Тестирование беспроводных сетей Radio Ethernet стандарта IEEE 802.11b
Тестирование беспроводных сетей Radio Ethernet стандарта IEEE 802.11b
Устройства беспроводной связи D-Link
D-Link DI-713P Wireless Broadband Router
Устройства беспроводной связи Genius
Устройства беспроводной связи Intel
Intel PRO/Wireless 2011 LAN Access Point
Intel PRO/Wireless 2011 (2011B) LAN PC Card и Intel PRO/Wireless 2011B LAN USB Device
Устройства беспроводной связи LG
Устройства беспроводной связи LinkPro
Устройства беспроводной связи TRENDnet
TRENDnet TEW-AP100 Wireless Access Point
TRENDnet TEW-USB, TEW-PC16, TEW-PCI
В тестовой лаборатории «КомпьютерПресс» проведено тестирование 12 беспроводных сетевых адаптеров и 6 точек доступа стандарта IEEE 802.11b. Тестировались беспроводные адаптеры: D-Link DWL-650, Genius GW-7000P, Intel PRO/Wireless 2011 LAN PC Card, Intel PRO/Wireless 2011B LAN PC Card, Intel PRO/Wireless 2011B LAN USB Device, LG LW1100N, LG LW1100P, LinkPro WL-1200PC, LinkPro WL-1200UB, TRENDnet TEW-PC16, TRENDnet TEW-PCI, TRENDnet TEW-USB и точки доступа: D-Link DI-713P, Genius GW-7000AP, Intel PRO/Wireless 2011 LAN, LG LW1100AP Access Point, LinkPro WL-2000A, TRENDnet TEW-AP100.
За последний год беспроводные сети Radio Ethernet на основе стандарта IEEE 802.11b получили широкое распространение для организации локальных сетей и подключения к Internet. По сравнению с традиционными кабельными решениями технология беспроводных сетей еще достаточно молода (стандарт был принят в 1999 году), однако опасаться того, что такие беспроводные решения в дальнейшем вытеснят кабельные сети, не стоит. Беспроводные решения вряд ли могут рассматриваться как альтернатива традиционным кабельным сетям Ethernet. Скорее, беспроводные сети займут собственную нишу в сетевой инфраструктуре, не конкурируя, а дополняя кабельные системы, существуя параллельно и совместно с ними.
На сегодняшний день ниша беспроводных сетей может быть достаточно велика. Это и небольшие по численности мобильные локальные сети, когда прокладка кабельной структуры является нерентабельной или просто невозможной (например, в условиях выставки или проведения выездных конференций), и развертывание стационарных сетей с выходом в Интернет, например, в залах ожидания аэропортов или вокзалов. Естественно, не стоит забывать и о создании домашних сетей (для объединения в сеть нескольких компьютеров с организацией разделяемого доступа в Интернет) или сетей в малом офисе. То есть спектр применения беспроводных сетей довольно широк, но, принимая решение в пользу беспроводных сетей, следует помнить и об ограничениях и недостатках, свойственных этим сетям. Чтобы разобраться во всех преимуществах и недостатках беспроводной связи стандарта IEEE 802.11b, мы организовали тестирование беспроводных решений различных производителей.
Методика тестирования
ля тестирования мы отобрали комплекты, состоящие из точек доступа и нескольких сетевых адаптеров от разных производителей. При выборе беспроводных сетевых адаптеров рассматривались как PCMCIA-карты, предназначенные для установки в ноутбук, так и адаптеры с интерфейсом PCI, предназначенные для установки в настольный компьютер. Кроме того, в нашем тестировании участвовали и адаптеры с интерфейсом USB 1.1, которые можно подключать как к ноутбуку, так и к настольному компьютеру.
Точки доступа отбирались по принципу их ориентации на небольшую локальную беспроводную сеть класса SOHO с радиусом действия до 80 м в закрытом помещении и 300 м на открытом пространстве. Кроме того, все точки доступа, равно как и сетевые адаптеры, должны были быть совместимы с протоколом IEEE 802.11b.
Тестирование проходило в два этапа.
На первом этапе (рис. 1) рассматривался режим функционирования 802.11 Ad Hoc, при котором все станции взаимодействовали друг с другом напрямую, то есть без участия точки доступа. В этом режиме исследовалась максимальная пропускная способность беспроводного сетевого адаптера как на прием, так и на передачу.
