Technischer Anwendungsbericht: BYOD-Analyse mit AirMagnet WiFi Analyzer | enterprise.netscout.com

Technischer Anwendungsbericht: BYOD-Analyse mit AirMagnet WiFi Analyzer

BYOD-Analyse mit AirMagnet WiFi Analyzer

Dieser Artikel soll Netzwerktechnikern helfen, einige der wichtigsten Probleme zu verstehen, wenn sie BYOD unterstützen. Das Papier wird wichtige – und manchmal übersehene - Aspekte der Unterstützung einer Vielzahl von Wi-Fi-Geräten sowie auch spezifische Lösungen und Strategien für BYOD-Unterstützung besprechen, einschließlich der, die von dem drahtlosen LAN-Analysetool von NetScout, AirMagnet WiFi Analyzer, angeboten werden.

INHALT

  • Einleitung
  • VERSCHIEDENE GERÄTE, UNTERSCHIEDLICHE FUNKTIONEN
  • MIMO-Support
  • Diversität-Antennen
  • Übertragungsleistung
  • Prüfverhalten
  • Wiederholen
  • Roamingverhalten
  • Fazit
BYOD-Analyse mit AirMagnet WiFi Analyzer
 

Einleitung

Wenn ein Verkäufer einen Verkauf abschließt, ist es oft eine Win-win-Situation. Beide Parteien – Käufer und Verkäufer – sind am Ende glücklich. Eine Person, die Pfefferminz-Schokoladeneis mag, betritt die Eisdiele, sieht ihr Lieblingseis und wählt es vergnügt. Der Käufer erhält sein Eis, der Verkäufer bekommt sein Geld und beide Parteien sind zufrieden. Verkäufer können Win-win-Transaktionen oft genießen.

Netzwerk-Profis werden auf der anderen Seite oft mit Win-lose-Situationen bei der Arbeit mit Benutzern konfrontiert. Benutzer wollen oft etwas, was den Netzwerktechnikern das Leben erschwert. Benutzer wünschen schnelleren Internet-Zugang, aber die Netzwerktechniker verstehen die Kosten. Benutzer wünschen uneingeschränkten Zugang, aber Netzwerktechniker müssen die Sicherheit bewahren. Und Benutzer wünschen vielleicht, dass sie ihre eigenen Geräte benutzen können, aber die Netzwerkbetreiber wissen, dass BYOD (Das eigene Gerät bringen) die Verwaltung von Wi-Fi schwieriger macht.

In vielen Fällen ist es nutzlos, sich gegen BYOD zu stellen, weil die Benutzer bereits gewonnen haben. In vielen Unternehmen, wenn erst einmal die Vorteile von BYOD erkannt werden — höhere Produktivität, glücklichere Benutzer, geringere Aufwendungen für Geräteakquisitionen – wird es kritisch, Netzwerktechniker zu haben, die BYOD unterstützen können.

Wenn diese Dienste bereits im Netzwerk bereitgestellt wurden und schlecht ausfallen, können diese Praktiken auch verwendet werden, um das Netzwerk zur Verbesserung der Service-Qualität und Benutzerfreundlichkeit zu optimieren.

 

VERSCHIEDENE GERÄTE, UNTERSCHIEDLICHE FUNKTIONEN

Der wichtigste Punkt, der bei der Unterstützung von BYOD im Auge zu behalten ist, ist, dass unterschiedliche Wi-Fi-Geräte sich verschieden verhalten. Alle Wi-Fi-Geräte unterstützen die 802.11-Norm, aber es sind viele Variationen innerhalb dieser Norm zulässig.

Unterschiede zwischen verschiedenen Wi-Fi-Geräten können folgendes umfassen:

Unterstützte Standards: 802.11ac ist der modernste Wi-Fi-Standard, aber ein Unternehmens-BYOD-Netzwerk wird mit Sicherheit auch andere Standards unterstützen müssen. 802.11n, das 2007 in Geräten auftauchte und 2009 vom Institut für Elektro- und Elektronik-Ingenieure (IEEE) offiziell zugelassen wurde, ist der modernste Standard für Wi-Fi auf dem 2,4 GHz-Frequenzband (dem am häufigsten von Unternehmens-WLANs verwendeten Frequenzband). Die 802.11a und 802.11 g-Standards, die um 2005 üblich waren, werden u.U. weiterhin auf WLANs mit nicht-traditionellen Geräten unterstützt, die weniger häufig als typische Smartphones, Tablets und Notebooks ersetzt werden. Der 802.11b-Standard, der bis in die 1990-er Jahre zurückreicht, kann in einigen Fällen unterstützt werden müssen, wird jedoch zunehmend in modernen Wi-Fi-Unternehmensbereitstellungen vermieden.

