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Reportajes y análisis

Cómo aumentar el rendimiento de Wi-Fi

[06/12/2018] La tecnología inalámbrica es ahora la forma de acceso preferido, y cada vez más es la única vía de conexión en instalaciones, campus, puntos de acceso a escala metropolitana y áreas amplias. Por eso, lograr un rendimiento óptimo es un objetivo clave para los departamentos de TI.

Dado que la propagación de radiofrecuencia (RF) siempre implica un alto grado de variabilidad, a menudo es difícil predecir el comportamiento preciso de una instalación determinada. Las variables incluyen condiciones de operación, demandas de tráfico de usuarios y aplicaciones, y las capacidades y configuraciones de productos de proveedores individuales. Cuando la movilidad, las pruebas y la verificación de Wi-Fi también se toman en consideración, la evaluación del rendimiento puede volverse muy compleja.

Las variables de rendimiento incluyen rendimiento, cobertura, tráfico con límite de tiempo (principalmente telefonía y transmisión de video), confiabilidad, seguridad, comportamiento de velocidad en función del rango y el tráfico varía según el movimiento, el rango, la hora del día y la ubicación. Quizás lo más importante es la capacidad: la capacidad de abordar con éxito los requisitos de todas las demandas de tráfico en cualquier ubicación y en cualquier momento.

Con las relaciones de precio/rendimiento de los equipos Wi-Fi mejorando continuamente con los avances en estándares, tecnologías e implementaciones, muchos talleres de TI han adoptado un enfoque de fuerza bruta: solo actualice y/o agregue puntos de acceso (AP) y controladores de Wi-Fi, conmutadores Ethernet y hardware relacionado como se indica.

Desafortunadamente, este enfoque a menudo no optimiza el rendimiento y es costoso en términos de equipo y el tiempo requerido por los profesionales de operaciones de red.

Con el fin de encontrar una mejor manera, entrevistamos a una serie de expertos para obtener un conjunto de mejores prácticas para la optimización del rendimiento de Wi-Fi. Nos centramos en las tres fases principales de cualquier instalación de Wi-Fi a gran escala: planificación y preinstalación; pruebas y verificaciones funcionales, y de rendimiento posteriores a la instalación; y tratar los problemas de rendimiento ad hoc (solución de problemas). También buscamos sugerencias para un conjunto de herramientas de operaciones requeridas, y preguntamos sobre direcciones futuras para la optimización del rendimiento de Wi-Fi.

Nuestros entrevistados incluyen al Dr. Eldad Perahia, distinguido tecnólogo en la Oficina de CTO en Aruba; Matthew MacPherson, director senior de WLAN; Jim Florwick, ingeniero técnico superior de mercado; y Nilesh Doshi, gerente de pruebas de software, los tres de Cisco; Mika Hakala, CEO de Ekahau, y Jerry Olla, gerente de productos; Mike Leibovitz, director senior de gestión de productos, ambos de Extreme Networks; Ali Youssef, arquitecto principal de movilidad en Henry Ford Health System; Bob Friday, co-fundador y CTO de Mist Systems; y el Dr. Leigh Chinitz, CTO de octoScope.

Optimización del rendimiento de Wi-Fi: Etapa de planificación

Nuestros expertos están de acuerdo en que se puede hacer mucho para optimizar el rendimiento de la solución y evitar problemas operativos, incluso antes de decidir sobre un equipo específico y su posterior instalación.

Hakala recomienda diseñar la experiencia de calidad del usuario final (QoE, por sus siglas en inglés), con capacidad y la latencia, en lugar de solo la cobertura. Olla agrega que comprender la ubicación del usuario, la densidad y las demandas de las aplicaciones es clave para asegurar la capacidad. Olla también señala que examinar el espacio físico para comprender el comportamiento de la RF puede evitar numerosas oportunidades de dolores de cabeza más adelante.

