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Documentos: Análise de BYOD usando AirMagnet WiFi Analyzer

Análise de BYOD usando AirMagnet WiFi Analyzer

Este artigo foi redigido para ajudar técnicos de rede a compreender algumas das questões-chave ao apoiar BYOD. O artigo trata de aspectos importantes – e às vezes negligenciados – de suportar vários dispositivos Wi-Fi, bem como soluções e estratégias específicas para suporte ao BYOD, incluindo aqueles oferecidos pela ferramenta de análise LAN sem fio da NetScout, AirMagnet WiFi Analyzer.

Índice

  • Introdução
  • DISPOSITIVOS DIFERENTES, CAPACIDADES DIFERENTES
  • Suporte MIMO
  • Antenas de diversidade
  • Potência de transmissão
  • Comportamento de sondagem
  • Repetição
  • Comportamento de sondagem
  • Conclusão
Análise de BYOD usando AirMagnet WiFi Analyzer
 

Introdução

Quando um vendedor vende algo, muitas vezes é uma situação win-win. Ambas as partes – comprador e vendedor – ficam satisfeitos. A pessoa que gosta de sorvete de chocolate com menta entra na sorveteria, vê o seu sabor favorito e o escolhe. O comprador recebe o sorvete, o vendedor recebe o dinheiro e ambas as partes ficam satisfeitas. Vendedores desfrutam de transações win-win o tempo todo.

Profissionais de redes, por outro lado, são frequentemente confrontados com situações win-lose, quando trabalham com os usuários. Os usuários muitas vezes querem algo que torna a vida do pessoal de rede mais difícil. Usuários querem acesso mais rápido à Internet, mas o pessoal de rede entende o custo. Os usuários querem acesso irrestrito, mas o pessoal de rede precisa mantê-la segura. E os usuários querem usar seus próprios dispositivos, mas as pessoas de rede sabem que BYOD (Bring Your Own Device - Traga seu próprio dispositivo) torna o gerenciamento do Wi-Fi mais desafiador.

Em muitos casos, é infrutífero lutar contra BYOD, porque os usuários já ganharam. Para muitas empresas, uma vez que eles vêem os benefícios de BYOD — maior produtividade, usuários mais felizes, menos gastos com aquisições de dispositivo – ter pessoas de rede que podem apoiar BYOD torna-se essencial.

Se esses serviços já foram implantados na rede e estão com mau desempenho, essas práticas também podem ser usadas para otimizar a rede e melhorar a experiência do usuário e qualidade do serviço.

 

DISPOSITIVOS DIFERENTES, CAPACIDADES DIFERENTES

A coisa mais importante a ter em mente quando apoiar BYOD é que diferentes dispositivos Wi-Fi se comportam de forma diferente. Todos os dispositivos Wi-Fi, suportam o padrão 802.11, mas há muitas variações permitidas dentro deste padrão.

Algumas das diferenças entre diferentes dispositivos Wi-Fi são:

Padrões suportados: 802.11ac é o mais moderno padrão de Wi-Fi, mas uma rede BYOD empresarial deve suportar outros padrões. 802.11n, que fez sua estréia em dispositivos em 2007 e foi oficialmente aprovado pelo Instituto de Engenheiros Elétricos e Eletrônicos (IEEE) em 2009, é o padrão mais moderno para Wi-Fi na frequência de banda 2,4 GHz (que é a banda de frequência mais comum utilizada pelas LANs sem fio corporativas). Os padrões 802.11a e 802.11g, que eram comuns em meados da década de 00, ainda podem ser suportados em LANs sem fio com dispositivos não-tradicionais, que são substituídos com menos frequência do que os habituais laptops, tablets e smartphones. O padrão 802.11b, que remonta à década de 90, pode ter que ser suportado em alguns casos, mas cada vez mais é evitado nas atuais implantações de Wi-Fi corporativa.

O AirMagnet WiFi Analyzer instantaneamente detecta e classifica os smartphones e tablets que se conectam à rede. Este recurso permite que os profissionais de TI autorizem estes dispositivos, identifiquem e resolvam rapidamente os problemas causados por eles e determinem o impacto sobre o desempenho e a segurança da rede WLAN.

