Просто АХ-ный Wi-Fi. Или как мы строили сеть Wi-Fi 6 (АХ) в образовательном учреждении

В далёком 2004 году руководителю нашего технического отдела повезло быть приглашённым на запуск в эксплуатацию первой в России сети Wi-Fi. Запущена она была в университете Нижнего Новгорода силами компаний Cisco и Intel, где до этого в 2000 году Intel открыл центр исследований и разработок со штатом более тысячи инженеров и даже (что не характерно) купил для этого неплохое здание. На тот момент, по заявлению этих двух «передовиков производства» это была чуть ли не единственная реально работающая корпоративная беспроводная сеть. Сегодня такие заявления о «единственности», вероятно, ничего кроме споров бы не вызвали бы, но тогда это был прямо-таки прорыв.

Так вот это был Wi-Fi стандарта IEEE 802.11g. Конечно, на презентации делался упор на саму принципиальную возможность выходить в сеть без проводов, и здесь создатели технологии не соврали, но вот что касается скорости и дальности, то там было крайне много недосказанности и пробелов. Ну собственно ВайФай Г, он и есть «Г», как назвали, то и получили. Сказать, что им всерьез пользовались на ответственных участках в организациях, было бы неправдой.
Реальным шагом вперёд стало появление стандарта 802.11n, который стал основой отправной точкой для большинства эксплуатируемых сегодня сетей. История показала, что оборудование типа N300 живет у многих по сей день и многим его хватает. По крайней мере хватало, пока диапазон 2.4ГГц не превратился в братскую радио-могилу сигналов. С приходом 5 ГГц и стандарта 11AC, все несколько улучшилось, но видимо ненадолго. Одна из ключевых проблем стабильность и скорость линка никуда не делась.

По совокупности проблем и преимуществ, до недавнего времени, мы рекомендовали всем своим клиентам соединяться по проводу везде, где это возможно. И это было оправданно, поскольку 802.11n (сравнительно недавно получивший название «Wi-Fi 4») и близко не давал той скорости и стабильности, что гигабитный Ethernet. Разумеется, при правильном монтаже и выборе кабеля, на котором экономить нельзя ни в коем случае: только хорошая медь и только категория 5e или 6. Сейчас мы стараемся использовать только категорию 6 и +, и скоро будет понятно почему.

Оговоримся еще вот о чем. Вчера мы могли настаивать, чтобы клиент ограничился кабельным подключением, а сегодня уже нет. Изменилась парадигма окружающего нас мира. Четверть, если не половина устройств – гаджеты, еще четверть ультрабуки вообще без Ethernet (и это как правило всякие ТОП-ы и середняк, который мигрирует по офису и между офисами) и только процентов 30-40 относительно стационарных рабочих мест. Поэтому вопрос «а что это у нас в офисе такой Wi-Fi медленный» звучит все чаще. И мы ищем решения. Пробуем разное.

Это была присказка, а сказка в том, что одному из моих клиентов после замены оборудования ядра сети и подключения к «правильному» провайдеру по нормальной оптике захотелось улучшить и свою беспроводную сеть, построенную на оборудовании стандарта Wi-Fi 4 (будем называть по-новому). За много лет их точки частично повыходили из строя, поэтому получилось много мертвых зон, а те что остались уже вошли в состояние полного несоответствия возможностей большинству эксплуатирующихся клиентских устройств. Под словом «захотелось» в подобных случаях следует понимать наличие финансовых возможностей и административную волю – без них это только повод для разговора за рюмкой чая. По понятным причинам я не стану оглашать «имя» клиента, скажу только, что это частная гимназия, занимающая четырехэтажное здание.

Образовательное учреждение, — это весьма комплексная структура, где одно завязано на другое и вопрос доступа в локалку и в интернет игранет сейчас чуть-ли не первостепенную роль. Поэтому их ИТ-потребности постоянно росли и продолжают расти. Например, администрация хочет делать онлайн трансляции всех праздников, происходящих в гимназии, стримить уроки для болеющих и временно удаленно обучающихся, проводить групповые онлайн-семинары и педсоветы с участием удаленных преподавателей из других филиалов гимназии. Кроме того, на серверах гимназия хранит централизованный архив методических материалов для проведения уроков, к которым нужен максимально быстрый доступ через веб-оболочку интранета и просто через сетевые диски. В качестве вишни на торт надо дать общественный доступ для посетителей, так как родители хотят выкладывать фото и видео своих детей в социальные сети прямо из актового зала во время выступления милых чад.

