Централизованная/инфраструктурная
модель оценки качества радиосреды:
Оценка совокупной стоимости владения.
Официальный документ компании Farpoint Group
Документ FPG 2010-166.1
апрель 2010 г.
Официальный документ компании Farpoint Group — апрель 2010 г.
Х
отя за последние десять лет развития сетей WLAN и WiFi на рынке появились
различные виды средств обеспечения работоспособности и проверки
беспроводных локальных сетей, одними из последних появились средства,
предоставляющие возможность для изучения происходящего на физическом уровне
(PHY). Другими словами, эти средства позволяют взглянуть на то, что происходит в
самом радиоэфире, именно это мы и называем контролем качества радиосреды (SA).
SA имеет особое значение не столько потому, что используемые WLAN частоты не
лицензируются, что является причиной появления случайных радиосигналов и
радиопомех, сколько потому, что WLAN стали на сегодняшний день критически
важными платформами для многих приложений и выступают в роли основного, а подчас
и единственного способа доступа. Поэтому выявление и устранение проблем, связанных
с качеством радиосреды, стало насущной необходимостью. Устройство, призванное
решить эти проблемы, называется анализатор спектра. Решение Cisco Spectrum Expert
на базе ноутбука, выпущенное в 2005 году, позволило предоставить всем сотрудникам,
занимающимся обслуживанием сетей, недорогое, но высокоэффективное средство.
Однако время выявило еще одну проблему: по мере распространения и роста значимости
беспроводных локальных сетей эпизодический подход к анализу спектра, который мы
называем моделью "обхода", реализуемый с помощью портативных анализаторов
спектра, хотя и приносит пользу, но далек от оптимального. Учитывая важнейшую роль
современных WLAN, очевидна потребность в постоянном всеобъемлющем анализе
спектра. Именно это и послужило явным толчком к переносу этой функциональности в
инфраструктуру WLAN и созданию того, что мы называем
"централизованно-инфраструктурной" ("CIM") моделью контроля качества радиосреды.
Благодаря недавнему появлению на рынке линейки продуктов CleanAir от Cisco
стратегия CIM стала реальностью, вызвав некоторые весьма интересные вопросы,
касающиеся совокупной стоимости владения такого подхода, который и является
предметом обсуждения в этом документе.
Контроль качества радиосреды: преимущества
Почему контроль качества среды настолько важен? Давайте рассмотрим некоторые
ключевые преимущества.
•
Обнаружение помех. Нелицензированные полосы частот могут быть полны
создающих помехи сигналов, исходящих от широкого спектра устройств, начиная от
беспроводных телефонов и заканчивая устройствами Bluetooth, беспроводными
видеокамерами, микроволновыми печами и т.п. Большая часть помех создается
непреднамеренно. Такие помехи являются слабыми и воздействуют на сигналы WiFi
только время от времени. Однако, как показали наши собственные эксперименты,
помехи от распространенных коммерческих беспроводных устройств могут серьезно
нарушать передачу сигнала по WiFi. В таких случаях без спектрального анализа
выявить причину той или иной проблемы представляется невозможным.
Совокупная стоимость владения средствами контроля качества радиосреды
1
Официальный документ компании Farpoint Group — апрель 2010 г.
•
Оптимальное функционирование. Несмотря на то, что большинство современных
систем WLAN корпоративного класса могут автоматически выделять радиоканалы и
устанавливать мощность сигнала передачи, тем не менее, понимание происходящего
в радиоэфире позволит избегать каналов, имеющих существенные помехи (WiFi или
другие), тем самым оптимизируя (возможно, динамически) пропускную способность,
надежность и общую емкость заданной сети.
•
Безопасность и целостность системы. Хотя масштабные атаки типа "отказ в
обслуживании" (DoS), осуществляемые на физическом уровне, к счастью, редки, тем
не менее они остаются возможными. На сегодняшний день способность
обнаруживать и определять местоположение в комплексе зданий компании
всевозможных несанкционированных передатчиков является обязательной
функциональностью средств контроля качества радиосреды, в которой
функционирует WLAN.
