Er zijn bepaalde zaken die in hedendaagse draadloze netwerken uiterst belangrijk zijn:

White Paper - Meru Networks Wireless Technologieën

Draadloze netwerken hebben ondanks hun jonge leeftijd al een hele evolutie achter de rug. De eerste standaard dateert alweer vanuit 1997 en sinds die tijd is zowel te technologie als het gebruik sterk veranderd. Typisch kunnen we stellen dat draadloze netwerken, maar ook het gebruik en dus het verwachtingspatroon van de gebruiker, door 5 stadia zijn gegaan en afhankelijk van het moment van implementatie, bevinden bestaande netwerken zich nog steeds in één van deze categorieën. -

-

-

-

HotSpot access: o Eenvoudige toegang: vergaderzalen, guest access in lobby… Coverage: o Dekking uitbreiden naar belangrijkste zones zoals kantoren om van daaruit naar de vergaderzaal te kunnen Pervasive o Algemeen dekkend netwerk met als voornaamste doel mobiliteit om gelijk waar en wanneer, altijd online te kunnen Mission-critical/Capacity o Het algemeen dekkende netwerk dat ook rekening houdt met de benodigde capaciteit (aantal gebruikers + bandbreedte) Fault-tolerant o Altijd beschikbaar, altijd voldoende bandbreedte en snelle responstijden

De grootste uitdaging zit in het afstemmen van het netwerk op de gebruikersverwachtingen. In de hotspot/coverage/pervasive fases, was het voldoende om netwerk te hebben; het gebruik zelf was beperkt. Dankzij de massale toevloed van toestellen zonder Ethernetpoort zijn mensen van thuis uit gewoon om altijd en overal perfect draadloos te werken op hun eigen access point. Zij verbinden zich dan ook met ditzelfde verwachtingspatroon op uw netwerk: eigen AP met dedicated bandbreedte met een dikke internetpijp erachter. De gebruiker kan dus makkelijk in een andere, hogere fase zitten dan het netwerk of de plannen voor het netwerk. Vele draadloze netwerken en merken bieden een goede oplossing tot de pervasive fase. Wanneer de gebruikte applicaties ‘mission critical’ worden of er vraag is naar capaciteit, komt het ware verschil bovendrijven. Voice-over-Wifi, videostreaming, 1:1 iPad initiatieven in scholen, BYOD, citrix connecties op mobiele apparaten, draadloze hartmonitoren, wireless als pimary access layer etc kunnen hier de triggers toe zijn. Er zijn bepaalde zaken die in hedendaagse draadloze netwerken uiterst belangrijk zijn: -

Gelijkwaardige / faire behandeling van clients (netwerk in control) Ondersteuning voor een hoog aantal connecties en bandbreedte Verzekeren dat gebruikers feilloos kunnen roamen tussen verschillende access points Verschillende data systemen (data, voice, video, kritisch applicaties) kunnen dedicated layer hebben waardoor bandbreedte gegaranderd kan worden met perfecte QoS Geen verbroken connecties of onderbrekingen Eenvoudig capaciteit toevoegen zonder nieuwe access points, software etc.. Eenvoudige manier om de hoogste beveiliging te garanderen Eenvoudige manier van beheer met krachtige beheertools die zowel snelle reactieve als proactieve troubleshooting toestaan

SolidBE B.V. | Platinastraat 11, 2718 SZ, Zoetermeer | www.solidbe.nl | +31 (0) 88 88 99 000


Dit is waar Meru Networks het grote verschil maakt. Meru Networks bestaat sinds 2002 en reeds vanaf het begin hebben de stichters één filosofie gehanteerd: “binnen 10 jaar zal alles draadloos verlopen en dus moeten we zaken als voice-over-wifi perfect onder controle hebben, moeten we hoge concentraties gebruikers ondersteunen en moeten we uiterst schaalbaar zijn met eenvoudige manieren tot het verhogen van het aantal connecties en capaciteit’. Deze filosofie resulteert in een aantal unieke features die van de Meru oplossing de meest evolutieve oplossing maken die vandaag beschikbaar is: -

Single Channel architectuur met Virtual Cell of Virtual Port Seamless handoff/roaming Load balancing Channel layering Airtime fairness in down- en upstream (Air Traffic Control)

