Wireless 測試

Wireless 測試

以下章節會以Cisco Wireless Controller 2504 進行測試,試驗其中的某些function/feature,從而分析一些wireless特性。

測試1: Wireless 的傳輸速度

首先分802.11/a/g/n/ac制式,而理論上根實際上的速度是不同的。

其後在Wireless Controller 可看到802.11b/g/n 是為2.4G,802.11a/n/ac為5G。


測試的network topology 如下:
預備兩部notebook,1部Cisco AP 和WLC2504
優先在準備iperf(網速的測試軟件)

在wireless controller 只分2.4G 或 5G,其後client device 因應自己network card的效能而選取最快最的制式。

i) 連接LAN 線的notebook 傳送data 往連接wireless 5G的notebook,結果得出速度為80MB左右。

ii) 連接wireless 5G的notebook往連接LAN 線的notebook 傳送data,結果得出速度為80MB左右。

iii) 其後將兩部notebook 都變成以wireless 5G 連接並傳輸data,你會發現速度為45MB左右。
發現: Wireless & LAN connection 和 Wireless & Wireless connection 是有分別的。

iv) 再來便測試,連接LAN 線的notebook 傳送data 往連接wireless 2.4G的notebook,結果得出速度為45MB左右。

v) 連接wireless 2.4G的notebook往連接LAN 線的notebook 傳送data,結果得出速度為47MB左右
發現: 2.4G 比5G的傳輸速度明顯下降了很多。

vi) 其後將兩部notebook 都變成以wireless 5G 連接並傳輸data,你會發現速度為20MB左右。
結論: 理論歸理論,wireless的實際速度還是有點強差人意,而wireless & wireless 與wireless & LAN 之間不同的,明顯wireless & LAN 會比較快。

測試2: Tx Power Control(TPC) 的Power Level Assignment

一個比較少去調較,但它正正影響wireless signal。
測試環境: 一部AP和一部手機,兩者都是定點不動,然後更改Power Level Assignment 後觀察wireless signal 的轉變。

Level 1: 介乎 -11 至 -19 dbm 之間
Level 2: 介乎 -16 to -22 dbm 之間
Level 3: 介乎 -18 to -22 dbm 之間
Level 4: 介乎 -21 to -24 dbm 之間
Level 5: 介乎 -24 to -28 dbm 之間

測試結果: DBM負值即代表signal 越差,在測試中可見Level 越高transmit power便會越低,相對signal 便會越差。

如果你選擇Automatic,一般情況都會選擇Level 1或2。而現在AP是使用甚麼Power Level 則可於 Wireless > Access Points > Radios > 802.11a/n/ac 或者 802.11b/g/n 下查看到如下圖的Status。


測試3: Roaming

Roaming 是一般玩wireless 都關心的一大問題,而Roaming 是在多隻AP overlap 的wireless 環境底下,當手機原本是連接AP1,當帶著手機走到如下圖的位置,手機接收到 -75 dBm,手機便會搜尋附近到信號良好的AP2並轉換連接至AP2。

在Cisco 的 Wireless Controller 的 Wireless > 802.11a/n/ac 或者 802.11b/g/n > Client Roaming下,便可以節較Client Roaming 的設定。如下圖表顯示,minimum RSSI (Received Signal Strength Indicator) 是當尋找到AP低於如下圖 -70 dBm 便不會與其連接。Hystersis 則是新AP 的信號需要比原AP 強3 dB 才進行轉換連接。其中整個機制最重要的便是Scan Threshold,當手機於指定Threshold 即處於 -65 dBm時,便會開始掃描網絡中較好的AP。Transition Time 則是轉換時所需時間。

除此之外還有一樣設定叫做Optimized Roaming,它可於 Wireless>Advanced>RF Management>Optimized Roaming 找到,若要設定前必須叫802.11a 或 802.11b 的wireless disable。Cisco 文獻建議disable data rate 而只用RSSI 去disconnect client。


測試環境:
如果下圖建立兩隻AP,調較好設定後便再兩者的範圍內走動,再觀察何時才會進行Roaming的動作。

在CLI 環境下可以show optimized roaming 中AP 主動disconnect client 的次數,從而使client 用新的AP。

測試結果:
雖然Roaming 可以進行,但並非預中理想。正如下圖的capture,Scan Threshold 已被設定為 -60 dBm,當已超過的情況底下還是沒進行roaming。在 -64 dBm 和 -66 dBm 一段時間也沒進行roaming,依然連接訊號較差的AP (Mac Address 00:6b:f1:9d:9a:f0),而另一隻(Mac Address 00:2a:10:09:4a:f0) 訊號相對比較好 (-47 dBm) 卻不進行roaming。

何解呢? 經過多番推測和測試過後,可以證實這問題應該是WLC上的Roaming 設定並不能有效地套用至client mobile之上。為證實這個推測,我下載了一個名為WifiFixer的Android App,它可以幫你更改手機的romaing 設定。經WifiFixer 修改調定後,一達到-50 dBm 便可以看到手機進行 roaming 的動作。

結論:
1. 其實2.4G wireless 在50MB左右,而5G則有100MB左右。
2. WLC是不能有效控制client mobile 的roaming 設定。
3. 一般手機的基本設定為 -70 dBm左右才會進行roaming 的動作,因此AP 的安裝範圍很重要,最好只有少數邊緣位置重疊如下圖:

4. 若覆蓋範圍設計得不好便會出現像下圖的情況,當有一隻更好AP存在但無動於中,這是由於roaming機制是差於某訊號水平才會進行。

5. Android手機可以利用APP 更改設定,但Apple手機就沒這些工具。
6. Notebook需要如下圖更改Roaming Aggressiveness設定,而預設為Medium。(Device Manager > Network adapters > (Wireless Card) > Advanced)

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