Physikalische Infrastruktur für hochverfügbare Netzwerke ...· Physikalische Infrastruktur für

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Physikalische Infrastruktur fr hochverfgbare Netzwerke bei Wireless LANs in Unternehmen

White paper / technische Dokumentation Nr. 84

Viswas Purani

2004 American Power Conversion. Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieser Publikation darf ohne schriftliche Erlaubnis des Copyright-Eigentmers verwendet, reproduziert, fotokopiert, bertragen oder in irgendeinem System zum Abrufen von Daten gespeichert werden. www.apc.com Version 2004-0

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Zusammenfassung Bei der Installation eines Wireless LAN (WLAN) knnen sich unerwartete und ungeplante

Anforderungen in Bezug auf Stromversorgung, Khlung, Verwaltung und Sicherheit erge-

ben. In den meisten Verkabelungsschrnken stehen weder unterbrechungsfreie Stromver-

sorgungen (USV) noch ausreichende Mglichkeiten zur Lftung oder Khlung zum Schutz

vor berhitzung zur Verfgung. Die Kenntnis der besonderen Anforderungen der physikali-

schen Infrastruktur fr hochverfgbare Netzwerke (NCPI) von WLAN-Gerten ermglicht die

Planung einer erfolgreichen und kostengnstigen Installation. Dieses White Paper be-

schreibt die Planung der NCPI fr die Installation von gebudeinternen WLANs in kleinen,

mittleren und groen Unternehmen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Stromversorgung

und der Khlung. Auerdem werden einfache, Zeit sparende, zuverlssige und kostenwirk-

same Strategien fr die Erweiterung bestehender Systeme sowie den Aufbau neuer Syste-

me vorgestellt.

2004 American Power Conversion. Alle Rechte vorbehalten. Kein Teil dieser Publikation darf ohne schriftliche Erlaubnis des Copyright-Eigentmers verwendet, reproduziert, fotokopiert, bertragen oder in irgendeinem System zum Abrufen von Daten gespeichert werden. www.apc.com Version 2004-0

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Einfhrung Obwohl die physikalische Infrastruktur fr hochverfgbare Netzwerke (NCPI) die Basis fr alle hochverfgba-

ren Netzwerke bildet, wird diese Komponente oft ignoriert. Die NCPI muss stabil, skalierbar hochverfgbar

und verwaltbar sein. Sie besteht aus folgenden Elementen:

1. Stromversorgungssysteme wie USVen (unterbrechungsfreie Stromversorgungen), Stromverteiler

(Power Distribution Units, PDU) und Generatoren fr die unterbrechungsfreie Versorgung der kriti-

schen Lasten mit gefilterter und stabiler Netzspannung

2. Khlsysteme fr die optimale Umgebungsatmosphre mit kontrollierter Temperatur und

Luftfeuchtigkeit

3. Racks zur Unterbringung der kritischen Netzwerkgerte wie Switches, Router, Gateways,

Server usw.

4. Sicherheits- und Brandschutzsysteme

5. Verkabelung der Gerte untereinander

6. Verwaltungssysteme zur lokalen und Fern-Kommunikation mit den integrierten Diensten fr einen

strungsfreien Betrieb rund um die Uhr

7. Dienste fr die Einrichtung, Installation und Inbetriebnahme von Gerten sowie fr die Wartung

und Diagnose

Dieses White Paper beschreibt die spezifischen Anforderungen an die NCPI bei der Installation von gebu-

deinternen WLANs in kleinen, mittleren und groen Unternehmen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der

Stromversorgung und der Khlung. In der Industrie sind verschiedene WLAN-Standards verbreitet. Hier wird

jedoch auf die IEEE-Standards 802.11a, b und g kurz Wi-Fi Bezug genommen. Abbildung 1 zeigt eine

typische WLAN-Installation in einem Unternehmen.

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Abbildung 1 Typische WLAN-Installation in einem Unternehmen

Die WLANs, die nach diesen IEEE-Standards ausgelegt sind, dienen dazu, die leitungsgebundenen LANs

in Wohngebuden, Unternehmen und an stark frequentierten ffentlichen Orten, wie etwa Restaurants,

Hotels und Flughfen, zu ergnzen, zu erweitern oder zu ersetzen. Die erfolgreiche Installation von WLANs

stellt sicher, dass das gesamte Netzwerk, einschlielich der drahtlosen Zugangspunkte (Wireless Access

Points) einen hnlichen oder sogar hheren Grad an Sicherheit erreicht wie leitungsgebundene LANs. Die

schnelle Verbreitung von PoE (Power over the Ethernet, Stromversorgung ber Ethernet), die auf der Imple-

mentierung von IEEE 802.3af beruht, hat dazu gefhrt, dass im konventionellen Kabelschrank, der bisher

nur passive Gerte wie Patchfelder und Hubs beherbergte, nun auch Hochleistungs-Switches, Router sowie

USVen mit langer berbrckungszeit untergebracht werden mssen. Die Schrnke zur Versorgung der

Wireless Access Points, IP-Telefone, berwachungskameras usw. bernehmen damit eine uerst kritische

Funktion. Khlung und Luftzirkulation in diesen Netzwerkverkabelungsschrnken mssen sorgfltig geplant

und berwacht werden, damit der unterbrechungsfreie Betrieb und die hohe Verfgbarkeit dieser Peripherie-

gerte gewhrleistet sind.