AirMagnet WiFi Analyzer erkennt und klassifiziert Smartphones und Tablets, die sich mit dem Netz verbinden, sofort. Diese Fähigkeit erlaubt Benutzern, diese Geräte zu autorisieren, die Fehler, die durch diese Geräte verursacht werden, schnell zu überprüfen und zu beheben und die Leistungs- und Sicherheitsauswirkung auf das WLAN-Netzwerk zu bestimmen.

BYOD-Analyse mit AirMagnet WiFi Analyzer

AirMagnet WiFi Analyzer kann ein nützliches Instrument zur Identifizierung sein, welche Standards von verschiedenen Wi-Fi-Geräten in einer BYOD-Umgebung unterstützt werden. Auf dem Infrastruktur-Bildschirm des Wi-Fi-Analyzers werden alle Geräte von einem oder zwei Buchstaben gefolgt, die angeben, welchen Standard das Gerät unterstützt. WiFi-Analyzer bezieht diese Informationen von Verwaltung-Frames, die von Wi-Fi-Geräteübertragungen erfasst werden.

 

MIMO-Support: MIMO-Antennen sind Antennensysteme, mit denen die Geräte entweder zwei- bis dreimal höhere Datenraten verwenden oder die Konsistenz und Reichweite verbessern. Geräteunterstützung für MIMO kann im Datenblatt eines Gerätes enthalten sein, aber in manchen Fällen ist ein Protokollanalysegerät wie AirMagnet WiFi Analyzer erforderlich um die MIMO-Funktionen eines Geräts zu identifizieren.

MIMO-Antennensysteme können Wi-Fi-Verbindungen auf zwei Arten verbessern: Durch die Verbesserung der Datenraten oder durch Verbesserung der Konsistenz und Reichweite. Was die MIMO-Technologie bewirkt ist, dass zwei oder drei Datenströme gleichzeitig übertragen und empfangen werden können. Im Wesentlichen werden die gleichen Frequenzen von zwei oder drei verschiedenen Antennen zwei- oder dreimal wiederverwendet (zum exakt gleichen Zeitpunkt; MIMO ist nicht Zeitteilung). Eine Möglichkeit, wie Wi-Fi-Geräte von MIMO-Antennensystemen profitieren können, ist ihre Verwendung, wenn die Datenströme einzigartig sind, dann werden die Datenübertragungsgeschwindigkeiten verdoppelt (bei Verwendung von zwei Streams) oder verdreifacht (bei Verwendung von drei Streams. Dies wird als räumliches Multiplexing bezeichnet. Wenn die Datenströme identisch sind, kann die Konsistenz und/oder die Reichweite verbessert werden. Eine Anzahl von MIMO-basierten Technologien verwendet identische Daten-Streams, einschließlich MRC, STBC und TxBF.

Die Quintessenz ist, dass die Geräteunterstützung für MIMO gut für ein drahtloses LAN ist. Entweder das Gerät verwendet höhere Geschwindigkeiten (wodurch das Durchsatzpotential des drahtlosen LAN insgesamt verbessert wird) oder das Gerät verbessert seine Reichweite und/oder Effizienz. (Wie gesagt, MIMO verbessert ENTWEDER Geschwindigkeit ODER Bereich/Konsistenz. MIMO kann keine Daten-Streams und identischen Daten-Streams auf dem gleichen Gerät gleichzeitig erstellen.)

