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Arquitetura de VLAN e PSK por unidade: um guia de design para redes MDU

Poderá escolher entre uma VLAN por apartamento e políticas associadas à chave única de cada residente, utilizando quatro fatores: portas cabeadas, rotatividade, número de segmentos e suporte de hardware. Pode depois dimensionar os âmbitos DHCP, contabilizar os segmentos face aos limites reais da sua plataforma e estimar o custo de funcionamento para empreendimentos BTR, PBSA e aparthotéis.

Por Iain JewittPublicado
📖 15 min de leitura3,994 palavras3 exemplos práticos11 definições principais

Parte da nossa série principal: Guia de WiFi Multi-Inquilino →

Arquitetura de VLAN e PSK por unidade: um guia de design para redes MDU

Atribua a cada apartamento a sua própria VLAN quando as unidades têm portas com fios e o edifício tem algumas centenas de portas. Um projeto BTR de 250 portas utiliza cerca de 256 dos 4 094 IDs de VLAN IEEE 802.1Q. Para locais com elevada rotatividade, como um PBSA de 800 camas, coloque a segmentação na chave única de cada residente, com políticas por chave numa mão cheia de VLANs partilhadas.

Todos os apartamentos devem ter a sua própria VLAN?

Nem sempre. Todos os residentes num empreendimento build-to-rent (BTR), unidade habitacional multifamiliar (MDU) ou alojamento estudantil à medida (PBSA) precisam de uma rede privada. O seu portátil, Smart TV e impressora devem ver-se entre si, e os dispositivos de mais ninguém os devem ver. Essa é a experiência de estar em casa com segurança empresarial, e pode fornecê-la de duas formas.

VLAN por apartamento. Cada unidade obtém a sua própria LAN virtual (VLAN). Uma VLAN é um domínio de difusão de camada 2 separado, com a sua própria sub-rede e âmbito DHCP. Um servidor RADIUS diz ao ponto de acesso a que VLAN se junta cada dispositivo. O RADIUS é o protocolo de autenticação que verifica cada dispositivo e devolve a sua política de rede. O tráfego entre unidades tem de cruzar um gateway de camada 3, e a sua firewall bloqueia-o aí.

Política transportada pela chave. Cada residente recebe uma chave pré-partilhada (PSK) única num SSID partilhado. Os fabricantes chamam a isto PSK de identidade (iPSK), PSK privada (PPSK), multi-PSK ou PSK dinâmica. A chave identifica o residente e a rede aplica a política associada a ela. Os dispositivos na mesma chave podem comunicar entre si. Os dispositivos em chaves diferentes não podem, mesmo numa VLAN partilhada. A Purple chama a isto uma Rede de Área Privada (PAN): uma bolha de rede privada que viaja com a chave.

Ambos os designs isolam os residentes adequadamente. Diferem no local onde o isolamento é aplicado e na quantidade de configuração que mantém. A escolha depende de quatro fatores:

  • portas com fios nas unidades
  • rotatividade dos residentes
  • contagem total de segmentos
  • o que os seus pontos de acesso e switches suportam

As secções abaixo analisam cada fator com contagens de unidades para um projeto BTR de 250 portas e um local PBSA de 800 camas.

Onde as VLANs por unidade e a política baseada em chaves realmente diferem

O limite de 4 094 VLANs e quando realmente o atinge

O IEEE 802.1Q transporta o ID da VLAN num campo de 12 bits. Isso fornece 4 096 valores. Os IDs 0 e 4 095 estão reservados, o que deixa 4 094 IDs utilizáveis. O limite aplica-se por domínio de camada 2, não por organização, pelo que dois edifícios atrás de uma fronteira encaminhada podem reutilizar os mesmos IDs.

Um único edifício raramente atinge 4 094 apenas com VLANs de residentes. Atinge o limite em três situações:

  • Um campus multibloco executa um domínio de camada 2 simples. Cinco residências de 800 camas num único núcleo precisam de 4 000 VLANs de residentes antes de adicionar funcionários, CCTV ou gestão do edifício.
  • Segmenta por cama e por porta. Se cada cama também obtiver uma VLAN com fios separada, a sua contagem duplica.
  • Adiciona uma VLAN de IoT por unidade para fechaduras inteligentes ou termóstatos, o que duplica novamente a contagem.

O limite prático surge normalmente mais cedo. As variantes de spanning tree por VLAN executam uma instância de spanning tree por VLAN, e as plataformas de switches limitam as instâncias muito abaixo de 4.094. Os controladores sem fios e gateways também publicam os seus próprios limites em VLANs e interfaces de camada 3. Verifique esses três valores nas fichas técnicas antes de se comprometer. O máximo de 802.1Q é o número errado para utilizar no planeamento.