Análise de BYOD usando AirMagnet WiFi Analyzer

O AirMagnet WiFi Analyzer pode ser uma ferramenta útil para identificar quais padrões são suportados por diferentes dispositivos Wi-Fi em um ambiente BYOD. Na tela de Infraestrutura do analisador de Wi-Fi, todos os dispositivos são acompanhados por uma sequência de uma ou duas letras, indicando qual padrão o dispositivo suporta. O WiFi Analyzer filtra essas informações dos quadros de gestão que são capturados das transmissões de dispositivos Wi-Fi.

 

Suporte MIMO: Antenas Multiple-input, multiple-output (MIMO) são sistemas que permitem aos dispositivos usar taxas de dados que sejam duas ou três vezes mais elevadas ou melhorar a consistência e o alcance. O Suporte a dispositivo para MIMO pode ser revelado na ficha de dados de um dispositivo, mas em alguns casos, um analisador de protocolo, como AirMagnet WiFi Analyzer, pode ser necessário para identificar os recursos de um dispositivo MIMO.

Sistemas de antena MIMO podem melhorar as conexões Wi-Fi em uma destas duas maneiras: melhorando as taxas de dados ou melhorando a consistência e o alcance. A tecnologia MIMO permite que dois ou três fluxos de dados sejam transmitidos e recebidos simultaneamente. Essencialmente, as mesmas frequências estão sendo re-usadas duas ou três vezes (no mesmo momento; MIMO não divide o tempo) por duas ou três antenas diferentes. Uma maneira como os sistemas de antena MIMO podem beneficiar dispositivos Wi-Fi é usando Se os fluxos de dados forem exclusivos, se as taxas de dados são dobradas (quando usando dois fluxos) ou triplicadas (quando usando três fluxos. Isso é chamado de multiplexação espacial. Se os fluxos de dados forem idênticos, então a consistência e/ou o alcance podem ser melhorados. Várias tecnologias baseadas em MIMO usam fluxos de dados idênticos, incluindo "maximal ratio combining" (MRC), space-time block coding (STBC) e transmit beamforming (TxBF).

A conclusão é que o suporte de dispositivo para MIMO é bom para uma LAN sem fio. O dispositivo usará taxas mais elevadas (melhorando as capacidades de saída global da LAN sem fio) ou o dispositivo irá melhorar seu alcance e/ou eficiência. (Novamente, MIMO também melhora a velocidade OU alcance/consistência. MIMO não cria fluxos de dados e fluxos de dados idênticos no mesmo dispositivo ao mesmo tempo).

O AirMagnet WiFi Analyzer pode ser usado para identificar se o MIMO é suportado, e na verdade, isso é bem simples. Ele também exemplifica uma das regras cardeais do uso de WiFi Analyzer: se você estiver procurando por pacotes, então está no lugar errado. Ao usar outro protocolo, uma captura no canal do AP será necessária, seguido de filtragem, para mostrar somente os quadros Probe Request e então abrir o corpo do quadro dessas solicitações para exibir o elemento de informação Capacidade de HT. Isso pode complicar bastante o processo de identificação dos recursos MIMO dos dispositivos. O WiFi Analyzer, por outro lado, permite que recursos MIMO sejam vistos simplesmente ao clicar no dispositivo, na tela de Infraestrutura, e selecionar Eficiência 802.11n/ac. (Como o WiFi Analyzer pode detectar se os dispositivos estão usando 802.11n ou 802.11ac, o texto real irá coincidir com qualquer que seja o padrão suportado pelo dispositivo). Depois de selecionar Eficiência 802.11n/ac, o WiFi Analyzer muda automaticamente para a tela Ferramentas Wi-Fi. A ferramenta de Eficiência será automaticamente selecionada e as informações de Uplink serão mostradas automaticamente. As informações de Uplink indicam quantas faixas MIMO – se houver – são suportadas pelo dispositivo Wi-Fi selecionado.

Análise de BYOD usando AirMagnet WiFi Analyzer

Identificar o suporte de multiplexação espacial em dispositivos Wi-Fi é importante para gerenciar as expectativas em um ambiente Wi-Fi BYOD. Quando dispositivos suportam mais fluxos de multiplexação espaciais, os recursos de desempenho global do ambiente Wi-Fi são aumentados porque maiores taxas de dados são possíveis.