AirMagnet WiFi Analyzer kann verwendet werden um festzustellen, ob MIMO unterstützt wird, und es ist wirklich einfach. Er verkörpert auch eine der Hauptregeln der Verwendung von WiFi-Analyzer: Wenn Sie Pakete untersuchen, dann sind Sie hier an der falschen Stelle. Bei Verwendung eines anderen Protokolls wäre eine Erfassung auf dem Kanal des AP erforderlich, gefolgt von Filtern, um nur Probe-Anforderungsframes anzuzeigen, und dann Öffnen des Frame-Inhaltes dieser Probe-Anforderungen zur Ansicht des HT Capability-Informationselements. Es kann den Prozess zur Identifizierung von MIMO-Fähigkeiten von Geräten ziemlich verworren machen. WiFi Analyzer ermöglicht andererseits die Anzeige von MIMO-Funktionen einfach durch Rechtsklick auf das Gerät auf dem Infrastruktur-Bildschirm und Auswahl von 802.11n/ac Efficiency. (Da WiFi Analyzer erkennen kann, ob Geräte 802.11n oder 802.11ac verwenden, entspricht der tatsächliche Wortlaut dem vom Gerät verwendeten Standard.) Nach der Auswahl von 802.11n/ac Efficiency, schaltet WiFi Analyzer automatisch zum Bildschirm WiFi-Tools um. Das Effizienz-Tool wird automatisch ausgewählt und Uplink-Informationen werden automatisch angezeigt. Die Uplink-Informationen geben an, wie viele MIMO-Streifen von dem ausgewählten Wi-Fi-Gerät unterstützt werden.

BYOD-Analyse mit AirMagnet WiFi Analyzer

Die Identifizierung von Support für räumliches Multiplexing in Wi-Fi-Geräten ist wichtig für die Zähmung von Erwartungen in einer BYOD-Wi-Fi-Umgebung. Wenn Geräte mehr räumliche Multiplexing-Streams unterstützen, wird die allgemeine Leistungsfähigkeit der Wi-Fi-Umgebung erhöht, da höhere Datenraten möglich sind.

Datenraten werden manchmal missverstanden. Höhere Datenraten garantieren Geräten nicht unbedingt größeren Zugriff auf LAN-Ressourcen oder das Internet. Vielmehr erfordern höhere Datenraten, dass weniger RF-Kanal-Time verwendet wird, NACHDEM ein Gerät das Recht erhält, Daten vom/zum LAN oder Internet zu empfangen oder übertragen. Das bedeutet, dass höhere Datenraten immer gut für Wi-Fi sind. Selbst wenn ein Unternehmen strenge Beschränkungen auf die Gast-Bandbreite auferlegt (z. B., ein Maximum von 2 Mbit/s für Internet-Geschwindigkeiten), sollten die Datenraten für alle Geräte möglichst hoch gehalten werden, um zu verhindern, dass Gäste das LAN oder den Internet-Zugang für interne Benutzer verlangsamen.

 
iPad Air

Die meisten WLAN-Geräte haben keine MIMO-Unterstützung, aber viele Geräte unterstützen es. Seit dem iPad Air unterstützen Apple Tablets Zwei-Stream-MIMO, was eine Verdoppelung der Datenraten unter klaren RF-Kanalbedingungen ermöglicht. Laptops und Desktops unterstützen schon lange MIMO, obwohl Unterstützung zwischen zwei und drei Streams variiert und manche „Netbooks“ vielleicht sogar MIMO gar nicht unterstützen.

Diversität-Antennen: Diversität-Antennen verbessern die Konsistenz und Zuverlässigkeit von Wi-Fi mit mehreren Antennen, die zum Empfangen von übertragenen Funkwellen verwendet werden.

Unterstützung für MIMO und Diversität-Antennen geht oft Hand in Hand, aber nicht immer. Geräte können Diversität-Antennen unterstützen, ohne MIMO zu unterstützen. Da MIMO mehrere Radio-Ketten zum gleichzeitigen Übertragen von Daten über einen einzelnen RF-Kanal verwenden, verkürzt MIMO die Akkulaufzeit. Manche größere Geräte, wie Tablets und „Netbook“-Laptops, unterstützen möglicherweise Diversität-Antennen, nicht jedoch MIMO.

