无线/移动 : "无线, LAN (WLAN)"

802.11n 速度故障排除

2016 年 10 月 24 日 - 机器翻译
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简介

本文档介绍在解决无线吞吐量问题时应考虑的常见问题。本文档包括用于测量无线网络的性能和吞吐量的工具的用法,其中包括不同的供应商 802.11n 接入点 (AP) 与 Cisco 1252 AP 在类似测试条件下的比较。

先决条件

要求

Cisco 建议您具有以下要求:

  • iPerf 之类的工具以及 OmniPeek 和 Cisco 频谱分析之类的网络分析器

  • 802.11n 支持的 1140、1250、3500 和 1260 系列 AP

使用的组件

本文档中的信息基于以下软件和硬件版本:

  • 运行软件版本 6.0.182 的 WS-SVC-WiSM 控制器

  • AIR-LAP1142-A-K9 AP

规则

有关文档规则的详细信息,请参阅 Cisco 技术提示规则

背景信息

802.11n 因对 AP 帧聚合进行的大量更改而产生:A-MPDU 和 A-MSDU。

  • 块确认大小

  • MCS 和信道接合

  • MIMO

  • 使用 5 GHz 代替 2.4 GHz:还提到 Wi-Fi 确认 5 GHz 上的信道接合

11n 速度的控制器故障排除

完成这些步骤:

  1. 验证是否在控制器上启用了 802.11n 支持。

    (WiSM-slot3-2) >show 802.11a
    802.11a Network.................................. Enabled
    11nSupport....................................... Enabled
    802.11a Low Band........................... Enabled
    802.11a Mid Band........................... Enabled
    802.11a High Band.......................... Enabled
    802.11a Operational Rates
    802.11a 6M Rate.............................. Mandatory
    802.11a 9M Rate.............................. Supported
    802.11a 12M Rate............................. Disabled
    802.11a 18M Rate............................. Supported
    802.11a 24M Rate............................. Mandatory
    802.11a 36M Rate............................. Supported
    802.11a 48M Rate............................. Supported
    802.11a 54M Rate............................. Supported
    802.11n MCS Settings:
    MCS 0........................................ Supported
    MCS 1........................................ Supported
    MCS 2........................................ Supported
    MCS 3........................................ Supported
    MCS 4........................................ Supported
    MCS 5........................................ Supported
  2. 以两种方式获得 N 速率。可以获得高达调制编码方案 (MCS) 7 的速度,而无需使用信道接合。对于高于 7 一直到 15 的 MCS 速率,需要启用信道接合。可以在控制器上使用以下 show 命令来验证是否启用了信道接合:

    (WiSM-slot3-2) >show advanced 802.11a channel
    Automatic Channel Assignment
    Channel Assignment Mode........................ AUTO
    Channel Update Interval........................ 600 seconds [startup]
    Anchor time (Hour of the day).................. 0
    Channel Update Contribution.................... SNI.
    Channel Assignment Leader...................... 00:1d:45:f0:d2:c0
    Last Run....................................... 371 seconds ago
    DCA Sensitivity Level.......................... STARTUP (5 dB)
    DCA 802.11n Channel Width...................... 40 MHz
    Channel Energy Levels
    Minimum...................................... unknown
    Average...................................... unknown
    Maximum...................................... unknown
    Channel Dwell Times
    Minimum...................................... unknown
    Average...................................... unknown
    Maximum...................................... unknown
    802.11a 5 GHz Auto-RF Channel List
    Allowed Channel List.........................
    36,40,44,48,52,56,60,64,149,
    153,157,161
    Unused Channel List..........................
    100,104,108,112,116,132,136,
  3. 还可以使用以下命令来配置每个 AP 的信道宽度:

    (WiSM-slot2-2) >config 802.11a disable AP0022.9090.8e97
    (WiSM-slot2-2) >config 802.11a chan_width AP0022.9090.8e97 40
    Set 802.11a channel width to 40 on AP AP0022.9090.8e97
  4. 防护间隔和对应的 MCS 速率可帮助确定 802.11n 客户端上的数据速率。以下是用于验证此配置的命令:

