Triển khai Wireless LAN

[thanhsang_truong]

(Nguồn: Wimaxpro.org)

TRIỂN KHAI WIRELESS LAN

- Việc hiểu được các giao thức 802.11 hoạt động như thế nào, các đặc điểm của node di động, bảo mật lớp MAC và chất lượng dịch vụ (QoS) là cần thiết khi quyết định triển khai một mạng WLAN. Sẽ có nhiều việc cần phải làm khi triển khai AP chứ không chỉ chạy cable và treo thiết bị lên trần nhà. Những khía cạnh vật lý khi thực hiện site survey (khảo sát) sẽ cho admin một cái nhìn về tính khả thi của các vùng phủ sóng mà mỗi AP cung cấp, số lượng AP cần thiết để bao phủ vùng mong muốn, các thiết lập về kênh truyền cũng như công suất phát. Ngoài ra, admin cần phải biết thêm những vấn đề sau:

+ Định dạng chuyển vùng (Roaming Pattern) của các client không dây.
+ Các ứng dụng được sử dụng bởi client không dây.

- Hai yếu tố chính trên sẽ hình thành nên quyết định của bạn khi xác định số AP cần sử dụng, số lượng các vùng overlap (chồng) nhau và vị trí của các thiết bị lớp trên (upper-layer) như authentication server (server xác thực).
1. Việc triển khai WLAN và sự ảnh hưởng của ứng dụng:
- Ảnh hưởng của các ứng dụng đến sự triển WLAN là khác nhau. Điều quan trọng bạn cần phải hiểu là những ảnh hưởng này tác động thế nào đến việc triển khai WLAN. Sau đây là các yếu tố chính cần xem xét:

+ Throughput cho từng client (per-client).
+ Kiểu ứng dụng streaming hay kiểu ứng dụng bursty.
+ Sự tranh giành đường truyền và độ trể của ứng dụng.

- Throughput cho từng client sẽ bị giảm mỗi khi có client mới tham gia vào BSS. Mặc dù mỗi người dùng không được đảm bảo rằng họ sẽ có một lượng băng thông nhất định, cơ chế truy cập đường truyền DCF (Distribution Coordination Function) cung cấp cơ chế truy cập môi trường không dây một cách công bằng. So với mạng Ethernet 100 Mbps thì việc chia sẽ 11 Mbps hay 54 Mbps cho khoảng 10 đến 25 người dùng có thể xem như là một bước đi lùi.
- Đối với mạng 802.11b 11 Mbps thì việc chia sẽ cùng với bản chất half-duplex thì throughput thật sự chỉ còn lại khoảng 6 Mbps. Nếu như trong mạng có 25 client thì throughput cho mỗi client là khoảng 245 Kbps. Tương tự, với mạng 802.11a 54 Mbps thì throughput thật sự là 22 Mbps và throughput cho từng client là 880 Kbps. Chú ý, đầy chỉ là số liệu tham khảo vì chúng ta đã giả sử rằng tất cả các client đều truyền và nhận cùng một lượng dữ liệu.
- Kiểu ứng dụng sẽ ảnh hưởng một cách đáng kể đến các số liệu trên. Kiểu ứng dụng streaming như voice có nhiều sự khác biệt so với ứng dụng kiểu bursty như HTTP hay POP3. Một cuộc gọi 2 chiều G.711 thông thường sẽ có yêu cầu throughput trung bình vào khoảng 240 Kbps ở lớp MAC. Trong trường hợp này, bạn có thể mắc sai lầm nếu như cho rằng 25 cuộc gọi có thể hoạt động được trong 1 BSS (240 Kbps * 25 = 5.86 Mbps)
- Nhưng mỗi cuộc gọi 2 chiều cũng yêu cầu tốc độ truyền khoảng 200 frame trong 1 giây (50 frame per second và 50 acknoledgment per second cho mỗi chiều của cuộc gọi, kết quả là 200 frame per second). Giả sử rằng lớp MAC của 802.11b chỉ hỗ trợ tốc độ 1200 packet per second nên bạn chỉ có thể có tối đa 6 cuộc gọi trong BSS. Điều này khác xa so với những gì chúng ta nghĩ. Chú ý là số liệu trên không bao gồm việc truyền dữ liệu, nó chỉ dành cho các cuộc gọi. Bất kỳ data traffic nào trên AP cũng sẽ làm suy giảm các cuộc gọi nếu như không có một cơ chế nào để điều khiển đăng nhập (admission control) hay cơ chế QoS/ưu tiên (prioritization).
- Bạn có thể biết được mật độ của AP (số lượng AP trong một vùng phủ sóng) đóng vai trò quan trọng như thế nào trong việc hỗ trợ ứng dụng. Việc triển khai theo kiểu coverage-oriented (hướng bao phủ) sẽ không đáp ứng tốt trong việc cung cấp VoIP trong 802.11, trong khi triển khai theo kiểu capacity-oriented (hướng khả năng) sẽ cung cấp mật độ client-to-AP (số client trên một AP) cần thiết để hỗ trợ VoIP.
- Sự tranh giành đường truyền trong 802.11 tương tự như sự tranh giành đường truyền trong mạng có dây 802.3 half-duplex. Tất cả các trạm đều có cơ hội truy cập đường truyền như nhau và nếu như số lượng các trạm càng lớn thì khả năng xung đột giữa các frame sẽ càng cao.
- Quá trình tranh giành đường truyền sẽ làm tăng độ trễ trong BSS. Các trạm sẽ sử dụng nhiều thời gian hơn trong việc cố gắng truy cập đường truyền thay vì thực hiện truyền hay nhận frame. Tiến trình này làm cho các giao thức lớp trên (upper-layer) bị timeout và có nhiều khả năng sẽ hủy bỏ (drop) phiên làm việc của ứng dụng.
- Khi xảy ra tình huống này thì một lời khuyên là chọn lựa sự triển khai có mật độ AP cao để tránh hay giảm thiểu các trường hợp như vậy. Tất nhiên việc triển khai với mật độ AP dày đặc như vậy thì sẽ rất tốn kém. Tuy nhiên, những lợi ích mà nó mang lại sẽ rất lớn thay vì bạn phải thực hiện lại một cuộc site survey khác để bổ sung cho mạng hiện tại.
- Bạn có thể tinh chỉnh các trạm client trong BSS có mức độ cạnh tranh cao:

