

55 Indoor AP Series 700I 700W Wi-Fi Standards a/b/g/n a/b/g/n a/b/g/n/ac a/b/g/n/ac a/b/g/n/ac Max Data Rate per Radio 300 Mbps 300 Mbps 867 Mbps Over 1 Gbps Over 1Gbps RF Design 2x2:2 2x2:2 3x3:2 3x4:3 4x4:3 RRM High Density Experience CleanAir Beamforming CleanAir Express* Transmit Beamforming ClientLink 3.0 ClientLink 3.0 BandSelect VideoStream Rogue AP Detection Adaptive wips External Antenna Opt Module Options Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. WSM (Security), Cisco 3G SCM (Q4CY13), or Wave ac 55

56 Aironet 2700 Aironet x4 Antennas for RF Reliability abgn/ac modes abgn/ac modes Supports up to 400 clients CleanAir and ClientLink Supports up to 400 clients CleanAir and ClientLink Dedicated Memory per Radio Radio 2.4GHz DSP DRAM (128Mb) 3X4:3 MIMO configuration 4X4:3 MIMO configuration CPU 384 MHz Dual Gbps Ethernet ports Unique Modular Platform Cisco High Density Experience Cisco High Density Experience Dedicated CPU per Radio Radio 5GHz DRAM (128Mb) CPU 512 MHz DSP CPU 800 MHz DRAM (512Mb) Aironet AP 2700 Aironet AP Modular Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. Brak otworów wentylacyjnych! 56

57 Turbo Performance Scales to Support More Devices Running High Bandwidth Apps. Optimized Roaming Intelligently Decides the Proper Access Point as People Move Cisco CleanAir 80Mhz Remediates Device Impacting Interference Cisco ClientLink 3.0 Improves Performance of Legacy and ac Devices. Noise Reduction* Improves Dense Access Points Coexistence / Implementation *Future Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 57

58 350 TCP Downlink Throughput 5GHz Multi-Client: Sixty ac Clients 300 Megabits Per Second Customized Hardware = High Performance Advantage Cisco 3702i Nearest Competitor Number Of Clients Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 58

59 Large Campus and Service Provider AireOS 5508 IOS 5760 AireOS WISM2 AireOS 5520 NOWY AireOS 8510 AireOS 8540 NOWY 500 APs 7000 clients 8 Gbps 1000 APs 12,000 clients 60 Gbps 1000 APs 15,000 clients 20 Gbps 1500 APs 20,000 clients 20 Gbps 6000 APs 64,000 clients 10 Gbps 6000 APs 64,000 clients 40 Gbps Small Campus / Branch (Controller On-Premise) Branch (Controller in DC) AireOS 2500 IOS Catalyst 3650 IOS Catalyst 3850 IOS Catalyst 4500-E SUP AireOS Virtual WLC AireOS Flex APs 1000 clients 1 Gbps 50 APs per switch/ stack 1000 clients per stack 40 Gbps per switch 100 APs per stack 2K clients per stack 40 Gbps per switch 100 APs per SUP 2K clients per stack 40 Gbps per switch ESXi 200 APs 3K clients 500 Mbps 6000 APs 64,000 clients 1 Gbps Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 59

60 Dziękuję.