Sådan dimensionerer du båndbredde til kontor og datacenter

Start med behovet: hvad skal båndbredden egentlig bære?

Den trinvise metode begynder med behovet. Kontorets internetforbindelse, det trådløse netværk og datacenterets netværk skal dimensioneres hver for sig, fordi de bærer forskellige typer trafik.

Metoden er trinvis: behov, kortlægning, QoS, fordeling, Wi-Fi, sikkerhed, datacenter, måling og hjælp. Den dækker både kontorets linje og Wi-Fi og datacenterets trafik i Mbit/s.

For kontoret er de konkrete tal Netflix-kravene pr. enhed og linjens Mbit/s. Værktøjerne er NetSpot, WiFi Analyzer og bredbåndsmåleren. Udstyret omfatter HP-switche og SmartShare Systems' StraightShaper.

For datacenteret er grundenheden Mbit/s, og de relevante størrelser er trafik mellem zoner, portkapacitet, uplinkkapacitet og spidsbelastning. Ethernet-porte findes i 40 og 100 Gbit/s (Wikipedia), og IEEE 802.3-2022 dækker ændringer for 400 og 800 Gb/s (IEEE).

Dimensioneringen har to ender: linjen ind til huset og det netværk, der fordeler den. En hurtigere linje opvejer ikke dækningshuller eller overbelastede kanaler, og en perfekt kanalplan hjælper ikke, hvis kapaciteten i spidsbelastningen er for lille.

Videoopkald, der fryser, filer, der synkroniserer langsomt, og medarbejdere, der mister forbindelsen, peger ikke nødvendigvis på internetforbindelsen, men på Wi-Fi-opsætningen. En hurtigere linje er derfor en dårlig første reaktion.

Før du vælger hastighed, skal du kortlægge, hvad der reelt skal bæres: samtidigt aktive brugere og enheder, forretningskritiske applikationer og trafik, der tåler forsinkelse. VoIP-opkald og videokonferencer kræver, at pakkerne kommer frem i tide; opdateringer, backup og streaming kan typisk vente.

Netflix angiver: SD 480p kræver 3 Mbit/s, HD 720p 5 Mbit/s, Full HD 1080p 10 Mbit/s og 4K UHD 2160p 15-25 Mbit/s pr. enhed. Kravene gælder pr. enhed; ved samtidig streaming lægges de sammen.

Gang antallet af samtidige enheder med applikationens krav pr. enhed. Dimensionerer du efter et gennemsnit uden at skelne kategorier, drukner de kritiske applikationer i spidsbelastningen. Hold derfor kritiske og ikke-kritiske behov adskilt.

Datacenterets båndbreddebehov afhænger af, hvor meget data der flyttes, hvilke forbindelser trafikken bruger, og hvornår den skal være fremme. På kontoret handler behovet tilsvarende om samtidige brugere og applikationer.

1 byte er 8 bit, 1 Mbps er 1000 Kbps og 1 Gbps er 1000 Mbps. Regn derfor en datamængde om til bit, før du sammenligner den med linjens Mbit/s.

Download- og uploadhastigheden kan være forskellig. Det betyder noget, når backup og synkronisering skal køre samtidig med kritisk trafik.

1000/100 Mbit betyder 1000 Mbit/s download og 100 Mbit/s upload. Uploadkapaciteten på 100 Mbit/s deles af backup, synkronisering og brugernes egne uploads og skal lægges ind i spidsbelastningsberegningen, hvis de kører samtidig med kritisk trafik.

En praktisk spidsbelastningsberegning tæller samtidige brugere og enheder i den travleste periode. Læg kun de kritiske applikationers samtidige behov sammen, og hold summen op mod linjens kapacitet. Eksemplet med 100 Mbit delt på 46 husstande giver 2,2 Mbit i gennemsnit og en kvote på 10 Mbit pr. bruger – et forhold på 10:1 mellem linje og kvote.

