Balanceo de clientes entre BSs – Parte 1: el balanceo estático

Nivel: intermedio-avanzado

El negocio

Vamos a imaginar que tenemos una torre que da servicio a una pequeña ciudad o varios núcleos de población que están relativamente cerca. Al principio empezaremos montando una sola BS para tener buena cobertura e iremos dando altas de clientes.

Cuando la BS se vaya llenando, veremos cómo la capacidad total vendida va subiendo y el factor de sobresubscripción también. Aunque haremos un tutorial específico, aquí os dejo cómo ver estos valores podéis ir a la página de “Traffic Stats” y en el siguiente cuadro de información tenéis los números. Recuadrado en azul, el tráfico total vendido. Recuadrado en verde, el factor de sobresubscripción total.

Si el negocio va bien y seguimos haciendo altas, en algún momento tendremos que dejar de meter clientes en esta BS y pensar en poner una nueva estación base en la misma torre. 

El límite en el que hay que poner una nueva BS lo decide cada uno de los WISP y es una decisión que debe tomar en función de su criterio de servicio y sus necesidades comerciales. En otro tutorial veremos un criterio técnico que nos puede ayudar a tomar estas decisiones, pero quienes hayáis estado en alguno de nuestros cursos, ya conoceréis la respuesta a la pregunta “¿cuántos clientes puedo meter en un AP?”.

El problema

Cuando ya hemos instalado la segunda de las BS en la torre es cuando empezamos a darnos cuenta del problema al que nos enfrentamos: ¿cómo consigo que los clientes se me queden balanceados entre ambos APs?

Cuando un CPE de Albentia se enciende está programado para escanear toda la banda y buscar BSs a las que poder conectarse. Con este listado, el CPE elegirá conectarse a las portadoras que vea con mejor calidad de señal.

En nuestro caso, ambas BSs tienen todas sus portadoras apuntando a la misma zona y por lo tanto los CPEs van a ver una calidad de señal de todas ellas muy buena e intentarán conectarse a la primera que encuentren.

Si no hacemos nada, nos encontraremos que la mayor parte de los CPEs pueden acabar en una de las BSs y la otra quedarse prácticamente vacía. Si seguimos haciendo altas, al final acabaremos con una BS muy saturada y la otra sin tráfico.

Algunas soluciones posibles

Para resolver este problema podemos tirar de ingenio o de soluciones que ya conocemos. Vamos a ver algunas alternativas y qué problemas tienen:

Balanceo amanuense

Podemos optar por hacer un balanceo a mano. Se trata de ir desconectando clientes de una de las BS hasta que se aburran y acaben por entrar en la segunda de ellas. En una hora podríamos haber equilibrado los dos APs y quedarnos tan contentos.

Ahora viene la segunda parte: rezar para que no haya un apagón y se reinicien todos los CPEs, para que no tengamos que hacer una actualización de firmware o para que nunca tengamos que hacer un mantenimiento en la torre o reiniciar alguna de las BS. Si esto ocurre, tendremos que volver a empezar.

Balanceo por diferenciación de coberturas

Podemos elegir apuntar las antenas a zonas diferentes. En algunas ocasiones es posible usar azimuts o elevaciones distintas para diferenciar bien los núcleos o zonas de población. Así podríamos conseguir que los CPEs de los clientes tengan una BS preferida por cuestiones de calidad de señal.

Esta solución es buena y funciona, pero si en una de esas zonas empezamos a tener más éxito comercial y a dar muchas altas, estaremos de nuevo en el problema original y no habremos resuelto gran cosa.

Balanceo por BSID

Hace un tiempo os explicamos en este tutorial cómo usar los BSIDs para organizar tu red de estaciones base. Usando lo que aprendimos ahí podemos conseguir un buen balanceo de clientes entre BSs, aunque no sea el objetivo principal del sistema de BSIDs.

El problema que tiene el balanceo por BSID es que tiene cierta rigidez pues está pensado para coberturas no 100% solapadas o para que algunas BS puedan actuar de backups de otras.

Balanceo por provisión

Otra alternativa es hacer una provisión de clientes en forma de “peine”, es decir, permitir por provisión unos clientes en una BS y otros en la otra. De esta manera los clientes solo van a poder conectarse a la BS donde estén “allow” y no donde estén “deny“.

El problema que tendremos es que si hay que apagar una BS, tendremos que cambiar a un montón de clientes de “deny” a “allow” en la otra.