Deze features zijn onderling aan elkaar verbonden en vormen een geïntegreerd verhaal dat als doel heeft om voor gelijk welke applicatie/gebruik een oplossing te bieden die simpelweg werkt. Meru kan alle beschikbare architecturen aanbieden: -

Multi-channel architectuur (MCA) Single channel architectuur (SCA - native cell) Single Channel met Virtual Cell (VC) Single Channel met Virtual Port (VP)

De standaard MCA houdt in dat de access points op verschillende kanalen worden gezet en dat er door deze spreiding van kanalen voorkomen wordt dat er interferentie tussen de verschillende AP’s ontstaat. Clients zien de aparte access points en beslissen zelf met welk AP ze een verbinding maken.

In de eerste fases van draadloze netwerken volstond dit. Met de dekking die vandaag nodig is voor de hogere snelheden (802.11n en 11ac), voor applicaties zoals Voice en Video of voor de optimale ondersteuning van mobiele toestellen, komen access points dichter bij elkaar te staan wat voor de nodige interferentie en dus ook voor een performantiedegradatie zorgt.



Het aantal beschikbare kanalen speelt hier dus tevens een cruciale rol in. In onderstaande tabel vindt u een overzicht van de standaarden, hun maximale data rate (in commerciële producten), het aantal beschikbare kanalen zonder de kanalen waarbij men verplicht is Dynamic Frequencey Selection (DFS) toe te passen alsook het totaal aantal kanalen wanneer men deze DFS kanalen erbij telt. Standaard

# kanalen zonder DFS

# kanalen met DFS

Frequentieband

Data Rate

Kanaal

802.11b

2,4GHz

11Mbps

22MHz

3

3

802.11a

5GHz

54Mbps

20MHz

4

19

802.11g

2,4GHz

54Mbps

20MHz

3

3

2,4GHz

450Mbps

40MHz

1

1

5GHz

450Mbps

40MHz

2

9

802.11ac W1

5GHz

1,3Gbps

80MHz

1

5

802.11ac W2

5GHz

2,6Gbps

160MHz

0

2

802.11n

Deze DFS kanalen houden een risico in. Dit kanaal wordt automatisch door het systeem gekozen maar aangezien deze kanalen in een frequentieband zitten waar ook bijvoorbeeld radarsystemen zich in bevinden, moeten de AP’s een nieuwe frequentie kiezen op het moment dat ze een radar denken te detecteren. Dit houdt in dat de radio niet langer beschikbaar is voor het servicen van clients (die worden er gewoon afgegooid!), een nieuwe kanaal moet zoeken en zich daar op instellen. Alvorens de radio terug beschikbaar is voor clients, zijn we zo’n 60 seconden verder tot soms 2-3 minuten afhankelijk van de beschikbaarheid van andere kanalen. Dit wil dus zeggen dat het onmogelijk is een stabiel systeem te garanderen wanneer er gebruik wordt gemaakt van deze kanalen. Wat ook duidelijk naar voor komt uit de tabel is dat 11n/40MHz in 2.4GHz enkel met een single channel oplossing gerealiseerd kan worden. Hetzelfde geldt voor een 11n/40MHz 5GHz oplossing met garanties (dus zonder DFS kanalen)! Dit terwijl er vanaf 802.11n net een shift naar 5GHz gebeurd is omwille van de bandbreedte: 300 of 450Mbps. Dit is enkel mogelijk in 40MHz kanalen. We zijn dit dan uiteraard ook terugkomen bij de nieuwe 802.11ac standaard. Met de huidige generatie beschikken we over kanalen van 80MHz. Hiermee is er slechts één kanaal in 5GHz beschikbaar zonder DFS. SolidBE B.V. | Platinastraat 11, 2718 SZ, Zoetermeer | www.solidbe.nl | +31 (0) 88 88 99 000


