#1 Törvény: Sose olyan gyors, mint ahogy azt mondják!

Amit tudni illik a Vezeték Nélküli Hálózatokról – 2006

Bevezetı A vezetéknélküli hálózatok Eltelt már néhány év az elsı „Minden, amit tudni illik” cikksorozatunk óta, és rengeteg minden változott. Így hát úgy gondoltuk, épp itt az ideje, hogy naprakésszé tegyük, ezáltal jobban visszatükrözve az a vad és választékos világot, amivé a vezetéknélküli hálózatok váltak.

Murphy után szabadon, 3 törvénnyel lehet jellemezni a vezetéknélküli hálózattal kapcsolatos eszközök mőködését. Ezek természetesen nem egzakt tételek, hanem valós tapasztalatokon alapuló megfigyelések, amik mögé igyekszünk betekinteni az elkövetkezıkben.

-2

A Vezetéknélküli Hálózatok három törvénye 1) Sose olyan gyors, mint ahogy azt mondják. 2) Sose ér olyan messzire, mint ahogy az állítják. 3) Sose üzemel be olyan egyszerően, mint ahogy azt állítják.

Fentiekkel nem az a szándékom, hogy elbizonytalanítsak, vagy kedvét vegyem bárkinek, csak az, hogy felkészítenek a sikeres és kielégítı vezetéknélküli hálózati élményre. Nézzük meg részletesebben, hogy mit takarnak az egyes állítások!

#1 Törvény: Sose olyan gyors, mint ahogy azt mondják! Mivel a gyártók tudják, hogy a számítástechnikai eszközöket vásárlók szeretik a dobozon lévı számokat összehasonlítani, és hogy a nagyobb számok átlalában csábítóbbak, mint kisebb testvéreik, kötelességünknek érzik ennek megfelelni. Így hát gondoskodnak arról, hogy a legnagyobb még szóbajövı mérıszámot lássunk minden eszközön, és hogy a legimpozánsabb adatokat emeljék ki minden marketing üzenetükben. Tipp: A teljesítmény, vagy átviteli sebesség az adott idı alatt egyik helyrıl a másikra eluttatott bitek száma. Vezetéknélküli hálózati eszközöknél a teljesítményt általában Mbpsben (Megabit per szekundum) tőntetik fel. Ez a mérıszám azonban leggyakrabban a nyers (raw) adatmennyiség, olyasmi, ami sose mutatkozik meg a tényleges hálózati használatban. Mivel számolhatunk akkor? A válasz, az #1a szabályban van. Szabály #1A: Vedd a gyártó által megadott Mbps-t és oszd el (legalább) kettıvel! Ez azt jelenti a jelenleg legnépszerőbb 802.11g drótnélküli hálózati szabvány esetében, hogy vesszük a feltüntetett 54 Mbps mennyiséget, elosztjuk kettıvel és kapunk 27 Mbps-t. Ez lesz a leggyorsabb sebesség, amit legvalószínőbben tapasztalhatsz a hálózatodban, legjobb körülmények között. (Hogy mit értek „legjobb körülmények”-en, azt késıbb pontosítom, a 2. törvénynél). És az igazat megvallva, tényleges felhasználásnál szerencséd van, ha 40%-át eléred bármilyen mérıszámnak, amit a termék dobozán impozánsan feltőntetve láthatsz. A „Kiterjesztett” ("Enhanced") üzemmódok, amelyek a 802.11a, b és g szabványokra épülı termékeknél lettek bevezetve, ennél is magasabb sebességet igérnek, bár általában figyelmeztetnek, hogy minden eszközödnek ugyanattól a gyártótól kell származnia, hogy a magasabb sebesség mőködjön. Ezek a „turbó” üzemmódok ténylegesen mőködnek, de megérdemelnek egy külön, saját szabályt:

Raffai Tamás, I. évf. ProgramTervezı Matematikus RATEAH.J.SZE

-3 Szabály #1B: Nem számíthatsz a feltünetett „Turbo” vagy „Kiterjesztett” módú sebességadatokban vegyes hálózatoknál. Fı magyarázata ennek a szabálynak, hogy a sebességnövelı technikák erısen támaszkodnak arra, hogy saját típusú eszközökkel dolgozzanak, a hálózati sebesség maximálása érdekében. Bár a legnépszerőbb 802.11g technológiák (Broadcom AfterBurner, Atheros Super-G) közel azonos sebességnövelı technikákat használnak, azok különbözıen kerülnek megvalósításra, és emiatt nem együttmüködıek. És ha a technológia nem mőködik, az eszköz visszavált a hagyományos (és lassabb) 802.11g protokollokra, amit minden esetben meg kell tudnia valósítania. Tipp: a Broadcom és az Atheros sok vezetéknélküli termékben található vezetéknélküli lapkakészlet gyártói. És köszönhetıen kedvenc hálózati eszközgyártód marketing csapatának, még ha azonos sebességnövelı technológiát is használnak, a neveket megváltoztatják, így Te, a fogyasztó nem tudod megmondani, hogy ugyanarról van-e szó. Például, a Broadcom AfterBurner technológiája „SpeedBooster” néven szerepel a Linksys, és „125* High-Speed Mode” jelöléssel a Buffalo Technology termékeinél. Az Atheros Super-G lapkáját használó termékeket kicsivel könnyebb nyomon követni, mivel a gyártók nagy része vagy a „108 Mbps” adatot használja fel valahol a termék nevében, vagy akár a tényleges „Super-G” megnevezést valahol a termékleírásban. Mindazonáltal, jelentıs része az 1a szabályban elveszett átvitelnek arra megy el, hogy a biztosítsa, hogy minden adatod eljusson az egyik helyrıl a másikra, egyetlen elveszett bit nélkül. Ez a többletköltség, ami minden kommunikációs protokollban megvan, jelentısebb a vezetéknélküli klienseknél, amiatt, hogy az adatoknak durvább környezetben kell utazniuk. Amennyire kiábrándító az átvitel felének elvesztése, lehet, hogy sose veszed észre kisebb vezetéknélküli hálózatoknál. Mindez azon múlik, hogy hány drótnélküli kliensed van, és mik az átviteli követelményeik. Íme néhány felállás összehasonlításul. 1. eset: Valószínüleg nem észlelhetı • • • •

Egy-két vezetéknélküli kliens. Ritkán használt fájl- és nyomató megosztás. Leginkább Internet webböngészésre, elektronikus levelezése és azonnali üzenetküldésre használt rendszer. Betárcsázós (dial-up) Internet kapcsolatnál.

Magyarázat: Ezek az alkalmazások általánosságban nem igényelnek magas átviteli rátát hosszú idın keresztül. Vagy ha mégis, akkor a lassú Internet kapcsolat fogja meghatározni a fı keresztmetszetét a kliensed effektív átvitelének. 2. eset: Idınként észlelhetı • • • •

3-4 vezetéknélküli kliens Alkalmankénti nagyobb Internetes letöltés. Gyenge helyi hálózati fájl- és nyomtató megosztás. Egy vagy kettı Internet audió folyam


-4 •

Egy videó folyam.

Magyarázat: Több kliens osztozása ugyanazon relatíve kicsi sávszélességen, annak esélye hogy több mint egy kilens igényel egyidıben nagymértékő sávszélességet megnövekszik. Add hozzá az audió-, videó folyamok és a fájl- ill. nyomtatás megosztás magasabb sávszélesség igényét, és a drótnélküli felhasználóid idıként tapasztalhatnak némi lassúságot a hálózaton. Megjegyzendı, hogy nem említettem az Internet kapcsolat formáját, mint a drótnélküli teljesítmény tényezıjét. Leszámítva néhány szerencsés helyen élı személyt, napjainkban a szélessávú Internet kapcsolatok nagyjából 1 – 5 Mbps között mozognak. Ez viszont jócskán alatta van a vezetéknélküli hálózatok tipikus sebességének.

