Когда производственному и логистическому отделам требуется быстрая и беспроблемная интеграция мобильных конечных устройств, без беспроводных локальных сетей не обойтись. С появлением стандарта 802.11n сети WLAN стали способны обеспечить достаточную пропускную способность и поддержку нескольких сервисов на одной и той же платформе. Детальное планирование поможет создать условия для беспрепятственной установки и бесперебойной эксплуатации инфраструктуры WLAN, при этом главное внимание следует уделить системному окружению.
Правильное планирование инфраструктур WLAN начинается с определения всех приложений, которые необходимо реализовать. При этом не следует забывать о том, что какие-то приложения могут быть добавлены позднее. Так, подключение ноутбуков предъявляет меньшие требования к беспроводной сети, чем функции роуминга или качество сервиса (Quality of Service, QoS) системы для передачи голоса по беспроводной сети (Voice over WLAN). Для последней необходимо максимально широкое покрытие сети, а значит, плотное размещение точек доступа (Access Point, AP). В промышленных средах важным критерием являются оптимальные характеристики излучения. Кроме того, часто предъявляются специфические требования к распределению точек доступа и таким функциям, как предварительная аутентификация WPA2 или кэширование ключей (Key Caching) для так называемой бесшовной эстафетной передачи сигнала от станции к станции (Seamless Handover).
На втором этапе следует определить желаемый частотный диапазон: 2,4 ГГц (802.11b/g/n) и/или 5 ГГц (802.11a/n). В первом случае доступны лишь три неперекрывающихся канала (1, 6 и 11 или 13), поэтому очень важно правильно их распределить. Частота 2,4 ГГц имеет то преимущество, что в большинстве случаев даже довольно давно произведенные ноутбуки снабжены интегрированными адаптерами для этого диапазона. Если используется частота 5 ГГц, надо принимать во внимание то, что стены в помещениях или различные предметы сильнее глушат сигналы, то есть дальность действия таких точек доступа меньше, чем в случае с диапазоном 2,4 ГГц, и устройства необходимо располагать на меньшем расстоянии друг от друга.
С выбором частот тесно связан вопрос о предпочтительной беспроводной технологии. Для планирования новых сетей наиболее подходит стандарт IEEE 802.11n с поддержкой технологии множественного ввода/вывода (Multiple Input Multiple Output, MIMO), которая позволяет использовать отражение сигнала и потому надежнее работает в ранее сильно страдавших от помех средах 802.11a/b/g. Кроме того, в настоящий момент пропускная способность стандарта 802.11n составляет 300 Мбит/с (в будущем ожидается увеличение до 600 Мбит/с), что намного больше, чем у других беспроводных стандартов, и соответствует уровню производительности Fast Ethernet.
Но одного лишь выбора наиболее подходящей технологии передачи сигнала недостаточно, в суровых промышленных средах особая роль отводится оснащению точек доступа. Так, устройства должны иметь массивные крепления для монтажа на стены или потолки и прочные металлические корпуса, невосприимчивые к влажности, пыли и помехам.
При планировании беспроводной локальной сети вначале следует рассчитать наилучший охват всех помещений и только на основе этих данных размещать точки доступа. Специализированные программы, к примеру Ekahau Site Survey, помогают считывать планы зданий и анализировать местные условия. Кроме того, они графически отображают свободные площади за пределами имеющихся помещений, то есть позволяют рассчитать оптимальную сеть WLAN для уже строящихся или еще не существующих зданий.
За этим этапом следует так называемое исследование на местности (Site Survey), в ходе которого с помощью ноутбука и сетевой карты замеряется фактическое покрытие беспроводной сети. В жилом секторе или в тесно застроенных промышленных районах может быть обнаружено воздействие расположенных по соседству сетей WLAN. Они учитываются при измерениях и затем включаются в общую оценку. Практика показывает, что диапазон 2,4 ГГц занят очень тесно, поэтому построить на его основе новую функциональную беспроводную сеть не всегда возможно. Эта задача решается путем выбора менее востребованного диапазона 5 ГГц, а установка двухдиапазонных точек доступа (Dualband AP) обеспечивает использование обоих частотных диапазонов.