•
Обеспечение выполнения политик. Компаниям необходимо иметь политики,
определяющие то, какие беспроводные устройства (включая беспроводные телефоны,
беспроводные видеокамеры, WLAN, отличные от WiFi, и т.д.) можно использовать
внутри принадлежащих им зданий. Поэтому способность обнаруживать запрещенные
устройства является крайне необходимой.
•
Разрешение проблем с помощью технической экспертизы. Ключевой функцией
контроля качества радиосреды является возможность быстро, оптимальным образом
и с минимальными затратами узнавать причины перебоев (периодических и
постоянных) в работе беспроводной сети. Без сомнений, насколько общая
производительность зависит от локальной сети и сетевых сервисов, настолько она
зависит и от оптимальности работы сервисов.
Как отмечено выше, обычно спектральный анализ в приложениях WiFi выполняется
инженером или другим техническим специалистом, который с помощью анализатора на
базе ноутбука ищет источник радиопомех или же несанкционированных передатчиков.
Хотя такой подход и позволяет достичь поставленной цели, однако он далек от
оптимального. Самый большой недостаток такого подхода состоит в том, что он
применим только в случае предполагаемой проблемы. Также проблема может исчезнуть
или, если она носит периодический или пиковый характер, остаться невыявленной.
Кроме того, стратегия WAM, по определению, в определенный момент времени
отслеживает только часть заданной инфраструктуры и всегда является трудоемкой,
требуя вовлечения хорошо подготовленных опытных инженеров или технических
специалистов в области радиочастотных проблем, а зачастую еще и длительных
командировок и значительных затрат времени на территории заказчика. Если возникает
необходимость в выявлении источника помех, сделать это с помощью одного сенсора
крайне трудно. И, наконец, приемы WA абсолютно никак не связаны со средствами
управления WLAN и другими средствами контроля качества. Это означает, что решения
по контролю качества радиосреды необходимо принимать вручную, что создает
присущие такому процессу дополнительную сложность и неопределенность.
Совокупная стоимость владения средствами контроля качества радиосреды
2
Официальный документ компании Farpoint Group — апрель 2010 г.
Хотя мы и рекомендуем применение инструментов анализа спектра на базе ПК (к
примеру, для специального анализа и радиочастотных исследований, предшествующих
развертыванию), тем не менее внедрение функциональности SA в инфраструктуру
WLAN корпоративного класса предоставляет множество преимуществ. К ним относятся,
что наиболее важно, интеграция с консолью управления беспроводной сетью, благодаря
чему все ключевые функции сосредоточены на одном экране. Это позволяет улучшить
производительность персонала и повысить эффективность эксплуатации в целом.
Управление радиоресурсами может быть оптимизировано аналогичным образом,
поскольку в логике назначения каналов и определения мощности передачи теперь можно
воспользоваться преимуществами еще одной ключевой переменной, к тому же,
существует и автоматизация. Перенастройка, как и требовалось, становится быстрой и
выполняется автоматически. Ведение журнала событий и анализ тенденций становятся
простыми и согласованными процедурами. Выявление источника помех или
неавторизованного устройства становится автоматизированным, точным и быстрым. И,
что самое важное, большие пространства — даже несколько зданий, комплексы зданий и
широко распределенные объекты — все они могут наблюдаться и управляться из
единого места на непрерывной основе (ежедневно и круглосуточно). Идея такого
подхода аналогична той, что лежит в основе сервисов обнаружения и предотвращения
вторжений (IDS/IPS) и других составляющих средств контроля качества радиосреды, в
которой функционирует WLAN, которые тоже начинались с модели "walking around" и
постепенно переросли в инфраструктурные решения корпоративного класса.
Исходя из всего вышеописанного, Farpoint Group считает, что оптимизация сети и
улучшение производительности, обеспечиваемые централизованной/инфраструктурной
моделью, являются достаточным основанием для внедрения решения гарантированного
спектра по модели CIM. Подходя к вопросу о совокупной стоимости владения, давайте
рассматривать стратегию CIM как переход от дорогих и завязанных на персонале текущих
расходов к большим, но при этом более оптимальным капитальным расходам. Однако
важно учитывать еще и то, что средства контроля качества радиосреды — это что-то вроде
страхового полиса, который покупают чтобы убедиться, что ничего не произойдет в
принципе. Итак, предположим, что функциональность SA крайне необходима и что анализ
фундаментальных затрат лежит между подходом WAM и подходом CIM, не принимая во
внимание то, насколько ценна SA сама по себе. Хотя ее значение очень важно.
