چگونه Wi-Fi را آزمایش می‌کنیم (نسخه 11)

با آغاز مجدد بررسی‌ها، تمرکز این مطلب تنها بر روی روترهای تک‌گره‌ای Wi-Fi و سیستم‌های چندگره‌ای Wi-Fi است. بنابراین، آزمایش نسخه 11 شامل هر دو آزمایش سیمی و بی‌سیم است. از آنجا که Wi-Fi 6 و Wi-Fi 6E به دلیل بهبود کارایی در مدیریت چندین کلاینت شناخته می‌شوند، فرآیند آزمایش ما از چندین ایستگاه واقعی در بعضی از آزمایش‌ها (به جای مجازی) استفاده کرده است. سیستم جدید تست octoScope STACK-MAX، امکان پیکربندی بیشتر از 20 ایستگاه Wi-Fi 6 را فراهم می‌کند که هرکدام می‌توانند به‌عنوان یک ایستگاه تک‌جریانی یا دوجریانی با استاندارد a/b/g/n/ac/ax تنظیم شوند.

معیارهای ارزیابی روتر

فرآیند آزمایش عملکرد مسیریابی سیمی در نسخه 11 بسیار ساده‌تر از نسخه 10 است، اما همچنان پهنای باند و تأخیر تحت بارگذاری را اندازه‌گیری می‌کند.

پیکربندی تجهیزات آزمایش

برای این آزمایش، از دو رایانه استفاده می‌شود:

• رایانه سمت WAN: یک Dell Optiplex 9010 SFF با پردازنده Core i5-3570 @ 3.4 GHz، حافظه 16 گیگابایت رم و سیستم‌عامل Ubuntu 18.04 LTS.
• رایانه سمت LAN: یک Dell Optiplex 790 SFF با پردازنده Core i5-2400 @ 3.1 GHz، حافظه 16 گیگابایت رم و سیستم‌عامل Ubuntu 18.04 LTS.
• هر دو رایانه از طریق کارت شبکه Intel XT540-T2 10GbE یا TP-Link TX401 10GbE PCIe که از سرعت‌های 1/2.5/5/10 گیگابیت بر ثانیه پشتیبانی می‌کند، به دستگاه تحت آزمایش (DUT) متصل می‌شوند.

اتصال سرور سمت WAN به پورت WAN روتر از طریق یک سوئیچ مدیریت‌شده  QNAP QSW-M408-4C 10GbE انجام می‌شود. این سوئیچ همچنین امکان وصل شدن دستگاه‌هایی را که به اتصال مداوم اینترنت نیاز دارند، فراهم می‌کند. قابلیت مدیریت پورت‌های این سوئیچ، امکان هماهنگ‌سازی سرعت پورت سوئیچ با پورت WAN دستگاه تحت آزمایش را برای جلوگیری از تکه‌تکه شدن بسته‌ها فراهم می‌آورد.

نحوه اجرای آزمایش

این آزمایش از اسکریپت  netperfrunner.sh از مجموعه OpenWrtScripts استفاده می‌کند که مشابه اسکریپت betterspeedtest.sh  در نسخه 10 است. این اسکریپت با استفاده از ابزار netperf ترافیک TCP/IP تولید کرده و در ان واحد یک آزمایش پینگ از LAN به WAN اجرا می‌کند. برخلاف betterspeedtest، اسکریپت netperfrunner هم‌زمان ترافیک ورودی و خروجی را اجرا می‌کند. بنابراین، فقط یک امتیاز تأخیر(معیاری که برای رتبه بندی میزان تاخیر شبکه استفاده میشود) ثبت می‌شود. در این آزمایش، 100 جریان ترافیکی در هر جهت استفاده می‌شود که نسبت به مقدار 4 جریان در netperfrunner بسیار بالاتر است.

آزمایش به مدت 5 دقیقه اجرا شده و دو معیار پهنای باند  و دو معیار تأخیر را ثبت می‌کند:

• پهنای باند WAN به LAN – TCP
• پهنای باند LAN به WAN – TCP
• امتیاز تأخیر – میانگین
• امتیاز تأخیر – صدک نودم

نحوه محاسبه امتیاز تأخیر

امتیاز تأخیر طبق فرمول زیر محاسبه می‌شود:

(1 / مقدار تأخیر اندازه‌گیری‌شده برحسب میلی‌ثانیه) × 1000

مقادیر بالاتر نشان‌دهنده عملکرد بهتر هستند. این روش مقدار تأخیر را معکوس و مقیاس‌بندی می‌کند تا امکان رتبه‌بندی صحیح فراهم شود. برای تبدیل امتیاز به میلی‌ثانیه، از این فرمول استفاده می‌شود:

1 / (1000 / امتیاز)

از مقدار صدک نودم به جای حداکثر مقدار تأخیر استفاده شده تا داده‌های پرت حذف شوند. مقدار صدک نودم نشان می‌دهد که 90٪ از مقادیر تأخیر ثبت‌شده کمتر یا برابر این مقدار هستند.

