Kompleksne bežične mreže

Nije prošlo mnogo vremena od pojave prvih računara do trenutka kada su oni počeli da bivaju međusobno povezivani, čineći tako prve kompjuterske mreže. Pojavom interneta, povezivanje računara dobilo je potpuno novu dimenziju i postalo globalni fenomen. U prethodnih nekoliko decenija mnogo toga je usavršeno kako bismo danas uživali u blagodetima širokopojasnog interneta i mreža čije brzine se mere desetinama gigabita po sekundi. Iz ugla krajnjeg korisnika, jedna od najpraktičnijih i najvažnijih stavki na spisku evolutivnog razvoja mreža svakako je pojava bežične mreže. Wi-Fi je omogućio umrežavanje bez potrebe za „kablovskom” infrastrukturom, pa je tako povezivanje nekog uređaja u mrežu postalo znatno lakše i elegantnije i pri tom omogućilo jednostavan pristup internetu na lokacijama gde to ranije nije bilo moguće ili isplativo.

Uprkos svim blagodetima koje je Wi-Fi doneo, sa tehnološke strane nije sve bilo baš tako ružičasto. Pre svega, brzina prenosa podataka nikada nije mogla da dostigne brzinu klasične, „žičane” mreže, a kvalitet i prijem signala bili su uslovljeni raznim faktorima i drastično su uticali na ukupne performanse. Poseban problem oduvek je predstavljao broj korisnika koje jedan Access Point uređaj opslužuje u istom trenutku, što je naročito dolazilo do izražaja na otvorenim hot spotovima koji su lako posustajali kada broj korisnika povezanih na jedan AP (access point) pređe dvocifrenu vrednost. Puko dodavanje AP uređaja i njihovo „bridžovanje” u okviru iste mreže retko kad je davalo zadovoljavajući rezultat, jer su se uređaji i dalje povezivali na AP sa najjačim signalom, a u slučajevima koncentracije više korisnika na malom prostoru, jedan AP bi ponovo postajao preopterećen.

Takođe, roaming, odnosno prebacivanje konekcije sa jednog na drugi AP u slučajevima kada korisnik menja lokaciju, nikada nije prolazio bez trzavica i makar kratkotrajnog gubitka veze. Ovom problematikom pozabavila se Aruba Networks sa svojom Mobility Master platformom. Pogledajmo detalje, a onda i kako izgleda implementacija u praksi.

Teorija...

Mobility Master platforma zasniva se prioritizaciji i preraspodeli mrežnog saobraćaja. Ovo se postiže uz pomoć Controller Clusteringa, odnosno, ostvarivanjem redundantnosti Wi-Fi kontrolera, tako da i u slučaju otkaza nekog od njih, ostatak mreže nesmetano nastavlja da funkcioniše. Svaki od kontrolera podjednako je zadužen za sve AP uređaje koji se nalaze u mreži i sa drugim kontrolerima deli podatke o svakom korisniku i konekciji. Međusobnom komunikacijom, kontroleri uspevaju da obezbede efikasan load balancing, tako da svakom kontroleru bude dodeljen otprilike jednak broj korisnika u svakom trenutku. Isto važi i za AP load balancing, kako ne bi došlo do zagušenja mreže na jednom mestu u slučaju (pre)velikog broja korisnika na jednom AP-u.

Ovakvom topologijom mreže postiže se i efikasan roaming konekcija, pa tako krajnji korisnik neće ni primetiti prelazak s jednog AP-a na drugi. Sistem je projektovan tako da korisnik može da nesmetano pređe između deset hiljada AP-ova i pritom zadrži istu IP adresu, bez potrebe za ponovnim prijavljivanjem u bilo kom trenutku.