Для возможных проблем с зоной охвата также существуют решения. Если антенны, интегрированные в точки доступа, не способны обеспечить удовлетворительной дальности действия, то в ход идут внешние антенны. Пример: точка доступа установлена на колонне и отбрасывает «тень», поэтому для охвата «слепого» сектора по бокам устройства устанавливается по дополнительной антенне. В продолговатых и вытянутых по форме помещениях рекомендуется применять направленные антенны.
Исследование на местности завершается разметкой кабельных соединений. Тщательное предварительное планирование исключит необходимость смены расположения точек доступа в будущем, в таком случае не понадобится и повторной прокладки сетевых кабелей. Это обстоятельство имеет очень важное значение для логистических центров и промышленных предприятий, где точки доступа зачастую располагаются в труднодоступных местах.
Управление беспроводными локальными сетями должно осуществляться централизованно, поскольку только таким образом можно реализовать целостные директивы безопасности и с наименьшими усилиями настроить конфигурацию отдельных точек доступа. Кроме того, функции поиска ошибок и сбора статистики о трафике реализуются проще. Централизованную настройку можно осуществлять различными способами:
- Кластеризация точек доступа. При таком методе кластер формируется из некоторого числа точек доступа, когда одна точка выступает в качестве менеджера кластера, который получает необходимые настройки от администратора, а затем автоматически передает их другим устройствам в этом кластере. Все необходимые изменения тоже производятся лишь через менеджера кластера, который затем пересылает их дальше.
- Централизованное администрирование с помощью управляющего программного обеспечения. Большим количеством точек доступа администратор может управлять посредством установленного на компьютере специализированного ПО. С его помощью он может с удобством производить централизованную настройку оборудования и вносить необходимые изменения. Кроме того, компьютер выступает в качестве получателя уведомлений (Trap) и журнальных сообщений (Log Message), предоставляя таким образом интерфейс для администрирования среды WLAN.
- Управление на базе контроллеров. Этот метод особенно подходит для крупных промышленных сред. Контроллер берет на себя обязанности по настройке и управлению точками доступа в сети, которые при обычных обстоятельствах работают в режиме тонкого клиента (Thin Client), то есть на самих точках доступа никаких настроек не производится. Таким образом повышается степень безопасности и исключаются риски взлома, если какая-либо точка доступа будет похищена злоумышленниками.
Представленные на рынке контроллеры по-разному обращаются с трафиком данных в беспроводных сетях. В некоторых решениях трафик централизованно пропускается через контроллер, что существенно облегчает, к примеру, интеграцию брандмауэров, но, проходя через всю сеть, трафик существенно повышает ее загруженность. Другие системы на базе контроллеров направляют данные в проводную сеть непосредственно в точке доступа. Это позволяет избежать ненужных обходных путей и свести к минимуму возникающие задержки. Однако наиболее гибкие контроллерные решения позволяют использовать оба способа коммуникации — как централизованную, так и распределенную концепцию.
УПРАВЛЕНИЕ НА БАЗЕ КОНТРОЛЛЕРОВ
К значительным преимуществам систем на базе контроллеров относится автоматическое администрирование частот и мощности точек доступа: они самостоятельно устанавливают оптимально согласованное распределение частот, что позволяет в значительной степени избежать интерференций. Кроме того, такие системы автоматически регулируют мощность передатчиков, установленных на точках доступа: если отказывает одно из устройств, они увеличивают мощность соседних с ним точек. К тому же с их помощью фактическая мощность подстраивается под условия существующего окружения и происходящих изменений. Такие возможности особенно полезны при организации работы складов, где помещения заполняются неравномерно или где хранятся товары, которые поглощают сигналы по-разному (жидкости, порошки, твердые материалы).
Кроме того, помимо создания среды без интерференций, централизованные контроллерные системы реализуют функцию «быстрого роуминга» (Fast Roaming) для поддержки таких технологий, как передача голоса по IP (Voice over IP). Ключи (Perwise Master Key, PMK) передаются всем администрируемым точкам доступа с помощью функции динамического распределения ключей (Dynamic Key Forwarding), и клиенту не приходится проходить повторную процедуру аутентификации, даже если точка доступа его еще не распознала.
Кристоф Бекер — консультант по развитию бизнеса и маркетингу в компании D-Link.