3. eset: Biztosan észlelhetı • • • • •

Több mint 4 vezetéknélküli kliens. Gyakori nagymérető Internet fájl letöltés. Erıs helyi hálózati fájl- és nyomtató megosztás. Több mint kettı egyidejő audió folyam. Egynél több videó folyam.

Magyarázat: Több kliens + nagyobb adatátvitel = Frusztrált felhasználók! A másik kulcstényezı ami kihatással lehet a vezetéknélküli hálózat sebességére, a WEP titkosítás engedélyezése. A WEP (Wired Equivalent Privacy, Drótosnak Megfelelı Biztonság) egy sokat kritizált, de attól még hasznos jellegzetessége a 802.11 drótnélküli felszerelésnek, ami arra hivatott, hogy a drótnélküli adataid privátként tartsa, és magában foglalja egy kódoló algoritmus használatát. A kódoló algoritmushoz izmos számítási igény szükséges, amivel lépést tartani egyes vezetéknélküli adaptereknek problémás lehet. Bizonyos esetekben a WEP kódolás bekapcsolása 50-60%-kal rövidítheti meg az átviteli sebességet. Megjegyzendı, hogy a probléma nagyrészben kiküszöbölésre került a jelenlegi 802.11g termékekben, de még mindig megtalálható a termékek egy részénél. A legáltalánosabb megoldás, a biztonságosabb WPA (Wi-Fi Protected Access, Védett Vezetéknélküli Hozzáférés), vagy WPA-2 drótnélküli biztonság használata, ha az adaptered támogatja ezeket. De ha az adaptered nem támogatja, vagy engedélyezd a WEP-et vállalva ezzel az átvitel csökkenését, vagy vegyél egy új adaptert. Senkinek nem ajánlott bebiztosítatlan vezetéknélküli hálózatot üzemeltetni, hacsaknem az a cél, hogy ingyen megossza a hálózati erıforrásokat, vagy igen gondosan biztosítottak kliensei, és hálózati megosztásai a jogtalan hozzáféréstıl.


-5

#2 Törvény: Sose ér olyan messzire, ahogy állítják! Valószínüleg a legnagyobb frusztráció, amivel az új drótnélküli hálózat építık találkoznak, az az, amikor felfedezik, hogy a vezetéknélküli hálózatuk hatótávolsága sehol sincs ahhoz képest, mint amit gondoltak. A probléma egy része itt is a „nagyobb számok jobbak” megközelítés, ahogy volt az átvitel specifikációknál. De amíg egyetlen gyártó sem merne 54 Mbps-nél nagyobb számot feltőntetni spécizetlen (értsd: standard 802.11g) átvitelre (mivel a mennyiség adott a 802.11g specifikációban magában), nincs „sztenderd hatótáv” mennyiség a 802.11 termékekre, így a gyártóknak jóval több mozgásterük van a reklámozásra. Ennek eredményeként, a hatótávra adott mennyiségek, amikkel találkozhatunk a különbözı gyártóknál nagymértékben változóak, olyannyira nagymértékben, hogy erre külön szabály is vonatkozik: Szabály #2A: Sose vásárolj vezetéknélküli felszerelést a gyártó hatótáv specifikációira támaszkodva! Akkor jutottam erre a következtetésre, miután egy csomó vezetéknélküli terméket teszteltem, és kevés összefüggést találtam a meghirdetett és a valós hatótáv között. Sajnálatos módon, az egyetlen hatékony módja, hogy megtudjuk egy drótnélküli eszközrıl hogy teljesít, ha kipróbáljuk saját környezetünkben. Szintén segít, ha van némi alapismeretünk a nagyfrekvenciás rádióhullámok müködésérıl, és az alapvetı hatótáv-növelı technikákról.

#3 Törvény: Sose üzemel be olyan egyszerően, mint ahogy állítják!