Se ultrapassar o limite, tem duas saídas limpas. Defina uma fronteira encaminhada em cada edifício e reutilize os IDs de VLAN dentro de cada um. Ou mude para VXLAN, definido na RFC 7348, cujo identificador de segmento de 24 bits permite cerca de 16 milhões de segmentos. O Multiple Spanning Tree, originalmente IEEE 802.1s e agora parte do 802.1Q, mapeia muitas VLANs em poucas instâncias. Isso elimina a limitação do spanning tree.

Como o RADIUS atribui um residente a uma VLAN

A RFC 3580 define a atribuição dinâmica de VLAN. Quando o RADIUS aceita um dispositivo, a mensagem Access-Accept carrega três atributos:

  • Tunnel-Type = VLAN (13)
  • Tunnel-Medium-Type = 802 (6)
  • Tunnel-Private-Group-ID = o ID da VLAN para esse apartamento

O ponto de acesso ou switch coloca então o dispositivo nessa VLAN. O mapeamento reside no registo do residente, pelo que o seu telemóvel entra na mesma VLAN no apartamento, no ginásio ou no terraço.

A forma como o servidor identifica o proprietário do dispositivo depende do método de autenticação:

  • IEEE 802.1X (WPA2-Enterprise ou WPA3-Enterprise). O residente inicia sessão com uma credencial ou certificado, e o RADIUS consulta-o diretamente.
  • PSK por chave. O controlador ou servidor RADIUS faz a correspondência entre a chave apresentada pelo dispositivo e o registo do residente, retornando depois a VLAN ou o nome da política.

Os fornecedores implementam essa consulta de chave de forma diferente. Siga a documentação da sua plataforma para os passos de configuração.

A PSK ganha em edifícios residenciais por uma razão prática. As Smart TVs, consolas de jogos, colunas inteligentes e impressoras raramente suportam 802.1X, mas uma chave funciona em todas elas.

Verifique se a sua plataforma suporta PSK por chave com WPA3-Personal. Muitas implementações de PSK por chave foram lançadas no WPA2-Personal. O SAE (Simultaneous Authentication of Equals, o handshake do WPA3-Personal) altera a forma como uma chave pode ser correspondida, e o suporte varia consoante o fornecedor e o firmware.

Quando um residente muda de apartamento ou sai do edifício, a autorização dinâmica RADIUS ajuda. Está definida na RFC 5176 e permite que o servidor desligue uma sessão ou aplique uma nova política de imediato.

Higiene do domínio de difusão (broadcast domain)

Cada VLAN é um domínio de difusão. Pedidos ARP, descoberta DHCP e protocolos de descoberta multicast alcançam todos os dispositivos nela contidos. Esses protocolos incluem mDNS, que o AirPlay e o Chromecast utilizam, e o SSDP. No WiFi, as tramas de broadcast e multicast são enviadas a uma taxa de dados básica. Elas consomem tempo de antena (airtime) em todos os pontos de acesso que suportam a VLAN.

Uma VLAN por unidade mantém cada domínio restrito a uma habitação, aproximadamente entre oito a 36 dispositivos. A descoberta funciona dentro do apartamento sem um gateway mDNS, e nada é exposto ao vizinho ao lado.

Uma VLAN partilhada pode conter centenas de dispositivos de muitos residentes, pelo que necessita de uma higiene ativa:

  • Proxy ARP ou supressão ARP no ponto de acesso, para que o AP responda aos pedidos ARP em vez de os inundar na rede.
  • Conversão de multicast para unicast ou filtragem de broadcast no SSID do residente.
  • Gateway mDNS delimitado por chave, para que os destinos de transmissão de um residente apareçam apenas nos seus próprios dispositivos.
  • Um limite de tamanho. A nossa regra prática é de algumas centenas de clientes por VLAN partilhada. Divida por piso ou bloco se ultrapassar esse valor.

Algumas plataformas aplicam o agrupamento ao nível da chave nativamente. A Wireless Personal Network da Cisco Meraki, por exemplo, agrupa dispositivos por iPSK e isola os grupos entre si numa VLAN partilhada. Numa infraestrutura Meraki, teste o roaming rápido em conjunto. O nosso guia sobre Cisco Meraki 802.11r adaptive vs enabled aborda esse comportamento.

Conceção do escopo DHCP por segmento

Planeamos entre oito a 12 dispositivos por residente. Esse é o número de planeamento da Purple e inclui:

  • telemóveis, portáteis, tablets e relógios
  • TVs, consolas e colunas de som
  • dispositivos de domótica

Dimensione cada escopo com base na ocupação máxima da unidade, não na média.

Em seguida, adicione margem para endereços MAC privados. A Apple e a Google personalizam aleatoriamente o endereço MAC de um dispositivo por rede por predefinição. Um novo endereço aleatório consome uma nova concessão (lease). Reduza o tempo das concessões para que os endereços abandonados regressem ao grupo (pool) no prazo de um dia e mantenha pelo menos um terço de cada escopo livre.