Что мы имели на входе:
~ 15-20% ушедших в небытие точек H~E на стандарте N300 и дырявое покрытие в результате.

~ 10% точек с «гастритом» — они как бы живы, но их нужно периодически перезагружать.

~ весьма относительное «центральное управление»; последние 2-3 года точки жили и управлялись уже сами по себе. Какая-то лицензия не была продлена при смене ИТ-администрации и получилось, что получилось.

То есть 7 лет назад, когда здание вводили, — это была крутая сеть по последнему слову техники, но просто произошло то, что не могло не произойти: старение компонентов, перегрев из-за пыли, скачки электричества, удар «мячом в точку» на поражение и пр.

Количество клиентов и компьютеризация школы с каждым годом только росла. В кабинетах поставили шкафы для ноутбуков, а ученики начали пользоваться телефонами в том числе и для учебы.

Что приятно:
7 лет назад монтаж проводной части сети вели тоже мы с коллегами, и, поскольку клиент дал нам карт-бланш, кабель и соединители были той самой Cat6 и хорошей марки, и нормальной толщины жилы – никакой халтуры. В результате, за 7 лет большая часть кабельной инфраструктуры дошла в более чем нормальном состоянии.

И все, что, казалось бы, нужно — это выбрать это беспроводную часть сети. Тут-то как раз и возникает много спорных моментов: от подхода к выбору стандарта, до бренда и бюджетирования.

В зависимости от текущего момента, решение о выборе стандарта бывает очевидным и неочевидным. Очевидным – когда старый стандарт стал общеупотребительным, а новый ещё только маячит на горизонте. Неочевидным – когда новый уже внедряется, но пока занимает не слишком большую долю.

В данном случае таким новым стандартом является IEEE 802.11ax, а старым — IEEE 802.11ac, переименованные, соответственно, в Wi-Fi 6 и Wi-Fi 5. Конечно, сетевое оборудование последнего стандарта всегда дороже, но соблазн сэкономить был перебит одним аргументом: когда мы устанавливали Wi-Fi 4 он тоже был недёшев, но зато сколько лет проработали почти без затрат на модернизацию, и на максимальных на момент внедрения скоростях.

Не буду здесь объяснять, чем 6-й стандарт беспроводной связи лучше 5-го, на этот счёт написано множество специальных статей. Пожалуй, единственное, что надо понимать – это что эфир у нас один для всех абонентов, что дополнительного эфира не проложишь, а каждое новое поколение стандарта беспроводной связи позволяет использовать эфир более эффективно, то есть обеспечивает работу большему количеству абонентов на более высоких скоростях.

Следующий важный момент – выбор вендора. Первое, что приходит в голову было H~E – работало и прилично работало, значит выбираем, что-то из H~E/A~a.

Делаем запрос, на A~a c AC и с AX. Это у нас будет A~a N~s AP-5~5

Получаем: Ar~ AP-5~5 — с АХ – 63 тыс.р (ноябрь 2019) и A~a N~s AP-3~~ на АС – 52 тыс. р. (ноябрь 2019). Таких точек нам нужно на объект ( 4 этажа по 10 х 15 шт = минимум 40-50). Итого: 2,6 млн. руб если брать 11АС в ценах РРЦ. Про 11ах, остается сказать только АХ как недешево и отложить на потом. И это мы еще не дошли до стоимости контроллера и лицензий!
А что произошло за 7 лет? А курс вырос! Тогда, в 13-м году, брендовые точки тоже стоили под 600-800 долл, но и курс был другой. Гимназия хоть и частная, но получает доход в рублях. И тут-то и произошел когнитивный диссонанс и переосмысление на этапе обсуждения с заказчиком.

Все знают такое понятие, как переплата за бренд. И в данном случае тут явно этот вариант. Для клиента выбор бренда означает одно: не разбираешься – покупай из самых раскрученных, тогда точно не ошибёшься, если можешь заплатить конечно. Для нас продать дорогой продукт, тоже отлично, — мы больше заработаем. Остается риск, что клиент «скипнет» к кому-то, кто рискнет предложить что-то дешевле, ведь и мы и клиент в 2020, а не в 2013-м: позади кризис, на пороге новый и надо думать головой.