Ez a szabály akár általános is lehetne bármilyen számítógéphez tartozó eszközre, de ide veszem, arra az esetre, ha azt gondolnád, hogy a Microsoft Windows XP feltörte a vezetéknélküli hálózatok fájdalommentes telepítésének kódját. Vezetéknélküli hálózattal, valószínőleg még mindig belefuthatsz a szokásos elavult, korrupt, hiányzó, vagy nem megfelelı vezérlıbe, zötyögı Windows intallációkba, homályos, hiányos vagy ellentmondó telepítési utasításokba.


-6

Vezetéknélküli technológiák napjainkban

1. 802.11b Sok idı eltelt 2001 óta, amikot az egyetlen lehetséges választás a drótnélküli hálózat megvalósítására az egykori Home RF és a 802.11b szabvány volt. Ahogy megnézzük napjaink tendenciáit, lassan hétrıl hétre egy új változata jelenik meg valamely létezı technológiának. De ha lehámozzuk a gyártók egyes saját technológiáira rárakott felturbózó és kiterjesztı, sokszor inkább PR jelentıségő elemeit, akkor azt tapasztaljuk, hogy a tényleges sztenderd-alapú technológiák száma jóval kisebb, mint azt gondolnánk. Nézzük elsıként a 802.11b szabványt! A szabvány, ami elısegítette a „Wi-Fi” robbanást, a 802.11b a 2.4 GHz-es szabad frenkvenciasávban üzemel (hasonlóan, mint a 2.4 GHz-es vezetéknélküli telefonok, és mikrohullámú sütık. Bár utóbbiakból még nem találkoztam vezeték nélkülivel…), DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) modulációt használva. A maximális nyers adatátviteli sebessége 11 Mbps, 5.5, 2 és 1 Mbps skálázási alternatívákkal. A megbízható adatátvitelt a CSMA/CA protokoll használatával igyekszik elérni, ennek rezsiköltsége (overhead) miatt a maximális sebesség durván 5.9 Mbps TCP, illetve 7.1 UDP átviteli protokollok esetén. Ez volt az elsı széleskörben elterjedt technológia, és jelenleg is üzleti- és nyilvános Wi-Fi hotspotok ezreiben használatos. Mára, a legtöbb esetben azonban kiszorította a gyorsabb 802.11g szabvány, ami jelenleg a piacon kapható legelterjedtebb végfelhasználói megoldás. Azonban a 802.11b még ma is fontos szerepet tölt be a Wi-Fi telefonok, zenelejátszók, PDAk és egyéb költségérzékeny eszközöknél, ahol a hálózati sebesség nem kulcsfontosságú. 2002 elsı felében a Texas Instruments mutatta be az elsı kiterjesztett 802.11b terméket, az ACX100 lapkakészlet személyében. Ez az ún. PBCC (Packet Binary Convolutional Coding) modulációs technológiát alkalmazva érte el hogy a nyers adatátvitel 11-rıl 22 Mbps-re nıjön. Ez a fejlesztés roppant népszerő volt, és segített a Texas Instrumentsnek pozíciót nyerni a piacon. De a 802.11g megjelenése kettétörte ezen tuningolások pályafutását, hiába sikerült egészen 44 Mbps lehetséges sebességgel hasító eszközök is gyártani, azok sebessége még a különféle trükkök használatával sem érte el az új szabványét. Elınyök: -

a legszélesebb körben elérhetı WLAN szabvány viszonylag olcsón megvalósítható

Hátrányok: -

kiszolgáltatott a 2.4 GHz-en mőködı egyéb eszközök (drótnélküli telefonok, mikrosütık, Bluetooth eszközök) által okozott interferenciának kiszolgáltatott a közelben lévı egyéb vezetéknélküli LAN eszközöknek, mivel mindössze 3 interferencia mentes csatornát tud használni Raffai Tamás, I. évf. ProgramTervezı Matematikus RATEAH.J.SZE

-7 Tipp: használjunk inkább 802.11g alapú eszközöket, nem sokkal drágábbak, és visszafelé kompatibilisek a 802.11b szabvánnyal.

