Примеры внедрения беспроводных решений высокой...

Виктор Платов, инженер-консультант

Примеры внедрения беспроводных

решений высокой плотности.

Истории успеха.

24.11.2014 © 2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Содержание

Принципы проектирования

Рекомендации по настройке

Враги сетей Wi-Fi большой плотности

Примеры из жизни

Принципы проектирования

24.11.2014 © 2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Проектирование эффективного радиообмена

Как ТД «слышат» друг друга

ТД Клиенту

Клиент ТД

ТД ТД

Как ТД «слышат» клиентов

Как клиенты «слышат» ТД

Выбор антенн: публичные зоны

AIR-ANT2566P4W-R=

Двухдиапазонная MIMO, КУ 6/6dBi

• Двухдиапазонная патч-антенна

• 802.11n 4x4:3

• Используется для проходов на трибунах, вестибюлей и других зон с высокой плотностью абонентов

AIR-ANT2513P4M-N=

Двухдиапазонная MIMO, КУ 13/13dBi

• Двухдиапазонная патч-антенна с высоким КУ

• 802.11n 4x4:3SS

• Для зон сидячих мест на стадионах, конгресс-залах, кинотеатрах и т.д.

В большинстве зон с высокой плотностью абонентов

необходимо использовать направленные антенны

Новая стадионная антенна: AIR-ANT2513P4M-N

AIR-ANT2513P4M-N

Разработана для использования вне помещений

(на стадионах) с ТД 3702

Содержит два вертикально поляризованных и 2

горизонтально поляризованных элемента

Улучшенный кронштейн, позволяющий крепить

антенны как на плоских поверхностях, так и на

мачтах. Возможна подстройка ориентации антенны

в двух плоскостях

Diff View (верхняя диаграмма)

Отображает сравнение мощности

Survey View (нижние диаграммы)

Немного более узкий луч в

диапазоне 2.4ГГц, чем у

AIR-ANT25137NP-R

-65 RSSI

Новая Старая

ТД12m

Ключевое отличие:

Новая антенна: сравнение со старой в 2,4ГГц

Diff View (верхняя диаграмма)

Отображает сравнение мощности

Survey View (нижние диаграммы)

Гораздо более узкий луч в 5ГГц

чем у AIR-ANT25137NP-R

-65 RSSI

Новая Старая

ТД12m

Ключевое отличие:

Новая антенна: сравнение со старой в 5ГГц

Всенаправленные

антенны используются

там, где присутствует

высокое затухание

Применение Omni

антенн требует

понижения мощности,

повышения data rates и

защиты от зрительских

зон

Полоса 5ГГц - наиболее

предпочтительная для

частных/важных

приложений

Игровое поле

VIP ложи

Вестибюль

Холл Покрытие в вестибюлях

должно

организовываться так,

чтобы не мешать

зрительской зоне

В VIP ложах

используются как omni,

так и patch антенны

Идея в том, чтобы

защитить зрителей от

паразитного сигнала, а

VIP зоны – от высокой

загрузки каналов

зрительских зон

Радиочастотный дизайн проходов, подтрибунных

помещений, галерей, точек продаж и проверки билетов

Расположение антенн

Покрытие зрительских зон

11

Правильное расположение критично для успеха!

Wi-Fi – это улица с двусторонним движением!

– Клиенты должны слышать наши сигналы, но и мы должны слышать сигналы клиентов

Максимизируйте угол наклона

– Идеальное расположение: над нужным блоком сидений, вниз и в спину

Определите требуемый размер блока сидений

– Дизайн должен базироваться на этом целевом параметре

Максимальное расстояние: 20м от самого дальнего клиента; цель: 12-15м для наилучших результатов

Расположение антенн

Покрытие зрительских зон: проблемные зоны

13

Никогда не надейтесь на то, что получится покрыть большие зоны

Даже не пытайтесь пытаться «пробить» каменные/бетонные конструкции!!!

Расположение антенн

Покрытие зрительских зон: проблемные зоны

14

Other options for lower seating rows?

Handrail mounts

Front mounts

Для нижних сидений чаще всего приходиться «креативить»

– перила

– передние стены (направить от поля)

Обеспечьте безопасный зазор от тел болельщиков ->20см

Размещение антенн

Пресс-зоны и конференц-залы

15

Omni антенны не являются идеальным выбором для больших открытых зон

Создавайте небольшие соты с помощью направленных антенн, смонтированных на потолке и направленных вниз

Изучите влияние RRM в данном случае расположения антенн

Максимизируйте доступный частотный ресурс

Минимизация интенсивности управляющего трафика

16

Всегда используйте 1 SSID

– Особенно в зрительских зонах

Почему?