В качестве генератора сетевого трафика мы использовали утилиту IOmeter 99.10.20 компании Intel.
IOmeter — это синтетический тест, который по сути является программным генератором сетевого трафика и позволяет измерять практически все необходимые параметры. С его помощью можно определять абсолютную пропускную способность сетевого адаптера как в режиме передачи, так и в режиме приема. Кроме того, измеряется скорость передачи/приема пакетов, количество операций ввода-вывода, степень утилизации процессора и многое другое. Важно отметить, что утилита IOmeter позволяет не только измерять указанные параметры, но и эмулировать необходимую модель сетевого доступа. Настройке подлежат такие параметры, как размер запроса приема/передачи, процентное соотношение между случайным и последовательным распределением запросов, процентное соотношение между распределением операций приема/передачи.
В случае измерения пропускной способности в режиме приема данных на каждом из компьютеров-клиентов с операционной системой Windows 2000 Professional запускалась программа генератора, эмулирующая сетевой трафик в направлении к компьютеру с тестируемым адаптером. При измерении пропускной способности в режиме передачи программа генератора на клиентах эмулировала сетевой трафик в направлении от рабочей станции с тестируемым адаптером. В обоих режимах создавались условия для достижения максимально возможного сетевого трафика. Для этого размер запроса устанавливался равным 64 Кбайт, все запросы носили 100% последовательный характер, а время задержки между запросами устанавливалось равным нулю. Измеряемым параметром являлся сетевой трафик, проходящий через сетевой адаптер.
С учетом того, что максимальная пропускная способность адаптера зависит от степени утилизации сети, количество взаимодействующих узлов постепенно увеличивалось от двух до десяти. При этом снимался график зависимости пропускной способности адаптера от количества взаимодействующих узлов в сети.
Следует отметить, что вся локальная сеть, состоящая из десяти узлов (четыре ноутбука и шесть настольных компьютеров), имела радиус не более 2 м, то есть условия связи были идеальными.
Другой важный вопрос, который предстояло выяснить на первом этапе тестирования, — насколько адаптеры разных производителей, поддерживающие один и тот же стандарт IEEE 802.11b, действительно совместимы друг с другом. Как оказалось, все рассмотренные нами адаптеры действительно совместимы друг с другом, однако некоторые модели проявляли себя весьма странно: они не хотели «коннектиться» с первого раза или часто обрывали соединения без видимых на то причин. Такая важная для беспроводных адаптеров характеристика, как «простота» установления связи, оценивалась нами субъективно по среднему количеству необходимых пересогласований (Rescan) для установления связи. Субъективно оценивалась и такая характеристика, как стабильность установленного соединения. С учетом различного поведения адаптеров в режимах Ad Hoc и Infrastructure эти характеристики оценивались для обоих режимов взаимодействия.
Ну и третий вопрос, которому уделялось внимание при тестировании собственно беспроводных адаптеров, — это простота их инсталляции и настройки, а также эффективность управления с помощью прилагаемых утилит.
На втором этапе тестирования (рис. 2) рассматривался режим взаимодействия Infrastructure, когда все узлы беспроводной сети взаимодействовали с точкой доступа. Сама же точка доступа служила мостом между беспроводной сетью и внешней сетью Ethernet и подключалась к сегменту внешней кабельной сети. Внешняя сеть состояла всего из одного компьютера, выполняющего роль сервера. Рассматривалось взаимодействие узлов беспроводной сети с этим сервером. Как и в предыдущем случае, измерялась пропускная способность точки доступа в режиме приема данных и в режиме передачи данных. В первом случае на каждом из компьютеров-клиентов беспроводной сети запускалась программа генератора, эмулирующая сетевой трафик в направлении к компьютеру сегмента сети Ethernet, а во втором случае, наоборот, программа генератора на клиентах эмулировала сетевой трафик в направлении от компьютера внешней сети.
Как и в предыдущем случае, в обоих режимах создавались условия для достижения максимально возможного сетевого трафика, то есть размер запроса устанавливался равным 64 Кбайт, все запросы носили 100% последовательный характер, а время задержки между запросами устанавливалось равным нулю. Измеряемым параметром являлся сетевой трафик, проходящий через точку доступа.