Vrlo koristan dodatak ovoj platformi je i AirMatch, sistem za optimizaciju same radio-veze. Na osnovu zagušenosti etra i prisutnosti drugih Wi-Fi mreža na istoj lokaciji, AirMatch analizom podataka automatski bira radio-kanale, a takođe i širinu svakog od njih, i to u koracima od 20, 40 ili 80 megaherca na način koji će korisniku pružiti najkvalitetniju vezu. Pored odabira kanala i njihove širine, sistem određuje i jačinu predajne snage svakog AP uređaja u zavisnosti od potrebe i na taj način utiče na smanjenje potrošnje energije, ali i na „čistoću” etra, kako ne bi ometao druge Wi-Fi mreže.

Koliko je jedan ovakav sistem napredniji u odnosu na klasična rešenja, najbolje se vidi na praktičnom primeru, gde je kroz cifre i statistiku moguće steći pravi utisak. Jedna od prvih implementacija ovog sistema u većem obimu na ovim prostorima realizovana je u Šibeniku, u Hrvatskoj. Zavirimo u detalje.

...i praksa

Početkom juna u kompleksu hotela „Amadria Park” održana je jedna od najvećih ICT konferencija u regionu, posvećena Wi-Fi tehnologijama – Aruba EMEA Atmosphere 2018. Sa preko 1500 gostiju, u trajanju od pet dana, pružila je jedinstvenu priliku gostima da se upoznaju sa budućnošću na polju bežičnih tehnologija.

Kompleks od pet hotela, jednog auto-kampa i svih pratećih sadržaja (više tematskih restorana, akva park, bazeni, spa centri itd), sa potencijalno deset hiljada korisnika Wi-Fi mreže i površinom od pola kvadratnog kilometra, dovoljno je veliki izazov za ozbiljan mrežni projekat. Okosnica mreže zasnovana je u 40-gigabitnoj tehnologiji (veza između core svičeva) dok je komunikacija ka svim svičevima pristupnog nivoa realizovana sa 10-gigabitnim linkovima. Da budemo precizniji, sve veze predstavljaju agregaciju više linkova radi povećanja dostupnosti, te je brzina veze između core svičeva 4 x 40 gigabita po sekundi, dok je veza ka svakom pristupnom čvorištu 20 gigabita po sekundi. Pristupnih čvorova ima pedesetak, a core svičeva četiri.

U momentu kada se krenulo u realizaciju projekta, brzina internet veze iznosila je 500 megabita po sekundi, a u trenutku pisanja ovog teksta, za sezonu 2018, obezbeđena je ukupna brzina internet veze (više linkova) od 7,5 gigabita po sekundi.

Što se tiče same Wi-Fi infrastrukture, trenutno je u upotrebi nešto ispod hiljadu pristupnih tačaka i četiri Wi-Fi kontrolera, koji se centralizovano nadziru i upravljaju pomoću Aruba Mobility Master platforme („kontroler za kontrolere”). Svi AP-ovi koji su implementirani funkcionišu po 802.11ac standardu, a tokom Atmosphere konferencije, demonstriran je i 802.11ad standard, koji koristi frekvenciju od 60 gigaherca, pa je u jednom momentu celokupni internet saobraćaj konferencije prebačen na 802.11ad Wi-Fi mesh link.

Amadria Park jedan je od prvih korisnika u regiji koji se opredelio za implementaciju Indoor lokacijskih servisa o kojima smo pisali u prošlom broju (SK 6/2018). Ukratko, pomoću Aruba infrastrukture (Access pointa sa BLE modulom) i namenskih baterijskih napajanja Aruba Beaconima, omogućena je funkcija unutrašnje lokacije na mestima gde GPS signal nije dostupan, dok se na otvorenom prostoru hotelska aplikacija automatski prebacuje na GPS kao primarni izvor lokacijskih servisa. U daljem razvoju, pomoću aplikacije će biti omogućeno poručivanje usluga, interakcija sa osobljem i slično, tj. sve one funkcionalnosti za koje je preduslov informacija o lokaciji gosta.

Vladimir TRAJKOVIĆ