Prefixo Endereços utilizáveis Concessões após gateway Adequação
/28 14 13 Não recomendado: um residente com 12 dispositivos deixa apenas um livre
/27 30 29 Um residente com 12 dispositivos, 17 livres
/26 62 61 Três residentes com 12 dispositivos, 25 livres
/23 510 509 Um piso de 25 residentes com 12 dispositivos, 209 livres

Execute o DHCP no gateway, ou num servidor central com DHCP relay em cada interface VLAN. Um design por unidade precisa de um escopo e de um relay por VLAN, pelo que um edifício com 250 frações tem 250 escopos. A vantagem é que um endereço IP identifica o apartamento, o que acelera a resolução de avarias. Em VLANs partilhadas, o endereço já não se mapeia para uma unidade. Localiza o residente através do registo RADIUS (accounting), que regista a chave, o endereço MAC e a sessão.

Fator VLAN por apartamento Política transportada pela chave
Onde o isolamento é aplicado Gateway Layer 3 e firewall Ponto de acesso ou controlador
VLANs de residentes utilizadas Uma por unidade Uma por piso ou bloco
Portas cabeadas nas unidades Mesmo segmento que o WiFi, via port VLAN ou autenticação MAC Requer um design de rede cabada separado
Descoberta AirPlay e Chromecast Funciona dentro da VLAN, sem gateway Requer um gateway mDNS delimitado por chave
Tamanho do domínio de broadcast Um agregado familiar, até cerca de 36 dispositivos Até algumas centenas de dispositivos
Escopos DHCP Um por unidade Um por VLAN partilhada
Dependência de hardware Atribuição dinâmica de VLAN (RFC 3580) PSK por chave e isolamento por chave
Melhor adequação BTR e MDU com portas cabeadas e contratos de longa duração PBSA, aparthotéis, campus com vários blocos

Quando uma VLAN por apartamento é a opção certa

Escolha uma VLAN por apartamento quando a maioria das seguintes condições se verificar:

  • As unidades possuem portas cabeadas. Uma VLAN transporta a TV cabeada, o hub inteligente e os dispositivos WiFi do residente, para que a transmissão de conteúdos funcione em ambos.
  • Os contratos duram meses ou anos. O mapeamento de VLAN para unidade raramente muda.
  • A contagem de segmentos fica muito abaixo dos limites da sua plataforma. Conte com as instâncias de spanning tree, VLANs de controlador e interfaces de gateway.
  • A sua equipa de segurança pretende isolamento na camada 3, com registos de firewall por segmento.
  • O suporte precisa do endereço IP para identificar a unidade sem uma consulta RADIUS.

Cenário prático: um empreendimento BTR de 250 frações

Situação. Um bloco build-to-rent de 250 apartamentos, desde estúdios a T2, com um máximo de três residentes por unidade. Todos os apartamentos possuem portas cabeadas para uma TV e um hub de domótica. O piso de comodidades tem um ginásio, um espaço de co-working e um terraço no topo. A equipa de colaboradores, o CCTV, a gestão do edifício e os visitantes do lounge precisam, cada um, da sua própria rede.

O que foi feito.

  • Uma VLAN por apartamento: 250 VLANs de residentes.
  • Seis VLANs de infraestrutura: gestão, colaboradores, CCTV, gestão do edifício, IoT e uma rede de Guest WiFi para visitantes nos espaços de comodidades. Isto perfaz um total de 256 IDs de VLAN.
  • Uma /26 uniforme por apartamento. Três residentes com 12 dispositivos totalizam 36 dispositivos, o que deixa 25 concessões livres. Um modelo cobre todas as unidades.
  • Um /18 para todos os âmbitos de residentes. Os 250 âmbitos /26 cabem num único /18 de espaço privado RFC 1918, com seis blocos /26 de sobra.
  • Rede cabeada e sem fios num único segmento. O RADIUS mapeia a chave de cada residente para a VLAN do seu apartamento, e as portas cabeadas do apartamento ficam na mesma VLAN.
  • Multiple Spanning Tree mapeia as 256 VLANs num número reduzido de instâncias.

Resultado (números do projeto).

  • 256 de 4 094 IDs de VLAN utilizados, cerca de 6%.
  • 256 âmbitos DHCP e 256 interfaces de camada 3, geridos a partir de um único modelo de regras de firewall.
  • Cada endereço de residente identifica o seu apartamento.
  • Uma segunda fase de 250 frações elevaria o total para 506 VLANs, ainda assim cerca de 12% do espaço de IDs.

Tem dúvidas sobre a sua configuração específica?

A nossa equipa trabalha com operadores de espaços, gestores de TI e engenheiros de rede em 80.000 espaços. Agende uma chamada de 20 minutos e mostraremos como outros profissionais na sua área o resolveram.

