确定 Wi-Fi 速度的瓶颈并匹配以太网速度

确定 Wi-Fi 速度的瓶颈并匹配以太网速度

我的 Wi-Fi 速度明显低于以太网速度。

通过mtr,我没有看到笔记本电脑和路由器之间有任何明显的数据包丢失。

我希望能够诊断路由器中的速度瓶颈并尝试修复它们。

我知道我可以选择最佳实践,例如“使用 5GHz 频段、使用 802.11n、选择 40MHz 宽的信道”等。

是否有一个循序渐进的指南来准确地确定什么可以在多大程度上提高性能,最好是通过一些事先的诊断而不是改变它并寻找变化的方法?

答案1

首先,要知道,您可以获得的最佳 PHY 速率(物理层速率:协议开销之前的基本信号速率)的上限受客户端和 AP 功能重叠程度的限制。它们都支持 802.11n 还是 802.11ac?它们都支持 40MHz 或 80MHz 宽的信道吗?它们都支持 2 或 3 个空间流吗?它们都支持短保护间隔吗?它们都支持所有相关的 MCS 吗?

示例:如果您的 AP 仅适用于 2.4GHz,并且通过在 2.4GHz 上执行 1 个空间流和 40MHz 宽的信道来支持“N150”,而您的客户端是双频的,并且通过在 5GHz 上执行 2 个空间流和 40MHz 宽的信道来支持“N300”,但在 2.4 GHz 上将自己限制为 20MHz 宽的信道以留出空间用于蓝牙,那么它们一起能做的最好的就是在 20MHz 宽的信道上执行 1 个空间流,最大 PHY 速率为 72.2Mbps(这并不比 802.11g 的旧 54Mbps 最大 PHY 速率好多少)。

  • 信道宽度:通道宽度加倍会使 PHY 速率稍微增加一倍以上。

    示例:在具有短保护间隔的 2 空间流 802.11n 中,从 20MHz 到 40MHz 宽的通道可将最大潜在 PHY 速率从 144.4 提高到 300Mbps。

  • 空间流:从 1 个空间流增加到 2 个或 3 个可以使 PHY 速率直接增加一倍或三倍。

    示例:在具有 40MHz 宽信道和短保护间隔的 802.11n 中:

    • 1 个空间流的最大潜在 PHY 速率为 150Mbps
    • 2个空间流可以达到300Mbps
    • 3个空间流可以做到450Mbps
  • 保护间隔:短保护间隔比长保护间隔大约快 10%。

    示例:在具有 40MHz 宽信道和 2 个空间流的 802.11n 中:

    • 长GI可以达到270Mbps
    • 短GI可达到300Mbps
  • 主控芯片:(调制和编码方案)差异很大。在某些情况下,从一个 MCS 升级到下一个更高的 MCS 只会带来 11% 的改进,而在其他情况下,则可带来高达 200% 的改进。对于给定数量的空间流、信道宽度和保护间隔,从最慢的 MCS 升级到最快的 MCS 可能会带来 13.3 倍(1,333.3%)的飞跃。

    示例:在具有 40MHz 宽信道、2 个空间流和短 GI 的 802.11n 中:

    • MCS 8 速度达到 30Mbps
    • MCS 9 达到 60Mbps(比 MCS 8 提高 200%)
    • MCS 14 达到 270Mbps
    • MCS 15 达到 300Mbps(比 MCS 14 提高 11%)

    请注意,您的设备能够承受的 MCS 与信号质量息息相关(信号强度、信噪比)。这与信道的干净程度(无干扰)、设备之间的距离、天线和无线电(尤其是放大器)的质量等密切相关。

  • 帧聚合:(A-MPDU、A-MSDU)。这可以提高设备使用 PHY 速率的效率。如果没有它,您的 TCP/IPv4 吞吐量通常会略低于 PHY 速率的 50%。有了它,您可能会看到效率上升到 80%,但如果它高于 70%,我通常就很高兴了。

    例如:802.11g 标准中没有内置帧聚合,使用 802.11g 的 54Mbps 最大 PHY 速率时,您看到的最大 TCP 吞吐量约为 25Mbps。802.11n 引入了 A-MPDU 和 A-MSDU,许多 802.11n 设备支持 A-MPDU 聚合(A-MSDU 不太流行)。使用 300Mbps 802.11n(40MHz 宽通道、2 个空间流、短保护间隔、MCS 15)和 A-MPDU,您可以看到超过 200Mbps 的 TCP 吞吐量。

  • 其他一切都只是一些繁琐的事情其中正确的设置很大程度上取决于您的无线电环境和您的流量模式,即使是经验丰富的 802.11 工程师通常也不会费心进行调整。

    这包括:

    • 传统保护模式
    • 信标/DTIM/监听间隔
    • 多播/广播速率
    • 管理帧率
    • 基本费率
    • 支持率
    • RTS/CTS 阈值
    • 碎片阈值
    • 等等等等

有关信道宽度、空间流、保护间隔和 MCS 如何影响数据速率的更多信息,请参阅下表MCS指数网。该表基本上直接取自 802.11n 和 802.11ac 标准。

答案2

以下是各种协议的实际速度列表。如你所见,你通常只能期望6MB/秒使用无线 N,但如果您拥有高端 AP 和带有多个天线的 WiFi 卡,速度可以达到 300Mbps 或更高,您可能会获得更高的传输速率。

相比之下,无处不在的千兆以太网120MB/秒您可以看到,为了获得最大速度,有线连接是首选。

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