Samengevat betekent dit dat u met een Multi Channel oplossing uw nieuw aangekochte access point niet ten volle kan gebruiken en dit op lagere bandbreedtes moet instellen ofwel een toegeving moet doen op stabiliteit en zekerheid. De Meru single channel architectuur biedt hier de uitkomst. Hiermee kunnen alle access points op hetzelfde kanaal gezet worden en wordt en co-channel interference tussen deze access points door de controller beheert. De Virtual Cell technologie virtualiseert het beschikbare draadloze netwerk en laat het als één groot access point verschijnen naar de clients toe. Uniek aan de oplossing is dat ondanks dit virtuele éne access point, de normale capaciteit en snelheid per AP wel behouden blijft. Aangezien de clients nu maar één access point meer zien, zullen ze zelf niet meer roamen en kan deze cruciale beslissing aan het systeem overgelaten worden. De controller heeft een overzicht van hoe de client door elk AP gezien wordt, hoe beladen elk access point is en welke noden de client momenteel heeft. Op deze basis is het dan ook logisch dat de controller het aangewezen beslissingspunt is bij de overgang tussen access points. Dankzij dit mechanisme neemt een roaming ongeveer 2.4ms in beslag ten opzichte van de standaard 50ms to 1 seconde (!) bij andere oplossingen. Dit zorgt dus voor een perfecte en ware ‘seamless’ roaming. Dit garandeert perfect telefoongesprekken terwijl u rondloopt, behouden Citrix-sessies op vorkliften die door een magazijn rijden, geen stottering in streaming video etc.

Aangezien clients dus van AP naar AP kunnen overgezet worden zonder dat ze het merken of het initiatief moeten nemen én de controller de volledige netwerkkennis heeft, kunnen clients continu van AP gewisseld worden om een zo perfect mogelijk uitgebalanceerd netwerk te bekomen. Dit is load balancing zoals het bedoelt is. In een MCA kan load balancing enkel bij de verbinding van de client gerealiseerd worden: bepaalde AP’s kunnen zwijgen in het voordeel van andere die wel snel antwoorden. Van zo snel de client dan op één van de bedoelde access points zit, kan de client echter opnieuw zelf kiezen wat hij doet en zal snel naar een ander AP roamen indien die zijn signaalsterkte beter is ongeacht het feit of dit AP reeds volledig in gebruik wordt genomen door andere clients of niet. Virtual Port gaat dan nog een stap verder dan Virtual Cell en virtualiseert deze éne access point zodat er per client een virtuele, eigen access point aangeboden kan worden. De client ziet dan zijn eigen unieke access point die hem ‘overal volgt’ en dit is een andere access point dan die van de volgende client. Zo worden clients geïsoleerd in hun eigen omgeving / per “poort”. Wijzigingen die anders per AP gebeuren, kunnen hierdoor dus per client dynamisch uitgevoerd worden! SolidBE B.V. | Platinastraat 11, 2718 SZ, Zoetermeer | www.solidbe.nl | +31 (0) 88 88 99 000


De volgende stap in het verhaal is het verder optimaliseren van het spectrumgebruik. De voorgaande stukken hebben al aangetoond dat spectrum het schaarste goed is in een draadloze oplossing. De single channel architectuur biedt hier ongekende voordelen door slechts één kanaal te benutten voor een compleet dekkend netwerk. Dit biedt uiteraard perspectieven wanneer we naar capaciteit kijken of naar het (onder)scheiden van verschillende applicaties/gebruikers. De niet-gebruikte, beschikbare kanalen kunnen immers ingezet worden om extra capactiteit (aantal connecties of totale bandbreedte) te bieden. Op deze manier krijgen we channel layering wat te vergelijken valt met het stacken van switches voor meer capaciteit. Tussen deze verschillende lagen bestaat tevens load balancing waarbij er bijvoorbeeld aangegeven kan worden hoeveel clients of telefoongesprekken er per laag of per AP mogen zijn. Deze load balancing geschiedt per frequentie (2.4GHz of 5GHz). Bandsteering zorgt voor een mooie verdeling tussen clients op 2.4Ghz en 5GHz.