Taxas de dados são, às vezes, incompreendidas. Taxas de dados mais elevadas não garantem necessariamente mais acesso aos recursos da LAN ou Internet aos dispositivos. Ao invés disso, maiores taxas de dados exigem que menos tempo de canal de RF seja usado, DEPOIS que um dispositivo ganhe o direito de transmitir ou receber dados para/da LAN ou Internet. Isso significa que maiores taxas de dados são sempre uma boa coisa para Wi-Fi. Mesmo se uma empresa tiver severas restrições na largura de banda para convidados (digamos, um limite de 2 Mbps em velocidades de Internet), as taxas de dados devem ser mantidas o mais alto possível para todos os dispositivos, para evitar que os convidados desacelerem o acesso à LAN ou Internet para usuários internos.

 
iPad Air

A maioria dos dispositivos Wi-Fi não suportam MIMO, mas muitos dispositivos sim. Começando com o iPad Air, os tablets da Apple começaram a apoiar MIMO com dois fluxos, permitindo que as taxas de dados dobrem em condições de canal RF limpas. Laptops e desktops há muito supoortam MIMO, apesar do suporte variar entre fluxo de dois e três fluxos e, possivelmente, alguns laptops "netbook" não suportam MIMO.

Antenas de diversidade: antenas de diversidade melhoram a consistência e a confiabilidade de Wi-Fi usando múltiplas antenas para receber ondas de rádio transmitidas.

O suporte MIMO e o suporte da antena de diversidade muitas vezes andam juntas, mas nem sempre. Os dispositivos podem suportar antenas diversidade sem suportar MIMO. Isso porque MIMO utiliza múltiplas cadeias de rádio para transmitir dados simultaneamente através de um único canal de RF, por isso MIMO reduz a vida da bateria. Alguns dispositivos maiores, como tablets e notebooks "netbook", podem suportar antenas de diversidade, mas não MIMO.

Smartphones, devido ao seu tamanho relativamente pequeno, normalmente não suportam antenas de diversidade ou MIMO. As antenas de diversidade e MIMO exigem que antenas sejam colocadas a uma distância significativa um do outro, dentro de um dispositivo, e smartphones simplesmente não têm espaço para que qualquer tecnologia múltipla de antena funcione. (Porém, deve ser observado que a tecnologia da antena e tecnologia do smartphone frequentemente melhoram, então antenas de diversidade poderão ficar disponíveis em smartphones, um dia).

Infelizmente, não há nenhuma exigência para que os dispositivos Wi-Fi indiquem se antenas de diversidade são suportadas durante a transmissão de quadros. Se MIMO é suportado (consulte a seção anterior), então antenas de diversidade serão suportadas. Se MIMO não é suportado, a documentação do fornecedor de dispositivo Wi-Fi teria de ser consultada para verificar o suporte para antenas de diversidade.

Potência de transmissão: o Wi-Fi normalmente funciona melhor quando APs usam a mesma potência de transmissão que os dispositivos que se conectam a eles. O problema é que modelos diferentes de smartphones, tablets e laptops muitas vezes têm diferentes níveis de potência de transmissão.

Combinar o poder de transmissão de um AP com seu dispositivo Wi-Fi associado funciona melhor, porque Wi-Fi é um método de comunicação em duas vias. Para cada página da web baixada, um dispositivo Wi-Fi deve enviar uma solicitação HTTP para o AP. Embora existam muitos aplicativos criando mais tráfego downlink do que uplink, o Wi-Fi ainda pode funcionar melhor quando a força de transmissão é correspondida, porque corresponder a força de transmissão tende a minimizar o número de quadros de dados retransmitidos. Quadros de dados retransmitidos podem ser muito prejudiciais a um canal Wi-Fi, porque todos os quadros retransmitidos criam tempo desperdiçado do canal, que em última análise, limita a disponibilidade do canal Wi-Fi para todas as estações e APs.

