Planificación de una red
Inalámbrica
Materiales de apoyo para entrenadores en
redes inalámbricas
Metas
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‣ Entender porqué es importante la planificación
de una red inalámbrica (o inclusive un simple
enlace) y de qué manera realizarla efectivamente
‣ Conocer cuál es la información más importante
que debemos recabar antes de realizar una
inspección de sitio o “Site Survey” y cómo llevarla
a cabo
‣ Familiarizarnos con algunas herramientas
gratuitas que pueden facilitar la planificación de la
red y la simulación de diferentes escenarios
La expresión inglesa “Site Survey” es a veces
utilizada también en español. Se puede traducir
como inspección de sitio, prospección de sitio o
visita preliminar a las instalaciones.
¿Por qué es
necesario
planificar
una red inalámbrica?
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Empecemos con una lista de aquellos casos en los que la
planificación no es necesaria y puede obviarse (o simplificarse
notablemente):
‣ despliegues muy simples: por ejemplo, un AP para dar
servicio a un salón de conferencias
‣ repetidas instalaciones del mismo equipo en sitios
diferentes pero similares
‣ experimentos o pruebas, destinados a familiarizarnos
con equipo de reciente adquisición
En todas las situaciones anteriores, se puede simplemente
proceder a la instalación sin necesidad de realizar el
procedimiento formal de planificación.
El caso de personas con mucha experiencia que van a a realizar una instalación no se menciona aquí, porque ellos normalmente
REALIZAN la planificación mentalmente, simplemente no lo explicitan.
En el primer punto, la definición de “muy simple” está obviamente relacionada con la habilidad y experiencia de las personas que van
a realizar la instalación.
Sugerencia para una discusión en el salón: inste a los estudiantes a imaginar algunas situaciones donde hasta los ejemplos
de esta lista podrían beneficiarse de una buena planificación, hecha con antelación. Haga que comenten en las proposiciones de los
demás.
Algunas sugerencias
1) Aún en una sala de conferencias un número elevado de “clientes” puede hacer necesario la instalación de más de un AP, de modo
que aspectos como la co-ubicación, escogencia de canales, posicionamiento, etc. se hacen relevantes;
2) Sitios que parecen muy similares a primera vista, pueden ser muy distintos cuando se analizan desde el punto de vista de
propagación de ondas de radio; por ejemplo pueden tener diferentes fuentes de interferencia. Una inspección local puede ser la
única manera de asegurar que son realmente similares, y esto es parte del procedimiento de planificación;
3) Para hacer un experimento con equipos de prueba que sea útil, es necesario asegurarse de que no haya “variables ocultas” que
jueguen un papel significativo en las pruebas, y la inspección del sitio puede ser requerida. La planificación para un experimento o un
enlace temporal puede ser aún más crítica que para una instalación permanente, debido a limitaciones de tiempo u otros aspectos.
Cómo planificar una red
inalámbrica
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‣ Se presenta un simple procedimiento paso a paso,
como una guía para que usted organice su propia
planificación y diseño de la manera más efectiva.
‣ Recuerde que en un campo complejo como el de las
redes no existe nunca un procedimiento paso a paso
perfecto que pueda garantizar siempre el éxito: Ud.
tendrá que adaptar el esquema de planificación a las
realidades locales con sus ventajas y limitaciones.
‣ La planificación apropiada toma tiempo. Recuerde
asignar un tiempo razonable para la planificación y
empezar a hacerla desde el propio inicio del proyecto
El instructor debe enfatizar que no se trata de seguir un procedimiento
ciegamente paso a paso, sin entender las razones detrás de cada paso. Lo que
se presentará en esta clase proviene de la experiencia de un grupo de
expertos, pero está lejos de ser completo o perfecto. Muchos otros enfoques
pueden conducir a resultados mejores, si usted sabe lo que hace.
A veces incluso una aproximación aleatoria al problema puede ofrecer un
mejor resultado que seguir “el consejo de los expertos” sin entenderlo
completamente.
Defina sus metas
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1) Defina sus metas y caracterice el resultado deseado de
su proyecto, con cifras medibles tales como:
•
uso promedio (número de clientes conectados)
•
caudal promedio/pico (total/por usuario)
•
latencia y otros aspectos que pueden influir en los
servicios ofrecidos por la red
•
confiabilidad (porcentaje de indisponibilidad)
•
costos de mantenimiento
Hemos traducido “downtime” como tiempo de indisponibilidad.
Si está trabajando en una red que no será gestionada por usted, todos estos parámetros probablemente ya estarán definidos en el contrato con el cliente. A esto se le llama en inglés SLA (Service Level Agreement - Acuerdo de nivel de servicio-). La mayoría de las veces estos valores
tendrán un enorme impacto en el costo de despliegue de la red y esto deberá ser discutido con el cliente al principio de las negociaciones.