Для того чтобы исследовать зависимость сетевого трафика, проходящего через точку доступа, от количества узлов в сети, число взаимодействующих узлов постепенно увеличивалось от двух до десяти. Кроме того, отметим, что вся беспроводная сеть, состоящая из десяти узлов и точки доступа, имела радиус не более 2 м, что позволяло говорить об идеальных условиях связи.
Кроме того, при тестировании точек доступа оценивались такие характеристики, как стабильность связи. Оценка этого параметра являлась субъективной. Для этого один из ноутбуков с беспроводным адаптером удалялся от точки доступа на 10-15 метров так, чтобы их разделяло несколько стен. Если при этом связь с точкой доступа обрывалась, то тест считался непройденным.
При тестировании точек доступа немаловажное значение придавалось и дополнительным функциональным возможностям, простоте инсталляции, а также функциональности локального и удаленного управления.
Результаты тестирования
ля оценки качества беспроводных сетевых адаптеров и точек доступа мы выбрали ряд наиболее важных, на наш взгляд, характеристик, а именно: абсолютную пропускную способность по результатам тестов IOmeter, простоту инсталляции и настройки, функциональность удаленного управления и дополнительные функциональные возможности (для точек доступа), а также простоту установления и стабильность связи в сети (для беспроводных адаптеров). Последняя характеристика хотя и является субъективной, именно она, на наш взгляд, наиболее важна.
Для каждой характеристики был вычислен показатель качества, что позволило сравнить адаптеры и точки доступа друг с другом по отдельным характеристикам. Для сравнения устройств в целом рассчитывался обобщенный (интегральный) показатель качества, который определялся сложением произведений показателей качества каждой отдельной характеристики с соответствующими им весовыми коэффициентами.
Единственной проблемой, возникающей при этом, является определение результата выполнения тестовых программ IOmeter. Дело в том, что конечный результат определялся в виде зависимости сетевого трафика от количества узлов в сети в режиме приема и передачи (табл. 1, 2), что очень удобно для сравнения пропускных характеристик адаптеров и точек доступа, но неприемлемо для расчета показателя качества. В этом случае необходимо, чтобы все характеристики были представлены в числовом виде. Следовательно, каждой зависимости следует поставить в соответствие некоторое число. Самый простой способ сделать это — определить средний сетевой трафик. Поэтому пропускная способность оценивалась нами как сумма усредненных результатов по всем клиентам в режиме передачи и в режиме приема.
Интегральные показатели качества адаптеров и точек доступа, рассчитанные по вышеописанной методике, использовались при выборе самых качественных устройств. Чем выше интегральный показатель качества, тем лучше. Если же разделить интегральный показатель качества устройства на его цену, то полученное значение будет характеризовать уровень выгоды — чем выше соотношение «качество/цена», тем выгоднее покупка устройства. Результаты оценки характеристик и интегральный показатель качества беспроводных адаптеров и точек доступа представлены в табл. 3, 4.
Выбор редакции
обедители проведенного тестирования определялись в номинациях «Самый качественный беспроводной адаптер», «Оптимальный беспроводной адаптер», «Самая качественная точка доступа» и «Оптимальная точка доступа».
Выбор победителей в номинации «Самый качественный беспроводной адаптер» основывался на интегральном показателе качества. Лидером в этой номинации стала модель D-Link DWL-650.
Выбор победителя в номинации «Оптимальный беспроводной адаптер» основывался на соотношении «качество/цена». Знака «Выбор редакции» в этой номинации был удостоен сетевой адаптер TRENDnet TEW-PC16.
Выбор победителей в номинации «Самая качественная точка доступа» основывался на интегральном показателе качества. Лидером в этой номинации стала модель Intel PRO/Wireless 2011 LAN.
Выбор победителя в номинации «Оптимальная точка доступа» основывался на соотношении «качество/цена». Знака «Выбор редакции» в этой номинации был удостоен сетевой адаптер TRENDnet TEW-AP100.
Устройства беспроводной связи D-Link
D-Link DI-713P Wireless Broadband Router
D-Link DI-713P — это многофункциональное, универсальное устройство, которое может стать «президентом» вашей локальной беспроводной сети. Кроме точки доступа, в устройстве D-Link DI-713P совмещены принт-сервер, трехпортовый коммутатор Ethernet 10/100Base-TX и маршрутизатор третьего уровня с возможностью подключения кабельного или DSL-модема.
