Valutazione delle prestazioni di una rete 802.11b

La rete nella quale sono stati effettuati i test è un’estensione WiFi di una rete Ethernet 10/100; un suo schema è riportato nella figura 4.1. Essa comprende un computer XP che è stato caratterizzato come server, collegato tramite antenna ad un access point 802.11b; questo è collegato via Ethernet 10/100 ad uno switch, cui è direttamente collegato l’altro computer XP utilizzato come client.

figura 4.1

Le distanze tra server ed access point, e tra questo e client, sono pienamente compatibili con lo standard in esame (entro un raggio di 10-15 metri), e ci si trova in assenza di altri stazioni trasmittenti nella banda dei 2,4 GHz (altri apparati WiFi, dispositivi BlueTooth, telefoni wireless) che possano rappresentare una fonte di disturbo ben determinabile.

La verifica voleva simulare quanto avviene con l’utilizzo pratico della rete 802.11b, per questo motivo è stata scelta la porta 80 (http) per la caratterizzazione del flusso dati. Ulteriori misurazioni verranno effettuate successivamente in ambito TCP, con l’uso di altre porte.

La larghezza di banda teorica del canale 802.11b è pari a 11 Mb/s; per testare la larghezza di banda del canale reale si è proceduto ad una serie di misurazioni che, partendo da un valore di larghezza di banda UDP pari a 10 Mb/s, servissero a determinare per quale valore di larghezza di banda reale si avesse una percentuale di datagrammi persi pari all’1%.
Per le misure nella rete indicata, è stato utilizzato Iperf in modalità multicast server and client, con impostazione della larghezza di banda UDP progressivamente decrescente, da 10.000.000 a 1.000.000 b/s.

I comandi, utilizzati per l’avvio di Iperf in modalità server (ricevente), sono i seguenti:

C:\>iperf -s -u -p 80 -B 224.0.55.55 -i 1

------------------------------------------------------------
Server listening on UDP port 80
Binding to local address 192.168.1.10
Receiving 1470 byte datagrams
UDP buffer size: 8.00 KByte (default)
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mentre per l’impostazione in funzione client (trasmittente) i comandi sono i seguenti (nel caso di larghezza di banda impostata a 10000000 b/s con l’opzione –b):
C:\>iperf -c 224.0.55.55 -u -p 80 -b 10000000 -T 1 -t 10 -i 1
------------------------------------------------------------
Client connecting to 224.0.55.55, UDP port 80
Sending 1470 byte datagrams
Setting multicast TTL to 1
UDP buffer size: 8.00 KByte (default)
------------------------------------------------------------




Le prove effettuate sono state raccolte nelle seguenti tabelle e nei relativi diagrammi, che vengono mostrati di seguito per i differenti valori di larghezza di banda impostati.

La procedura di test è la seguente: il client Iperf trasmette, all’indirizzo IP di multicast, pacchetti UDP (-u) per un tempo totale di trasmissione di 10 secondi (-t 10); l’intervallo di riepilogo e visualizzazione dei dati è stato impostato pari ad 1 secondo (-i 1).

Conseguentemente, vengono generati due report: uno sul client, che riepiloga per ogni intervallo di trasmissione la quantità di KB trasferita e la relativa larghezza di banda (bandwidth) in trasmissione; il report sul server mostra, in relazione a quanto ricevuto in ogni intervallo di tempo, la quantità di KB ricevuti, la relativa bandwidth, il valore del jitter ed il numero di datagrammi persi e ricevuti, con il relativo rapporto espresso in percentuale.

Sono stati effettuati sei cicli di trasmissione/ricezione, con parametro bandwidth UDP decrescente.
Come si evince dai dati riportati, la larghezza di banda reale è ben inferiore al limite teorico di 11 Mb/s; un sostanziale allineamento tra i valori di banda UDP e banda misurata avviene per valori attorno ad 1 Mb/s. Questo valore, pertanto, costituirà il vero dato di progetto da considerare per l’estensione della rete WiFi.

Valori misurati di larghezza di banda, jitter e percentuale datagrammi perduti (IPERF su LAN 802.11b)

Una interessante relazione può essere ricavata collegando i differenti valori di banda UDP impostata in Iperf, ai valori di jitter medio per ogni intervallo di trasmissione, ai valori della percentuale di datagrammi persi ed ai valori assunti dal rapporto tra la larghezza di banda in trasmissione ed in ricezione (BWr/BWt).

definendo:

LD la percentuale di datagrammi persi (lost datagram %)
Br/Bt il rapporto in percentuale tra la banda in ricezione e la banda in trasmissione, come si può rilevare dalla precedente tabella e dal relativo diagramma esiste la relazione:

mentre i valori di jitter rilevati assumono valenza puramente statistica, pressoché indipendente dai valori di larghezza di banda impostati, pur evidenziandosi un calo degli stessi in prossimità del riallineamento tra la larghezza di banda impostata e la velocità di trasmissione reale del canale.