El impacto de 802.11ac sobre la red

Documento técnico
El impacto de 802.11ac sobre la red
Descripción de las consideraciones de diseño de redes Wi-Fi de alta
velocidad en una red con prioridad para los móviles
Índice
Resumen ............................................................................................................................... 3
Introducción ......................................................................................................................... 3
802.11ac: la conexión Wi-Fi de alta velocidad más reciente......................................... 3
Personalización de la movilidad......................................................................................... 4
El impacto sobre la red ....................................................................................................... 6
Proteja el futuro de su red ................................................................................................... 7
¿En qué se diferencia este problema? ............................................................................ 7
Dos posibles arquitecturas.................................................................................................... 8
Procesamiento de redes distribuidas: el dimensionamiento correcto para la
movilidad .............................................................................................................................. 10
Conclusión .......................................................................................................................... 12
Acerca de Aerohive .......................................................................................................... 13
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El impacto sobre la red del 802.11ac
Resumen
Dos importantes tendencias del sector están convergiendo y el resultado
afectará enormemente a la manera de diseñar las redes inalámbricas. La primera
tendencia es la tecnología Wi-Fi de alta velocidad, basada en el protocolo
802.11ac, que admite velocidades de datos de hasta 1 Gbps y superiores. La
segunda tendencia es la necesidad de personalizar las experiencias móviles de
los usuarios para ofrecer acceso, en cualquier momento y en cualquier lugar, sin
sembrar el caos en las operaciones de la red ni en los controles de costes.
Antes de integrar 802.11ac en su red inalámbrica (WLAN), debe definir
claramente los objetivos de diseño de la red y trazar un plan para incorporar la
tecnología de alta velocidad, como 802.11ac, sin que suponga gastos o
complicaciones adicionales. Este documento aborda dos maneras de crear un
diseño eficiente de WLAN. Ambas le permiten integrar 802.11ac en su WLAN y
pueden ayudarle a sentar las bases de las futuras tecnologías de alta velocidad.
Conocerá mejor las ventajas y los inconvenientes de estas dos opciones.
Introducción
La emergente Wi-Fi de alta velocidad, basada en el protocolo 802.11ac, tendrá
un enorme impacto sobre las arquitecturas de red. Al mismo tiempo, muchas
organizaciones informáticas están enfrentándose a una tendencia igualmente
importante: la personalización de la experiencia móvil. Si comprende cada una
de ellas y la relación entre ambas, podrá plantearse una estrategia mejor para
incorporar las tecnologías de alta velocidad, tanto actuales como futuras, a la
arquitectura de su red.
802.11ac: la conexión Wi-Fi de alta velocidad más reciente
El protocolo 802.11ac ofrece a los dispositivos móviles avances revolucionarios
en rendimiento y capacidad. Con frecuencia llamada “Wi-Fi gigabit”, permite
alcanzar velocidades de datos en redes WLAN superiores a 1 Gbps, lo que
supera la capacidad de las conexiones cableadas habituales. Es decir, los
smartphones y las tabletas están comenzando a disfrutar de una conexión más
rápida que la de los potentes ordenadores de sobremesa.
Forrester Research predice que el 59% de todo el tráfico de datos pasará de las
conexiones cableadas a las inalámbricas en 20171, lo que significa que las
conexiones inalámbricas se están convirtiendo en la conexión principal de los
usuarios. Los expertos del sector también predicen que el número de dispositivos
conectados mediante Wi-Fi seguirá creciendo exponencialmente a medida
que las conexiones de máquina a máquina comiencen a proliferar. Para las
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Fuente: Forrsights Mobility Survey, T2 2013
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arquitecturas de WLAN, las implementaciones del protocolo 802.11n
rápidamente serán sustituidas por el protocolo 802.11ac.