Конечно, целью нашего тестирования было исследование возможностей точки доступа, но опустить при этом все остальные функциональные возможности было бы неверно. Поэтому сначала вкратце рассмотрим все остальные возможности этого беспроводного маршрутизатора.
Прежде всего, возможность подключения кабельного или DSL-модема позволяет разделять доступ в Интернет между всеми компьютерами, подключенными к маршрутизатору, как по радиоканалам, так и по обычной сети Ethernet 10/100Base-TX (напомним, что у маршрутизатора имеется встроенный коммутатор на три порта). Кроме того, маршрутизатор D-Link DI-713P обеспечивает необходимый уровень сетевой безопасности. Так, предусмотрена возможность блокировки портов, фильтрации пакетов, кроме того, имеется встроенный Firewall. Использование Firewall позволяет скрывать IP-адреса всех компьютеров локальной сети так, что они становятся недоступными при попытке их определения из внешней сети Интернет (со стороны внешней сети все компьютеры, подключенные к маршрутизатору, имеют один и тот же IP-адрес, являющийся адресом самого маршрутизатора). Кроме того, маршрутизатор позволяет блокировать или перенаправлять определенные порты.
В маршрутизатор встроен также и DHCP-сервер с диапазоном на 252 IP-адреса.
В качестве беспроводной точки доступа D-Link DI-713P предлагает стандартный набор функциональных возможностей в полном соответствии с протоколом 802.11b. То есть точка доступа работает в частотном диапазоне от 2,4 до 2,4835 ГГц на скоростях передачи 1; 2; 5,5 и 11 Мбит/с с использованием метода DSSS.
Устройство выполнено в изящном компактном корпусе, конструкция которого предусматривает возможность как настольного, так и настенного крепления (включая возможность крепления на потолке).
На переднюю панель выведено 11 светодиодных индикаторов, разбитых на несколько групп. Кроме обычного индикатора питания POWER, есть два индикатора M1 и M2. Мигание первого индикатора свидетельствует о нормальном функционировании устройства, мигание второго индикатора говорит о процессе конфигурирования или обновления параметров. Следующий индикатор — WAN отображает наличие связи и сетевую активность порта WAN, предназначенного для подсоединения кабельного или DSL-модема. Индикатор WLAN отображает сетевую активность радиоканала. Остальные шесть индикаторов предназначены для отображения состояния трех портов коммутатора.
На задней панели устройства D-Link DI-713P размещены три разъема RJ45 портов Ethernet 10/100Base-TX, разъем RJ-45 для подключения кабельного или DSL-модема, COM-порт и параллельный порт для подключения принтера.
Установка D-Link DI-713P происходит достаточно просто. Единственный способ управления — через встроенный Web-сервер. Правда, для этого нужно знать IP-адрес устройства. Если же адрес неизвестен, то его возможно установить с использованием терминальной программы, подключив точку доступа через нуль-модемный кабель к компьютеру. Такой консольный способ управления предполагает только одну возможность — изменение IP-адреса устройства. Правда, нам так и не удалось осуществить такое конфигурирование. Возможно, в инструкции есть неточность: пользуясь именно тем алгоритмом, который описан в руководстве, мы не смогли установить локальное соединение с точкой доступа с использованием терминальной программы.
Если же IP-адрес устройства известен, то, пользуясь Web-браузером, можно получить доступ ко всем настройкам маршрутизатора (устанавливать IP-адрес устройства и шлюза, конфигурировать встроенный DHCP-сервер, настраивать систему безопасности, настраивать систему шифрования, выбирать канал связи, менять версию прошивки устройства и т.д.).
При тестировании были выявлены следующие особенности. Увеличение числа взаимодействующих через точку доступа клиентов свыше четырех приводило к резкому снижению трафика как на передачу, так и на прием.
Единственный недостаток, отмеченный нами при тестировании, — это малый радиус зоны покрытия при создании беспроводной сети. Так, при взаимодействии через точку доступа утилита управления определяла качество связи как Good или Fair, хотя сами ноутбуки с адаптерами находились в непосредственной близости друг от друга (порядка 20 см). Если же один из ноутбуков удалялся от точки доступа на расстояние более 3-4 м, то связь становилась неудовлетворительной и сеанс связи обрывался.