Regneeksempel for kontoret: fem samtidige enheder i HD 720p à 5 Mbit/s giver 25 Mbit/s, og fem i Full HD 1080p à 10 Mbit/s giver 50 Mbit/s. Summen er 75 Mbit/s og holdes op mod linjens kapacitet i spidsbelastningen. En linje på 1000/100 Mbit er et eksempel på en hurtig linje.

For VoIP og videokonferencer findes ikke et Netflix-tal. Mål de kritiske applikationers samtidige Mbit/s over tid, og læg dem sammen med de øvrige kritiske behov i spidsbelastningen.

Netflix-krav pr. enhed i Mbit/s

Rangordning af båndbreddekrav pr. enhed (kritisk vs. ikke-kritisk)

Kortlæg netværket, før du vælger hastighed

Scan kontorets trådløse miljø med NetSpot eller WiFi Analyzer på telefon eller laptop. Værktøjet viser signalstyrke, kanaludnyttelse og interferens fra nabonetværk.

Kortlægningen er trin 1 for kontoret. Den leverer antal samtidige enheder pr. rum og deres Mbit/s-krav.

Gå rundt i lokalerne med telefonen, og notér, hvor signalet falder markant. Det er første skridt, før du ændrer udstyr.

Notér, hvilket bånd de svage punkter ligger i. 5 GHz giver markant højere hastigheder på korte afstande og er langt mindre overbelastet; 2,4 GHz rækker længere, men er tættere pakket af naboer og ældre enheder.

Notér signalstyrken i alle rum, hvilke kanaler nabonetværkene bruger, og hvor kanaludnyttelsen er høj. Uden det overblik risikerer du at løse det forkerte problem – fx at opgradere internetforbindelsen, når problemet er dækningshuller eller overbelastede kanaler.

Kortlægningen er grundlaget for at placere udstyr rigtigt. Rækkefølgen er: find svage punkter, find naboernes kanaler, beslut antal access points og placering.

Tæl også samtidige enheder, deres placering og deres Mbit/s-krav pr. rum. Det er input til kapacitetsberegningen og antallet af access points.

I miljøer med mange samtidige enheder bør Wi-Fi-netværket optimeres, så det leverer den nødvendige stabilitet og hastighed. Kortlæg derfor kapacitet og dækning, før du vælger udstyr.

Bredbåndsmåleren på Tjekditnet.dk eller udbyderens hjemmeside tester linjen, ikke Wi-Fi-dækningen. Brug den derfor sammen med NetSpot eller WiFi Analyzer.

Prioritér trafikken: QoS og samtidigt forbrug

Quality of Service sikrer, at VoIP-opkald og videokonferencer ikke taber til en kollega, der streamer opdateringer. QoS prioriterer forsinkelsesfølsom trafik foran bulk-trafik som filhentning, systemopdateringer og streaming.

QoS er trin 3. Reglerne sættes efter de kritiske applikationers samtidige Mbit/s, ikke efter et fast skøn.

Dimensionér efter spidsbelastningen, ikke gennemsnitsforbruget. Et netværk kan ligge lavt i gennemsnit og alligevel falde sammen, når et videomøde kører samtidig med backup eller en stor opdatering.

Mål forbruget over tid, find tidspunkterne med størst samtidigt forbrug, og sæt QoS-reglerne efter dem – ikke efter et fast skøn.

QoS løser ikke et underdimensioneret net. Er den samlede kapacitet i spidsbelastningen mindre end summen af den kritiske trafik, hjælper prioritering ikke. Kortlæg derfor kritiske applikationer, find spidsbelastningen, og brug QoS som supplement til tilstrækkelig kapacitet.

Når applikationernes krav kendes i Mbit/s, kan QoS-reglerne sættes op efter dem. Kritiske applikationer får prioriteret båndbredde og sikres deres samtidige behov, mens ikke-kritisk trafik kan begrænses.

Netflix-tallene kan bruges som loft for ikke-kritisk streaming: SD 480p 3 Mbit/s, HD 720p 5 Mbit/s, Full HD 1080p 10 Mbit/s og 4K UHD 2160p 15-25 Mbit/s pr. enhed. Sæt QoS-reglerne efter dem, når samtidigt forbrug kendes.