No obstante, el protocolo 802.11ac en su formato comercialmente disponible
(diciembre de 2013) no es el final del trayecto. El aumento de los anchos de los
canales y las mejoras en la tecnología de las antenas harán que el estándar
continúe avanzando, posiblemente para 2015 según algunas estimaciones. Por
ejemplo, MIMO multiuser (MU-MIMO) es un conjunto de tecnologías de varias
entradas y varias salidas que permite que varios transmisores envíen señales
separadas (y varios receptores reciban señales separadas) de manera
simultánea en la misma banda. De hecho, esta posibilidad aumenta el número
de secuencias de datos que se pueden manejar y/o la capacidad de cada
secuencia de lograr un mayor rendimiento de la red. Una tecnología
adyacente, la conformación de haces, enfoca las señales en dispositivos
específicos de clientes, en lugar de transmitir una señal en un área amplia, lo
que significa que más datos pueden llegar al dispositivo de destino. Si el cliente
Wi-Fi es compatible con la conformación de haces, el transmisor y el dispositivo
podrán intercambiar información acerca de la ubicación de cada uno de ellos.
Las mayores velocidades de datos brutos tendrán importantes implicaciones
para la arquitectura de las redes. A medida que estas velocidades de datos
sigan aumentando, es cada vez más importante preparar para el futuro la
arquitectura de la red. Es preferible poder adoptar con facilidad las nuevas
tecnologías sin tener que rediseñar constantemente la red de la empresa y
aumentar los costes.
Personalización de la movilidad
Cuando el aumento de las velocidades de datos y el mayor rendimiento se
encuentran con las realidades de una administración eficiente del personal
móvil, las cosas se ponen realmente interesantes. Las aplicaciones móviles se
implementan para mejorar la productividad de los empleados y la agilidad de
la empresa. Es decir, la red debe permitir el acceso, en cualquier momento y en
cualquier lugar, a las aplicaciones desde cualquier dispositivo, ya sea
propiedad de la empresa o BYOD, además de garantizar una experiencia
optimizada para cada usuario móvil, independientemente de si se trata de un
invitado, un empleado o un contratista. No es una tarea fácil.
Los departamentos de informática generalmente han afrontado este reto
creando varias redes inalámbricas, cada una de ellas con su propio
identificador de conjunto de servicios (SSID). Estos diferentes SSID intentaban
tener en cuenta lo siguiente:
•
Todas las combinaciones posibles de tipo de dispositivo y
propiedad: ya se trate de una plataforma BYOD (lleve su propio
dispositivo a la empresa, del inglés “Bring Your Own Device”) del
usuario o suministrado por la empresa
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El impacto sobre la red del 802.11ac
•
Todos los tipos de usuario: empleado, invitado, contratista, etc.
•
Aplicaciones diferentes: correo electrónico, navegación por
internet, intranet, etc.
La opción de utilizar un SSID para controlar el tráfico de las aplicaciones y la
experiencia de los usuarios es increíblemente compleja. Además de amplificar
los retos de administración, el uso de un SSID se complica aún más cuando se
trata de organizaciones con más de un centro operativo. La figura 1 ilustra la
complejidad.
Figura 1: Es complicado imponer manualmente el cumplimiento de la política
para optimizar la experiencia de los usuarios.
Los sistemas Wi-Fi modernos solucionan este problema aplicando
dinámicamente una política en tiempo real a un usuario específico o
“personalizando” la movilidad según el usuario. Este método utiliza la tecnología
para tener en cuenta automáticamente todas las diferencias entre usuarios,
dispositivos y aplicaciones en una infraestructura simple. Este nivel de
automatización es fundamental para una “red con prioridad para los móviles”,
en la que el tráfico inalámbrico constituya la masa de red crítica y la prioridad
del ancho de banda, así como para simplificar la red de la empresa.