D-Link DWL-650
Сетевой адаптер D-Link DWL-650 — это стандартная PCMCIA-карта, выполняющая функции беспроводного сетевого адаптера 802.11b. Карта снабжена двумя встроенными антеннами, которые, впрочем, совершенно неразличимы и выглядят единым целым. Кроме того, имеется светодиодный индикатор, который постоянно горит зеленым светом в стандартном режиме работы и мигает, когда осуществляется поиск беспроводной базовой станции.
В полном соответствии со стандартом 802.11b карта работает в частотном диапазоне от 2,4 до 2,4835 ГГц, реализует метод DSSS при передаче данных и поддерживает скорости передачи 1; 2; 5,5 и 11 Мбит/с. Поддерживается определенная стандартом 802.11b система шифрования WEP с 64- и 128-битным ключами шифрования. Карта может использоваться для создания сетей peer-to-peer без использования точки доступа (режимы Ad Hoc и 802.11b Ad Hoc) и с точкой доступа (режим Infrastructure).
В соответствии с технической документацией максимальный радиус действия карт составляет до 100 м для использования внутри зданий и до 300 м на открытом пространстве.
Процесс инсталляции карт на компьютер происходит крайне просто. Операционная система Windows 2000 обнаруживает новое устройство и инициализирует его как D-Link DWL-650 11 Mbps WLAN Adapter. После этого нужно только вставить прилагаемый компакт-диск с требуемыми драйверами — все остальное сделает сама ОС. Вместе с драйвером устанавливается и утилита управления. Причем настройку адаптера можно производить непосредственно через закладку Advanced драйвера устройства, а можно воспользоваться утилитой управления.
Утилита управления предоставляет стандартный набор функций и позволяет устанавливать режим соединения (с точкой доступа или без нее), выбирать номер канала связи, устанавливать скорость соединения (принудительная или автоматический режим согласования) и определять ключи шифрования WEP. Кроме того, утилита позволяет отображать состояние и качество радиоканала связи. Качество связи рассчитывается по полученным и переданным ошибкам по радиоканалу и может быть Exсellent (отличное) Good (хорошее), Fair (посредственное), Poor (плохое) и Not Applicable (неприемлимое).
Отметим, что утилита управления по своему внешнему интерфейсу и функциональным возможностям аналогична утилитам управления для большинства адаптеров (LG, TRENDnet и т.д.)
В соответствии с технической документацией поддерживаются операционные системы Windows 98, Windows Me, Windows 2000 и Windows NT 4.0. Поддерживаются стеки сетевых протоколов TCP/IP, IPX/SPX, NDIS и NetBEUI.
Отметим, что карты D-Link DWL-650 в настоящее время проходят сертификацию Wi-Fi на совместимость с аналогичными устройствами беспроводных сетей 802.11b.
При тестировании адаптер D-Link DWL-650 легко устанавливал соединение, связь оказывалась устойчивой, а по пропускной способности адаптер оказался на третьем месте.
В режиме приема сетевой трафик поддерживался на уровне примерно 5,5 Мбит/с вплоть до одновременного взаимодействия с пятью клиентами. При дальнейшем увеличении числа клиентов трафик резко снижался и составлял порядка 2 Мбит/с. В режиме передачи сетевой трафик практически не зависел от числа клиентов и поддерживался на уровне 5,3 Мбит/с.
Устройства беспроводной связи Genius
Genius GW-7000AP
Genius GW-7000AP — это беспроводная точка доступа, выполненная в изящном пластиковом корпусе серебристого цвета. Сама конструкция корпуса, как, впрочем, и внутреннее содержание, мало чем отличается от модели LinkPro WL2000A. Единственное внешнее отличие — это несколько иное расположение антенн и наличие логотипа Genius. Наименование заводской модели (как и в случае LinkPro WL2000A) IWE1000A.
Конструкция корпуса допускает различные варианты крепления (включая настенное и потолочное расположение). На лицевой панели расположены две вращающиеся антенны и панель с шестью светодиодными индикаторами: PWR, F/D, L+A, ACT, Rx, Tx. Назначение индикаторов не вполне тривиально, но в результате тестирования мы выяснили, что индикатор L+A расшифровывается как Link+Activity и соответствует наличию связи и сетевой активности порта, соединяющего точку доступа с внешней сетью Ethernet 10/100Base-TX. Индикаторы ACT, Rx, Tx относятся к беспроводной сети и мигают при активности радиоканала на прием (индикатор Rx) и передачу (индикатор Tx).