 

O AirMagnet WiFi Analyzer pode ser usado para identificar se a potência de transmissão AP é aproximadamente igual ao poder de transmissão de um dispositivo Wi-Fi, como um tablet smartphone ou laptop. Para testar a correspondência do poder de transmissão, comece usando um aplicativo em um dispositivo Wi-Fi. Em seguida, entre no analisador de Wi-Fi e navegue até a tela de Infraestrutura. Uma vez na tela de Infraestrutura, clique no AP ao qual o dispositivo Wi-Fi está ligado, para iniciar a captura do canal que o AP e o dispositivo estão usando. À esquerda do AP, haverá um ícone [+]. Clique no ícone [+] e depois, clique no dispositivo Wi-Fi que está executando o aplicativo. Neste ponto, o Wi-Fi Analyzer mostrará somente as estatísticas que estão relacionadas com o dispositivo Wi-Fi que foi selecionado. Com o dispositivo Wi-Fi selecionado, olhe no canto inferior direito da tela de Infraestrutura para exibir as estatísticas. Altere o dropbox rotulado "Rx Total/Tx Total" para "Tx Total/% Total", para visualizar o tráfego transmitido do dispositivo Wi-Fi em porcentagens. Em seguida, abra a categoria Quadros para ver a porcentagem dos quadros de repetição.

Análise de BYOD usando AirMagnet WiFi Analyzer

Uma vez que a porcentagem dos quadros de repetição transmitidos for gravada, altere o dropbox para "Rx Total/% Total" e registre a porcentagem dos quadros recebidos de repetição.

Análise de BYOD usando AirMagnet WiFi Analyzer

Se as porcentagens de repetição corresponderem, então o poder de transmissão do AP é aproximadamente igual ao poder de transmissão do dispositivo Wi-Fi. Se a porcentagem recebida de repetição for maior, então a potência de transmissão do AP é muito baixa e, se a porcentagem de repetição transmitida for maior, então o poder de transmissão do AP é maior do que a potência de transmissão do dispositivo Wi-Fi.

Ajustar o poder de transmissão do AP para corresponder ao poder de transmissão do dispositivo Wi-Fi pode ser especialmente difícil em um ambiente BOYD, porque vários dispositivos Wi-Fi podem ter que ser suportados. Em situações onde não é prático testar o poder de transmissão de cada dispositivo Wi-Fi, escolher um poder de transmissão AP entre 12 dBm e 15 dBm é um bom lugar para começar.

Comportamento de sondagem: quando os dispositivos estão desconectados de uma rede Wi-Fi, eles enviam quadros de Probe Request como um meio de buscar APs próximos.

O problema com a sondagem é que alguns dispositivos enviam tantos quadros de solicitação de sondagem, quando não conectados à Internet Wi-Fi, que o dispositivo acaba usando MAIS largura de banda do canal Wi-Fi quando desconectados do que quando estão conectados.

Repetição: Às vezes, é PIOR para o desempenho Wi-Fi ter dispositivos que NÃO estejam conectados à rede Wi-Fi.

Parece um contra-senso que um dispositivo desconectado possa afetar o desempenho mais do que um dispositivo conectado, mas é assim que funciona a sondagem de Wi-Fi. Quando dispositivos Wi-Fi são conectados, eles só enviam quadros de solicitação de sondagem se eles iniciaram o processo de roaming. Quando dispositivos Wi-Fi estão desconectados, eles enviam solicitações de sondagem a todo momento, porque o dispositivo está à procura de uma conexão Wi-Fi o tempo todo. E o tempo de canal de Wi-Fi acumulado tomado pelas solicitações de sondagem muitas vezes pode ser superior ao tempo de canal de acesso Wi-Fi acumulado tomado pela rede de dados.

É particularmente difícil de lidar com o comportamento de sondagem em um ambiente Wi-Fi corporativo, porque varia por dispositivo e sistema operacional. A única maneira de realmente saber se o comportamento de sondagem de um dispositivo Wi-Fi causa danos a um ambiente Wi-Fi é testá-lo. E mesmo o teste do comportamento de sondagem é uma ciência inexata.