La personalización se basa en atributos clave, como los tipos de usuarios, los
tipos de dispositivos, la ubicación, los tipos de aplicaciones y otros factores (a
veces denominados “contexto”), que se utilizan para determinar y aplicar
automáticamente la política de red. Al automatizar las políticas de esta
manera, se simplifica enormemente la implementación y el funcionamiento de
la red. También se evita tener que crear manualmente redes diferentes para
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administrar cada una de las combinaciones posibles de atributos. La figura 2
muestra cómo la personalización puede simplificar la arquitectura de la red.
Figura 2: Mucho más sencillo. Una red que realiza la personalización requiere
un número mínimo de SSID. La infraestructura descubre automáticamente
el contexto y aplica la política en tiempo real.
La personalización simplifica las redes de las empresas. No obstante, también
requiere una considerable capacidad de procesamiento, lo que afecta a la
infraestructura de la red. A consecuencia de esto, las soluciones de arquitectura
han cambiado para aumentar las capacidades de procesamiento y prepararse
para el futuro evitando la obsolescencia tecnológica.
El impacto sobre la red
Las velocidades de datos de las redes seguirán aumentando, y el protocolo
802.11ac es sólo la innovación más reciente. El personal móvil y el BYOD, en
combinación con drásticas mejoras en la capacidad y el rendimiento, afectan
radicalmente a la arquitectura de las redes. Una red diseñada deficientemente
ocasiona:
•
Sobrecostes a medida que las redes se sobrecargan al intentar
acomodar un alto rendimiento y la potencia de procesamiento
necesaria
•
Elevada complejidad, especialmente en el caso de
organizaciones con varias ubicaciones remotas
•
Altos requisitos de asistencia conforme se incorporan
tecnologías más modernas y rápidas a la red
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El impacto sobre la red del 802.11ac
Proteja el futuro de su red
El uso intensivo de los procesadores que implica la movilidad moderna
probablemente deje obsoletas a la mayoría de las WLAN existentes. Para
personalizar automáticamente el servicio de aplicaciones para un usuario, es
necesario que la red de acceso lleve a cabo tres tareas principales:
1. Comprender el contexto del usuario: la red de acceso debe reconocer
la identidad del usuario, el dispositivo y la propiedad de dicho
dispositivo, la ubicación de acceso, la hora del día, la solicitud de
acceso a aplicaciones y cualquier otra característica discernible.
Cualquier dato adicional que se pueda recopilar acerca del usuario
mejora el contexto y permite ofrecer una experiencia más
personalizada. Hay varias posibles maneras de llevar esto a cabo, pero
el método más fiable y preciso incorpora la inspección profunda de
paquetes.
2. Comprender los flujos de tráfico de las aplicaciones: la red de acceso
debe poder identificar el tráfico de aplicaciones procedente del
dispositivo del usuario en tiempo real. El contexto puede variar con el
tiempo. El usuario puede iniciar una llamada VoIP en un momento
dado, enviar un correo electrónico al minuto siguiente y, a
continuación, intentar acceder a Netflix. La inspección de paquetes no
puede limitarse a muestrear estadísticamente la actividad actual del
usuario. La red debe llevar a cabo determinaciones en tiempo real
respecto al usuario real sin que el tráfico se vea perjudicado.
3. Responder automáticamente: la red de acceso debe poder tomar
automáticamente decisiones de política en tiempo real en función del
contexto del usuario. A continuación, debe aplicar la calidad de
servicio y la seguridad adecuadas a las aplicaciones para optimizar la
experiencia de acuerdo con el dispositivo específico que se esté
utilizando. ¡Toda ello a velocidades de gigabit! Dado que el protocolo
802.11ac ya trabaja con velocidades de datos superiores a 1 Gbps y las
tecnologías futuras prometen un rendimiento aún mayor, poder hacerlo
tanto ahora como en el futuro es de vital importancia.
¿En qué se diferencia este problema?