Так что делаем? Уговариваем обратно клиента забыть про АХ? А если уже АХ как хочется?
Значит ищем варианты!

К счастью, ИТ-рынок динамичен: на нём постоянно что-то умирает и что-то появляется новое. Иногда, вновь входящие, в порыве очаровать общественность, дают те же или схожие характеристики, что и бренды уровня «А», но за меньшие деньги. Безусловно, есть риск лотереи, рулетки и даже “русской рулетки” с выстрелом в убытки. Но его можно относительно минимизировать если тщательно подойти к фильтрации на уровне доскональных тестов до покупки.

Какова вероятность найти золотое кольцо в куче прошлогодней листвы? Ответ 50/50% — либо найдешь либо нет, — скорее нет. Но случается и находить.
Нас как интеграторов зовут на все конференции. По-моему про все: от телефонии и домофонии до СКУД и Wi-Fi. Иногда ходим. Кроме маркетинга в 1 из 100 случаев там бывает и здравое зерно.

Как раз прошлым летом на подобной сборной конференции типа «салат из разных вендоров» участвовал некий тайваньский EnGenius. Кто таков не ясно. Все что осталось в памяти спустя год это то, что бренд похож на название производителя мышей и заявляли про готовый к работе Wi-Fi 6 он же АХ. Вспомнил чудом, как раз глядя на мышь Genius.

Полез на их сайт. Раскопал презентацию с рассылки той конференции в почте. При изучении слайдов врезалось, что EnGenius якобы является контрактным производителем сетевых устройств (в частности, точек доступа и контроллеров) для таких брендов, как Cisco, Dell, Extreme, Fortinet, Zyxel и еще кого-то. Если верить тайваньцу, то на этих же заводах с теми же технологиями они делают и беспроводку под собственным брендом.

В общем, оказалось, что Wi-Fi6, поскольку они делают для «старших» у EnGenius давно есть. Причем они чуть ли не первыми в мире стали изготавливать сетевые устройства стандарта Wi-Fi 6 (IEEE 802.11ax).

Год назад это было просто любопытной информацией, которая быстро забылась, а вот сейчас, когда вопрос модернизации Wi-Fi в гимназии встал ребром – «выстрелило».

Вопрос №2. Почем и где взять образцы.
Первое что нужно сравнить экономическую эффективность. Беглая оценка по рознице дала ошеломляющий эффект. Точка с АХ от Энгениуса стоит в среднем как половинка от брендовой класса «А». Значит проблема внутри! Или опять же фактор переплаты за бренд?

Нужны образцы. Без глубинного тестирования товар с такими характеристиками и такой ценой рассматривать как бы это сказать – «стрЁмно». Звоним в разные компании в Москве и Питере – товара нет, а у кого случайно есть, тот на тесты не дает. Про точки АХ тем более речи нет.
Но мы упорные! Пишем на Тайвань. Отвечают почему-то из Голландии. Оказывается, есть энгениусовцы прямо в РФ. После переписки на школьном английском про пустые уточняющие условия получаем контакт людей в России. Оказывается, тестовый фонд есть. Товар существует и его можно взять потрогать.

После описания задачи с акцентом на выборе только точек с АХ и подписания гар. письма, спустя полторы недели (из Самары!) получили комплект из 4-х разных точек, включая АХ-ную и РоЕ свича, который по совместительству оказался и контроллером сети.

С учётом всех факторов (предела цены, требуемой плотности и хотелок гимназии) были выбраны для тестов и потенциальной будущей инсталляции точки доступа EnGenius EWS377AP.

Чем они глянулись: скорость заявлена до 2400 Мбит/с на частоте 5 ГГц + 1148 Мбит/с в 2,4 ГГц. Тоесть это самолет, если верить цифрам.

В комплекте пришел 8-ми портовый гигабитный свич-контроллер с РоЕ+.

Для тестов он, конечно, подходил, но очевидно, что по гигабитному порту Ethernet трафик потенциально генерируемый АХ-точкой не передать. Собственно, и сама точка сразу снабжена мультигагабитным интерфейсом 2,5 Гбит/с. Если кто помнит такой был принят еще в 2016 году интерфейсом IEEE 802.3bz и сейчас начал как раз входить в силу.

