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推动更好的Wi-Fi性能机制驯服WLAN_网络技术

发布时间:2019-11-12 来源:win7旗舰版 浏览量:

网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术,它把互联网上分散的资源融为有机整体,实现资源的全面共享和有机协作,使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等。 当前的互联网只限于信息共享,网络则被认为是互联网发展的第三阶段。

1997年,IEEE批准了最基本的Wi-Fi标准。自那以后,设备厂商和不同的802.11工作组一直在从正式的扩展和专有的功能两方面来驯服它。目前很多正在进行的工作都涉及到如何控制共享的无线电频率,以防止来自一台客户端设备的传输堵塞其他客户端设备。

现在,802.11e QoS标准已经推出,并被应用在产品中来提供数据包优先级和呼叫接入控制(CAC)。CAC是一种应用于语音传输流的拥塞规避机制。但是,鉴于Wi-Fi与生俱来共享的、面向竞争的媒体访问控制(MAC)机制,在网络上取得可靠的性能还需要更多特殊的办法。

通信时间管理

其中一个问题是每个数据包耗费的通信时间量取决于它的数据传输速率。Wi-Fi系统在调度传输时必须考虑这点。换句话说,系统应当为更快的客户端设备分配更多的传输机会,使它们得到公平份额的通信时间。否则,它们会被较老的、速度慢的客户端拖了后腿。

为了解决这个问题,许多Wi-Fi厂商推出他们自己的附加QoS机制。

新兴厂商Aerohive是这个领域推出增强机制的最新厂商。其动态通信时间调度技术有点类似于IP路由技术中的加权轮询QoS功能。加权轮询QoS让客户端设备轮流传输,但根据你所制定的策略规定的变量分配调度传输流的权重。

例如,远离AP的客户端设备传输速率低于附近AP的客户端,因此消耗更多的通信时间。动态通信时间调度技术解决了这个问题。Aerohive公司产品管理经理Adam Conway解释说,一旦来自于某客户端设备的数据包被传送到发射队列的最前面,那么这台客户端的通信时间就被支取了。

很多其他厂商,包括Aruba Networks和Meru Networks,也拥有公平分配无线电频率的类似附加机制。来自这些厂商的这种能力常常被称为“通信时间公平性”。

Riverside Health是美国Yonkers市一家拥有450张床位的医院。该医院高级网络管理员Niall Pariag正在使用Aerohive解决方案。在最后选择厂商的测试中,Pariag比较了Aerohive和Meru Networks的通信时间调度能力。

据Pariag说,Meru的机制“假设802.11n客户端设备比802.11g客户端更快”。然而在现实中,802.11n客户端设备由于距AP的距离较远,可能实际上以比802.11g客户端设备更慢的速度进行传送。他说:“因此Meru的解决方案只在有的时候有效。”

波束形成

除了通信时间管理,你可能还听人们提到过所谓发射波束形成(Beamforming)的RF功能。有两件事需要记住:首先,波束形成有多种类型和不同的实现方式,因此并不是所有的波束形成都是一样的(或标准的);其次,在大型、全无线的环境中,一些类型的波束形成技术最终将成为使各类客户端设备以最佳的、可预测的速度运行和减少不必要、麻烦的干扰的必要条件。

波束形成到底是什么呢?这么说吧,它涉及到一台WLAN接入点(AP)将能量直接聚焦在接收Wi-Fi客户端的设备上。该功能的一个目标是改善客户端设备的信号接收能力,并因此提供更好的、更一致的吞吐量。另一个目标则是避免由全向天线造成的不必要的干扰。全向天线假设客户端设备在一个位置的可能性与另一个位置完全一样。因此,它们向各个方向发射能量,从而不仅浪费大量的能量,还造成不受欢迎的干扰。

目前,有两种实现波束形成的主要方式:芯片级波束形成和基于天线的波束形成。

关于基于芯片的波束形成,Cisco的新1140 Draft N AP采用名被称为ClientLink的一种专有类型的芯片级波束形成技术。它旨在通过改进老客户端设备中的信号增益来保护对运行在混合模式802.11a/g/n Wi-Fi环境中的802.11a和11g技术的投资。它在做这件事时不需要客户端设备也具有波束形成功能。与新出现的802.11n波束形成可选标准相比,这是Cisco实现中的关键差异。在草案802.11n标准中,AP和客户端设备都必须具有波束形成功能。