Fordel båndbredden mellem brugere og porte

Hastighedsbegrænsning pr. bruger eller pr. port kaldes ofte Rate Limiting – hos HP/SMC. Justeringen varierer fra switchmodel til switchmodel, og værdien angives nogle steder i procent eller på anden vis.

Fordelingen er trin 4. Kvoten pr. bruger eller port skal mindst dække brugerens samtidige krav til kritiske applikationer.

Den præcise indstilling findes i manualen til den switch, du køber. Det kan være nødvendigt at tjekke manualen, fordi forskellene mellem modeller er store.

Søger du efter udstyr, er bandwith management et muligt søgeord, når du leder efter switch-funktionen; den korrekte skrivemåde er bandwidth management.

Eksempel: en boligforening med 46 husstande og en 100 Mbit-forbindelse vil have, at hver bruger maksimalt kan trække 10 Mbit, styret i switchen. En fast kvote er også en politisk beslutning om fordeling af kapacitet, ikke bare en teknisk indstilling.

100 Mbit delt på 46 husstande giver i gennemsnit omkring 2,2 Mbit pr. husstand, mens kvoten pr. bruger sættes til 10 Mbit. Forholdet mellem linjens samlede hastighed og kvoten pr. bruger er dermed 10:1. Samme logik gælder, når en kontorlinje deles mellem samtidige brugere.

Begrænser du for hårdt, mister brugerne gevinsten ved højere hastighed, når nettet er lavt belastet. Vælger man fx en 100 Mbit-forbindelse og sætter switchen til 10/10 Mbit, udnyttes kapaciteten ikke.

En installatør fremhæver routere fra det danske firma SmartShare Systems, der specialiserer sig i fordeling af båndbredde. StraightShaper er en dansk router til formålet, og den bruges af både virksomheder og boligforeninger, der vil udnytte kapaciteten effektivt.

For et kontor betyder kvoten, at hver bruger skal kunne dække sit samtidige behov for kritiske applikationer. Ikke-kritisk trafik som streaming og opdateringer kan begrænses hårdere.

Kvote og QoS supplerer hinanden: kvoten sætter loftet pr. bruger eller port, QoS rangerer trafikken inden for loftet. Loftet skal mindst dække brugerens samtidige krav til kritiske applikationer.

Dimensionér Wi-Fi i kontoret: access points, bånd og kanaler

Trådløs kapacitet er ikke det samme som internethastighed. Brug 5 GHz til enheder tæt på routeren: båndet giver markant højere hastigheder på korte afstande og er langt mindre overbelastet end 2,4 GHz.

Wi-Fi er trin 5. Antallet af access points følger af samtidige enheder og deres Mbit/s-krav.

2,4 GHz rækker længere, men er tættere pakket af naboer og ældre enheder. Sæt de mest kapacitetskrævende enheder på 5 GHz.

På 2,4 GHz er kanal 1, 6 og 11 et almindeligt kanalvalg med tre ikke-overlappende kanaler ved 20 MHz kanalbredde. Cisco Merakis eksempel tager udgangspunkt i de amerikanske kanalregler; kontroller også de lokale regler og udstyrets indstillinger. Overlappende kanaler på nabonet kan skabe interferens.

Kanalplanen skal tage udgangspunkt i den scanning, du lavede først, og holdes op mod de kanaler, naboerne faktisk bruger.

Antallet af access points følger af kortlægningen: hvert sted med et markant fald i signalet skal dækkes. Kanalplanen lægges efter naboernes kanaler – på 2,4 GHz inden for kanal 1, 6 og 11.

Placer router og access points højt. Signalet spredes bedre fra en høj placering og udbreder sig nedad og udad fra antennen.

Wi-Fi-extendere er sjældent løsningen: forlængere halverer typisk båndbredden og skaber overlapningsproblemer, mens et rigtigt access point næsten altid er bedre. En dyr router placeret forkert leverer dårligere resultater end et mellemklasse-access point sat op rigtigt. Pengene bør gå til placering og kanalvalg, før de går til dyrere hardware.