¿En qué se diferencia este reto de la antigua moda del “controlador como
cuello de botella”? La tecnología Wi-Fi ha evolucionado considerablemente
desde que las redes WLAN empresariales han cobrado importancia. Las
antiguas arquitecturas de WLAN no han evolucionado apreciablemente desde
2002. En aquellos momentos, las WLAN se diseñaban con una caja controladora
centralizada y puntos de acceso (AP) ligeros en los extremos. Este diseño se
debía a que, en aquellos días, las velocidades de las redes LAN de las empresas
eran superiores a las de las redes WLAN, por lo que la conectividad de los AP
con el controlador no creaba cuellos de botella. La ley de Moore favorecía la
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caja controladora centralizada, los procesadores y los coprocesadores de alta
velocidad podían encargarse del cifrado y el descifrado de los paquetes a la
velocidad del cable.
Pero la movilidad significa que el tiempo, el lugar, el uso de las aplicaciones, el
tipo de dispositivo y la propiedad son dinámicos y el hardware no puede
procesarlos. La personalización requiere que el software tome decisiones
inteligentes sobre la marcha, en función de los flujos de tráfico y, en ocasiones,
incluso de cada paquete concreto. Si le sumamos ahora un alto rendimiento a
cada cliente, gracias al 802.11ac, será evidente la magnitud de la potencia de
procesamiento necesaria.
Otro aspecto de la ley de Moore es la miniaturización de los chips. Por ejemplo,
en lugar de mantener un chip grande y añadirle capacidad o funciones, es
posible mantener la funcionalidad y utilizar un chip de menor tamaño. Como
consecuencia, el 802.11ac se implementa en diminutos chips de baja potencia
que ni siquiera existían cuando se inventaron los controladores WLAN. Y por
cierto, tampoco existían los smartphones, las tabletas ni los sistemas incrustados
actuales. Los requisitos de movilidad actuales no solo requieren un mayor uso de
los procesadores, sino que también habrá muchos más dispositivos que
funcionen con un rendimiento de gigabit a través del aire.
Dos posibles arquitecturas
Si la red inalámbrica será la red principal de los usuarios móviles con las
elevadas velocidades de datos del protocolo 802.11ac, ¿dónde estarán los
cuellos de botella? Es fundamental saberlo antes de realizar una inversión
importante en la arquitectura de la red.
Los controladores WLAN antiguos: la estrategia del sobredimensionamiento
En la figura 3 se describe cómo las arquitecturas de controladores WLAN
antiguos toman las decisiones de aplicación de políticas para los usuarios
móviles.
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El impacto sobre la red del 802.11ac
Figura 3: El controlador WLAN antiguo toma las decisiones de movilidad centralizando
el procesamiento en un único punto.
En la figura 3, la línea roja representa al remitente. El controlador toma la
decisión de aplicar una determinada política a un flujo de tráfico en función del
contexto del usuario. El procesamiento de las decisiones se lleva a cabo en un
único punto: el controlador. Se trata de un método totalmente válido y hará su
trabajo. Los inconvenientes de esta implementación aparecen cuando se
intentan optimizar los niveles de servicios y conservar las inversiones actuales en
redes conforme van apareciendo nuevas tecnologías. Las decisiones sobre la
arquitectura informática no deben tomarse pensando únicamente en las
necesidades actuales. También deben tener en cuenta las necesidades futuras.
Desde el punto de vista de la rentabilidad de la inversión, este método tiene
principalmente dos inconvenientes:
•
Aumenta la complejidad y limita la escalabilidad: para adquirir
un controlador centralizado es necesario conocer a fondo del
uso de tráfico, a fin de dimensionar correctamente el sistema. Si
compra la capacidad del controlador en función del uso y el
tráfico actuales, la escalabilidad será limitada. Como resultado,
el rendimiento global de la red estará en peligro y el usuario
final podrá verse perjudicado. Si sobredimensiona la capacidad
del controlador, podrá garantizar una buena experiencia a los
usuarios, pero el coste de la solución aumentará notablemente.