Построение модели совокупной стоимости владения централизованными
средствами анализа спектра
Любая модель совокупной стоимости владения имеет две составляющие: капитальные
расходы (CapEx) и текущие расходы (OpEx). Капитальные расходы включают в себя
затраты на все необходимое оборудование, планирование, установку, проверку
функциональности и соответствующие неповторяющиеся инженерные издержки,
составляющие зачастую всего лишь небольшой процент от стоимости необходимого
оборудования. Текущие расходы включают в себя все расходы, связанные с текущими
операциями, в том числе управление сетью, разрешение проблем, восстановление,
поддержка пользователей, обслуживание и множество других функций.
Совокупная стоимость владения средствами контроля качества радиосреды
3
Официальный документ компании Farpoint Group — апрель 2010 г.
Со временем эксплуатационные издержки обычно становятся гораздо больше
капитальных издержек по очень простой причине. Хотя капитальные издержки в
большой степени зависят от стоимости промышленных товаров, которые почти всегда со
временем дешевеют и в любом случае выигрывают от улучшенного соотношения
цена/производительность (часто называемое в СМИ как "быстрее/лучше/дешевле",
типичное для высокотехнологичных продуктов), тем не менее, эксплуатационные
издержки по своей сути трудоемки, и цены здесь демонстрируют противоположную
тенденцию — они почти всегда увеличиваются со временем. Безусловно, оптимальным
решением проблемы, связанной с ростом затрат на персонал, является улучшение
производительности. Это можно осуществить с помощью централизованной модели
контроля качества радиосреды, поскольку она переводит подход "walking around",
связанный с непосредственным вовлечением персонала, в централизованный
непрерывный встроенный в инфраструктуру подход наблюдения и анализа наряду с
необходимой автоматизацией действий в результате обнаружения проблем. И, конечно
же, существенно снижается, а подчас даже исключается вовсе необходимость прямого
вовлечения сотрудников для всех моделей "walking around".
В централизованном решении для гарантированного спектра, предполагая, что необходимые
сенсоры встроены в устройства, которые могут функционировать еще и как точки доступа,
все капитальные издержки, касающиеся развертываний с нуля (комплексных развертываний)
равны разнице между стоимостью точки доступа с гарантированным спектром и точки
доступа без такой функциональности. В зависимости от модели стоимость может составить
несколько сотен долларов на одну точку доступа. При расширении имеющихся
развертываний компания Farpoint Group обычно исходит из соотношения от 1:4 до 1:6
между точками доступа с гарантированным спектром и остальными. Несмотря на то, что
при частичных развертываниях возможен некий компромисс функциональности, затраты
все равно будут достаточно низкими. Кроме того, при частичном развертывании может
потребоваться провести на стороне клиента функциональную проверку двух различных
точек доступа, однако эти затраты должны быть весьма незначительными и не затрагивать
работу местных политик и процедур. Единственные оставшиеся затраты — это те, которые
потребуются для реализации функциональности определения местоположения на
устройстве. Но они незначительны по сравнению с общей стоимостью установки. Таким
образом, дополнительные затраты на добавление средств централизованного контроля
качества радиосреды представляют собой всего лишь небольшой процент от общих
капитальных затрат любой заданной установки и этот процент снижается одновременно с
полным объемом работ. Однако капитальные издержки при подходе CIM чаще всего будут
гораздо выше, чем затраты при подходе WAM, для применения которого требуется только
ноутбук и недорогое средство анализа спектра.
С точки зрения текущих расходов мы повторим, что модель "walking around" является
трудоемкой по своей сути и зачастую имеет неопределенный объем работ, что повлечет
за собой неопределенные затраты. Попытки обнаружить источник периодических помех
могут быть весьма утомительными и тщетными (у нас большой опыт работы в этой
сфере). Невозможно гарантировать нахождение в нужном месте и в нужное время.