2. 802.11g Sikerét az 54 Mbps nyers maximális sebességének, és a 802.11b-vel való felülrıl kompatibilitásnak köszönheti. A gyorsabb adatátvitelt az ODFM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) moduláció használatával éri el, amit a 802.11a szabványnál vezettek be. A visszafelé kompatibilitást a 2.4 GHz-es tartományban maradás, és a CCK (Complementary Code Keying) modulációs séma használatával biztosítják. Ez igen fontos, mivel így minden 802.11g termék képes automatikusan akár tiszta 802.11b környezetben, akár kevert b/g alapú hálózatban mőködni. A szabvány annyira sikersen indult, hogy már a hivatalos ratifikálás elıtt több gyártó készített nyers 802.11g termékeket, kielégítve a felhasználók egyre nagyobb átviteli sebesség igényeit. Napjainban (2006. elsı fele), a 802.11g piacvezetı megoldás a drótnélküli LAN hálózatoknál, fıként a jó ár/teljesítmény arányt figyelembe véve. Ellentétben a gyártók állításaival, erre a technológiára épült termékek általánosságban szólva nem alkalmasak video folyamok továbbítására. A gond nem a sebességgel van, hiszen a különbözı turbó technikák bıven teret engednének az átvitelnek. A probléma forrása a túlterhelt 2.4 GHz-es frekvenciasáv. A legtöbb felhasználónak egyszerően nincs elég „csendes’ környezete a biztonságos folyamatos, stabil adadátvitelhez, amit a videózás megkövetel. A hangátvitel (audio streaming) lehetséges, köszönhetıen az igen alacsony (néhány száz kHz) sávigényének, de itt is nagyban függ a siker a környezettıl. Két alapvetı kiterjesztett technológia létezik a szabványhoz. Az egyik, a már említett Broadcom féle 125* High Speed Mode (korábban: „Afterburner”). Fı célja, a lehetı legtöbb rezsiköltség megspórolása és eliminálása az átvitelnél, a nagyobb átviteli sőrőség elérésére. Ilyen technikák az adattömörítés, több csomag küldése adott idı alatt („frame bursting”), a rezsi (overhead) csökkentése. A konkurens technológia az Atheros Super-G (illetve Super-AG a kétcsatornás termékeknél). Kezdetben ugyanazon ötleteket használta fel, mint Afterburneres társa, ezt késıbb kibıvítették egy ún. „turbo” móddal. A „Turbo” (vagy ahogy manapság hivatalosan nevezik: „Dynamic Turbo”) két csatornát kombinál össze, annak érdekében, hogy a valós, alkalmazásszintő átvitelt egészen 50 Mbps-re tornázza fel (ne feledjük az 1. törvényt!). De ezt annak az árán sikerült megvalósítani, hogy a 802.11b és más 11g technikákkal összeütközésbe kerül. És bár többször is módosítani kényszerült a „turbo” mód viselkedését az említett interferencia elkerülése végett, még mindig képes pusztítást véghez vinni szők térben elhelyezett LANok esetében. Ezt a technológiát használó termékek leírásában a beszédes „108 Mbps” jelölés utal a megvalósításra. Elınyök: -

legszélesebb jelenlegi termékskála viszonylag olcsó


-8 -

legjobb ár/teljesítmény (átvitel + hatótáv) arány

Hátrányok: -

a 802.11b-nél feltüntett hátrányok, a 2.4 GHz sáv használata miatt nagyban függ a különféle, inkompatibilis kiterjesztésektıl nehéz megmondani, hogy pontosan milyen kiterjesztést használ egy eszköz

Tipp: ha vezetéknélküli hálózatot építesz ma, valószínüleg ezt a szabványt érdemes használnod.


#1 Törvény: Sose olyan gyors, mint ahogy azt mondják!

Recommend Documents