Een andere mogelijkheid om deze channel layers te gebruiken, is het scheiden van bepaalde applicaties of gebruikers die men een afgebakende, eigen netwerk/capaciteit wenst toe te bedelen of die men strikt gescheiden wil houden. Typische voorbeelden zijn het opdelen van het netwerk voor spraak, interne data en gastentoegang. Zo is er zekerheid over de beschikbare resources voor iedereen ongeacht wat de andere gebruikersgroepen doen. Dit speelt ook zeker een rol bij andere kritische applicaties zoals telemetrietoepassingen (draadloze infusiepompen, draadloze hartmonitors, automated guided vehicles etc.)



Moesten voorgaande features de enige zijn, dan nog zou het vandaag moeilijk zijn om iedere client van een faire toegang tot het medium te voorzien. Binnen de originele 802.11 standaard werd ‘fairness’ bekeken als een verdeling van hoeveelheid data. Dit betekent dat een snelle en een trage client op het einde van de dag evenveel data hebben moeten kunnen versturen. Het gevolg van deze keuze is dat het complete netwerk maar zo snel is als de allertraagste client! Dit hoeft daarom geen client van een oudere standaard te zijn. Binnen de 11n standaard hebben we 3x3 MIMO : 3 stream clients die aan 450Mbps kunnen werken terwijl bijvoorbeeld een typische smartphone/tablet over een 1x1 MIMO : 1 stream toestel beschikt dat best case 65Mbps haalt. Dat verschil is zeker zo groot dan wanneer een 11b client aan 11Mbps naast een 11g client aan 54Mbps zit. Daarnaast kan diezelfde 3x3:3 client zich tevens ergens in het netwerk bevinden waar hij slechts aan 6Mbps kan werken. De Meru Airtime Fairness zorgt ervoor dat deze verschillen in snelheid dan ook strikt individueel merkbaar zijn en niet voor heel het netwerk. Dit is een basisfunctionaliteit van het bsysteem sinds het op de markt is gekomen en vindt pas toepassing in andere oplossingen sinds het laatste jaar/2 jaar. Uniek aan de Meru implementatie is dat deze zowel in down- als in upstream richting werkt! Dit is uiteraard nodig voor telefoons, videogesprekken en alles waarbij er belangrijke data of vooral data vanuit de client naar het netwerk gaat. Meru realiseert dit door fairness op basis van tijd toe te kennen. Iedere client krijgt evenveel airtime toegewezen en het is dan aan hem om dat zo goed mogelijk te gebruiken. Het resultaat is een veel hogere efficiëntie en veel snellere clients.

Wanneer dit getest wordt, is het verschil pas echt merkbaar:



Een goede implementatie van deze technologie is dan ook onontbeerlijk voor een netwerk waar vandaag typisch de grootste verscheidenheid aan devices op connecteert: oude en nieuwe clients, trage en snelle tot heel snelle devices, toestellen met beter bereik en toestellen met heel slechte antennes of antenneplaatsing… Bovendien zorgt dit er voor dat het gebruik van vele kleine pakketjes (typisch: 64% van de traffiek is < 100 bytes) niet bestraft wordt en dat clients die op een zelfde snelheid werken gelijkwaardig behandeld worden en er geen ‘starvation’ optreedt. Deze Airtime Fairness kadert in de grotere noemer ‘Air Traffic Control’ die in plaast van de typische willekeurige toegang, met bijgevolg een willekeurige bandbreedte en delay, voor een voorspelbaar en consistente gebruikerservaring zorgt. Onderstaande figuren tonen hoe clients hun pakketten in een ‘gewoon’ netwerk kwijt kunnen aan / ontvangen van het access point en hoe de Air Traffic Control dit regelt bij een Meru netwerk.



Het gevolg hiervan naar bandbreedteverdeling over gelijkwaardige clients is zichtbaar in de volgende figuur.

We krijgen dus een evenwaardige bandbreedte met gelijke delay en een minimale jitter voor alle clients. Dit zijn dus extreem belangrijke functies in bijvoorbeeld een schoolomgeving waar 20-30 studenten in een klaslokaal zitten en allemaal met hun laptop / tablet tegelijk toegang willen tot het netwerk om zaken op te zoeken voor een taak of om een lesmodule/voorbeeld van de server te downloaden. Dit geldt echter net zo goed voor alle real-time applicaties zoals Citrix, terminal-server applicaties etc waarbij men anders ‘na-ijling’ begint te zien.