Además, deberá tomar una decisión para cada ubicación de
la empresa, lo que aumentará la complejidad y los costes de
implementación.
•
Aumenta exponencialmente los costes: muchas organizaciones
están preparando sus redes para que puedan aprovechar las
velocidades de datos de 802.11ac cuando sean posibles. Con
una arquitectura de red antigua, es posible prepararse para el
futuro. No obstante, los departamentos de informática deberán
predecir la capacidad que necesitarán en el futuro para
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dimensionar adecuadamente el hardware del controlador.
Dado que es imposible predecir con precisión el futuro, es
preferible sobredimensionar la capacidad para tener en cuenta
las necesidades de procesamiento futuras basadas en
802.11ac. Toda la capacidad futura deberá adquirirse por
adelantado para evitar tener que actualizar el hardware antes
de que haya terminado su ciclo de depreciación. De nuevo, al
ser necesario predecir el uso futuro de cada ubicación remota,
las decisiones son más difíciles y los costes aumentan.
•
Introduce riesgo: con la tecnología siempre existe el riesgo
adicional de que un avance en las redes inalámbricas que
aparezca durante la vida útil del controlador lo deje obsoleto.
Por ejemplo, los requisitos del nuevo software pueden hacer
que la capacidad no pueda utilizarse. Los riesgos del
sobredimensionamiento se comprenden bien, ya que los
departamentos de informática aprendieron esta lección
cuando implementaron las redes cableadas. En la actualidad,
gran parte de la capacidad de conmutación cableada que se
implementó no ha llegado a utilizarse, ya que las redes WLAN
han sustituido al cable como red de acceso principal.
Procesamiento de redes distribuidas: el dimensionamiento correcto para la
movilidad
Un segundo método consiste en emplear un sistema distribuido. En un sistema
distribuido, no hay ningún punto único que tome todas las decisiones de
personalización. Cada punto de acceso puede tomar decisiones en tiempo real
en función del contexto del usuario. El punto de acceso se encarga de
personalizar el rendimiento de la red y la política a los usuarios que se conectan
a él. Estos puntos de acceso se han diseñado para administrar más de 100
usuarios: más que suficiente para gestionar el tráfico en el área que cubre con
la señal Wi-Fi2. En una implementación de Wi-Fi distribuida, se llevan a cabo
simultáneamente decisiones en paralelo en el extremo de la red sin sobrecargar
un único procesador.
Se supone que la red Wi-Fi se ha diseñado adecuadamente y que se utiliza el número
correcto de puntos de acceso para cubrir áreas con densidades de usuarios
excepcionalmente altas.
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Figura 4: El procesamiento distribuido reduce los requisitos en cada ubicación y
ayuda a garantizar que las cargas de procesamiento no superarán la capacidad.
La figura 4 ilustra cómo se toma una decisión en un sistema que distribuye las
decisiones de personalización a los puntos de acceso locales. En este sistema,
las políticas se administran de manera centralizada a través de la nube. Las
decisiones de gestión del tráfico se toman a nivel local, en el punto de entrada
a la red, que es el punto de acceso. Estos puntos de acceso se coordinan entre
sí para garantizar que se aplican las políticas correctas a los usuarios y su tráfico,
incluso si se desplazan de un punto de acceso a otro.
Un método distribuido resulta ideal para una base de usuarios que dé prioridad
a los dispositivos móviles por numerosos motivos:
•
Permite migrar a una nueva tecnología a su ritmo: puede
dimensionar correctamente la WLAN y adquirir únicamente lo
que necesita y cuando lo necesite. Con un sistema distribuido,
no es preciso predecir el futuro. No es necesario
sobredimensionar ninguna parte de la red con un exceso de
capacidad “por si acaso”. Solo hay que integrar las nuevas
tecnologías donde y cuando las necesite.
•
Reduce los gastos de capital: un sistema distribuido es aditivo.