Dimensionér Wi-Fi efter antallet af samtidige enheder og deres båndbreddekrav: kapacitetsberegningen bruger de samme tal som linjen, altså antal samtidige enheder ganget med deres krav i Mbit/s. De mest krævende enheder sættes på 5 GHz.

Antallet af samtidige enheder pr. access point er afgørende for, hvor mange access points der kræves. Antallet af enheder er relevant for vurderingen af kapaciteten.

Fordele og ulemper ved Wi-Fi-extendere vs. rigtige access points

Adskil gæster og personlige enheder

Et gæstenetværk er ikke valgfrit. Besøgende og personlige enheder hører ikke hjemme på samme netværk som virksomhedens forretningskritiske systemer.

Adskillelse er trin 6. Gæstenettets forbrug tælles med i spidsbelastningen, men ikke i summen af den kritiske trafik.

Læg gæster og personlige enheder i et separat netværk med egen internetadgang, men uden adgang til de interne systemer. Det fjerner en direkte angrebsflade ind til det kritiske.

Adskillelsen har også en kapacitetsmæssig side. Når gæster og private telefoner, tablets og bærbare kører på deres eget netværk, kan du styre, hvor meget ikke-kritisk trafik der får lov at bruge den fælles internetforbindelse.

Du kan begrænse gæstenettet uden at røre den trafik, medarbejderne skal bruge til at arbejde. Det giver et greb om spidsbelastningen, som du ikke har, hvis alt deler samme netværk.

Rate Limiting hedder funktionen hos HP/SMC, og indstillingen varierer mellem switchmodeller og findes i manualen. Det er et greb, der kan bruges til at begrænse gæstenettets andel af den fælles linje.

HP-switche i mellemklassen, fx 2510-24 eller 2510-48 (50 porte), kan dele netværket op, så enheder ikke kan komme i kontakt med hinanden. Det afhjælper problemer med virus og med fejlforbundet udstyr som routere, der kører egen DHCP-server.

Gæstenettets forbrug tælles med i spidsbelastningen, men ikke i summen af den kritiske trafik. Begræns dets andel med Rate Limiting hos HP/SMC, så den fælles linje ikke deles efter gæsternes behov.

Dimensionér båndbredde i datacenteret: porte og uplinks

I datacenteret er grundenheden en trafikopgørelse i Mbit/s pr. forbindelse, ikke et energital. Porte og uplinks skal hver kunne bære den trafik, der samtidigt passerer dem.

Opgør først datamængden, ruten gennem netværket, tidsvinduet og applikationens krav til latenstid. Omregn datamængden til bit med 1 byte = 8 bit, og divider med tidsvinduet for at finde den nødvendige gennemsnitlige datahastighed. Sammenhold derefter resultatet med den samtidige trafik på forbindelsen.

Ethernet-teknologier omfatter hastigheder på 40 og 100 Gbit/s (Wikipedia), og IEEE 802.3bm blev færdiggjort i 2015 med fysiske lagspecifikationer for 40GbE og 100GbE på 25 Gbit/s-baner (l-p.com). Standarderne dækker også ændringer for 400 og 800 Gb/s (IEEE).

Fiberstandarderne til 100 Gbit/s rækker fra mindst 2 km på enkeltmodusfiber (100GBASE-FR1) til 10 km (100GBASE-LR1), og standarderne dækker afstande op til 80 km (Wikipedia). Vælg porttype efter afstanden mellem de lokationer, forbindelsen skal forbinde.

Lav en trafikopgørelse for de enkelte forbindelser, ikke kun for datacenteret samlet. Registrér datamængde, retning, tidsvindue og latenstidskrav, og følg trafikken fra port til uplink, så du kan se, hvor den samlede belastning opstår.

