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无线蚁集时期的发展,恒久所以速率(即隐隐量)四肢象征的。最早的802.11b时期,其最高速率仅为11Mbps,发展到802.11a、802.11g情欲印象下载,最高速率达到了54Mbps,这亦然现时WLAN蚁集的主流时期。最新的802.11n时期,其最高速率更是达到了令东说念主瞠主见300Mbps,这足以让11n成为WLAN时期的凫水儿,引颈了WLAN时期的发展地方。
但所以上数值齐是物理层的表面数据,在本色应用中,IP数据的传输带宽远远低于最高速率。究其原因,与802.11公约支出、报文结构、蚁集流量模子、环境搅扰等均存在很大关系。本文重心征询802.11g在本色无线蚁集的最高隐隐量尽头影响身分。
一、表面上的隐隐量
无线局域网的性能本色是指一个分享空间媒质所大要支撑的最大传输智力。在这个空间媒质中(即归并信说念)的通盘拓荒齐将分享空间媒质,也便是共同霸占空间媒质资源。由于媒质分享,WLAN采取分时传输机制,这在一定程度上耗尽了空口资源,裁汰了空口的传输智力。为了说明和诠释WLAN蚁集的本色应用性能情况,底下给出了表面下802.11g的性能:
证据802.11g公约和IP报文的不同长度,不错通过蓄意,得出表面上单信说念最大的隐隐量,如下表:
情欲印象下载
802.11g
带宽期骗率
物理层最大速率
54M
IP报文长度为1500字节报文传输速率
30.5 M
56.5%
IP报文长度为512字节报文传输速率
16.4M
30.3%
IP报文长度为160字节报文传输速率
6.48M
12%
IP报文长度为40字节报文传输速率
1.8M
3.33%
以上的效果是有条目的:
1、无线环境是干净的:通盘环境中只消一台AP和一个客户端在职责,莫得其它AP或其它职责站,且无线传输是可靠的,莫得任何丢包和重传。
2、通盘信说念只用于数据帧传输,不斟酌其它料理帧以及适度帧。
3、客户端以54Mbps最高物理速率传输。
4、通盘报文华纳明文传输,莫得任何加密。
斟酌到无线蚁集的多种影响身分,一般觉得在理思环境中,最高隐隐量如下表:
802.11g
物理层最大速率
54M
表面最大传输速率(1500Byte报文)
22M
表面最大传输速率(512Byte报文)
14M
表面最大传输速率(88Byte报文)情欲印象下载
3.2M
二、常见蚁集应用的报文分析
通过以上表面数据标明:IP报文的长度是影响隐隐量的迫切身分,那么对常见应用进行报文分裂分析就相配有必要了。以下通过对蚁荟萃常用器具进行捏包,分析其流量组成模子,并探讨其对无线蚁集的影响。底下为分析的磋商商定:
1) 通盘报文以Ethernet二层报文为依据进行统计,通过ethereal捏包器具捏取空口报文;
2) 把小于160字节的报文界说为小报文;
1、普通网页浏览
网页浏览软件采取Windows的IE,使用TCP传输公约。证据HTTP公约,关于普通的蚁集浏览齐是即时触发的,当点击参加新的页面的时候,无论网页多大,齐会一次传输完成,再关闭连结。关于普通上网来说,存在两种情况,一种为浅易的网页浏览,另外一种为视频新闻浏览。这里仅对浅易网页流量的流量进行分析,底下为束缚地进行蚁集浏览117秒的数据统计。
以上数据标明:普通网页浏览的主要流量为下行流量,上行流量聚合了大批小报文,小报文比例约为52%。
2、PPstream不雅看视频
该软件使用UDP传输公约,无为软件装配完成以后,就会有一个程度ppsap.exe在开动,ppsap.exe会向职业器的UDP端口8800进行注册,周期大要为30秒。该程度可能会创建多个UDP端标语,一般1个到3个。在不雅看视频时候,客户端会发送查询报文,同期其他的客户端也会向该客户端发送查询报文,无为报文长度为59字节或者76字节;本色的数据报文大小为1103字节。在莫得看视频的时候,客户端会如期发送查询报文,也不错收到查询报文可是频率相配低,此时报文齐是小报文,小于80字节。底下为在平淡不雅看视频的历程中,进行了64秒钟的数据统计:
以上数据标明:蚁集的主要流量如故下行流量,但上行流量主要聚合了大批的小报文,小报文比例大要为70%。
3、优酷在线视频
优酷软件使用TCP传输公约,在不雅看视频的时候,只会确立一条TCP连结,之后通盘的数据传输齐使用该TCP连结。这标明,在后续的历程中,只会存在进行数据传输和阐发,在一段时期后可能进行相应的seq和ack阐发。其中ACK报文长度为54字节,阐发报文长度为74字节,数据报文大小无为为1506字节。
底下为不雅看视频27秒钟的数据统计:
以上数据标明:蚁集流量主要为下行流量,上行报文聚合了大部分小报文,其比例约为37%。
4、迅雷下载
迅雷软件使用UDP公约传输,无为装配完成以后,就会有一个程度thunder.exe在开动。开动迅雷软件后,它会启动大批的UDP端标语,而且会确立大批的TCP连结。迅雷的查询报文一般在80个字节支配。
底下为使用迅雷下载一个文献历程中,采集了60秒的数据统计:
从分析的流量看来,主要流量如故下行流量;鄙人行流量中也包含着一定的小报文流量(这些报文主要为迅雷的查询报文,这个下载器具通过这种机制不错分享本客户端的资源)。小报文比例逾越60%,远远逾越普通应用中的小报文比例。