    (WiSM-slot3-2) >show 802.11a
    802.11a Network.................................. Enabled
    11nSupport....................................... Enabled
    802.11a Low Band........................... Enabled
    802.11a Mid Band........................... Enabled
    802.11a High Band.......................... Enabled
    802.11a Operational Rates
    802.11a 6M Rate.............................. Mandatory
    802.11a 9M Rate.............................. Supported
    802.11a 12M Rate............................. Disabled
    802.11a 18M Rate............................. Supported
    802.11a 24M Rate............................. Mandatory
    802.11a 36M Rate............................. Supported
    802.11a 48M Rate............................. Supported
    802.11a 54M Rate............................. Supported
    802.11n MCS Settings:
    MCS 0........................................ Supported
    MCS 1........................................ Supported
    MCS 2........................................ Supported
    MCS 3........................................ Supported
    MCS 4........................................ Supported
    MCS 5........................................ Supported
    MCS 6........................................ Supported
    MCS 7........................................ Supported
    MCS 8........................................ Supported
    MCS 9........................................ Supported
    MCS 10....................................... Supported
    MCS 11....................................... Supported
    MCS 12....................................... Supported
    MCS 13....................................... Supported
    MCS 14....................................... Supported
    MCS 15....................................... Supported
    802.11n Status:
    A-MPDU Tx:
    Priority 0............................... Enabled
    Priority 1............................... Disabled
    Priority 2............................... Disabled
    Priority 3............................... Disabled
    Priority 4............................... Disabled
    Priority 5............................... Disabled
    Priority 6............................... Disabled
    Priority 7............................... Disabled
    Beacon Interval.................................. 100
    CF Pollable mandatory............................ Disabled
    CF Poll Request mandatory........................ Disabled
    --More-- or (q)uit
    CFP Period....................................... 4
    CFP Maximum Duration............................. 60
    Default Channel.................................. 36
    Default Tx Power Level........................... 1
    DTPC Status..................................... Enabled
    Fragmentation Threshold.......................... 2346
    Pico-Cell Status................................. Disabled
    Pico-Cell-V2 Status.............................. Disabled
    TI Threshold..................................... -50
    Traffic Stream Metrics Status.................... Disabled
    Expedited BW Request Status...................... Disabled
    World Mode....................................... Enabled
    EDCA profile type................................ default-wmm
    Voice MAC optimization status.................... Disabled
    Call Admission Control (CAC) configuration
    Voice AC - Admission control (ACM)............ Enabled
    Voice max RF bandwidth........................ 75
    Voice reserved roaming bandwidth.............. 6
    Voice load-based CAC mode..................... Enabled
    Voice tspec inactivity timeout................ Disabled
    Video AC - Admission control (ACM)............ Disabled
    Voice Stream-Size............................. 84000
    Voice Max-Streams............................. 2
    Video max RF bandwidth........................ Infinite
    Video reserved roaming bandwidth.............. 0

    确保 A-MPDU 数据包聚合。为尽力工作,通过以下命令启用 QoS 级别:

    • config 802.11a 11nSupport a-mpdu tx priority 0 enable

    • config 802.11b 11nSupport a-mpdu tx priority 0 enable

  5. 必须使用 A 无线电上的所有三个天线。确保天线是同一个型号。

  6. 在为客户端连接配置的 WLAN 上,应该允许或需要 WMM,并且必须只使用 AES 或开放加密。这可以使用以下命令输出进行验证:

    (WiSM-slot2-2) >show wlan 1
    WLAN Identifier.................................. 1
    Profile Name..................................... wlab5WISMip22
    Network Name (SSID).............................. wlab5WISMip22
    Status........................................... Enabled
    MAC Filtering.................................... Disabled
    Broadcast SSID................................... Enabled
    AAA Policy Override.............................. Disabled
    Network Admission Control
    NAC-State...................................... Disabled
    Quarantine VLAN................................ 0
    Number of Active Clients......................... 0
    Exclusionlist Timeout............................ 60 seconds
    Session Timeout.................................. 1800 seconds
    CHD per WLAN..................................... Enabled
    Webauth DHCP exclusion........................... Disabled
    Interface........................................ management
    WLAN ACL......................................... unconfigured
    DHCP Server...................................... Default
    DHCP Address Assignment Required................. Disabled
    Quality of Service............................... Silver (best effort)
    WMM.............................................. Allowed
    CCX - AironetIe Support.......................... Enabled
    CCX - Gratuitous ProbeResponse (GPR)............. Disabled
    CCX - Diagnostics Channel Capability............. Disabled
    Dot11-Phone Mode (7920).......................... Disabled
    Wired Protocol................................... None
    IPv6 Support..................................... Disabled
    Peer-to-Peer Blocking Action..................... Disabled
    Radio Policy..................................... All
    DTIM period for 802.11a radio.................... 1
    DTIM period for 802.11b radio.................... 1
    Radius Servers
    Authentication................................ Global Servers
    Accounting.................................... Disabled
    Local EAP Authentication......................... Disabled
    Security
    802.11 Authentication:........................ Open System
    Static WEP Keys............................... Disabled
    802.1X........................................ Disabled
    Wi-Fi Protected Access (WPA/WPA2)............. Enabled
    WPA (SSN IE)............................... Disabled
    WPA2 (RSN IE).............................. Enabled
    TKIP Cipher............................. Disabled
    AES Cipher.............................. Enabled
    Auth Key Management
    802.1x.................................. Enabled
    PSK..................................... Disabled
    CCKM.................................... Disabled
    FT(802.11r)............................. Disabled
    FT-PSK(802.11r)......................... Disabled
    FT Reassociation Timeout......................... 20
    FT Over-The-Air mode............................. Enabled
    FT Over-The-Ds mode.............................. Enabled
    CKIP ......................................... Disabled
    IP Security................................... Disabled
    IP Security Passthru.......................... Disabled
    Web Based Authentication...................... Disabled
    Web-Passthrough............................... Disabled
    Conditional Web Redirect...................... Disabled
    Splash-Page Web Redirect...................... Disabled
    Auto Anchor................................... Disabled
    H-REAP Local Switching........................ Enabled
    H-REAP Learn IP Address....................... Enabled
    Infrastructure MFP protection................. Enabled (Global
    Infrastructure
    MFP Disabled)
    Client MFP.................................... Optional
    Tkip MIC Countermeasure Hold-down Timer....... 60
    Call Snooping.................................... Disabled
    Band Select...................................... Enabled
    Load Balancing................................... Enabled
  7. 天线多样性:如果因任何原因只使用两个天线,则您需要对发射器/接收器端口使用天线 A 和 B。

在客户端上:

  1. 用于控制无线卡的请求方,最好使请求方的供应商与无线卡相匹配。

  2. 客户端驱动程序:您需要确保无线卡上运行了最新的客户端驱动程序。

  3. 联系您的无线适配器供应商。

  4. 确保您使用 11n 认证适配器来实现 11n 数据速率。

Wi-Fi 认证产品:

http://www.wi-fi.org/certified_products.php

如何提高性能:

  1. 信道利用率 — 网络分析器以发射和接收帧所花的时间百分比形式来报告信道利用率。这帮助测量因与接入点的距离而可能发生的速度变化。这将帮助监控并了解(例如)如果信道被完全占用,则在理想条件下以 1Mbps 进行的传输将在 100% 利用率下以 0.94Mbps 执行。

  2. 无线中使用的物理媒介也指示性能。使用 802.11g 或 802.11a 代替 802.11b 可提供更高吞吐量,通常比 802.11b 高 30 mbps,其中 6mpbs 无线电容量分配在所有相关工作站之间。