+ Điều chỉnh ngưỡng phân mãnh – Ngưỡng phân mãnh (fragmentation threshold) sẽ xác định kích thước lớn nhất có thể của frame trước khi nó bị phân mãnh. Kích thước frame càng nhỏ thì cơ hội truyền thành công càng cao.
+ Điều chỉnh ngưỡng RTS (Request To Send) – Ngưỡng RTS xác định kích thước lớn nhất có thể của frame trước khi transmitter gởi RTS frame. RTS cho phép transmitter (AP hay client) để đặt cọc đường truyền trong một khoảng thời gian đủ để truyền frame và nhận acknowledgment.

- Việc cài đặt WLAN thường không sử dụng những cơ chế này bởi vì chúng phải được thiết lập một cách thủ công trên client và không được thông báo bởi AP. Cả người sử dụng lẫn admin phải cấu hình mỗi trạm trong suốt thời gian xảy ra nghẽn. Điều này là không thực tế và không khả thi trong môi trường mạng WLAN rộng lớn. Hơn nữa, bạn phải thiết lập ngưỡng phân mãnh và ngưỡng RTS một cách cẩn thận. Những cải thiện về hiệu năng mà chúng cung cấp sẽ đi liền với chi phí (tăng sự tranh giành đường truyền và frame overhead).

(còn tiếP)

[thanhsang_truong]

(Nguồn: wimaxpro.org)

2. Kế hoạch triển khai WLAN:
- Có 2 phương thức để triển khai mạng WLAN:

+ Coverage oriented (hướng bao phủ)
+ Capacity oriented (hướng khả năng)

- Trong phần này chúng ta sẽ thảo luận cả 2 kiểu sử dụng mô hình như bên dưới

2.1 Coverage-Oriented WLAN:

- Coverage-Oriented WLAN được thiết kế để cung cấp vùng phủ sóng tối đa trong mạng WLAN với ít AP nhất (một mạng coverage-oriented thông thường sẽ cung cấp mật độ người dùng so với AP là 25/1). Một số đặc điểm của việc triển khai coverage-oriented bao gồm:

+ Kiểu ứng dụng bursty hay có tốc độ gói thấp như máy quét mã vạch (barcode scanning) hay các câu truy vấn dữ liệu.
+ Có yêu cầu về bandwidth thấp, cho phép tốc độ dữ liệu giảm xuống ở các mức thấp hơn như 1 hay 2 Mbps.
+ Dễ dàng bảo trì bởi vì cần rất ít hay không cần đội ngũ cục bộ (của riêng công ty) để bảo trì WLAN.