В принципе такая особенность точек легла точно в тему заказчику, так как после апгрейда ядра сети у гимназии большинство портов как раз мультигигабит по меди + часть 10G SFP+.
Все хорошо, но это рождает вопрос выбора свичей. В случае с EnGenius, если делать гомогенную сеть пока доступны только 8-ми портовые свичи с 2.5Г с РоЕ+. Изначально мы планировали заложить 48-ми портовый высокой плотности, либо на край 2 по 24 порта с аплинком по SFP на вырост по кол-ву РоЕ+ портов. Но такие у EnGenius пока все гигабитные как пришедший восьмипортовый.

Хорошая новость в том, что можно похвалиться про нашу любимую кабельную тему. Наличие изначально в проекте кабелей 6-й категории, проложенных «на вырост» и способных пропускать эти 2,5 Гбит/с сильно ускоряет, удешевляет и облегчает задачу.

Как мы видим, на момент прокладки кабельной системы активного оборудования с такими скоростями ещё не было, и это лишний раз подтверждает, что на кабелях точно не надо экономить.

В итоге картина такова: тестируем систему на их 8-ми портовом свич-контроллере, но в дальнейшем вероятно будем брать коммутаторы ECS2512 с портами 2,5 Гбит/с в качестве этажных. Подробности требуемого кол-ва портов нам покажет радиопланирование.

Шаг 1.
Собираем стенд из присланных точек и Свич-Контроллера.
Заходим в веб-интерфейс.

Главная страница свича, он же контроллер.

Распределяем точки по группам.

Отлично! Вся сеть, включая чужие устройства как на ладони! Удобно и доступно.

Шаг 2.
Ищем инструмент радиопланирования в контроллере и не находим его.

Оказывается, что у EnGenius радиопланирование есть, но вынесено в облако и называется ezWiFiPlanner. Звоним в техподдержку товарищам из Энгениуса. Нас регистрируют в их системе и дают доступ.
Итак что мы тут видим.

Облачная система планирования Wi-Fi покрытия оказывается на редкость могучая. Я бы сказал претендующая на образцы аналогичных продуктов от Ekahau, но только за одним приятным исключением — этот ezWiFiPlanner бесплатен. От слова совсем. Минусом естественно является то, что ничего кроме своих точек EnGenius она не знает.

Простой набросок радиоплана можно сделать за считанные минуты, что и сделано на видео. Затем осталось обвести стены и окна, обозначить какие стены несущее, а где это перекрытия из гипсокартона. Уточняем у заказчика, что крепим точки на потолки и как можно ближе к прошлым местам, двигаем туда-сюда и точки занимают итоговые места.

В целом, могу подтвердить по собственному опыту, что работать с планировщиком EnGenius вполне легко и удобно, в библиотеках есть всё необходимое. Параметры сети менять легко и тут же мы можем видеть результат. Отмечу, что в облаке можно и сохранять свои проекты, а потом их экспортировать и использовать как шаблоны для других объектов. Это плюс, так как видел я на своем опыте, что многие встроенные софты в контроллерах не дающие сохранять радиоплан и даже платные системы, которые не дают экспортировать проект в простой ПДФ. За что платили тогда?

Ну и вот мы получаем вот такую схему покрытия нашего объекта

Это схема первого этажа для частоты 5Ггц, остальные этажи имеют практически идентичную планировку.
Собственно, вот и всё решение.

Что касается выбора мест установки точек доступа, в нашем случае можно было бы не мудрить и поставить новые точки доступа на те же места, где были установлены прежние, стандарта Wi-Fi 4, ну может быть более плотно накрыть актовый зал. По сути мы так и сделали, стараясь минимизировать работы по перевыведению кабельных трасс к точкам. Тем не менее, ввиду получившейся реальной картины нового радиоплана и списка пожеланий/доработок от клиента добытых опытом 7-ми летней эксплуатации прошлой сети часть кабельных концов все-же пришлось перевывести в других местах, а часть участков все же перепроложить по лоткам. Но в целом это можно считать минимальной модернизацией.