Aunque Ud. mismo vaya a manejar la red, es aconsejable especificar estos parámetros claramente con el fin ajustar la inversión financiera y realizar las mejores escogencias en la compra de todos los equipos.
Notas sobre los diferentes parámetros:
-uso promedio: se refier al número promedio de clientes que pueden conectarse a los AP. Par superar las limitaciones en el número máximo de clientes (usualmente debidas a limitaciones en el firmware de su AP), Ud. puede aumentar el número de AP o cambiar el modelo/marca de los
mismos. Tenga en cuenta que el máximo número de clientes que un AP puede soportar no es ninguna indicación del número de clientes que pueden realmente hacer un uso efectivo de la conexión (ver el próximo punto)
-caudal promedio/pico: este es el valor de la calidad percibida de la red (la “velocidad” de la red). Ud. quiere maximizar estos valores a fin de satisfacer sus clientes. Este valor no se desprende de un único dispositivo en su sistema, sino que es el resultado global de la totalidad de la
estructura y calidad de la red. A menudo es difícil estimar estos valores de antemano y son afectados por muchos factores, por ejemplo:
- el número de usuarios conectados
al mismo tiempo; tipo y destino del tráfico que los clientes generan; presencia de cuellos de botella en su infraestructura; presencia de interferencia; tráfico de difusión (broadcast) excesivo debido a un mal diseño de la red; y
muchos otros. La técnicas utilizables para mejorar la velocidad percibida de la red incluyen: uso de subredes y enrutadores en lugar de puentes; uso de servidores proxy/cache; un mejor diseño de su red!
-latencia y otros parámetros de la red: latencia, fluctuación de retardo (jitter), paquetes erróneos, adjudicación asimétrica del ancho de banda, errores de enrutamiento. Todos estos son relevantes para servicios de tiempo real como VoIp (voz sobre IP), chat de audio y video,
videoconferencia y otros. Además de resolver todos los problemas de mala configuración, una manera de mitigar el problema de alta latencia en redes inalámbricas es la utilización de mejor hardware y equipos/protocolos full dúplex (evitar el uso de CSMA- Carrier Sense Multiple Access).
Para ofrecer QoS-Quality of Service- (calidad de servcio- garantía de tiempo máximo de transmisión limitado-), son muy útiles equipos y protocolos alternativos a WiFi. Por ejemplo, TDMA -Time Division Multiple Access- (Acceso Múltiple por División de Tiempo) es una técnica que
adjudica una cantidad fija (número de ranuras) de tiempo a cada cliente a fin de garantizar un determinado ancho de banda y una latencia fija; es una alternativa al CSMA usado en WiFi, que utiliza un mecanismo de acceso al medio aleatorio y por lo tanto no puede garantizar la latencia
máxima. Tenga en cuenta que la especie de calidad de servicio para WiFi suministrada por 802.11e es muy limitada en lo que puede lograr (establece colas diferenciadas según el tipo de tráfico) y no se puede comparar con las soluciones TDMA.
-confiabilidad: la meta de proveer un alto nivel de confiabilidad a su red siempre implica mayores costos. Esto puede ser justificado en situaciones específicas, en las que una falla de la red tenga efectos críticos (por ejemplo, cuando se trata de dar servicio a un hospital u otros servicios
vitales). Las técnicas para incrementar la confiabilidad del sistema incluyen: uso de equipo redundante en todas las etapas posibles, uso de fuentes de alimentación ininterruptibles (UPS) y/o generadores diesel y reguladores de voltaje; adopción de enrutamiento dinámico para prevenir fallas
en saltos específicos: conexión a múltiples ISP (proveedores de servicio de Internet).
-costos de mantenimiento: no existe una red inalámbrica con cero mantenimiento! Si usted mismo despliega y es el dueño de la red no incurrirá en gastos fijos mensuales, pero tendrá que disponer de recursos para tareas de mantenimiento periódico (por ejemplo: limpieza de las antenas,
revisión de las conexiones, cables y cajas herméticas para asegurar su impermeabilidad, comprobación del estado de las baterías) y para el eventual reemplazo de equipos que se dañen. Pero hay un compromiso entre la inversión inicial para el despliegue y el posterior costo de
mantenimiento requerido.