Skeln mellem øst-vest-trafik mellem datacenterets zoner og trafik ind og ud af datacenteret. Opgør begge dele på de forbindelser, de faktisk bruger, så en intern overførsel ikke forsvinder i en samlet måling eller tælles som ekstra kapacitet på en uplink.

Uplinkporte findes i 100 Gbit/s: Arista introducerede i juli 2014 top-of-rack-switchen 7280E med 100G-uplinkporte (Wikipedia). Dimensionér uplinket efter den trafik, der samtidigt skal passere det, og kontrollér begge retninger.

Sammenlign den samlede nominelle kapacitet på nedstrøms porte med uplinkens kapacitet for at beregne overabonnementsforholdet. Brug forholdet som et planlægningsmål, og hold det op mod målt samtidighed; det fortæller ikke alene, om forbindelsen kan bære den faktiske trafik.

For hver port og uplink skal du registrere den beregnede trafik og den målte belastning. Det gør det muligt at skelne mellem en forbindelse, der er for lille til den samtidige spidsbelastning, og en forbindelse, der blot har høj nominel kapacitet.

Sammenhold beregnet behov og målt belastning for hver relevant forbindelse. Hvis en applikation skal være færdig inden for et bestemt tidsvindue, skal dens datamængde kunne flyttes inden for det vindue uden at blive presset ud af anden samtidig trafik.

Når en trafikvej går gennem flere forbindelser, skal hver forbindelse kunne bære sin del af den samtidige belastning. Find det led, hvor belastningen er størst, og sammenhold det med applikationernes tidsvinduer og latenstidskrav.

For forbindelser mellem lokationer og datacenter kan kravene formuleres som tilgængelighed, båndbredde, latenstid og trafikdestination.

Brug trafikopgørelsen til at skelne mellem overførsler, der kan vente, og trafik, der skal frem inden for et bestemt tidsvindue. Prioritér dimensioneringen efter de samtidige behov, så mindre tidsfølsomme overførsler ikke skjuler belastningen fra kritiske applikationer.

Kontrollér også, om en stor overførsel krydser flere zoner eller uplinks. Følg samme trafik gennem netværket, så den ikke bliver lagt sammen flere gange, når du beregner den samlede belastning på de enkelte forbindelser.

Skriv antagelserne bag hver beregning ned: datamængde, tidsvindue, rute, samtidige overførsler og latenstidskrav. Så kan du genberegne behovet, når applikationer eller trafikmønstre ændrer sig, uden at blande nye forudsætninger ind i den gamle opgørelse.

Lavere hastighed på en forbindelse kan forlænge den tid, en overførsel tager, men den siger ikke alene, hvor meget data der flyttes. Hold derfor datamængde og datahastighed adskilt, og vurder hver overførsel mod dens tidsvindue og rute.

Følg belastning og datamængder på de forbindelser, der indgår i beregningen. Sammenlign perioder med høj aktivitet med de beregnede krav, så du kan se, om portkapacitet eller uplinks bør justeres.

Netværksopfølgningen bør omfatte belastning pr. relevant port og uplink samt trafik mellem zoner og ind og ud af datacenteret. Brug de samme målepunkter over tid, så ændringer i belastning kan sammenlignes med dimensioneringsgrundlaget.

Mål, test og justér løbende

Test forbindelsen med jævne mellemrum. På Tjekditnet.dk og på de enkelte udbyderes hjemmesider findes en bredbåndsmåler, hvor du kan gennemføre en test.

Målingen er trin 8. På kontoret gentages kortlægningen med NetSpot eller WiFi Analyzer og linjen med bredbåndsmåleren på Tjekditnet.dk eller udbyderens hjemmeside.

Afhængigt af din adresse kan du købe bredbånd via coax eller fiber (klimadebat.dk).

Styrelsen for It og Læring angiver krav til lokalnetværk og internetforbindelse med størrelserne 50 Mb/s og 2,5 Mb/s. Kravene indebærer, at den angivne båndbredde skal være tilgængelig under hele prøveafholdelsen. Det er derfor ikke nok at måle et gennemsnit over dagen.