Стратегия CIM устраняет необходимость таких затрат, и поэтому мы предполагаем
общую выгоду от совокупной стоимости владения, получаемую при централизации.
Совокупная стоимость владения средствами контроля качества радиосреды
4
Официальный документ компании Farpoint Group — апрель 2010 г.
Как отмечено выше, не менее важно, но гораздо сложнее оценить широкий спектр
скрытых издержек, связанных со сбоями в сети. К ним могут относиться потери
производительности в случае обнаруживаемых пользователем проблем или простои
оптовых торговых сетей наряду с возможными косвенными затратами, включая вызванные
нарушением законов и других нормативов, и возможные их последствия, сбои из-за
уязвимостей в безопасности и потеря репутации, потребительского доверия и даже бизнеса,
возникающие в результате проблем, вызванных сбоями в работе сети. Даже снижение
пропускной способности может стать в такой ситуации решающим фактором, если это
повлияет на время реакции всей корпорации. Поскольку ключевая деятельность
большинства компаний на сегодняшний день существенным образом зависит от
корпоративной локальной сети (проводной или беспроводной), то имеет смысл
совершенствовать средства обеспечения надежности, такие как централизованный
гарантированный спектр, который способствует обеспечению надежности и высокого
уровня производительности, что позволяет избегать этих косвенных скрытых затрат.
Помимо прочего, сеть является средством оптимизации производительности организации.
Гарантируя ее эффективное функционирование независимо от того, какая из проблем
является более важной, мы снова возвращаемся к вопросу, почему мы считаем, что
функциональность SA существенна для всех WLAN корпоративного класса. Разница
между ССВ любой формы контроля качества радиосреды и ССВ какой бы то ни было
модели без возможности контроля качества радиосреды — это и есть огромные скрытые
или страховые издержки, связанные со всеми упомянутыми здесь уязвимостями. Их объем
будет зависеть от специфики данной установки и отрасли, однако очевидно, что они на
самом деле могут быть очень большими. Приводимый ниже анализ ограничивается
сравнением затрат контроля качества радиосреды на базе инфраструктуры с моделью
"walking around".
Совокупная стоимость владения решениями контроля качества
радиосреды: пример
Несмотря на то, что любая заданная установка может иметь свою специфику, компания
Farpoint Group совместно с Cisco Systems разработали общую модель совокупной
стоимости владения (см. таблицу 1) для развертывания средств контроля качества
радиосреды на предприятии. В этой модели мы рассматриваем три отдельных сценария:
модель "walking around" (WAM), описанную выше, и два варианта централизованной/
инфраструктурной модели (CIM). Первой из них является частичная (называемая
иногда "покрывающая") стратегия, которая может применяться в существующих
развертываниях. Ее реализация происходит путем добавления определенного
количества точек доступа с гарантированным спектром (в нашем случае — Cisco серии
3500). Такой тип развертывания может обеспечить непрерывное наблюдение и
определение местоположения источников помех, с недавних пор возможные благодаря
ядру сервисов мобильности Cisco (MSE). Во втором случае рассматривается
комплексное развертывание точек доступа серии 3500, которые обладают всеми
преимуществами частичного развертывания, а также выполняют автоматизированное
исправление проблем (называемое также "самовосстановлением"), связанных с
помехами.
Совокупная стоимость владения средствами контроля качества радиосреды
5
Официальный документ компании Farpoint Group — апрель 2010 г.
Таблица 1. Простая модель совокупной стоимости владения (ССВ) для трех различных
вариантов развертывания. В полях, отмеченных желтым цветом, указаны переменные.
Источник: компания Farpoint Group.
Как видно из таблицы 1, стратегия WAM обладает очень низкой составляющей
капитальных расходов, но очень высокой составляющей текущих расходов, поскольку, по
своей сути, она является весьма трудоемкой. Основываясь на сведениях, предоставленных
ведущими специалистами нескольких крупных организаций, разворачивающих в данный
момент решения для гарантированного спектра, а также на собственном опыте, мы
считаем, что для расчетов здесь вполне приемлемо использовать 24 часа на разрешение
одного инцидента. Обратите внимание, что любой отдельно взятый инцидент может
потребовать дополнительных скрытых затрат на персонал и командировки. Таким образом,
совокупная стоимость владения за три года (CapEx плюс годовые OpEx, умноженные на
три) является достаточно высокой, при этом стоит еще раз заметить, что в данном случае
невозможно осуществление непрерывного наблюдения.