Chinitz sugiere que probar los puntos de acceso individuales en condiciones de operación y cargas realistas puede ayudar tanto a comprender las limitaciones de los AP individuales como a calcular la capacidad. Agregar un segundo AP permite la prueba de itinerancia, balanceo de carga y control de banda, y en la mayoría de los casos puede revelar la pérdida de la ruta específica de la ubicación y las zonas muertas.

Youssef anota que una prueba de "AP-on-a-stick" puede ser útil en entornos potencialmente difíciles, como los hospitales. Incluso ha visto que la pintura interior tiene un impacto negativo en el rendimiento de la RF.

Mist Systems es un gran defensor de llevar la ubicación de Bluetooth Low Energy (BLE, por sus siglas en inglés) en interiores a la par con el GPS para exteriores. Friday sostiene que el espacio ideal de mayor densidad de AP para casos de uso en interiores también es beneficioso para optimizar las implementaciones de Wi-Fi.

Florwick recomienda un barrido inicial de RF para posibles interferencias en las bandas sin licencia, Wi-Fi o de otro tipo, y para seleccionar los canales de Wi-Fi iniciales correspondientes. El ancho de banda óptimo del canal es a menudo una función de la interferencia y la utilización del canal.

Perahia sugiere que construir modelos analíticos de la carga anticipada, incluso usando solo una hoja de cálculo, puede ser útil para analizar los supuestos de capacidad.

Leibovitz dice que un examen cuidadoso del resto de la red (más allá de solo Wi-Fi) para la capacidad, la administración y los servicios locales como DHCP, puede evitar problemas en el futuro, ya que los problemas del lado del cable a menudo se revelan en los elementos inalámbricos de la red. También es importante considerar las demandas de tráfico emergentes, potenciales y anticipadas, no solo las actuales, como las de la Internet de las cosas (IoT, por sus siglas en inglés).

Verificación de rendimiento de Wi-Fi

Todos nuestros participantes están de acuerdo en que las pruebas funcionales posteriores a la instalación y la verificación del rendimiento son esenciales, y deben incluir al menos una muestra mínima de usuarios con aplicaciones de producción en condiciones operativas realistas.

Youssef señala que, por lo general, ve más problemas relacionados con los productos, especialmente con los dispositivos de los clientes, que con la RF. La gran variabilidad en el comportamiento y la compatibilidad del cliente es común, junto con problemas como la configuración del controlador modificada inapropiadamente por los usuarios finales que de otra manera tienen buenas intenciones. Sugiere una nueva encuesta superficial del espacio desplegado anualmente, señalando que las organizaciones de las instalaciones también a veces mueven o desactivan los APs para otros propósitos que no sean necesarios.

Perahia advierte que un cableado de AP inapropiado o fuera de lo normal puede resultar en un desempeño inesperadamente bajo.

Doshi recomienda realizar una prueba alfa de una nueva implementación antes de permitir a los usuarios, medir elementos como la calidad de voz y el comportamiento de itinerancia. MacPherson sugiere usar herramientas de análisis y hacer uso de las instalaciones comúnmente disponibles en las consolas de administración.

Leibovitz sugiere controles puntuales ocasionales en múltiples ubicaciones con un dispositivo de usuario final específico, incluso en instalaciones que parecen funcionar normalmente.

Olla señala que la documentación es fundamental en todas las etapas de implementación, incluso las notas de observación pueden proporcionar pistas sólidas al verificar el rendimiento funcional.

Solución de problemas y conjunto de herramientas de Wi-Fi

Nuestros participantes notan que el conjunto de herramientas de software y/o hardware que se usa para verificar el rendimiento también es apropiado para la solución de problemas, por lo que es importante contar con capacidades de recopilación de datos y análisis que cubran la RF, el comportamiento de la red inalámbrica, la red cableada y, en algunas ocasiones, al cliente y la WAN también.