– Каждый SSID требует отправки отдельного Beacon

– Каждый beacon отправляется на минимальной mandatory data rate

Каждый broadcast SSID отвечает на null probe requests

– Экспоненциальный рост утилизации эфирного времени

Максимизируйте доступный частотный ресурс

Заменяйте существующие БЛВС

17

Эффективные БЛВС с высокой плотностью очень надежны

Преимущества?– Общее администрирование

– Увеличение утилизации эфира

– Падение интенсивности управляющего трафика с 30-40% до менее 1% эфирного времени

– Больше эфирного времени для полезного трафика

Максимизируйте доступный частотный ресурс

Изменяйте настройки PHY Rate

18

Планируйте размер соты так, чтобы иметь возможность отключить низкие data rates (т.е. <12Мбит/с)

Отключайте 11b скорости

Мы рекомендуем не отключать ни одной MCS rates из-за обнаруженных проблем совместимости с некоторыми клиентами

– Отключение MCS rates, особенно 0-7, может повлечь серьезные проблемы

1mb Data Rate и производительность линка

19

Iperf тест #1: Клиент (iPad первого поколения) подключен на скорости 1Мбит/с

Iperf тест #2: Клиент (iPad первого поколения) подключен на скорости 24Мбит/с

Соединение на скорости 24Мбит/с обеспечило передачу в 17x раз

бОльшего кол-ва данных за одинаковое время

Клиент-спровоцированные помехи: Что это такое?

20

Болельщики в

зоне действия

ТД

Болельщики со

смартфонами

Болельщики,

использующие

Wi-Fi

Болельщики,

генерирующие помехи

Общие наблюдения

• 75% болельщиков имеют смарфон• 30% пользователей смартфонов используют Wi-Fi

• Но что делают остальные?

Клиент-спровоцированные помехи

Как это выглядит, и как этого избежать?

21

Клиент-спровоцированные помехи «убивают» 2.4ГГц

Probe request-ы отсылаются на всех каналах

– Много пересекающихся каналов из-за которых повышается шумовой порог

Помогает подключение этих устройств к сети

– подключенное устройство начинает отсылать probe request-ы в разы реже

Увеличение доступного радиочастотного ресурса

Простота использования и клиент-спровоцированные помехи

22

Спросите себя – насколько тяжело подключиться к вашей WiFi сети?

Легкость использования напрямую влияет на производительность радио

Мало пользователей в сети= много шума от probe request-ов(1бит/с, максимальная мощность, все каналы)

– В результате – Клиент-спровоцированные помехи

Стройте сеть исходя из простоты ее использования

Устройство, подключенное к сети, гораздо менее опасно, чем устройство к сети не подключенное!

Увеличение доступного радиочастотного ресурса

Клиент-спровоцированные помехи: поведение 2.4ГГц клиента

23

iPhone 5s – iOS v7.0.3

Не ассоциированный:

• Отсылает 4 probe request-а на сеть,

на канал каждые 3-6 секунды на

каналах 1 – 13

Ассоциированный:

• Probe Request раз в минуту–

практически полное отсутствие

клиент-спровоцированных помех!

Пример:

Разработайте радиочастотную политику

Внедрите эффективную радиочастотную политику для управления источниками помех не Wi-Fi происхождения при их появлении

http://www.cisco.com/en/US/prod/collateral/wireless/ps9391/ps9393/prod_white_paper0900aecd8073bef9.html

24

Изучите клиентские устройства

Обозначьте для себя ключевые клиентские устройства и их основные

характеристики

Протестируйте их у себя!

Большинство смартфонов имеют гораздо меньшую

чувствительность, чем сетевой адаптер из вашего набора для

радиообследования

В среднем, по нашему опыту, 10dB хуже!

Изучите все популярные клиентские устройства на вашем рынке

Следите за сменой поведения устройств при выходе нового ПО

25

Определите свой шумовой порог

26

RSSI vs. SNR

У клиентских устройств обычно переменная чувствительность

Измерьте шумовой порог во время рабочих часов– Сбор пакетов адаптером,

которому Вы доверяете (MacBook Pro и т.д.)