На боковой панели устройства расположено гнездо разъема RJ-45 для подключения к внешней сети и разъем USB для локального управления точкой доступа.
Точка доступа GW-7000AP в полном соответствии со стандартом беспроводной связи 802.11b работает в частотном диапазоне от 2,4 до 2,4835 ГГц на скоростях 1; 2; 5,5 и 11 Мбит/с с использованием метода уширения спектра DSSS. Поддерживаются 64- и 128-битные ключи шифрования по протоколу WEP.
Настройка точки доступа происходит крайне просто. Необходимо подключить ее к компьютеру по USB-интерфейсу, и после того, как запустится мастер установки нового оборудования, указать путь к драйверам на прилагаемом компакт-диске. После установки драйвера устанавливается утилита управления AP Utility, предоставляющая традиционный набор возможностей. С использованием утилиты управления можно изменять IP-адрес устройства, указывать требуемый ESSID, устанавливать канал связи, настраивать систему шифрования, перезаписывать версию прошивки, разрешать фильтрацию по MAC-адресам, разрешать использование DHCP-сервера и т.д. Отметим, что версия утилиты управления полностью совпадает с утилитой управления устройства LinkPro WL2000A.
После локального конфигурирования точки доступа возможно конфигурирование по сети с использованием SNMP-сервера. Для этого необходимо на компьютере, с которого производится удаленное администрирование, установить утилиту SNMP-клиент. Возможности удаленного администрирования повторяют возможности локального управления.
При тестировании точки доступа были выявлены некоторые особенности. Например, увеличение числа взаимодействующих через точку доступа клиентов свыше четырех приводит к резкому снижению входящего сетевого трафика. Тем не менее исходящий сетевой трафик (трафик со стороны точки доступа на клиентов беспроводной сети) оставался неизменным при любом количестве клиентов.
Genius GW-7000P
Устройство GW-7000P — это беспроводной PCMCIA-адаптер, предназначенный для установки в ноутбук. Адаптер поддерживает стандарт беспроводной связи 802.11b и обеспечивает работу в частотном диапазоне от 2,4 до 2,4835 ГГц на скоростях 1; 2; 5,5 и 11 Мбит/с с использованием метода DSSS для уширения спектра. Поддерживается протокол шифрования WEP с 64-битными и 128-битными ключами, предусмотрено до 14 каналов связи (в зависимости от страны), а также режимы работы без точки доступа (Ad Hoc и 802.11 Ad Hoc) и режим Infrastructure с точкой доступа.
Адаптер GW-7000P имеет два световых индикатора, один из которых показывает наличие питания, а другой — наличие сетевой активности.
Установка адаптеров достаточно проста. Операционная система Windows 2000 обнаруживает новое устройство, после чего остается только установить драйверы с прилагаемой дискеты. Затем производится установка необходимой утилиты управления с той же дискеты.
Утилита управления не похожа на остальные и обладает рядом оригинальных настроек. Кроме традиционных возможностей выбора канала связи, установки режима связи (802.11 Ad Hoc, Ad Hoc, Infrastructure), выбора и настройки системы шифрования, имеется возможность просканировать весь частотный диапазон по всем каналам на наличие помех. Единственное, чего не отображает утилита управления, — это уровень сигнала и качество связи.
При тестировании адаптера GW-7000P мы убедились в его полной совместимости с другими адаптерами 802.11b.
При тестировании адаптер GW-7000P легко устанавливал соединение, однако в режиме взаимодействия Ad Hoc связь оказывалась неустойчивой, причем разрывы соединения наблюдались только при увеличении сетевой нагрузки, то есть по мере роста числа взаимодействующих клиентов. Так, установить стабильную связь с числом взаимодействующих клиентов более семи нам не удалось. Частые обрывы соединения не позволили измерить сетевой трафик.
Эффективным соединение оказалось только при взаимодействии всего четырех клиентов. В случае подключения пятого клиента сетевой трафик как на передачу, так и на прием резко уменьшался.