På det trådløse område gentages kortlægningen med de samme værktøjer, som du brugte første gang: mål signalniveauet, hvor travlt kanalerne har det, og hvor meget naboernes netværk forstyrrer.

Kanalplanen skal justeres, når naboerne flytter sig, og dækningen skal kontrolleres, når møbler, vægge eller antallet af enheder ændrer sig.

Værktøjerne er NetSpot eller WiFi Analyzer til det trådløse miljø og bredbåndsmåleren på Tjekditnet.dk eller udbyderens hjemmeside til selve linjen. Samme værktøj, samme fremgangsmåde, ny måling – så kan tallene sammenlignes over tid.

Datacenterets netværksmåling bør følge trafikken på de forbindelser, der indgår i dimensioneringen. Registrér belastning og overførte datamængder pr. relevant port eller uplink, så kapacitetsberegningen kan holdes op mod faktisk brug.

Følg både øst-vest-trafik mellem zoner og trafik ind og ud af datacenteret. Sammenlign målingerne i perioder med høj aktivitet med applikationernes beregnede behov og tidsvinduer.

De data skal ses sammen med belastningsdata for netværket. Så besluttes justeringer af QoS, kanaler og kapacitet ud fra faktisk forbrug frem for antagelser.

Sammenlign de målte tal med de beregnede krav pr. applikation og pr. bruger. På den måde kan du justere linje, switch og Wi-Fi, så kapaciteten svarer til behovet.

Fire tal går igen i opfølgningen: linjens Mbit/s, de kritiske applikationers samlede Mbit/s, kvoten pr. bruger og det målte forbrug i spidsbelastningen. De fire tal gør det muligt at se, om kapaciteten stadig svarer til behovet.

Hiper er en dansk udbyder. Hiper oplyser, at 1000 Mbit/s er den hurtigste hastighed, de kan levere, og den mest optimale, hvis mange enheder er på Wi-Fi samtidigt.

Bredbåndspriser afhænger af hastigheden: jo højere hastighed, desto mere data kan bruges, og jo dyrere bliver løsningen. Vælg derfor hastighed efter behov.

Hvornår kræver dimensioneringen professionel hjælp?

Professionel hjælp er ikke et spørgsmål om kontorets størrelse alene, men om hvor mange beslutninger der skal hænge sammen. Det gælder, når du ikke selv kan oversætte en Wi-Fi-måling til placering af access points.

Hjælp er trin 9. Den er nødvendig, når tallene skal hænge sammen på tværs af linje, switch, Wi-Fi og datacenter.

Det gælder også, når flere lokationer, flere etager eller flere netværkssegmenter skal dimensioneres samlet.

På trafiksiden er det et advarselstegn, hvis du ikke kan skelne kritiske applikationer fra ikke-kritiske. Det gælder også, hvis QoS og båndbreddefordeling skal styres på tværs af flere grupper og udstyrstyper. Så er opgaven ikke længere en enkelt indstilling, men en politik, der skal vedligeholdes.

I datacenteret bør du hente ekstern bistand, hvis du ikke kan dokumentere trafikmængder, forbindelsesbelastning og latenstidskrav over tid. Det gælder også, når du skal omsætte målingerne til ændringer i portkapacitet eller uplinks.

Det gælder især, hvis flere zoner, uplinks og applikationer skal vurderes samlet, eller hvis du ikke kan skelne mellem øst-vest-trafik og trafik ind og ud af datacenteret.

Hvis du ikke kan omsætte applikationskrav til Mbit/s og fordele dem på brugere og access points, er det et tegn på, at du har brug for hjælp.

Hjælpen er nødvendig, når tallene skal hænge sammen på tværs af linje, switch, Wi-Fi og datacenter. Kan du ikke opgøre kritiske applikationers Mbit/s og holde dem op mod kvoten pr. bruger, mangler grundlaget for dimensioneringen.

Hvis du ikke kan opgøre samtidige enheder pr. access point, kritiske applikationers Mbit/s eller trafikken mellem datacenterets zoner, mangler grundlaget for dimensioneringen.