Aufgrund ihrer relativ geringen Größe unterstützen Smartphones in der Regel weder MIMO noch Diversität-Antennen. MIMO und Diversität-Antennen erfordern, dass die Antennen in erheblicher Entfernung voneinander innerhalb eines Geräts platziert werden und Smartphones haben einfach nicht den Raum für diese Antennen-Technologien. (Es ist jedoch anzumerken, dass Antennentechnologie und Smartphone-Technologie oft verbessert werden, so dass Diversität-Antennen wohl eines Tages in Smartphones erhältlich sein werden.)

Leider besteht keine Vorschrift für Wi-Fi-Geräte, anzugeben, ob Diversität-Antennen beim Übertragen von Frames unterstützt werden. Wenn MIMO unterstützt wird (siehe vorherigen Abschnitt), dann werden Diversität-Antennen definitiv unterstützt. Wenn MIMO nicht unterstützt wird, muss die Dokumentation des Herstellers des Wi-Fi-Geräts konsultiert werden, um festzustellen, ob Unterstützung für Diversität-Antennen vorhanden ist.

Übertragungsleistung: Wi-Fi funktioniert in der Regel am besten, wenn APs die gleiche Übertragungsleistung verwenden wie die Geräte, die mit ihnen verbunden sind. Das Problem ist, dass unterschiedliche Modelle von Smartphones, Tablets und Laptops oft unterschiedliche Leistungsstufen für die Übertragung haben.

Die Anpassung der Sendeleistung eines AP an das zugeordnete Wi-Fi-Gerät funktioniert am besten, da Wi-Fi eine bidirektionale Kommunikationsmethode ist. Für jede Webseite, die heruntergeladen wird, schickt ein Wi-Fi-Gerät eine HTTP-Anforderung an den AP. Zwar gibt es viele Anwendungen, die mehr Downlink-Verkehr als Uplink-Verkehr verursachen, aber Wi-Fi arbeitet dennoch am besten, wenn Sendeleistungen übereinstimmen, weil dies die Anzahl der wiederholt übertragenen Daten-Frames minimiert. Wiederholt übertragene Daten-Frames können sehr schädlich für einen Wi-Fi-Channel sein, da jeder wiederholt übertragene Frame Kanalzeit verschwendet, was letztendlich die Verfügbarkeit des WLAN-Kanals für alle APs und Stationen beschränkt.

 

AirMagnet WiFi Analyzer kann verwendet werden um festzustellen, ob die AP-Sendeleistung ungefähr der Sendeleistung eines WLAN-Geräts, z. B. eines Smartphones, Tablets oder Laptops, entspricht. Um zu testen, ob die Übertragungsleistungen übereinstimmen, beginnen Sie mit der Verwendung einer Anwendung auf einem Wi-Fi-Gerät. Dann gehen Sie zum Wi-Fi-Analyzer und navigieren Sie zu dem Infrastruktur-Bildschirm. Auf dem Infrastruktur-Bildschirm klicken Sie auf den AP, der mit dem Wi-Fi-Gerät verbunden ist, um mit dem Erfassen auf dem Kanal zu beginnen, den der AP und das Gerät verwenden. Auf der linken Seite des AP befindet sich ein [+]-Symbol. Klicken Sie auf das [+]-Symbol und dann auf das Wi-Fi-Gerät, das die Anwendung ausführt. Zu diesem Zeitpunkt zeigt der WiFi Analyzer nur Statistiken an, die mit dem ausgewählten Wi-Fi-Gerät zusammenhängen. Suchen Sie bei ausgewähltem Wi-Fi-Gerät in der unteren rechten Ecke des Bildschirms Infrastruktur die Statistiken. Ändern Sie die Dropbox mit der Bezeichnung „Rx Total/Tx Total“ zu „Tx Total/% Total“, um den vom Wi-Fi-Gerät übertragenen Datenverkehr in Prozent anzuzeigen. Öffnen Sie dann die Frames-Kategorie, um den Anteil der Retry-Frames anzeigen.

BYOD-Analyse mit AirMagnet WiFi Analyzer

Sobald der Prozentsatz der übertragenen Retry-Frames aufgezeichnet wurde, ändern Sie die Dropbox „Rx Total/% Total“ und zeichnen Sie den Prozentsatz der empfangenen Retry-Frames auf.