– Fluke AirCheck

– Spectrum Expert

– Metageek Chanalyzer для Clean Air

Примерная таблица чувствительности для адаптера CB21AG

Примерная таблица чувствительности для скоростей MCS

Data is intended to be an example only.

Rx sensitivity capabilities will vary based upon the receiver in use.

Сервисный блок беспроводной сети

27

Wi-Fi высокой плотности: советы по настройке

24.11.2014 © 2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Используйте RF Profiles

Стадионы и конгресс-залы не являются объектами с гомогенными свойствами с точки зрения РЧ

Тонкая настройка должна быть выборочной Длинные и короткие секции сидений

Подтрибунные помещения, ложи, холлы

Подключение специальных устройств – 11b rates только там, где необходимо

До WLC v7.2: группы физических контроллеров

v7.2+: RF Profiles

29

Совет по настройке: RF Profiles

Предоставляет точный административный контроль над:

Значениями Min/Max TPC

TPC Thresholds

Mandatory, Supported и Disabled PHY Rates (на каждый диапазон)

RF Profiles раздельны для 2.4ГГци 5ГГц диапазонов

Применяются к AP Groups

Все ТД в данной группе будут настроены в соответствии с параметрами RF Profile

Больше возможностей в 8.0

Изучите, как работает RRM: с использованием

WLCCA

Не думайте, что RRM не работает только потому, что результат Вас не устраивает

Используйте WLCCA для понимание «соседских отношений» между ТД

Чаще всего RRM вскрывает проблемы физической инстолляции

Оптимизация RRM: TPC

Рассчитывает мощность передатчика для каждой ТД, для каждого ее радиоинтерфейса в пределах RF Group

Алгоритм запускается каждые 10 минут (по умолчанию)

TPC апдейты многократны

Используйте TPC Thresholds и Min/Max для тонкой настройки мощности на ТД

TPC Thresholds в общем случае

Более точные настройки могут быть сделаны с помощью Min/Max

RF Profiles предоставляют еще более тонкие настройки

32

Во время настройки убедитесь, что

настраиваете WLC group leader

Враги Wi-Fi сетей высокой плотности

24.11.2014 © 2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 33

Посторонние ТД

Журналисты – главные нарушители

Во время последнего крупного спортивного

матча в последний момент было установлено

множество выделенных DSL модемов,

каждый из которых имел включенный

встроенный 2.4ГГц WiFi интерфейс

MiFi's, Eye-Fi’s и смартфоны с включенным

функционалом hotspot-а – они везде!

Низкие скорости, максимальная мощность

Часто на не стандартных каналах как

следствие работы алгоритма выбора

наименее загруженного канала

Из-за них появляется большой управляющий

трафик, состоящий из probe

requests/responses и beaconsВыглядит как ваша… но чужая

Adhoc Rogues

Adhoc rogues – даже в 2014 является серьезной проблемой

Beacons, probe requests, probe responses – все отнимают эфирное время

Пользователи усугубляют проблему еще больше, пытаясь подключиться

Как бороться: просвещать пользователей и делать сеть легкой в использовании

35

Помехи не Wi-Fi происхождения

Видеокамеры, беспроводные аудиоситемы(Coachcomm, Zaxcom), освещение, пиротехнические и крио- системы и т.д.

Никогда не смотрели во Fluke meter и вообще не видели ТД в то время, как ожидали увидеть десятки? Источники помех полностью «убивали» Wi-Fi сеть.

Как бороться: выключите их полностью или смените частоты

36

FHSS контроллер пиротехники

Probe Requests и Responses

37

Часто наиболее встречающийся тип пакетов в HD сетях

Особенно в сравнительно небольших закрытых помещениях

– Катки, баскетбольные площадки, конференц-залы и т.д.

Почему?

– Стадион полон мини ТД с omniантеннами (смартфоны) отсылающими probe requests на 1Мбит/с

– Наши радиоинтерфейсы очень чувствительны

– Мы слышим probe requests клиентов, находящихся далеко за пределами нашей ячейки

Кол-во ответов может быть до некоторой степени уменьшено настройками

Плохое поведение клиентов

38

Совет: всегда проверяйте поведение новых версий ПО и клиентских устройств

Клиентские устройства иногда делают такое, чего они делать не должны

Пример: злоупотребление Virtual NAV

– Требуется ли на самом деле клиентскому устройству резервировать 11,330 милисекунд для передачи CTS кадра? Скорее всего нет.

??