Quando a segmentação baseada em políticas é a opção certa

Escolha a política associada à chave quando a maioria das seguintes condições se verificar:

  • A rotatividade é elevada. Admissões anuais ou estadias diárias tornam a manutenção de VLAN por unidade uma tarefa recorrente.
  • Os residentes circulam por todo o edifício, incluindo salas de estudo, cafés e ginásios.
  • A privacidade por cama exigiria contagens de VLAN na ordem das centenas ou milhares.
  • Os quartos não têm portas cabeadas, ou as portas servem apenas os sistemas do edifício.
  • Os seus pontos de acesso suportam PSK por chave, isolamento por chave e mDNS limitado.

Cenário prático: uma residência universitária de 800 camas

Situação. Uma universidade gere uma residência universitária com 800 camas distribuídas por quatro blocos de oito andares, com 25 camas por andar. Os estudantes vivem em apartamentos partilhados de cinco a oito quartos em redor de uma cozinha comum. Os colegas de apartamento esperam privacidade entre si, pelo que a segmentação é feita por cama. A maioria das camas muda de ocupante no início de cada ano letivo.

Opção A: uma VLAN por cama.

  • 800 VLANs de residentes.
  • Um /27 por cama suporta 12 dispositivos com 17 livres, o que perfaz um total de 25 600 endereços e requer um /17.
  • 800 âmbitos DHCP e 800 interfaces de gateway.
  • Cada VLAN em trunking para todos os pontos de acesso que um estudante possa utilizar, o que significa todo o local.

Opção B: política associada à chave.

  • Cada estudante recebe uma chave única no check-in.
  • Uma VLAN partilhada por andar resulta em 32 VLANs de residentes.
  • Cada /23 oferece 509 concessões para 300 dispositivos (25 estudantes a 12 dispositivos), deixando 209 livres.
  • Os 32 âmbitos /23 caibam num /18.
  • O isolamento por chave é executado nos pontos de acesso, com um gateway mDNS delimitado por chave. O Proxy ARP e o multicast-para-unicast são executados no SSID.

O que foi feito. Opção B. A chave mapeia cada estudante para a VLAN do seu andar de origem. Um estudante que se desloque ao café mantém o mesmo endereço e política. Todas as 32 VLANs estão em trunking para todos os pontos de acesso, uma carga muito mais leve do que 800.

Resultado (valores do projeto).

  • 32 VLANs de residentes em vez de 800, uma redução de 96%.
  • 32 âmbitos DHCP em vez de 800.
  • Metade do espaço de endereçamento: um /18 em vez de um /17.
  • Domínios de difusão (broadcast) com cerca de 300 dispositivos cada, dentro da nossa regra de funcionamento.
  • A rotação anual significa apenas revogar e reemitir chaves, sem alterações de VLAN, âmbitos ou trunks.

Cenário prático: um aparthotel de 120 unidades

Situação. Um aparthotel de 120 apartamentos distribuídos por seis andares, com 20 apartamentos por andar. As estadias variam entre uma e 14 noites. Os hóspedes trazem dispositivos de streaming e esperam fazer transmissão (casting) a partir dos seus telemóveis. A receção emite o acesso WiFi no check-in.

O que foi feito.

  • Cada estadia recebe a sua própria chave no check-in, mapeada para um grupo de políticas por apartamento.
  • As estadias curtas implicam menos dispositivos, pelo que o plano prevê oito dispositivos por hóspede e dois hóspedes por apartamento. Isto representa 320 dispositivos por andar.
  • Cada andar obtém uma VLAN /23, o que deixa 189 concessões livres.
  • O projeto revoga cada chave no checkout.

Resultado (valores do projeto).

  • Seis VLANs de residentes em vez de 120, uma redução de 95%.
  • Seis âmbitos DHCP.
  • Sem alterações de VLAN entre estadias.
  • A transmissão (casting) funciona dentro de cada estadia através do âmbito mDNS por chave.

Para uma visão mais ampla sobre redes para hóspedes, consulte a nossa página de Hotéis.

Quanto custa manter cada projeto

Nenhum dos projetos altera o número de pontos de acesso. Esse valor é determinado pela densidade de dispositivos e pela cobertura. O custo de manutenção reside no número de objetos que configura, altera e de que resolve problemas.

Item a manter BTR de 250 frações, VLAN por apartamento PBSA de 800 camas, VLAN por cama PBSA de 800 camas, política por chave
VLANs de residentes 250 800 32
Âmbitos DHCP 250 800 32
Interfaces de gateway Layer 3 250 800 32
Espaço de endereçamento privado /18 /17 /18
VLANs em trunking para todos os APs (com 6 de infraestrutura) 256 806 38
Isolamento imposto no Firewall do gateway Firewall do gateway Ponto de acesso ou controlador
Alteração na rotação de residentes Reemitir chave Reemitir chave Reemitir chave

Com uma VLAN por unidade, o custo está na gestão de alterações. Cada novo bloco adiciona VLANs, âmbitos, interfaces de gateway, entradas de firewall e alterações de trunk em cada switch no caminho. Automatize e crie modelos para esse trabalho, ou este irá desviar-se do padrão.