Entienda las limitaciones
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2) Conozca las limitaciones y restricciones a las que se
enfrenta, tales como:
‣
disponibilidad local de equipos
‣
aspectos regulatorios (permisos, pagos de licencias,
frecuencias y potencias permitidas, homologación de
equipos)
‣
limitaciones del ISP
‣
acceso a sitios y a la infraestructura (azoteas, torres)
‣
disponibilidad de energía eléctrica (y su calidad/
confiabilidad)
‣
recursos humanos (para despliegue/mantenimiento)
‣
restricciones financieras (presupuesto/flujo de caja)
Notas en diferentes aspectos:
-disponibilidad local de equipos: a menudo es conveniente escoger equipos vendidos localmente, aunque no sean los de prestaciones óptimas, por la facilidad de reemplazo, costo y efectividad de garantía. Tome en cuenta el costo y las dificultades de importar equipos. Considere los impuestos de importación y las limitaciones (por ejemplo, las baterías de plomo-ácido no puede ser transportadas por avión y el costo de transporte puede ser prohibitivo por el peso). Cuando Ud. esté importando equipos de otros países cerciórese de que la garantía del fabricante es válida en su país y en qué condiciones (por ejemplo, ¿cubre el costo de transporte por reparación/reemplazo?), cuánto tiempo demora el envío (incluyendo trámites aduanales) y posibles aspectos de compatibilidad (por ejemplo el tipo de enchufes, voltaje y frecuencia del suministro eléctrico, rango de temperaturas admisible de los equipos, tolerancia a las variaciones de tensión)
-aspectos regulatorios: WiFi utiliza espectro exento de licencia según recomendaciones de la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones), pero las regulaciones locales tienen prioridad y pueden imponer restricciones en términos de bandas disponibles, potencias y ganancias de antenas máximas e inclusive exigir el trámite de un permiso previo a la instalación y el pago de licencias. Muchos países requieren que todos los equipos de telecomunicaciones sean homologados, inclusive antes de permitir su entrada al país. Hay una clase específicamente dedicada a este tema.
-limitaciones del ISP: su proveedor de acceso a Internet puede añadir restricciones que afecten su planificación. Por ejemplo, si sólo dispone de acceso satelital, habrá una larga latencia inevitable por lo que no vale la pena minimizar la latencia en su red inalámbrica. El ancho de banda total asignado a su red por el ISP será el cuello de botella de sus comunicaciones con el exterior, por lo que planear por un caudal mucho más elevado en su red inalámbrica tiene sentido únicamente si Ud. prevé que una cantidad importante de tráfico no va salir de su red (no llega al ISP). Limitaciones técnicas adicionales de su ISP puede ser la disponibilidad y cantidad de direcciones IP públicas y restricciones en el tráfico permitido (impuestas con cortafuegos -firewalls- y conformación de tráfico -traffic shaping-)
-acceso a sitios e infraestructura que existe en los mismos: tenga en cuenta que un acceso sin trabas a la ubicación de sus equipos es de primordial importancia durante la instalación, mantenimiento corrección de fallas. No es sólo un asunto de autorización formal, sino que Ud. debe saber quién tiene las llaves, esa persona debería conocerlo y Ud. debería tener los números telefónicos de todos los contactos relevantes. Para sitios de repetición en ubicaciones remotas, el acceso puede ser problemático en la estación de lluvias. La posibilidad de realizar monitorización y control remotos puede ahorrarle muchos problemas y vale la pena en invertir en equipo más robusto para estos sitios. Es probable que haya limitaciones especiales para acceder a las torres de comunicaciones (por ej., sólo personal calificado puede subir a la torre), pero tome en cuenta también que en muchos edificios se necesitará de una escalera para acceder al techo.
- disponibilidad de energía eléctrica: las fallas de energía son, con mucho, las causas más comunes de interrupción de servicio y daño a los equipos. La frecuencia y duración de las interrupciones esperadas deben ser consideradas en la planificación de su red. Si tiene posibilidad de escoger entre diferentes ubicaciones para su instalación, déle preferencia a sitios con mayor garantía de suministro eléctrico confiable (como sitios donde otros operadores de telecomunicaciones están ya presentes con generadores diesel y UPS, si puede alcanzar un acuerdo para compartir esos recursos)
-recursos humanos: tome en cuenta el nivel técnico de su personal porque va a ser la mayor limitación con que se enfrentará en la fase de despliegue de la red. Por otra parte, puesto que el personal calificado es un recurso muy valioso y escaso en muchos sitios, Ud. puede considerar la oportunidad de aprovechar la fase de despliegue de la red para entrenar nuevo personal técnico, que puede luego ocuparse del mantenimiento. Planee también entrenamientos periódicos de nuevo personal puesto que es probable que tenga que reemplazar técnicos que se vayan a otros trabajos/empresas después de haber obtenido valiosa experticia.
-restricciones financieras: por último, pero no menos importante, las limitaciones presupuestarias van a establecer la mayor parte de los límites de su proyecto. La compra de equipos, los costos de envío y de aduana (en caso de ser aplicables), los costos de personal y de transporte, los costos de licencia (cuando sea requerida), suministro de energía y costos de acceso a Internet, todos concurren en el costo total del proyecto y deberán ser tomados muy en cuenta. Otro aspecto que a menudo pasa desapercibido es el flujo de caja. Es importante que en la etapa de planificación se tome en cuenta no sólo el costo anual de la instalación y mantenimiento de la red, sino también la distribución de las entradas y salidas financieras en el tiempo. Deberá tomar en cuenta las fechas realistas en las cuales dispondrá de los fondos necesarios para hacer los desembolsos correspondientes.