Стратегия частичной реализации CIM применяется к существующему развертыванию,
в которое добавляются новые точки доступа серии 3500 в соотношении 1:5 (одна точка
доступа серии 3500 к пяти существующим точкам доступа). Как упоминалось выше,
компания Farpoint Group установила, что это соотношение, как правило, находится в
пределах между 1:4 и 1:6. Однако учтите, что теперь имеется возможность
осуществления ежедневного и круглосуточного наблюдения, а требуемое время
вовлечения сотрудников существенно сокращено.
Совокупная стоимость владения средствами контроля качества радиосреды
6
Официальный документ компании Farpoint Group — апрель 2010 г.
В примере комплексной реализации стратегии CIM необходимо отметить только
дифференцированную цену точек доступа серии 3500, составляющую 300 долл. США,
поскольку в данном случае никаких новых точек доступа не устанавливается. Тем не
менее, обратите внимание, что в этом случае благодаря имеющимся возможностям по
самовосстановлению существенно снижено требуемое время на работу сотрудников.
Итак, совокупная стоимость владения комплексной стратегии за три года только
неоправданно выше, нежели в случае применения частичной стратегии, что определяет
выбор в случае развертываний с нуля.
Оба примера применения стратегии CIM исходят из 1000 развернутых точек доступа и
одного инцидента, связанного со спектром, на 100 точек доступа в месяц. Все цены
взяты из прейскуранта Cisco.
Обратите внимание, что в этой модели не рассчитываются какие-либо затраты на
обслуживание, а также не рассматриваются скрытые издержки, упоминаемые в этом
документе. Мы считаем, что предыдущий пример малопоказателен, а последний —
настолько важен, что можно предлагать установку решения для гарантированного
спектра несмотря на обстоятельства.
Выводы
Основываясь на нашем многолетнем опыте планирования, установки беспроводных
сетей и устранения проблем в них, мы нисколько не сомневаемся в том, что средства
контроля качества радиосреды являются неотъемлемым элементом при развертывании
на предприятии любого класса. В данном случае потенциальные затраты, связанные с
недостатком видимости на уровне 1 и вызываемые сбоями, могут быть огромными.
Точно так же, исходя из приведенного нами выше анализа затрат и других упомянутых
преимуществ (особенно глобального непрерывного наблюдения), нет практически
никаких сомнений в том, что предпочтительной стратегией является
централизованно-инфраструктурная модель. Преобразование эксплуатационных
издержек в капитальные издержки, улучшенная надежность и производительность в
результате должны способствовать положительной рентабельности инвестиций за
относительно короткий период времени. Возвращаясь к нашей аналогии, средства
контроля качества радиосреды, без сомнений, лучше рассматривать как страховой полис,
покрывающий как риски производительности, так и риски обязательств. Преимущества,
получаемые при оптимизации WLAN, повышении безопасности, обеспечении
выполнения политик и устранении неполадок, являются неоспоримыми. Появление
такой возможности в инфраструктуре WLAN бесспорно является огромным скачком как
для отрасли в целом, так и для заказчиков. В течение нескольких последующих лет она
станет стандартной и единой для всех.
Совокупная стоимость владения средствами контроля качества радиосреды
7
Официальный документ компании Farpoint Group — апрель 2010 г.
Эшлэнд, штат Массачусетс, США
508-881-6467
www.farpointgroup.com
info@farpointgroup.com
Информация и анализ, содержащиеся в этом документе, основаны на реальных источниках
тестовой и общедоступной информации, считающиеся точными на момент публикации. Компания
Farpoint Group не несет никакой ответственности за любые неточности, содержащиеся в этом
документе. В данный документ могут вноситься изменения без предварительного уведомления.
© 2010. Все права защищены.
Воспроизведение и распространение этого документа разрешено при указании данного
уведомления об авторском праве и без каких-либо изменений исходного текста.