Com a política associada à chave, o custo muda de local. Passa a depender de funcionalidades por chave no firmware e na licença do seu ponto de acesso. A resolução de problemas também muda dos endereços IP para os registos de accounting RADIUS, pelo que deve dar formação à sua equipa de suporte para os saber ler.

O Purple Multi-Tenant WiFi funciona como um overlay na cloud no hardware que já possui. O nosso RADIUS na cloud emite uma chave a cada residente e devolve a respetiva VLAN ou política. Entradas, mudanças e saídas são geridas a partir de um único painel de controlo. O Purple é independente de hardware em:

  • Cisco Meraki
  • HPE Aruba
  • Ruckus
  • Juniper Mist
  • Ubiquiti UniFi
  • Cambium
  • Extreme Networks
  • Fortinet

O Purple é executado em mais de 80 000 locais ativos e geriu 440 milhões de sessões em 2024, de acordo com os dados do próprio Purple. O Purple possui certificação ISO 27001 e conformidade com o GDPR. Para perceber por que razão a segmentação raramente exige novos pontos de acesso, leia Why your next WiFi upgrade doesn't need new hardware.

Como decidir relativamente ao seu património

A sua situação Recomendação Porquê
Até cerca de 500 unidades, portas cabeadas, arrendamentos de 12 meses ou mais VLAN por apartamento O tráfego por cabo e WiFi partilham um segmento; a utilização de IDs mantém-se perto dos 12%
PBSA com privacidade por cama e rotação anual Política por chave, uma VLAN partilhada por piso Menos 96% de VLANs para 800 camas; sem replaneamento a cada nova admissão
Aparthotel ou apartamentos com serviços para estadias de dias Política por chave As chaves acompanham a estadia; o mapa de VLANs nunca muda
Campus de vários blocos num core Layer 2, com mais de 3 000 segmentos Limite encaminhado por edifício, ou VXLAN, e depois qualquer um dos modelos 4 094 IDs por domínio Layer 2
Apartamentos com portas cabeadas e flats em cluster num único local Híbrido: VLAN por apartamento onde existam portas, política por chave nos restantes pontos Cada modelo aplicado onde as suas vantagens se destacam
Pontos de acesso sem isolamento por chave VLAN por apartamento, ou planeie uma atualização de firmware ou de AP O isolamento tem de ser imposto em algum ponto
Percorra cinco passos antes de se comprometer com um design.
  1. Conte os seus segmentos. Conte as unidades ou camas e, em seguida, adicione as VLANs de infraestrutura e qualquer multiplicador de tráfego por cabo ou IoT. Compare o total com os limites de Spanning Tree, do controlador e da gateway, e não com 4 094.
  2. Dimensione os âmbitos a partir da ocupação máxima. Multiplique os residentes por 12 dispositivos e, em seguida, mantenha livre pelo menos um terço de cada âmbito.
  3. Confirme as funcionalidades por chave com o seu fornecedor. Verifique o suporte para PSK por chave, atribuição de VLAN por chave, isolamento por chave, mDNS delimitado e WPA3-Personal no seu firmware.
  4. Avalie a densidade. Oito a 12 dispositivos por residente alteram a contagem de pontos de acesso. O nosso guia de WiFi Site Surveys cobre o planeamento.
  5. Teste o roaming entre o apartamento e as áreas comuns. Se os residentes se deslocarem entre pisos, ajuste o 802.11r e o 802.11k. Consulte 802.11r e 802.11k no Android para definições específicas do fabricante.

Perguntas frequentes

O Purple Multi-Tenant WiFi funciona com os pontos de acesso já existentes no meu edifício?

Sim. O Purple é agnóstico relativamente ao hardware e funciona como uma sobreposição na nuvem sobre Cisco Meraki, HPE Aruba, Ruckus, Juniper Mist, Ubiquiti UniFi, Cambium, Extreme Networks e Fortinet. Mantém os seus pontos de acesso e switches. O Purple fornece a camada de RADIUS na nuvem e de identidade que emite uma chave a cada residente e devolve a sua VLAN ou política. Se optar pela segmentação baseada em políticas, confirme se o seu firmware suporta PSK por chave e isolamento por chave.

Podemos mudar de uma palavra-passe partilhada do edifício para chaves por fração sem substituir o hardware?

Sim, desde que os seus pontos de acesso suportem PSK por chave ou atribuição dinâmica de VLAN. O Purple sobrepõe-se à infraestrutura existente, pelo que não é necessária qualquer substituição integral. Execute o novo SSID de residente em paralelo com o antigo e, em seguida, migre os residentes fração a fração. Desative a palavra-passe partilhada assim que o último residente tiver migrado. Planeie o seu mapa de VLAN ou de políticas e os escopos DHCP antes de o primeiro residente mudar.

Quantas VLANs pode um edifício MDU suportar?