而关于基于天线的波束形成,新兴厂商Ruckus Wireless公司将其业务建立在这种动态波束形成技术基础上。这种技术的应用并不仅仅局限于该公司的802.11n产品。这种有时也被称为智能天线技术的方式只需要AP端的波束形成。天线固件连续采集客户端设备环境的信息,然后根据采集到的信息相应调整发射的电波,使电波在任何时候都处在最佳聚焦状态。它们通过保持成千上万条连接某一客户端设备的可能的连接路径,并在传送每个数据包的基础上动态选择连接某一客户端设备的最佳路径来实现这一目标。技术术语中的“最佳路径”是指两端的通信设备发射的信号振幅匹配或同步的路径。

Wi-Fi厂商一决高低

前面提到的通信时间公平性和波束形成是不同的技术(通常是这样)。不过,你会发现Cisco认为波束形成和通信时间公平性在其Wi-Fi网络中基本上是同义词。与竞争对手不同,Cisco通过它最近宣布的波束形成技术ClientLink向通信时间公平性问题发起攻击。ClientLink更好地将RF能量向老802.11a/g客户端设备聚焦来改进它们的性能――不管网络中有没有802.11n客户端设备。

不过,Cisco公司移动性解决方案高级经理Chris Kozup解释说,一个附带的结果是:如果混合802.11a/g/n网络中的一台802.11a/g客户端设备的性能得到改进,这将为802.11n客户端设备传送信号腾出更多的通信时间。Kozup断言:“其他厂商限制老客户设备来确保11n设备的发言权。”

Kozup谈到的那些其他厂商却并不这样认为。

通信时间公平性先驱,Meru Networks公司首席设计师Joe Epstein说:“通信时间公平性的概念众所周知。”例如,Meru、Aruba、Motorola以及最近Aerohive都在尝试在某一时间防止网络上最慢的客户端设备拖累Wi-Fi网络其余部分的性能。

为此,他们动态确定每台客户端设备耗费的通信时间的精确数量(微秒级),然后利用算法调整每台客户端设备得到的传输机会的数量。这类算法考虑每台客户端设备的各种特性,如吞吐量、距AP的距离,甚至802.11n的比较效率(如数据包聚合和40MHz信道)。其主要目标是确保最慢的客户端设备不限定网络上所有客户端设备的速度和独占频率资源。

就Aerohive而言,当该公司本月初宣布推出Dynamic Access Scheduling时,它宣称Meru、 Aruba和其他厂商的通信时间公平性算法采用基于协议的算法。公司产品管理经理Adam Conway说,竞争对手假设客户端设备的传输速度仅仅基于802.11a/b/g或n协议定义的最大连接速度,而没有动态考虑吞吐量、距离和其他因素。

事实不是这样!Meru和Aruba反驳道。这两家公司说它们采用客户端设备传输的动态时间测量数据来公平地分配通信时间。

从这里开始,不同的厂商采用不同的算法,根据不同的变量(如应用、客户端设备类型、SSID、用户等等)分配权重来优化每一台客户端设备的性能。这样,一些客户端设备在适当的时候可以得到比其他客户端设备更好的待遇。

Aruba公司战略营销负责人Mike Tennefoss说:“通信时间公平性是取得最佳网络性能的必要条件,但不是充分条件。”Aruba去年夏天向它已经支持的基于带宽的公平技术添加了通信时间公平性。的确,通信时间公平性只是RF管理工具箱中的一种工具。(美国《Network World》供本报专稿)

编看编想 用技术驯服技术

虽然Wi-Fi技术对于大多数人来说再熟悉不过(应用也相当广泛),但是我们平时可能都不大注意到类似于传输性能的问题。正如这篇技术性文章所探讨的一样,随着Wi-Fi标准的“年轮”一年年增长,人们对这项技术的应用复杂程度越来越高,很多问题也暴露出来。

在眼下这个时候细致地探讨Wi-Fi设备的性能提升空间很有意义,特别是在多个AP共同作用的环境里。实际上,无论是通信时间公平性,还是波束形成这样的技术,抑或是各个厂商的专有技术,他们存在的某些共同之处,就是都旨在为Wi-Fi用户提供更好、更可预测的网络帮助控制信号传输。换句话说,都是为了无线用户能够获得更好的体验。没有什么比改善应用更好的推广无线技术的方式了。

另一方面,相对于一些技巧性的措施来说,这些技术对于Wi-Fi技术的优化更加彻底,也为即将到来的802.11n时代做好准备。可以说,通信时间公平性问题对于802.11n超高性能的真正落地至关重要。期待这些技术的进一步成熟,那样我们的无线世界会变得更加可靠。



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关键词: Wi-Fi WLAN 
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