Особенности беспроводных сетей нередко ставят в тупик неподготовленных пользователей. Часто недопонимания возникают из-за показателей скорости, которая у клиента оказывается ниже заявленной в официальной документации. В приведенной статье рассматриваются причины, по которым может возникать такое несоответствие.
Data Rates: что это такое и почему есть несоответствия?
Data Rates (далее DR) — это скорость передачи данных. Существует несколько общепринятых стандартов, которые накладывают свои ограничения на количество пакетов обрабатываемых в единицу времени. Также, эти стандарты описывают необходимое содержимое каждого передаваемого по сети пакета. К примеру, если рассматривать физический уровень реализации передачи в стандарте 802.11* с DR 300 мбит/с, то можно увидеть, что содержимое фрейма состоит не только из пользовательских данных. Передаваемые биты «1» и «0» могут относиться к одному из нескольких возможных видов информации, заключенной в один фрейм:
1. Полезная информация. Сюда относятся все пользовательские данные, такие как HTTP/HTTPS, запросы к сервисам и т.д.
2. Служебные MAC/PHY. В этот перечень входят заголовки передаваемых пакетов, кадры проверки наличия ошибок, специфическая информация для протоколов и др.
Именно необходимая служебная информация и занимает определенную часть трафика, передаваемого между точкой доступа и клиентским устройством.
Вне зависимости от используемого стандарта, свои ограничения на скорость накладывает физическая среда передачи и технические возможности используемого оборудования. Можно заявить, что DR напрямую зависит от пропускной способности (Throughput) устройства или WiFi точки доступа. К примеру, если смартфон не способен передавать и принимать более 50 мбит/с, то точка доступа с DR 300 мбит/с никак не повысит его показатель.
Базовая и поддерживаемая скорость: в чем отличия?
В широковещательном режиме WiFi точки доступа
присутствуют понятия базовой и поддерживаемой скорости. Именно эти параметры определяют, может ли потенциальный клиент сети WLAN произвести подключение, и если да — то какая скорость передачи данных ему доступна.
Базовая скорость представляет собой тот минимум, на котором должно работать устройство, желающее подключиться к WLAN. Поддерживаемая скорость — это максимально возможная скорость передачи пакетов для конкретной точки доступа.
По умолчанию, на частоте 2.4 ГГц контроллер UniFi автоматически отбрасывает запросы на подсоединение от клиентов с небольшим DR и не поддерживает медленные соединения. Кроме этого, данное ПО препятствует выделению эфирного времени (например, широковещанию) одному устройству, так как это резко снижает скорости других потоков данных.
Стоит отметить, что в диапазоне 5 ГГц UniFi контроллер по умолчанию поддерживает все базовые скорости.
Бесшовные WiFi сети обеспечивают незаметное, с малой задержкой переключение клиентских устройств на ближайшую точку доступа. При объединении WiFi точек доступа
в режиме ESS***, подключенными могут оказаться сотни пользователей, среди которых будут обладатели низкоскоростных гаджетов. Совмещение устройств с разными DR в одной сети негативно сказывается на совокупной скорости всей WLAN.
Чтобы избежать негативных эффектов, клиенты с устаревшими гаджетами должны быть подключены к другим ТД. В таком случае они не будут отбирать много эфирного времени.
В следующем примере показано два примера влияния низкоскоростного клиента на WLAN:
1. В первом случае (рис. А) WLAN содержит точку доступа
UniFi AP AC HD, способную поддерживать передачу данных на уровне 1733 Мбит/с с высоким соотношением сигнал/шум, а также VHT***** клиентов (например ноутбук). Из-за поддержки самых низких скоростей передачи данных, клиент со слабым сигналом (мобильный клиент), подключенный к UAP-AC-HD, может привести к резкому сокращению совокупных скоростей WLAN.
Примечания:
* IEEE 802.11 — набор стандартов связи для коммуникации в беспроводной локальной сетевой зоне частотных диапазонов 0,9; 2,4; 3,6; 5 и 60 ГГц.
** PHY - Physical layer — физический уровень — интегральная схема, предназначенная для выполнения функций физического уровня сетевой модели OSI.
*** Режим ESS позволяет объединить несколько точек доступа, т.е. объединяет несколько сетей BSS. В данном случае точки доступа
могут взаимодействовать и друг с другом. Расширенный режим удобно применять тогда, когда необходимо объединить в одну сеть несколько пользователей или подключить несколько проводных или беспроводных сетей.
**** В режиме BSS узлы сети взаимодействуют друг с другом не напрямую, а через точку доступа. В режиме BSS все узлы взаимодействуют между собой через одну ТД, которая может играть роль моста для подключения к внешней кабельной сети.
***** VHT - Very High Throughput – сверхвысокая скорость – Gigabit WiFi (802.11ac).
***** «Липкий» клиент – клиент в роуминге не переключающийся на ближайшую ТД с лучшим сигналом.