Até 4 094 por domínio de camada 2, o limite definido pelo ID de VLAN de 12 bits no IEEE 802.1Q. Na prática, os limites de instância do spanning tree, os limites de VLAN do controlador e as contagens de interfaces de gateway costumam ser os primeiros obstáculos. Um projeto BTR de 250 frações com seis VLANs de infraestrutura utiliza 256 IDs. Os campus que precisem de mais devem colocar um limite roteado em cada edifício ou mudar para VXLAN.

A segmentação baseada em chaves é tão segura quanto uma VLAN por apartamento?

Sim, desde que a sua plataforma aplique o isolamento entre chaves no ponto de acesso ou controlador. A diferença reside no ponto de aplicação. Uma VLAN por fração bloqueia o tráfego entre frações no gateway de camada 3. A política baseada em chaves bloqueia-o antes de o tráfego sair do ponto de acesso. Teste isto a partir de um dispositivo de residente. Confirme que não consegue aceder aos dispositivos de outro residente nem detetar os seus destinos de transmissão.

As smart TVs, consolas e dispositivos IoT funcionarão numa rede de residentes segmentada?

Sim. Ambos os designs utilizam uma chave pré-partilhada, que funciona em dispositivos sem suporte 802.1X, como smart TVs, consolas de jogos e colunas inteligentes. Os dispositivos de cada residente partilham a sua própria VLAN ou grupo de chaves, pelo que a transmissão e a impressão funcionam dentro do lar. Em VLANs partilhadas, adicione um gateway mDNS delimitado por chave para que a deteção de dispositivos permaneça privada para cada residente.

Como é que o Purple trata os dados dos residentes ao abrigo do GDPR?

A Purple possui certificação ISO 27001 e está em conformidade com o GDPR. Cada chave estabelece a ligação a um registo de residente na camada RADIUS na nuvem. A contabilidade RADIUS regista que chave e dispositivo mantiveram cada sessão, o que apoia a resolução de falhas e os pedidos de acesso. Quando um residente sai, revoga a respetiva chave e o processo de entradas, mudanças e saídas encerra o seu acesso à rede a partir de um único painel de controlo.

O que acontece aos dispositivos de um residente quando este se muda?

Eles perdem o acesso assim que revoga a chave ou credencial. Onde os seus pontos de acesso o suportarem, a autorização dinâmica RADIUS (RFC 5176) desliga as sessões ativas imediatamente. Com uma VLAN por apartamento, a VLAN e o escopo DHCP permanecem ativos para o residente seguinte. Com uma política baseada em chaves, não há nada a planear novamente: basta emitir uma nova chave para o novo residente.

Definições Principais

VLAN (IEEE 802.1Q)

Uma LAN virtual é um domínio de difusão de camada 2 independente. O protocolo IEEE 802.1Q transporta o ID de VLAN num campo de 12 bits, oferecendo 4 096 valores, dos quais 0 e 4 095 estão reservados, deixando 4 094 IDs utilizáveis por domínio de camada 2.

Num design por apartamento, cada unidade obtém a sua própria VLAN, sub-rede e âmbito DHCP. Um projeto BTR de 250 frações com seis VLANs de infraestrutura utiliza 256 IDs, cerca de 6% do espaço.

RADIUS

O protocolo de autenticação que verifica cada dispositivo e devolve a respetiva política de rede, como o ID da VLAN ou o nome da política, ao ponto de acesso ou switch na mensagem Access-Accept.

O RADIUS é o ponto de controlo em ambos os designs: mapeia a credencial ou chave do residente para a VLAN do seu apartamento ou para a política baseada em chave, e os seus registos de accounting gravam a chave, o endereço MAC e a sessão.

Atribuição dinâmica de VLAN (RFC 3580)

A RFC 3580 especifica como o RADIUS atribui uma VLAN devolvendo Tunnel-Type = VLAN (13), Tunnel-Medium-Type = 802 (6) e Tunnel-Private-Group-ID = ID da VLAN na mensagem Access-Accept.

Esta é a dependência de hardware para uma VLAN por apartamento. Permite que o telemóvel de um residente aceda à mesma VLAN no apartamento, no ginásio ou no terraço.

PSK por chave (iPSK, PPSK, multi-PSK, PSK dinâmico)

Uma arquitetura na qual cada residente recebe uma chave pré-partilhada única num único SSID partilhado. O controlador ou servidor RADIUS estabelece a correspondência entre a chave apresentada e o registo do residente, aplicando a VLAN ou a política associada a essa chave.

As chaves funcionam em smart TVs, consolas, colunas de som e impressoras que raramente suportam 802.1X, razão pela qual a PSK se destaca em edifícios residenciais. Os fornecedores implementam a consulta da chave de formas diferentes.

IEEE 802.1X

O padrão IEEE de controlo de acessos a redes baseado em portas utilizado pelo WPA2-Enterprise e WPA3-Enterprise, no qual o dispositivo apresenta uma credencial ou certificado que o RADIUS consulta diretamente.

O 802.1X adapta-se a portáteis e telemóveis de residentes, mas muitos dispositivos de entretenimento e domótica em apartamentos não o conseguem utilizar, pelo que as arquiteturas residenciais optam por PSK por chave.