Het basis Meru productportfolio bestaat uit access points en controllers. Deze controllers kunnen als appliance of als VMWare instantie verkregen worden en kunnen zich on-premises of in de cloud bevinden. De AP110 is een ‘road warrior’ access point en is geschikt voor een 10-tal gelijktijdige connecties. Hierdoor kan deze dus een kleine branch office ondersteunen. Het AP beschikt over een WAN en LAN poort. De AP1014 is een AP110 met 1 WAN poort en 4 LAN poorten voor het koppelen van een lokale printer, IP telefoon, extra access points etc. De AP1000 is beschikbaar met één radio (AP1010) of twee radio’s (AP1020) en met geïntegreerde (i) of externe (e) antennes. Dit is het basis access point dat voor standaard densiteit gebruikt kan worden. Beide radio’s zijn 2x2:2 en bieden dus 300Mbps. SolidBE B.V. | Platinastraat 11, 2718 SZ, Zoetermeer | www.solidbe.nl | +31 (0) 88 88 99 000


De AP332 is het high density 11n access point met twee 3x3:3 radio’s die elk 450Mbps bieden. De AP832 is een 802.11ac access point en beschikt over de unieke eigenschappen: -

-

Om over twee 802.11ac dual band radio’s te beschikken: u kan dus nu starten op 2.4GHz 11bgn + 5GHz 11ac maar u kan evolueren naar 2 x 5GHz 11ac wanneer al uw clients hier klaar voor zijn. ( 2 x 1.3Gbps = 2.6Gbps ! ) 2 x 11ac bij 802.3af Power-over-Ethernet: bestaande switches kunnen dus behouden blijven zonder toe te geven op performantie! Compleet dekkend netwerk met 80MHz kanalen zonder gebruik te maken van DFS kanalen

De controllers bieden dezelfde features en zijn enkel op aantal access points en aantal simultane clients te onderscheiden. Meru Networks biedt hiernaast nog een gamma aan softwareoplossingen die het leven vooral eenvoudiger maken. Deze softwareoplossingen bevinden zich op Service Appliances (SA250 of SA2000) of kunnen als VMWare oplossing geïnstalleerd worden. E(z)RF Network Manager De Network Manager software biedt centrale configuratie en monitoring van meerdere controllers maar heeft ook zeker een bestaansrecht wanneer er slechts één controller in een netwerk zit. De typische vraag die men krijgt is “mijn wireless werkte gisteren niet…” Het enige wat er dan kan gebeuren is ter plaatse gaan en testen. Dit werkt dan typisch gezien uiteraard perfect. De conclusie is dan vaak: ‘dat is nu eenmaal draadloos’. De E(z)RF Network Manager biedt hier uitkomst. Hij laat u toe om een complete heropbouw van de status van controller, access points en zelfs clients te genereren en dit tot 6 maanden terug. Zo kan u bekijken waarom bijvoorbeeld de client geen toegang tot het netwerk kreeg door de toen uitgestuurde pakketten te bekijken of het signaalverloop van de client, de locatie(s) waar de client zich bevond…



Dit laat u toe om snel en efficiënt antwoord te zoeken op wat er gisteren gebeurde. Naarnaast biedt dit ook ongekende mogelijkheden om clients te vergelijken waarom de ene geen probleem had terwijl de andere wel problemen ondervond. De Network Manager is de basissoftware die uitgebreid kan worden met de Spectrum Manager module en de Service Assurance Manager. In tegenstelling tot de spectrum manager in de controller, biedt de Spectrum Manager in E(z)RF een compleet overzicht van de historische evolutie van het spectrum en kan er opnieuw naar een bepaald moment in de tijd worden teruggegaan: rewind and replay! De Spectrum Manager kan een heel aantal typische interferentie signaturen herkennen en dus ook aangeven als reden van de geziene interferentie. Het aantal herkenbare signaturen is afhankelijk van het type sensor: access point of RF sensor.