- Việc triển khai theo coverage-oriented sẽ rất thích hợp cho các kiểu ứng dụng có tốc độ gói thấp và yêu cầu về bandwidth thấp. Nhờ đó mà người dùng sẽ có throughput hiệu dụng khá cao. Cấu hình này cho phép nhiều người sử dụng WLAN hơn trong khi vẫn duy trì hiệu năng vừa đủ.
- Kiểu triển khai này có thể rất phổ biến trong môi trường nhà kho (warehouse) hay môi trường bán lẻ (retail) trong đó WLAN đóng vai trò quan trọng trong quá trình kiểm kê hàng hóa và ở những nơi mà đội ngũ IT đều ở trụ sở chính và không có đội ngũ hỗ trợ cục bộ nào cho chi nhánh để troubleshoot (gở rối) các vấn đề liên quan đến vùng phủ sóng.
- Ngoài ra, nó cũng phổ biến ở những chi nhánh nhỏ và vừa thay vì phải cài đặt một mạng Ethernet có dây. Trong trường hợp này chì văn phòng chi nhánh cũng sẽ giảm được một lượng chi phí đáng kể về cable CAT 5 cũng như chi phí lắp đặt. Việc triển khai WLAN là đơn giản hơn và có thể cung cấp những kết nối mạng cơ bản như chia sẽ file hay printer. Hình dưới minh họa một ví dụ triển khai WLAN theo coverage-oriented.

- Hình trên cung cấp mật độ phủ sóng của WLAN khoảng 25 đến 30 người trên 1 AP. Để bao phủ toàn bộ tầng nhà này thì sẽ cần 14 AP. Chú ý là cách triển khai trên sẽ bao phủ tất cả các vùng trong tầng nhà bao gồm cả các phòng lưu trữ, phòng nghỉ và cầu thang … đây là những nơi thường không yêu cầu phải phủ sóng. Tất nhiên là bạn có thể sử dụng ít AP hơn để thỏa mãn nhu cầu của bạn, hình trên chỉ để minh họa.

2.2 Capacity-Oriented WLAN:

- Capacity-Oriented WLAN được thiết kế để cung cấp throughput và tốc độ gói tin tối đa cho mỗi client trong BSS. Kích thước cell (ô tế bào, vùng phủ sóng của 1 AP) của capacity-oriented là nhỏ hơn so với cell của coverage-oriented nên sẽ cần mật độ AP cao hơn. Triển khai theo capacity-oriented cho những vùng có đặc điểm sau:

+ Các ứng dụng có tốc độ gói tin cao
+ Các ứng dụng nhạy cảm về độ trễ
+ Có kích thước subnet nhỏ (hay nhiều subnet trong 1 vùng phủ sóng)
+ Có mật độ người dùng cao

- Hình dưới minh họa việc triển khai theo capacity-oriented. Chú ý rằng ở đây sẽ cần đến lượng AP hơn gấp đôi so với triển khai theo coverage-oriented (30 AP thay vì 14 AP).

- Vùng bao phủ của mỗi AP cũng nhỏ hơn nhiều, thật sự thì kích thước cell chỉ còn lại một nửa so với coverage-oriented. Mỗi AP sẽ cung cấp vùng phủ sóng cho khoảng 12 người sử dụng.

2.3 Triển khai AP theo từng giai đoạn – Chuyển từ việc triển khai coverage-oriented sang capacity-oriented:

- Đa số các cuộc triển khai đều bắt đầu bằng việc cung cấp vùng phủ sóng cho 1 vùng nào đó như phòng họp chẳng hạn. Kết quả của cuộc triển khai như vậy thường sẽ là những người dùng ở gần phòng họp sẽ có thể sử dụng được WLAN trong khi những người ở xa hơn thì không thể. Những triển khai như vậy sẽ dẫn đến việc ta phải triển khai lại để bao phủ đầy đủ sau khi mạng WLAN đã được đưa vào sử dụng. Nhu cầu của người sử dụng đối với WLAN thường buộc phòng IT phải triển khai đầy đủ (cung cấp vùng phủ sóng đầy đủ) ở một số vị trí nào đó, vì thế, sẽ rất hữu ích nếu bạn chuẩn bị sẵn sàng cho việc triển khai đầy đủ thậm chí khi bạn chỉ bắt đầu bằng triển khai một phần (cung cấp vùng phủ sóng chỉ 1 phần).
- Bạn nên thực hiện site survey (khảo sát) trước khi bắt đầu triển khai. Hình dưới minh họa triển khai 1 phần theo coverage-oriented. Các AP đã triển khai cung cấp vùng phủ sóng cho những vùng chính và phòng họp. Những chấm đen trên hình vẽ là vị trí của các AP dành cho việc triển khai trong tương lai mà không gây nhiễu với các AP hiện tại. Cấu hình này cho phép mở rộng trong tương lai mà không cần phải khảo sát (site survey) lại.

(hết)