SAE (WPA3-Personal)

O Simultaneous Authentication of Equals é o protocolo de handshake do WPA3-Personal. Este altera a forma como uma implementação de PSK por chave estabelece a correspondência com a chave apresentada por um dispositivo.

Muitos recursos de PSK por chave foram lançados no WPA2-Personal. Verifique o suporte a WPA3-Personal no seu fornecedor e firmware antes de escolher a segmentação baseada em chaves.

Autorização dinâmica RADIUS (RFC 5176)

A norma RFC 5176 define extensões de autorização dinâmica para o RADIUS, permitindo que o servidor desligue uma sessão ativa ou aplique uma nova política sem aguardar que o dispositivo se volte a autenticar.

Quando um residente muda de apartamento ou se muda do edifício, a revogação da chave e o envio de um pedido de desligamento encerram o seu acesso de imediato, caso os seus pontos de acesso o suportem.

VXLAN (RFC 7348)

Virtual eXtensible LAN, definida na norma RFC 7348, utiliza um identificador de segmento de 24 bits, permitindo cerca de 16 milhões de segmentos em comparação com os 4094 do IEEE 802.1Q.

A VXLAN é uma das duas soluções limpas para um campus com múltiplos blocos que ultrapasse o limite de VLANs num único core de camada 2. A outra é uma fronteira encaminhada por edifício.

Multiple Spanning Tree

Originalmente IEEE 802.1s e agora parte do IEEE 802.1Q, o Multiple Spanning Tree mapeia múltiplas VLANs num número reduzido de instâncias de spanning tree.

O spanning tree por VLAN executa uma instância por VLAN e as plataformas de switches limitam as instâncias a um valor muito inferior a 4094. O MST elimina essa limitação, como na arquitetura BTR de 250 apartamentos.

Gateway mDNS circunscrita por chave

Um serviço que retransmite a descoberta de multicast DNS, utilizado pelo AirPlay e Chromecast, apenas entre dispositivos que partilham a mesma chave de residente.

Numa VLAN partilhada, mantém os destinos de transmissão visíveis apenas para o seu proprietário. Uma VLAN por fração não necessita de gateway porque a descoberta permanece dentro da habitação.

Private Area Network (PAN)

Termo da Purple para a bolha de rede privada criada quando a política é associada à chave única de um residente: os dispositivos com a mesma chave conseguem comunicar entre si, enquanto os dispositivos com chaves diferentes não o conseguem, mesmo numa VLAN partilhada.

A PAN oferece a experiência doméstica em VLANs partilhadas em residências universitárias (PBSA) e aparthotéis, com o isolamento a ser aplicado no ponto de acesso ou no controlador.

Exemplos Práticos

Um bloco Build-to-Rent de 250 apartamentos, desde estúdios a T2 com até três residentes por unidade, possui portas cabeadas para TV e hub de domótica em cada apartamento. A equipa, o sistema de CCTV, a gestão do edifício e os visitantes de áreas comuns precisam de redes próprias. Qual é o modelo de segmentação adequado?

Uma VLAN por apartamento. A equipa implementou 250 VLANs de residentes mais seis VLANs de infraestrutura, 256 IDs no total (cerca de 6% dos 4 094 disponíveis). Cada apartamento recebeu uma /26 uniforme: três residentes com 12 dispositivos equivalem a 36 dispositivos, deixando 25 licenças livres. Os 250 âmbitos cabem num único /18 do espaço RFC 1918. O RADIUS associa a chave de cada residente à VLAN do seu apartamento, e as portas cabeadas estão na mesma VLAN, permitindo o streaming entre dispositivos cabeados e WiFi. O Multiple Spanning Tree mapeia as 256 VLANs em poucas instâncias. Cada endereço de residente identifica o seu apartamento, e uma segunda fase de 250 frações continuaria a utilizar apenas cerca de 12% do espaço de IDs.

Uma residência universitária de 800 camas distribui-se por quatro blocos de oito pisos, com 25 camas por piso, organizadas em apartamentos partilhados. Os estudantes exigem privacidade individual e a maioria das camas muda de ocupante a cada ano letivo. Cada cama deve ter a sua própria VLAN?

Não. Uma VLAN por cama necessita de 800 VLANs, 800 âmbitos DHCP, 800 interfaces de gateway e uma /17, todas em trunk em todo o campus. A equipa optou por políticas associadas à chave: cada estudante recebe uma chave única no check-in, associada a uma VLAN partilhada por piso (32 no total). Cada /23 oferece 509 licenças para 300 dispositivos, deixando 209 livres, e os 32 âmbitos cabem numa /18. O isolamento por chave é executado nos pontos de acesso com uma gateway mDNS por chave, proxy ARP e conversão de multicast para unicast. O resultado é uma redução de 96% nas VLANs, metade do espaço de endereçamento e uma rotatividade anual gerida apenas através da revogação e reemissão de chaves.