Cada punto de acceso que se añada al sistema aumentará la
potencia de procesamiento. Cuanto mayor cobertura de Wi-Fi
necesite, más puntos de acceso necesitará de forma natural. Es
la única decisión que deberá tomar. Al no haber ningún punto
de acceso único que controle todas las decisiones, el sistema es
redundante de manera nativa sin ningún gasto adicional.
•
Optimiza las experiencias de los usuarios: al no haber cuellos de
botella ni puntos únicos de fallo, puede optimizar fácilmente la
experiencia del usuario. Todos recibirán una experiencia de
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usuario personalizada cuando se conecten a la red,
independientemente de que tenga 1, 5, 500 o 50.000 usuarios.
•
Prepara su infraestructura para el futuro: por último, un sistema
distribuido proporciona una ruta de migración sencilla y
preparada para el futuro para cambiar a tecnologías Wi-Fi más
modernas y rápidas. Si aparece una nueva tecnología Wi-Fi,
basta con sustituir los puntos de acceso en los que se necesite
una mayor velocidad. Los puntos de acceso antiguos se podrán
desplazar fácilmente a áreas de menor importancia, como las
áreas de recepción de invitados o las zonas comunes, donde
podrán continuar siendo útiles.
Conclusión
Administrar la red de una empresa es una tarea compleja. Administrar una
comunidad de usuarios con prioridad para los móviles es exponencialmente
más complicado. Las organizaciones con visión de futuro están implementando
redes de acceso inalámbrico que automatizan las decisiones de política de
calidad de servicio y seguridad para personalizar el acceso en función del
contexto de los usuarios. Una red que personalice automáticamente el servicio
inalámbrico simplifica enormemente la tarea de optimizar un personal móvil.
Normalmente, este nivel de automatización también requiere una potencia de
procesamiento notablemente superior y las arquitecturas basadas en
controladores diseñadas para lograr una mayor potencia con frecuencia
ocasionan:
•
Costes elevados, ya que es preciso sobredimensionar la red
para resolver los cuellos de botella de la red y predecir las
necesidades futuras.
•
Mayor complejidad, al tener que tomar diversas decisiones
sobre la capacidad y añadir hardware a varias ubicaciones.
•
Problemas de compatibilidad cuando se incorporan a la red
tecnologías Wi-Fi más modernas.
Las redes que dan prioridad a los móviles requieren una arquitectura diseñada
desde el principio pensando en el acceso WLAN. El procesamiento distribuido y
la coordinación entre puntos de acceso:
•
Ahorra dinero, al evitar el sobredimensionamiento y permitirle
pagar únicamente lo que necesite y cuando lo necesite.
•
Simplifica la complejidad de la red de la empresa, al
automatizar las decisiones de políticas y personalizar la
experiencia de cada usuario.
•
Prepara para el futuro la WLAN al permitir integrar con facilidad
las nuevas tecnologías de redes de alta velocidad sin que
quede obsoleto el resto de la infraestructura de la red.
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Acerca de Aerohive
Los usuarios quieren trabajar en cualquier lugar y con cualquier dispositivo. La
informática necesita ofrecerles esta posibilidad sin ahogarse con las complejidades
ni poner en riesgo la seguridad, el rendimiento, la fiabilidad o el coste. La misión de
Aerohive es simpli-Fi-car las redes de acceso con una infraestructura preparada para
la nube, auto-organizada, adaptada al servicio, basada en identidad que incluye
innovadoras soluciones Wi-Fi, VPN, de routing y de switching.
Aerohive se fundó en 2006 y su oficina central se encuentra en Sunnyvale,
California (EE. UU.). Entre los inversores de la empresa se encuentran Kleiner Perkins
Caufield & Byers, Lightspeed Venture Partners, Northern Light Venture Capital, New
Enterprise Associates, Inc. (NEA) e Institutional Venture Partners (IVP). Para obtener
más información, visite www.aerohive.com, llámenos al 408-510-6100, síganos en
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