  3. 信元大小 — 建议缩小信元大小以让客户端尽可能接近 AP。这将有益于客户端连接到 AP 的数据速率。可通过将 AP 上的功率电平降低到最低来实现此目的。

  4. 缩小信元大小还会降低同信道干扰。如果使用 RRM,则 AP 应该动态地为每个部署选取信道。不过,如果实现动态信道分配,请确保同一信道上没有相互靠近的两个高功率电平的 AP。

  5. 保护也会影响吞吐量。

如何通过 iPerf 计算吞吐量

Iperf 设置提示

对于未拥有 Chariot 的那些客户或测试人员,可以改用 Iperf。可从 http://www.macalester.edu/crash/software/pc/iperf/kperf_setup.exe 获取它。

测量 TCP 吞吐量

在服务器端上运行以下命令:

Iperf –s -w 256k

在客户端上运行以下命令:

Iperf –c <server IP address> -P 6 –w 256k -r –t 60

/image/gif/paws/112055/tshoot-11n-speeds-01.gif

上图中第一个圈出的数字表示上游吞吐量,第二个圈出的数字表示下游(AP 到客户端)吞吐量。

测量 UDP 吞吐量

关闭服务器和客户端上以前的 Iperf 应用程序。二者都需要再次设置,但这次用于 UDP 性能测试。

在服务器端上运行以下命令:

Iperf –s -u –l 56k

在客户端上运行以下命令:

Iperf –c 
<server IP address>
 -u –b 50M –l 56k –P

以下是用于分析聚合 MAC 服务数据单元的 Omnipeek 捕获示例:

A-MSDU 跟踪显示一个数据包

tshoot-11n-speeds-02.gif

  • 仅显示第一个子帧。

  • 需要检查十六进制转储来查看其他子帧。

显示附加了 A-MSDU 下一个子帧

tshoot-11n-speeds-03.gif

  • A-MPDU 是包含多个 MPDU 的结构,PHY 将其作为单个 PSDU 进行传输。

  • 指示数据包是物理层收敛过程 (PLCP) 中的数据 A-MPDU。

tshoot-11n-speeds-04.gif

以下是用于分析聚合 MAC 协议数据单元的 Omnipeek 捕获示例:

A-MPDU 设置

tshoot-11n-speeds-05.gif

  • ADDBA —添加块确认

  • ADDBA 请求 — 包含标识符、块确认策略、缓冲区大小等

  • ADDBA 答复 — 可以更改策略和缓冲区大小。

A-MPDU 设置

  • ADDBA 请求

  • AP1250 使用超时零来指示没有超时。

/image/gif/paws/112055/tshoot-11n-speeds-06.gif

A-MPDU 设置

  • ADDBA 答复

  • 接收方需要指示已成功制定块确认协议。

/image/gif/paws/112055/tshoot-11n-speeds-07.gif

A-MPDU 数据传输

  • 块确认包含压缩的位图以指示已接收 MPDU。

  • 有关发送块确认的信息,请参阅 IEEE 802.11n 节 9.10.7“HT 即时块确认扩展”。

tshoot-11n-speeds-08.gif

在 Beacon 中宣布的功能

/image/gif/paws/112055/tshoot-11n-speeds-09.gif

在 Beacon 中宣布的功能:

/image/gif/paws/112055/tshoot-11n-speeds-10.gif

在 Beacon 中宣布的功能:

/image/gif/paws/112055/tshoot-11n-speeds-11.gif

与 A-MPDU 的块确认设置的添加类似的关联:

/image/gif/paws/112055/tshoot-11n-speeds-12.gif

tshoot-11n-speeds-13.gif

tshoot-11n-speeds-14.gif

tshoot-11n-speeds-15.gif

tshoot-11n-speeds-16.gif

tshoot-11n-speeds-17.gif

tshoot-11n-speeds-18.gif


相关信息


Document ID: 112055