При планировании я предпочёл как говорят преферансисты, перезаложиться – количество клиентских устройств и объём трафика будут только расти, и хотелось бы, чтобы и эта сеть тоже подольше простояла без необходимости модернизации.

Шаг 3. Тестируем и сравниваем.

Настало время понять что нам дает тот самый АХ. Тем более, что кроме АХ точки у нас есть приехали и Wave2 + Wave1 с разной конфигурацией антенных контуров. Так что мы можем позволить себе посравнивать результаты. Для тестов берём Самсунг С10 с заявленной поддержкой АХа (802.11 a/b/g/n/ac/ax 2.4G+5 ГГц, HE80, MIMO, 1024-QAM)

Замер на EWS360AP и EWS377AP.

Тесты проводились на расстоянии 2-3 метра от точки, т.е. типовое расстояние от точки до учащегося в классе. На самом свежем Galaxy одного из наших технарей нам однажды удалось получить почти 640Мб/с по воздуху. Что в принципе впечатляет.

Результаты очень интересные ~320Мб/с на точке EWS360AP(AC) против ~480МБ/с на точке EWS377AP(AX) по локальной сети. Прирост ни много ни мало почти на 50%. Естественно в реальных условиях скорости будут поменьше, но разница абсолютно очевидна.

Сюрприз, где не ждали!

Будем считать, что тесты наши очень похожи на положительные. Осталось решить вопрос с управлением всей сетью, в рамках боевого проекта. Планируемые к использованию точки доступа EnGenius EWS377AP безусловно имеют встроенный веб-интерфейс для настройки, но его имеет смысл применять только для одиночного использования, вне группы. У нас другая задача – дирижирование целой матрицей точек.

В масштабах гимназии необходимо получить бесшовный роуминг по стандартам IEEE 802.11k/r/v, и отделённую от основной, гостевую сеть, причем возможно не одну. В принципе EWS377AP позволяют сделать целых 16 SSID, со своими групповыми политиками (для администрации, бухгалтерии, учителей, учеников) – но это всё возможно только при централизованном управлении.

За время работы с Энгениусовским свич-контроллером, я как бы уже сроднился с мыслью что РоЕ-свич и контроллер – это одно и тоже лицо и платить ни за что дополнительно не потребуется. Однако, при переходе к составлению конкретной спецификации мы обнаружили, что новые 2.5GbE РоЕ+ свичи у EnGenius не имеют встроенного контроллера, так как являются гибридными – локально-облачными. Предполагается, что в перспективе мы можем перейти с локальных на облачные контроллеры. Может это и мировой тренд, но пока такая опция у клиента вызвала бы только панику, поэтому в ТП был задан вопрос, какие есть еще варианты.
В ответ было предложено 2 варианта: инсталляция бесплатного продукта EnGenius ezMaster на компьютер или покупка аппаратного мини-контроллера EnGenius SkyKey с функционалом и веб-интерфейсом идентичным ezMaster.

Сведем проблему выбора платформы в таблицу

 

SkyKey – мини-контроллер

ezMaster – ПО на сервер

Максимальное кол-во точек в массиве

100

1000+

Управление

Через EnGenius Cloud или web-интерфейс локально

Требования по аппаратуре

Сама коробочка-контроллер

Нужен носитель: ПК или сервер и виртуальная среда

Скорость запуска системы в работу

Почти мгновенно – воткнул и переходим к работе

Надо разобраться установить, настроить и далее как всегда…

Определённые колебания имели место, но и здесь решили пойти в боевом проекте по пути простоты. Воткнул и взлетело – Плаг-анд-флай!

По практике жизни специализированное сетевое устройство с веб-интерфейсом, к которому можно обратиться с любого клиента (в том числе и со смартфона), всегда подкупает потенциально большей стабильностью, чем установленный софт, тем более весьма специфического развёртывания – через VMware. Я ничего против VMWare не имею, виртуальная машина имеет свои преимущества, но её надо делать или внедряться на сервер гимназии виртуализующий другие задачи. Это время. А мы в принципе и так неплохо экономим денег клиенту.

Ограничение мини-контроллера в 100 точек доступа для гимназии не критично – в самых смелых фантазиях мы и близко не подойдём к пределу, а радиопланирование дает нам меньше половины загрузки.