BYOD-Analyse mit AirMagnet WiFi Analyzer

Wenn die Retry-Anteile übereinstimmen, ist die Sendeleistung des AP ungefähr gleich der Sendeleistung des WLAN-Gerätes. Wenn der empfangene Retry-Anteil höher ist, ist die AP-Sendeleistung zu niedrig, und wenn der übertragene Retry-Anteil höher ist, dann ist die AP-Übertragungsleistung höher als die des Wi-Fi-Geräts.

Eine Anpassung der AP-Sendeleistung an die Sendeleistung des Wi-Fi-Geräts kann in einer BYOD-Umgebung besonders schwierig sein, weil wahrscheinlich eine Reihe von verschiedenen Wi-Fi-Geräten unterstützt werden müssen. In Situationen, in denen es unpraktisch ist, die Sendeleistung jedes Wi-Fi-Geräts zu testen, ist die Auswahl einer AP-Sendeleistung zwischen 12 dBm und 15 dBm ein guter Anfang.

Prüfverhalten: Wenn Geräte nicht mit einem Wi-Fi-Netzwerk verbunden sind, senden sie Probe-Anforderungsframes auf der Suche nach nahegelegenen APs.

Das Problem mit Probes ist, dass manche Geräte so viele Probe-Anforderungsframes aussenden, wenn sie nicht mit Wi-Fi verbunden sind, dass das Gerät im nicht verbundenen Zustand MEHR WLAN-Kanalbandbreite als im verbundenen Zustand belegt.

Wir wiederholen: Manchmal ist es nachteiliger für die Wi-Fi-Leistung, wenn Geräte vorhanden sind, die nicht mit dem Wi-Fi-Netzwerk verbunden sind.

Es scheint nicht intuitiv, dass ein nicht verbundenes Gerät die Leistung mehr beeinträchtigen könnte als ein verbundenes Gerät, aber so funktioniert Wi-Fi-Sondieren nun einmal. Wenn Wi-Fi-Geräte angeschlossen sind, senden sie nur Probe-Anforderungsframes, wenn sie den Roaming-Prozess eingeleitet haben. Wenn Wi-Fi-Geräte nicht verbunden sind, senden sie ständig Probe-Anforderungen, denn das Gerät ist ständig auf der Suche nach einer WiFi-Verbindung. Und die von den Probe-Anforderungen angesammelte Wi-Fi-Kanal-Time kann oft länger sein als die von Netzwerkdaten beanspruchte Wi-Fi-Kanal-Time.

Der Umgang mit dem Prüfverhalten ist besonders schwierig in einer Unternehmens-Wi-Fi-Umgebung, da es je nach Gerät und Betriebssystem variiert. Die einzige Möglichkeit, wirklich zu wissen, ob das Prüfverhalten eines Wi-Fi-Geräts einer WLAN-Umgebung schaden wird, ist, es zu testen. Und selbst das Testen des Prüfverhaltens ist eine ungenaue Wissenschaft.

Das Testen eines Wi-Fi-Geräts auf Prüfung kann im WiFi Analyzer mit dem Infrastruktur-Bildschirm erfolgen. Wenn der Infrastruktur-Bildschirm aufgerufen ist, muss das Wi-Fi-Gerät auf der linken Seite des Bildschirms ausgewählt werden. Nachdem das Wi-Fi-Gerät ausgewählt wurde, muss das Wi-Fi-Gerät von allen Wi-Fi-Netzwerken getrennt werden, muss aber sein Wi-Fi-Radio eingeschaltet haben. (In iOS und Android-Geräten heißt das, Wi-Fi-Netzwerke zu „vergessen“.) Wenn das Wi-Fi-Gerät ausgewählt wurde, wird die Anzahl der Probe-Anforderungsframes im Bereich Statistik in der rechten unteren Ecke des Bildschirms Infrastruktur angezeigt. Probe-Anforderungsstatistiken werden unter Frames und dann unter Mgmt Frames angezeigt.