Testar a sondagem de um dispositivo Wi-Fi com o WiFi Analyzer, usando a tela de Infraestrutura. Uma vez na tela de Infraestrutura, o dispositivo Wi-Fi deve ser selecionado no lado esquerdo da tela. Depois de selecionado, o dispositivo Wi-Fi deve ser desconectado de todas as redes Wi-Fi, mas deve ficar com seu rádio Wi-Fi ligado. (Em dispositivos Android e iOS, isso significa "Esquecer" redes Wi-Fi) Depois que o dispositivo Wi-Fi foi selecionado, o número de quadros Probe Request pode ser visualizado na área de estatísticas, no canto inferior direito da tela Infraestrutura. As estátisticas de Probe Request são exibidas em Quadros, e depois em Quadros de Gestão.

Análise de BYOD usando AirMagnet WiFi Analyzer

É possível que um determinado dispositivo Wi-Fi tenha comportamento idêntico de sondagem em todos os canais de acesso Wi-Fi, mas isso é não garantido. Se houver necessidade de obter mais informações sobre o comportamento de sondagem, a tela Decodes do AirMagnet pode ser usada. Na tela Decodes, um filtro de Probe Request pode ser criado e aplicado a qualquer canal Wi-Fi. Testar o comportamento de sondagem em cada canal Wi-Fi é um processo demorado e monótono, mas pode ser necessário em casos extremos, onde a sondagem de dispositivos Wi-Fi estejam tornando a LAN sem fio inutilizável.

Comportamento de roaming: há boas e más notícias sobre o comportamento de roaming.

A má notícia sobre o comportamento de roaming é que é uma das partes mais difíceis de suportar em um ambiente BYOD. Não apenas diferentes dispositivos fazem roaming de forma diferente, mas às vezes um único dispositivo Wi-Fi vai mudar seu comportamento de roaming porque um aplicativo diferente está sendo executado, porque existem muitos APs nas proximidades ou porque o sensor de movimento dentro do dispositivo detecta movimento. O comportamento de roaming é realmente difícil de prever.

A boa notícia sobre o comportamento de roaming é que o teste é muito semelhante ao teste do comportamento de sondagem, porque a sondagem é o primeiro passo do roaming. O que foi escrito anteriormente sobre como usar o AirMagnet WiFi Analyzer para testar o comportamento de sonsdagem também se aplica ao teste para o comportamento de roaming. A única diferença é que o dispositivo Wi-Fi que está sendo testado terá que ser afastado fisicamente do seu seu AP associado, a fim de desencadear o comportamento de sondagem que inicia o processo de roaming. Em modernos dispositivos Wi-Fi, o indicador de força do sinal recebido (Received Signal Strength Indicator, RSSI) desencadeia o processo de roaming, então preste atenção para a leitura do RSSI no dispositivo Wi-Fi, enquanto o move comoparte de um teste de roaming.

Uma vez que a força do sinal em um dispositivo que inicia a sondagem foi determinada, então a infraestrutura pode ser projetada ou ajustada para oferecer suporte ao roaming dos dispositivos. A maioria dos dispositivos Wi-Fi faz bom roaming com uma sobreposição de célula de 8. Isso significa que se um dispositivo inicia sondagem em -72 dBm, é provável que o dispositivo faça roaming com agilidade, se vir um AP diferente dando um RSSI pelo menos -64 dBm.

Uma última observação sobre o suporte a roaming em um ambiente BYOD é: espere o inesperado. Um dispositivo Wi-Fi que inicia sondagem a -72 dBm em um laboratório pode começar a sondagem em um RSSI diferente, quando estiver em uso no campo. Suportar roaming é uma das partes mais difíceis de gerenciar um ambiente BYOD, porque o comportamento do dispositivo pode ser imprevisível. Assim, planeje usar WiFi Analyzer mais uma vez para entender como os diferentes dispositivos lidam com roaming.

Conclusão

Este artigo discorreu sobre as várias diferenças entre os dispositivos Wi-Fi, mas pode haver outras variações que surgem enquanto as LANs sem fio continuam a evoluir. É difícil prever o futuro com precisão, mas uma coisa parece certa: diferentes dispositivos Wi-Fi vão continuar a ser diferentes. Sempre foi assim, e os fabricantes de dispositivos Wi-Fi não mostram sinais de unificar o comportamento. Por essa razão, pode ser útil levar algum tempo para analisar os diferentes comportamentos dos dispositivos Wi-Fi, para que possam ter melhor suporte em um ambiente BYOD.

 
 
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