Um aparthotel de 120 apartamentos distribuídos por seis pisos recebe estadias de uma a 14 noites. Os hóspedes trazem dispositivos de streaming e pretendem fazer transmissão a partir dos seus telemóveis. A receção atribui o acesso WiFi no check-in. Como deve a rede ser segmentada?

Política associada à chave. Cada estadia recebe a sua própria chave no check-in, associada a um grupo de políticas por apartamento, sendo a chave revogada no checkout. Estadias curtas implicam menos dispositivos, pelo que o planeamento prevê oito dispositivos por hóspede e dois hóspedes por apartamento (320 dispositivos por piso). Uma VLAN /23 por piso deixa 189 licenças livres. Isto resulta em seis VLANs de residentes em vez de 120 (uma redução de 95%) e seis âmbitos DHCP. O mapa de VLANs nunca muda entre estadias, e a transmissão de conteúdos funciona em cada estadia através do âmbito mDNS por chave.

Perguntas frequentes

O Purple Multi-Tenant WiFi funciona com os pontos de acesso já existentes no meu edifício?

Sim. O Purple é agnóstico em relação ao hardware e funciona como uma sobreposição em nuvem sobre Cisco Meraki, HPE Aruba, Ruckus, Juniper Mist, Ubiquiti UniFi, Cambium, Extreme e Fortinet. Mantém os seus pontos de acesso e switches. O Purple fornece o RADIUS em nuvem e a camada de identidade que atribui uma chave a cada residente e devolve a respetiva VLAN ou política. Se optar pela segmentação baseada em políticas, confirme que o seu firmware suporta PSK por chave e isolamento por chave.

Podemos mudar de uma palavra-passe partilhada do edifício para chaves por fração sem substituir o hardware?

Sim, desde que os seus pontos de acesso suportem PSK por chave ou atribuição dinâmica de VLAN. O Purple é instalado sobre a infraestrutura existente, pelo que não é necessário substituir nenhum equipamento. Execute o novo SSID de residente em paralelo com o antigo e, em seguida, migre os residentes fração a fração. Elimine a palavra-passe partilhada assim que o último residente tiver mudado. Planeie o seu mapa de VLAN ou de políticas e os âmbitos DHCP antes de mudar o primeiro residente.

Quantas VLANs pode um edifício MDU suportar?

Até 4094 por domínio de camada 2, o limite definido pelo ID de VLAN de 12 bits no IEEE 802.1Q. Na prática, os limites de instâncias spanning tree, os limites de VLAN do controlador e as contagens de interfaces de gateway costumam ser os primeiros obstáculos. Um projeto BTR de 250 frações com seis VLANs de infraestrutura utiliza 256 IDs. Os campus que precisem de mais devem colocar uma fronteira encaminhada em cada edifício ou mudar para VXLAN.

A segmentação baseada em chaves é tão segura quanto uma VLAN por apartamento?

Sim, desde que a sua plataforma aplique o isolamento entre chaves no ponto de acesso ou no controlador. A diferença está no ponto de aplicação. Uma VLAN por fração bloqueia o tráfego entre frações na gateway de camada 3. A política baseada em chaves bloqueia-o antes que o tráfego saia do ponto de acesso. Teste isto a partir de um dispositivo de residente. Confirme que não consegue aceder aos dispositivos de outro residente nem descobrir os seus destinos de transmissão.

As Smart TVs, consolas e dispositivos IoT vão funcionar numa rede de residentes segmentada?

Sim. Ambos os designs utilizam uma chave pré-partilhada, que funciona em dispositivos sem suporte 802.1X, como Smart TVs, consolas de jogos e colunas inteligentes. Os dispositivos de cada residente partilham a sua própria VLAN ou grupo de chaves, pelo que a transmissão e a impressão funcionam dentro de casa. Em VLANs partilhadas, adicione uma gateway mDNS delimitada por chave para que a deteção de dispositivos permaneça privada para cada residente.

Como é que o Purple gere os dados dos residentes ao abrigo do GDPR?

O Purple possui certificação ISO 27001 e está em conformidade com o GDPR. Cada chave liga-se a um registo de residente na camada RADIUS em nuvem. Os registos de contabilidade RADIUS identificam que chave e dispositivo mantiveram cada sessão, o que auxilia na resolução de falhas e nos pedidos de acesso. Quando um residente sai, revoga a sua chave e o processo de entradas, alterações e saídas encerra o seu acesso à rede a partir de um painel de controlo único.

O que acontece aos dispositivos de um residente quando este se muda?

Perdem o acesso quando revoga a chave ou a credencial. Onde os seus pontos de acesso o suportarem, a autorização dinâmica RADIUS (RFC 5176) desliga as sessões ativas de imediato. Com uma VLAN por apartamento, a VLAN e o âmbito DHCP permanecem ativos para o residente seguinte. Com a política baseada em chaves, não há nada a planear novamente: basta emitir uma nova chave para o novo residente.

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