BYOD-Analyse mit AirMagnet WiFi Analyzer

Es ist möglich, dass ein WLAN-Gerät identische Suchverhalten auf allen WLAN-Kanälen zeigt, aber das ist nicht garantiert. Wenn Sie weitere Informationen über das Prüfverhalten benötigen, kann der Bildschirm Decodes des AirMagnet verwendet werden. Auf dem Bildschirm Decodes kann für jeden beliebigen Wi-Fi-Kanal ein Probe-Anforderungsfilter erstellt und angewendet werden. Das Testen des Prüfverhaltens auf jedem einzelnen Wi-Fi-Kanal ist zeitaufwändig und eintönig, aber es ist möglicherweise in extremen Fällen unerlässlich, wo prüfende Wi-Fi-Geräte ein WLAN unbrauchbar machen.

Roamingverhalten: Es gibt gute und schlechte Nachrichten über Roamingverhalten.

Die schlechte Nachricht über Roamingverhalten ist, dass es eines der schwierigsten Teile der Unterstützung einer BYOD-Umgebung ist. Nicht nur ist das Roamingverhalten verschiedener Geräte unterschiedlich, sondern manchmal kann ein einzelnes Wi-Fi-Gerät sein Roamingverhalten ändern, weil eine andere Anwendung ausgeführt wird, weil zu viele APs in der Nähe sind oder weil der Bewegungsmelder innerhalb des Gerätes Bewegung erkennt. Roamingverhalten lässt sich wirklich schwer vorhersagen.

Die gute Nachricht über Roamingverhalten ist, dass das Testen dafür dem Testen des Prüfverhaltens sehr ähnlich ist, da das Suchen der erste Schritt beim Roaming ist. Was zuvor über die Verwendung von AirMagnet WiFi Analyzer zum Testen des Prüfverhaltens geschrieben wurde, gilt auch beim Testen des Roamingverhaltens. Der einzige Unterschied ist, dass das Wi-Fi-Gerät, das getestet wird, physisch von seinen assoziierten AP weg bewegt werden muss, um das Suchverhalten auszulösen, das den Roaming-Prozess beginnt. In modernen Wi-Fi-Geräten löst die Anzeige der empfangenen Signalstärke (RSSI) den Roaming-Prozess aus; achten Sie also auf die RSSI auf dem Wi-Fi-Gerät, während Sie es im Verlauf des Roaming-Tests bewegen.

Sobald die Signalstärke bestimmt worden ist, bei der ein Gerät mit dem Suchen beginnt, kann dann die Infrastruktur entwickelt oder angepasst werden, um das Geräte-Roaming zu unterstützen. Die meisten WLAN-Geräte roamen gut mit einer Zellen-Überlappung von 8 dB. Das heißt: Wenn ein Gerät bei -72 dBm das Suchen einleitet, wird das Gerät voraussichtlich reibungslos roamen, wenn das Gerät einen anderen AP sieht, vorausgesetzt, eine RSSI von mindestens -64 dBm ist vorhanden.

Ein letzter Rat zur Unterstützung von Roaming in einer BYOD-Umgebung ist: Erwarte das Unerwartete. Ein Wi-Fi-Gerät, das in einem Labor bei -72 dBm mit dem Suchen beginnt, kann mit einer anderen RSSI suchen, sobald es im Feld verwendet wird. Die Unterstützung des Roaming ist eine der schwierigeren Aufgaben bei der Verwaltung einer BYOD-Umgebung, da das Verhalten der Geräte unberechenbar sein kann. Planen Sie daher, den WiFi Analyzer mehr als einmal einzusetzen, um zu verstehen, wie verschiedene Geräte mit dem Roaming umgehen.

Fazit

Dieses Papier hat eine Reihe von Möglichkeiten abgedeckt, in denen Wi-Fi-Geräte sich unterscheiden, aber es kann noch weitere Varianten geben, die im Verlauf der weiteren Entwicklung der drahtlosen LANs auftauchen. Es ist schwer, die Zukunft genau vorherzusagen, aber eins scheint sicher: Verschiedene Wi-Fi-Geräte werden sich weiterhin unterschiedlich verhalten. Es war schon immer so, und Hersteller von Wi-Fi-Geräten geben keine Anzeichen, dass sie sich auf einheitliches Verhalten hin bewegen. Aus diesem Grund kann es nützlich sein, sich die Zeit zu nehmen und die unterschiedlichen Verhaltensweisen der Wi-Fi-Geräte zu analysieren, so dass sie besser in einer BYOD-Umgebung unterstützt werden können.

 
 
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