El balanceo estático de clientes por capacidad

Las últimas versiones de firmware de las BSs incluyen un sistema que nos va a permitir hacer un balanceo estático de clientes por capacidad y nos va a hacer la vida más fácil. Además este sistema lo iremos mejorando en futuras versiones de firmware :).

¿Qué significa el balanceo estático por capacidad?

Significa que podemos configurar una BS para que acepte clientes hasta que llegue a un límite de tráfico total vendido o se llegue a un factor de sobresubscripción máximo.

De esta manera, según los clientes van conectándose a una BS, se vigilan los parámetros de tráfico total vendido y factor de sobresubscripción y en cuanto se llegue al límite que hayamos configurado, la BS empezará a rechazar a los clientes.

¿Cómo me ayuda a balancear clientes?

Volvamos a nuestro caso anterior. Imaginemos que cuando tomamos la decisión de instalar la primera BS, habíamos vendido ya un tráfico total de 1700Mbps con una sobresubscripción de 12.8x.

Tras instalar la nueva BS podemos decidir que vamos a configurar un límite de tráfico vendido de, por ejemplo, 950Mbps en cada una de las dos BS que tenemos en la torre.

De esta manera sabemos que los clientes se irán repartiendo entre ambas BSs. Si alguna de ellas llega a 950Mbps vendidos, empezará a rechazar clientes que se conectarán a la segunda de las BS. Con estos límites establecidos sabemos que nunca vamos a acabar con una BS llena de clientes y la otra vacía y nos mantiene los clientes balanceados entre los APs que cubren una misma zona.

¿Y si tengo que dar más altas?

Si seguimos dando altas de clientes en la zona, o si los clientes van cambiando de planes a unos con más capacidad, tendremos que ir subiendo el límite. En nuestro caso empezamos por 950Mbps, e iremos subiendo poco a poco según vayamos necesitándolo. Una vez empecemos a llegar a límites cercanos a los 1700Mbps, será la hora de volver a instalar otra BS en la misma zona.

La ventaja es que cambiar estos límites no produce ningún corte de servicio y por lo tanto podemos hacerlo según cambien nuestras necesidades.

¿Cómo configuramos la BS?

La configuración de los límites de tráfico vendido y de sobresubscripción en la BS se hacen en la página de “Cell Setup“. En esta página tenemos una parte importante de la configuración avanzada de una BS y en particular los criterios de admisión de clientes:

  1. En primer lugar hay que habilitar los criterios de entrada de CPEs (en azul).
  2. Después te recomiendo que deshabilites todos los criterios que no son necesarios (en naranja).
  3. Por último ya podemos activar y configurar los criterios de tráfico máximo vendido y de factor de sobresubscripción (en verde).

Como decía antes, este cambio lo podemos hacer en caliente, sin desconexión de clientes y tantas veces como sea necesario. Es importante tener en cuenta que solo afecta a nuevos clientes intentando entrar en la BS, y no a los que ya están conectados.

¿Mejor limitar por tráfico o por sobresubscripción?

La BS nos va a permitir establecer dos tipos de límite:

  • El tráfico total vendido (Max prov. rate): una vez se haya llegado al límite de Mbps establecido la BS rechazará nuevas conexiones, con independencia de la sobresubscripción que esto suponga, de las modulaciones de los usuarios, de la configuración del Scheduler… Con este límite, por ejemplo si tenemos planes de 10Mbps en todos los usuarios y establecemos un límite de 1500Mbps, sabemos que van a entrar a la BS 150 usuarios.
  • El factor de sobreventa (Oversubscription): una vez se haya llegado a un límite de sobreventa determinado, la BS rechazará nuevas conexiones de usuarios. Este valor de sobreventa se va calculando dinámicamente y cambia con las modulaciones de los usuarios, con la configuración de la BS…

Uno no es mejor que otro, simplemente depende de las necesidades del operador y cómo quiera trabajar el balanceo de usuarios estático. Hasta el momento, nos hemos encontrado que las configuraciones más habituales se hacen usando el factor de sobresubscripción para aprovechar que es un factor dinámico.

Ah, y también podríamos usar ambos factores al mismo tiempo. La BS usará, en cada momento, el límite que sea más restrictivo.

Siguientes pasos

Este sistema de balanceo estático es solo un primer paso en el mundo del balanceo de usuarios entre APs en el que estamos trabajando.

En próximas versiones de firmware permitiremos que las BSs hablen entre sí para coordinar su configuración e intercambiarse usuarios. Os lo iremos contando por aquí.

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