Клиентская «болтовня»

39

IPv4: mDNS (Bonjour)– Проанализируйте дамп на предмет

наличия UDP пакетов, предназначенных для 224.0.0.251 на порт UDP/5353

– В основном за это ответственны iOSустройства, но некоторые android устройства тоже повинны

IPv6: mDNS, Link-Local Multicast– Проанализируйте дамп на предмет

DHCPv6 и ICMPv6 advertisements

– В основном за это ответственны Android устройства, но некоторые iOSустройства тоже повинны Пример mDNS пакета

Клиентская болтовня: mDNS (Bonjour)

40

Во время одного из матчей в 2012 году, Multicast DNS (mDNS/Bonjour) запросыот iOS устройств составили 22.5% всех пакетов захваченных на 1, 6 и 11 каналах в первом тайме

UDP Multicast на 224.0.0.251 порт UDP/5353

Клиентская болтовня: SSDP

41

Количество SSDP (автоматизированный протокол обнаружения сетевого окружения) discovery фреймов сильно возросло с ростом кол-ва смартфонов, реализовавших сервисы Digital Living Network Alliance (DLNA)

Выглядит как multicast трафик на 239.255.255.250 порт UDP/1900

Клиентская болтовня: IPv6

42

ОС смартфонов становятся очень «говорливыми», используя сообщения IPv6 discovery/broadcast

DHCPv6– Общий адрес назначения ff02::1:2 (все узлы локальной сети)

ICMPv6 Nadv– Общий адрес назначения ff02::1 (все DHCP сервера и релеи локального сайта)

Клиентская «болтовня»: Устранение

43

IPv6

– Используйте, если необходимо, WLC ACL

– Если Вам не нужен IPv6, выключите его “кнопка выключения” IPv6 доступна в 7.3+

WLC CLI: “config ipv6 disable”

– Настройте VLAN ACL на стороне проводной инфраструктуры, чтобы предотвратить распространение IPv6 advertisements со стороны проводного сегмента

mDNS, SSDP

– Используйте WLC ACL

– Обратитесь к Cisco Wireless LAN Apple Bonjour Deployment Guide за более подробной информацией http://www.cisco.com/en/US/products/hw/wireless/ps4570/products_tech_note09186a0080bb

1d7c.shtml

Примеры из жизни

24.11.2014 © 2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved. 44

Примеры из жизни: скорость принятия 5ГГц рынком

Всего клиентов: 28,801

Всего потенциальных клиентов

(обнаруженных MSE Probing Clients):

55,000

54% уникальных клиента

подключены на 5ГГц (11n)

Кол-во устаревших А/G клиентов

быстро снижается

45

Замечание: устройства, которые подключались в диапазонах 2.4 и 5ГГц считаются в каждом диапазоне.

Статистика с одного из последних мероприятий:

Пример из жизни: что передавалось в эфире

46

Пример из жизни: зависимость интенсивности обмена

данными от времени

Перерыв Отключение питания

(аварийное )

400,000,000 bps = 400Мбит/с

Входящий Исходящий

Би

т в

секун

ду

Значительная утилизация в upstream направлении: загрузка в «облако» фотографий, видео и т.д.

Примеры из жизни: Rogue ТД

964 зафиксированных посторонних ТД с сигналом -70dBm

или выше, включая:

200+ MiFi переносных хотспотов

10+ GoPro камер, передающих видепоток

30+ Eye-Fi SD карт

48

Реальная статистика:

Примеры из жизни: Adhoc Rogues

Adhoc Rogues

2,752 обнаруженных adhoc

rogues, включая:

“Free Public WiFi”: 1,563

“MEDIA”: 595

“MEDIA” adhoc появился и

разросся в зоне Press

Сделайте свою сеть публично

доступной!

49

Из статистики 2013 года:

Примеры из жизни: Creation vs. Consumption

50

369.9 GB

144,6225,3

75 42

1.125 TB

683,4

441,5

185,16

396,09

Aggregate WiFi Traffic(GBytes)

Upstream (Out of theStadium) (Gbytes)

Downstream (IntoStadium) (Gbytes)

Peak WiFi Throughput IN(Mbps)

Peak WiFi ThroughputOUT (Mbps)

2012

2013

Примеры из жизни: Cisco Live Orlando 2013

51

Данные за первые три дня Cisco Live Orlando 2013

• 673 ТД

• 19,505 уникальных WiFi устройств

• 13,000+ одновременных ассоциаций

• 800+ пиковая производительность

• 43.7% 5ГГц (11n), 53.5% 2.4ГГц (11n)

Необходимые инструменты

24.11.2014 © 2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.