Ein typisches WLAN ist aus Schichten (sog. Layers) aufgebaut. Jeder Layer wiederum besteht aus Kompo-

nenten, die sich an einem von vier physischen Orten befinden (Abbildung 2). Moderne Netzwerke und

Switches sind zunehmend mit der Funktionalitt der Layer 2 und 3 ausgestattet. Oft werden die Zugriffs-

und die Verteilungslayers in einem kombinierten Layer zusammengefasst. In den folgenden Abschnitten

wird beschrieben, wie sich die NCPI an diesen vier Orten unterscheidet.

ATS Generator

Transformator Geregeltes Khlsystem

MDF

KabelschrnkeS

chal

tfeld

er

Wireless Access Point

Versor-gungsan-schluss Glas-

faser, T1, T3

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Abbildung 2 Typische WLAN-Architektur

Wireless Access Points Wireless Access Points (drahtlose Zugangspunkte, APs) ermglichen mobilen Benutzern die Verbindung

zum Netzwerk (Abbildung 3). Solche APs nehmen gewhnlich 6 bis 7 Watt an Leistung auf, wobei einige

Gerte jedoch auch mehr Leistung bentigen. IEEE 802.3af begrenzt die Stromentnahme aus dem Daten-

kabel fr solche Gerte auf 350 mA. Netzwerke, die diesem neuen Standard entsprechen, knnen maximal

15 W ber eine Entfernung von 100 m bertragen. Bei einer hheren Leistungsaufnahme mssen die

Gerte externe Stromquellen verwenden, z. B. ber Einsteckadapter.

Netzwerkm anagem ent-System , RADIUS-Server usw.

Netzwerk-KernMDF oder Datencenter

NetzwerkgrenzeIDF oder Kabelschrank

W ireless Access PointsKonsole, Decke oder Tisch

Mobiler BenutzerLaptop, PDA, Telefon

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Abbildung 3 Typischer Wireless Access Point (Ausfhrung fr Innenrume)

Umgebung Diese Access Points (APs) knnen in abgehngten Decken oder auf Konsolen montiert werden und sind

grundstzlich fr Broumgebungen vorgesehen. Gelegentlich werden diese Gerte auch im Auenbereich

eingesetzt. Bei neu eingerichteten oder modernisierten Netzwerken erfolgt die Stromversorgung meistens

ber das Ethernet. In einigen Fllen kann jedoch auch eine Steckdose als Stromquelle dienen.

Probleme Diese APs mssen hochgradig verfgbar und sicher sein, damit die Konnektivitt fr mobile Benutzer

gewhrleistet ist. Das grte Problem aus Sicht der NCPI-Konzeption besteht darin, den unterbrechungs-

freien Betrieb selbst bei einem Stromausfall sicherzustellen.

Empfohlene Vorgehensweisen Das Problem mit der Verfgbarkeit der Stromversorgung wird am besten ber PoE (Power over Ethernet)

gelst. Damit ist gleichzeitig die Stromversorgung auch der am weitesten entfernten APs im Gebude

sichergestellt, ohne dass eine Steckdose oder ein Elektriker bentigt wird. Der Strom wird jetzt ber Netz-

werk-Switches im Kabelschrank in die APs eingespeist, wobei der Switch durch ein USV-System mit langer

berbrckungszeit untersttzt wird. Fr APs, die an eine Steckdose angeschlossen werden (die also nicht

mit PoE arbeiten), sollte lokal ein kompaktes USV-System mit langer Akkulaufzeit (vier Stunden oder mehr)

bereitgestellt werden, etwa eine APC Back-UPS HS. Die USV wird in der Nhe des AP an der Wand oder

auf einer Konsole montiert. Abbildung 4 zeigt ein Beispiel fr eine USV, die fr die Stromversorgung von

APs geeignet ist.

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Abbildung 4 USV zur Wandmontage

IDF (Intermediate Distribution Frame) IDF- oder Netzwerkverkabelungsschrnke enthalten normalerweise Zugriffs- und Verteilungs-Switches der

Schichten (Layer) 2 und 3, Hubs, Router, Patchfelder, USV-Systeme mit Akkupufferung und verschiedene

weitere Telekommunikationsgerte, die in einem Zweipfosten-Rack montiert sind (Abbildung 5). Die me