Точку в дискуссии поставило магнитное крепление этой штуковины. Хлоп! – прилепился. Все посмеялись и взяли его.

Принципиальная схема и ядро сети.

Общая схема подключения получилась такой. Общее число точек уменьшилось с 40 до 32х.
Так как на "главном" свиче 4 порта, а нам надо бы 5, то было решено третий этаж подключить через второй (половину второго этажа занимают актовый и спорт залы и клиентов там сильно меньше).
А ядром системы был выбран Juniper EX2300-24T. Выбор был между ним, SG500X-24P и AT-GS924MPX-50. Но при максимально близких характеристиках, устройство от Juniper сильно выигрывает в цене и вписывается в бюджет.

Сводка по полученному опыту.
Пока рано говорить о выводах. Выводы могут быть только когда сеть окончательно введется в эксплуатацию и поработает хотя бы месяцев шесть.
Пока впечатления можно разделить на 3 составляющие.

Положительное:

• Цена на АХ более чем адекватная. По сути выбор именно данного вендора позволило не отказываться от идеи брать Wi-Fi6 в принципе. Если смотреть на остальных у кого уже есть АХ – дорого и очень много запутанных лицензий. Я, например, очень уважаю компанию A~d T~sis, но брать деньга за бесшовный роуминг — это дичь и ужас в наше время.
• Очень порадовал вайфай планер в облаке. Сделано более чем на уровне и забесплатно.
• Вполне правильно сделан интерфейс контроллера, где вся сеть прозрачна и всем можно управлять насквозь из одного экрана.
• внешний вид точек нейтрален, они растворяются в интерьере, название бренда почти не видно
• при всем при том, что мы прям рисковали, выбирая нечто неизвестное, сеть на Энгениусе работает. Причем работает на ура. Сигнал стабильный, не прыгает, точки не отваливаются. Время покажет, как они поведут себя на массовом мероприятии в актовом зале, но весь сегмент канцелярии, который запустили раньше всего живет очень стабильно.
• роуминг. Он есть. Я не буду доказывать, что он действительно работает, как мы это делали с другим продуктом когда-то на заре данного явления, — он просто в наше время есть у многих и так должно быть у любого нормального производителя
• Нативная поддержка Mesh сетей и её настройка не вызвала никаких проблем
  +бэнд-стиринг. Да работает. Нормально перекидывает между диапазонами.

Отрицательное:
На мой взгляд дурацкое и не очень надежное крепление к потолку. У многих более дешевых даже продуктов монтажное основание делают из металла и крепится оно намертво и крепить удобнее. Я ничего не говорю, оно держится, но тут у нас «активный контингент» с массовыми забегами по коридорам и бросками предметов вдаль, поэтому ожидаем потенциальных проблем.

Окно ввода кабелей на 377-й точке сделано мягко говоря не очень разумно. Кабель нужно вводить с потолка на излом, а если вводить питание с 12В отдельной парой и зажимной фишкой, то она в этот проем помещается еле-еле. Ситуация ухудшается достаточно «нетупым» краем металлического задника, который может передавливать кабель.

Нейтрально-странное:
Как-то странно выглядит, что в более старой версии гигабитных свичей встроенный локальный контроллер был, а в новых его нет.

В заключение.
Выбор того, нужно ли прямо сегодня бежать покупать точки АХ остается на стороне заказчика. Ясно, что это тренд. Если тренд — значит не надо дуть против ветра, а ставить если просят.
Чисто по технических преимуществам можете судить и делать выводы сами исходя из результатов тестов. Огромный вопрос что будет подключаться к этому Wi-Fi6 и чем измерять скорость. На старом оборудовании – резона ноль. Но новом – прирост очевиден если сеть, приходящая к точке тоже адекватна.

Остается ответь на вопрос, а что EnGenius? По общему впечатлению скорее «Да», чем «Нет». Что подкупило, так это то, что сеть поднялась вся сразу и без бубнов и все полетело. Но судить в целом сможем через годик. Пока поставим многоточие, но ничего прям плохого сказать не можно.

Ситуация на сейчас.
За период с начала по середину марта нам удалось ввести в эксплуатацию пилотный сегмент. Сейчас по понятным причинам мы продолжить развертывание сегмента не можем, но полученные тестовые результаты более чем обнадеживают.

Источник: habr.com