Инструменты для сбора информации

53

WLCCA

Инструменты для сбора информации

WLC Config Analyzer (WLCCA)

54Download at https://supportforums.cisco.com/docs/DOC-1373

WLC Config Analyzer (WLCCA) очень полезный инструмент для тонкой подстройки параметров крупных БЛВС

WLCCA помогает определить:– Общность настроек нескольких

контроллеров

– Нахождение РЧ проблем –определение зон, где проблемы наиболее возможны

– AP Neighbors – Как ТД друг друга слышат? Слишком хорошо, не очень?

– Дополнительный взгляд на данные CleanAir data

– Обзор RRM и RF Summary

Инструменты для сбора информации

55

WLCCA Prime & MSE

Инструменты для сбора информации

Cisco Prime Infrastructure и MSE

56

Карты PI очень помогают в поиске проблем

Используйте карты вместе с WLCCA

Позволяют легко сравнить географическое расположение ТД и их каналов, мощностей и утилизацию каналов

Самое доступное место получения информации о кол-ве ассоциированных клиентов к ТД

Инструменты для сбора информации

57

WLCCA Prime & MSE OmniPeek и/илиWireshark

Инструменты для сбора информации

OmniPeek и Wireshark

58

OmniPeek/Wireshark– Для сбора пакетов в БЛВС, включая

beacons и другой управляющий трафик

– Полезны для устранения проблем на источнике

Функционал OmniPeek:– Разбивка по datarates – очень

полезно в поиске причин высокой канальной утилизации

– Поддерживает мультиканальную агрегацию– все три канала 2.4ГГц в одно время (3 сетевых адаптера)

Инструменты для сбора информации

59

WLCCA Prime и MSE Survey и АнализOmniPeek и/илиWireshark

Инструменты для сбора информации

AirMagnet Survey и WiFi Analyzer Pro

60

Ekahau Site Survey Pro– Планирование и проверка

– Определение различий в покрытии возникающих в результате изменений в настройках

Airmagnet WiFi Analyzer Pro– Глубокий анализ прокола 802.11

– Инструмент реального времени, полезен во время мероприятий

Инструменты для сбора информации

61

WLCCA Prime и MSE OmniPeek и/илиWireshark

Fluke AirCheck

Survey и Analysis

Fluke AirCheck

Для быстрой проверки качества покрытия и размера сот требуется

портативное устройство (Fluke AirCheck)

Он не заменяет радиообследования, но может быть использован для

обнаружения «досадных» проблем инстолляции вроде

неподключенных антенн

62

Инструменты для сбора информации

63

WLCCA Prime & MSE OmniPeek и/илиWireshark

Metageek Chanalyzer & CleanAir

Fluke AirCheck

Survey & Analysis

Инструменты для сбора информации

Metageek Chanalyzer Pro и Cisco CleanAir

64

Отображает реальное состояние эфира

Определяет все типы источников помех

Критически важен для составления полной «картинки» того, что происходит в эфире

Инструменты для сбора информации

65

WLCCA Prime & MSE OmniPeek и/илиWireshark

Fluke AirCheck

MetaGeekEyePA

Survey & Analysis

Metageek Chanalyzer & CleanAir

Инструменты для сбора информации

Eye P.A. – Полезный инструмент для анализа Wi-Fi пакетных дампов

66

Дампы пакетов – это, несомненно, хорошо. Но как их правильно анализировать?

Инструменты для сбора информации

67

WLCCA Prime NCS & MSE OmniPeek и/илиWireshark

Fluke AirCheck

MetaGeekEyePA

УСПЕХ

Ваш ум и знания

Survey & Analysis

Metageek Chanalyzer & CleanAir

Ключевые выводы

При проектировании РЧ покрытия используйте подходящие антенны

и располагайте их в правильных местах

Используйте специальный HD ориентированный функционал

контроллера БЛВС, такой как RF Profiles или RX SOP

Изучите ключевые внешние факторы, которые могут повлиять на

Вашу сеть

Научитесь работать с инструментами, которые помогать Вам

принимать информированные, мотивированные решения

68

CiscoRu Cisco CiscoRussia

Ждем ваших сообщений с хештегом

#CiscoConnectRu

Пожалуйста, используйте код для

оценки доклада

4367

Ваше мнение очень важно для нас!

Спасибо за внимание!

24.11.2014 © 2014 Cisco and/or its affiliates. All rights reserved.