三、本色无线蚁集的性能
在本色的无线蚁集环境中,蚁集软件纷纷复杂,蚁集应用无独有偶,按照常用软件的分析要领,即通过在本色蚁荟萃进行捏包分析,咱们不错信服报文大小的分裂情况,并评估WLAN蚁集的性能。为了简化分析的复杂度,咱们作念如下商定:将报文的大小分为1518字节、512字节和88字节。其中逾越1000字节的报文合资按照1518字节蓄意;从256字节到512字节报文合资按照512字节蓄意;而小于256字节的报文则合资按照88字节处理。
在某学校的WA1208E-GP上行交换机上镜像捏包,所捏取的报文为收支AP有线端口的通盘报文,其统计信息如下表:
证据咱们的商定,抽象模子如下:
通过上头的本色数据不错看出,在这个校园网的本色应用中,小报文的比例很高,逾越50%,且AP下连结的客户端数目越多,小报文占比越高。
1、单AP蚁集性能分析
证据上述本色的蚁集流量分裂,来评估在这么的蚁集应用条目下,一台AP拓荒大要提供最高隐隐量(环境无搅扰条目下,WLAN蚁集大要支撑的蚁集性能)为22×25%+14×17%+3.2×58%,为9.736Mbps。
802.11g
物理层最大速率
54M
表面最大传输速率(1500字节报文)
素人播播22M
表面最大传输速率(512字节报文)
14M
表面最大传输速率(88字节报文)
3.2M
抽象本色应用速率
9.73M
按照80%搅扰蓄意应用速率
7.78M
2、多AP羼杂蚁集分析
在本色的无线蚁荟萃,很难保证一个AP障翳的领域中莫得其他任何AP在归并信说念中,即归并个信说念中至少会存在多个AP,这便是无线蚁集的同频搅扰。同频搅扰带来的问题是多种种种的,对隐隐量的影响相配大。
假设环境中有3台AP职责在一个信说念,由于信说念总隐隐量为9.73M,加上3个AP的同频搅扰,因此不错初步推测通盘的AP大要提供的总带宽也便是7.78M支配,即3个AP分享这7.78M带宽。
这也说明:咱们所说的表面最高性能无为指的是信说念的传输智力,与AP的数目莫得径直关系。同信说念内AP数目越多,则每个AP本色可用带宽越低。
四、影响无线蚁集带宽的其他身分
1、CSMA/CA机制
802.11和以太网使用的齐是期间复用的机制,但802.11公约将以太网使用的信说念霸占机制作念了一定的窜改,以符合无线环境的特色。802.11假设发送的报文齐会产生冲破,也便是发送的每个报文齐需要进行就地恶臭,况且将这个就地恶臭提到了帧发送之前,这也便是CSMA/CA机制,如下图所示。
图1 802.11STA恶臭机制
从图上看出,在疏淡据发送时,STA最初监听信说念,如若信说念中莫得其他STA在传输数据,则最初就地恶臭一个时期,如若在这个时期内莫得其他STA霸占到信说念,STA恭候完后不错立即占用信说念并传输数据。
CSMA/CA机制决定了:STA越多,则冲破支出越大,信说念可用带宽越低。
2、守秘节点
无线信号有一定的传输距离限制,逾越这个距离就不可检测到该信号,这个本性对802.11的信说念霸占机制带来了很大的挑战。信说念霸占机制的前提是检测信说念忙闲情况,如若STA间距离逾越了无线信号所能传输的距离,彼此不可检测到对方在占用信说念,从而同期向AP发送数据,在AP吸收无线信号时会变成物理信号冲破。这便是无线蚁集的守秘节点问题,即STA1和STA2互为守秘节点。如下图:
图2 802.11中的守秘节点
802.11公约界说了RTS/CTS机制来惩处这个问题,RTS/CTS机制如下图:
图2 802.11中的RTS/CTS机制
在RTS/CTS机制下,STA霸占到信说念后,最初向吸收方发送RTS报文,吸收方会恢复CTS,CTS报文会发到AP下的通盘STA。RTS/CTS报文中齐包含信说念被占用的时期,公约国法吸收到RTS和CTS的其他STA必须在RTS/CTS报文中要求的时期内觉得信说念忙,不可发送数据。
RTS/CTS机制天然惩处了守秘节点问题,可是信说念可用带宽却因此而进一步裁汰。一般觉得,RTS/CTS机制将耗尽10%支配的带宽。以上文中某学校模子为例,启用RTS/CTS后的可用带宽将变为7M。
3、11b用户关于11G蚁集性能的影响
由于11g和11b使用的相同的频段,而且11g蚁集的一个最大的优点,便是不错兼容11b客户端。可是如若一个蚁荟萃既存在11b用户,又存在11g用户,荒谬果真常常下载蚁集数据的蚁集应用中,举座蚁集的性能将会受到相配大的影响。
理思环境中,如若一个11b用户进行BT下载,并协商速率为11Mbps,此时最高可用带宽为2.4M。如若对此11b用户限速1M,此时尽头于该用户占用了1/2.4=41%的带宽,只给其他用户留住了59%的带宽。若此时其他用户均为11g用户,那么信说念的可用带宽为9.73*59%=5.74M。
如若蚁荟萃存在多个11b用户,那么通盘蚁集的性能将进一步着落,再斟酌到CTS/RTS机制,只怕大要达到5M的总体应用一经相配清贫。
4、信号衰减
在WLAN蚁荟萃,无线拓荒无为证据信号强度(一般不会变化)、丢包率、误码率等等迟缓窜改我方的发送速率。上文中咱们通盘的征询齐是基于信号最佳的情况,即协商速率齐是物理层的最高速率。如若客户端由于信号衰减导致协商速率够不上物理层最高速率,则更多媒质资源将耗尽在公约支出等上头,从而导致通盘信说念可用带宽的着落。