Daar waar Network Manager een reactieve troubleshooting biedt, zij het met ongekend detail, kan het nog altijd beter. Service Assurance Manager heeft als doel problemen te voorkomen alvorens ze zich stellen. Dit is dus puur proactief management. Vanuit deze software wordt er op ieder access point een draadloze client geïnitieerd. Hierdoor gaat een AP zich als een client naar andere access points toe gedragen en dus trachten te associëren, authenticeren, IP adres verkrijgen, throughput tests uitvoeren etc. Hierdoor verkrijgt met een compleet overzicht van hoe het netwerk op een normaal moment werkt. Elke afwijking hiervan wordt onmiddellijk gemeld samen met een mogelijke oorzaak en mogelijke oplossingen.

Identity Manager Identity Manager biedt twee verschillende oplossingen: Guest Manager en Smart Connect. Guest Manager biedt de meest flexibele hotspot oplossing die u zich kan bedenken. GM biedt u een eenvoudige manier om guest users aan te maken, deze details aan de gast kenbaar te maken, verschillende niveaus van guest access aan te bieden en dit alles bovendien nog eens zeer uitgebreid te kunnen auditen en rapporteren. Door de integratie met Smart Connect kan dit bovendien nog eens op de meest veilige manier ooit zonder toe te geven aan de gebruikerservaring. Guest Manager biedt niet enkel volledige customizable captive portals (automatisch aanpasbaar aan elk type device scherm, volledige vertaling mogelijk, verschillende portal al naargelang browser type/locatie/tijd/IP/OS…) maar heeft daarnaast ook een sponsor portal die automatisch de taal van de browser van de gebruiker hanteert.



Deze portal maakt het ook mogelijk de link te leggen wie van uw organisatie welke gast van access heeft voorzien. Bovendien kan men aangeven wie welke rechten (toegangstijd, snelheid, volume etc) heeft om aan gasten te geven. Het aanbieden van de guest credentials kan via e-mail, sms en print. Indien er een integratie met de firewall gebeurt, kan u een volledige rapportering krijgen van wanneer de gast heeft ingelogd, waar ze inlogden, wat zijn adres was, wat de gast heeft gedaan, wat hij heeft gedaan dat mocht alsook wat hij heeft geprobeerd dat geblokkeerd werd, wat de gast heeft gedaan, wat hij heeft gedaan dat mocht alsook wat hij heeft geprobeerd dat geblokkeerd werd.

Security is nog steeds een hot topic wanneer het over draadloze netwerken gaat. Er bestaan technieken om draadloos veiliger te maken dan bekabelde toegang maar dit heeft een prijs: het is moeilijk instelbaar en er gebeuren heel vaak fouten tegen wat voor veel supportdruk op de helpdesk/IT medewerker kan zorgen. Hierdoor kiezen mensen nog te vaak voor een minderwaardige beveiliging ‘omdat het makkelijk is’. Smart Connect zorgt voor een probleemvrij gebruik van de WPA/WPA2 enterprise beveiliging met 802.1x en RADIUS/LDAP/AD integratie. Typisch moet hiervoor een hele infrastructuur opgezet worden, koppelingen gecreëerd worden en vooral, een 10-tal stappen op iedere client doorlopen worden waarbij deze geconfigureerd moeten worden. Met de meeste methoden moet er dan ook nog een certificaat naar de clients verdeeld worden. Smart Connect zorgt voor een open netwerk en een compleet beveiligd netwerk. Gebruikers connecteren zich op het open netwerk waar ze over een SSL beveiligde verbinding hun credentials op



een portal invullen. Deze worden dan gecheckt op de RADIUS/AD. Daarna wordt er voor deze specifieke client (credentials/OS) een install package gemaakt en aangeboden. De gebruiker moet enkel aangeven dat hij er akkoord mee is dat dit geïnstalleerd wordt waarna automatisch het beveiligde netwerk geïnstalleerd wordt op het toestel, het open netwerk verwijderd wordt en er vanaf dan steeds automatisch op het beveiligde netwerk verbonden wordt. Smart Connect is dus zeker ook handig voor eigen gebruik maar biedt samen met Guest Manager ook de unieke mogelijkheid om volledig beveiligde hotspot functionaliteit aan te bieden. Al deze features en producten zijn samen te vatten in onderstaande figuur:


Er zijn bepaalde zaken die in hedendaagse draadloze netwerken uiterst belangrijk zijn:

Recommend Documents