Leibovitz recomienda que las instalaciones recopilen la mayor cantidad posible de datos operativos, ya que es más fácil detectar patrones cuando hay muchos datos disponibles. Las capacidades analíticas son cada vez más importantes aquí.

Olla sugiere revisar el resto de la cadena de valor de la red en busca de problemas, a pesar de las protestas de los usuarios diciendo que el problema es, por definición, "inalámbrico". Chinitz agrega que hablar con los usuarios finales puede proporcionar información valiosa.

Youssef recomienda el uso de una herramienta independiente de análisis y garantía de Wi-Fi de terceros, independiente de la consola de administración seleccionada, para obtener una segunda opinión más allá de la consola de administración y obtener acceso a un conjunto diferente de estrategias de solución de problemas.

Friday señala que tener una pila de administración basada en la nube en tiempo real con acceso a la API permite una automatización y solución de problemas superiores, tanto para las organizaciones de usuarios finales como para los proveedores de conjuntos de herramientas de terceros, lo que permite desarrollar y desplegar rápidamente nuevos casos de uso. También señala la disponibilidad de sistemas de consulta en lenguaje natural que pueden responder preguntas a la par con un experto en dominio de red, y espera una mayor velocidad y precisión en estos en los próximos dos años.

Perahia recomienda probar situaciones particularmente molestas con un segundo AP de un proveedor diferente. Si los resultados son uniformemente pobres con ambos, es probable que el cliente tenga la culpa. También recomienda el uso de software de rastreo de paquetes, e incluso las herramientas de evaluación comparativa simples como Iperf pueden ser útiles para aislar rápidamente a los clientes problemáticos, los puntos de acceso y los tipos de tráfico.

Incluso después de casi tres décadas del uso generalizado de WLAN en organizaciones de todo el mundo, es evidente que todavía hay mucho por hacer para aumentar la optimización del rendimiento y los elementos operativos relacionados.

Las tendencias futuras en la optimización del rendimiento de Wi-Fi

Los expertos en Wi-Fi que entrevistamos dicen que esperan ver herramientas de análisis más sofisticadas, incluidas capacidades avanzadas basadas en inteligencia artificial (IA) y aprendizaje automático (ML). Estas capacidades ya están habilitando la solución automática de problemas antes del conocimiento del personal de operaciones. Friday se refiere a estos como redes de auto-conducción.

Chinitz habla sobre la evaluación comparativa virtual, que implica probar un punto de acceso (y posiblemente incluso dispositivos de cliente) en una cámara aislada de la RF especialmente diseñada bajo un conjunto muy grande de condiciones, con los resultados cuantificados en un perfil que puede usarse para predecir resultados del mundo real.

Según Perahia, el futuro análisis y optimización del rendimiento operativo dependerá de la información recopilada directamente de los dispositivos del cliente y no solo de la infraestructura. La razón de esto es el uso creciente de la formación de haces, MIMO multiusuario y otras técnicas que pueden dar como resultado que los sensores tradicionales y las herramientas de aseguramiento estén en una RF nula durante una transmisión particular.

Los proveedores de conjuntos de chips WLAN probablemente deberán aumentar la funcionalidad del cliente aquí, a fin de recopilar los datos de rendimiento requeridos.

MacPherson señala que la SDN probablemente desempeñará un papel cada vez mayor en la recopilación de datos y en la optimización dentro de los segmentos inalámbricos de la red de la organización. También señala que las interfaces de la consola de administración deberán ser más simples y precisas, y aprovechar el aumento de la IA y ML.

Como mínimo, sería útil tener un servidor de evaluación comparativa básico, tal vez algo como speedtest.net, y tan simple como iperf, implementado dentro de los puntos de acceso, para que el rendimiento real de un enlace aéreo determinado se pueda analizar fácilmente. Este es un gran paso adelante al conocer solo la velocidad de señalización informada, que puede variar de manera amplia y rápida en la operación, y, de todos modos, es de poca utilidad en la optimización del rendimiento.