معیارهای ارزیابی Wi-Fi

سیستم تست octoScope STACK-MAX که توسط octoScope ارائه شده است، در نسخه 11 فرآیند آزمایش استفاده می‌شود. این نسخه شامل تغییرات قابل توجهی در روش‌های آزمایشی است. اکنون، برخی از آزمایش‌ها از چندین کلاینت به‌طور هم‌زمان استفاده می‌کنند. برای این منظور، از سه دستگاه STApal استفاده می‌شود که بر پایه Intel AX200 هستند و از OFDMA و AX MU-MIMO پشتیبانی می‌کنند. سیستم STACK-MAX شامل 20 عدد از این دستگاه‌ها است که می‌توانند هر روتر یا سیستم Wi-Fi را به چالش بکشند. تمام این آزمایش‌ها با استفاده از اسکریپت‌های Python کنترل می‌شوند درنتیجه اجرای تست‌ها به‌صورت یکسان و دقیق شد.

نکته: آزمایش‌های باند 6 گیگاهرتز فقط با استفاده از یک دستگاه STApal 6E که بر پایه Intel AX210 است، انجام می‌شود. سایر آزمایش‌ها از دستگاه‌های AX200 STApal استفاده می‌کنند.

بستر نسخه 11- سیستم تست octoScope STACK-MAX

به نمودار بلوکی سیستم زیر مراجعه کنید تا توضیحات مربوط به معیارهای ارزیابی Wi-Fi را مشاهده کنید.

نحوه اجرای آزمایش‌های Wi-Fi

تغییرات اساسی در روش‌های آزمایش

یک تغییر بزرگ در این نسخه این است که تمام آزمایش‌های بی‌سیم از طریق فایروال روتر اجرا می‌شوند. این بدان معناست که ژنراتور ترافیک به پورت WAN دستگاه تحت آزمایش متصل می‌شود.

دلایل این تغییر:

• روترهای جدید امروزی باید حداقل 1 گیگابیت بر ثانیه توان مسیریابی داشته باشند.
• کلاینت‌های Wi-Fi 6/6E دو جریانی در باند 6 گیگاهرتز و پهنای باند 160 مگاهرتز می‌توانند به بیشتر از 1 گیگابیت بر ثانیه برسند.
• مجموع توان عملیاتی دو رادیوی 5 گیگاهرتز در یک روتر سه‌بانده می‌تواند از 1 گیگابیت بر ثانیه فراتر برود.

پیکربندی دستگاه‌های تحت آزمایش

دستگاه‌های تحت آزمایش به شکل زیر پیکربندی می‌شوند:

• باند 2.4 گیگاهرتز: کانال 6، پهنای باند 40 مگاهرتز
• باند 5 گیگاهرتز: کانال 36، پهنای باند 80 مگاهرتز
• باند 6 گیگاهرتز: کانال 37، پهنای باند 160 مگاهرتز
• Beamforming استاندارد و MU-MIMO فعال باشد
• ویژگی‌های Wi-Fi 6 مانند OFDMA و AX MU-MIMO فعال باشد

عکس روتر Asus GT-AXE11000 در محفظه تست

مراحل انجام آزمایش Wi-Fi

1. صفحه گردان را به موقعیت شروع “0 درجه” منتقل کردیم.
2. تضعیف‌کننده‌ها را روی 0 دسی‌بل تنظیم کردیم.
3. دستگاه STA را متصل کردیم.
4. تست ترافیک iperf3 و ping را به مدت 35 ثانیه اجرا کردیم، در حالی که دستگاه تحت آزمایش (DUT) همزمان با سرعت 2 دور در دقیقه، 360 درجه در خلاف جهت ساعت می‌چرخید. 5 ثانیه اول هر آزمایش به‌عنوان زمان پایدارسازی حذف شد.
5. میزان تضعیف سیگنال را 3 دسی‌بل افزایش دادیم و آزمایش بعدی را با چرخاندن دستگاه 360 درجه در جهت مخالف آغاز کردیم.
6. مراحل 4 و 5 را تکرار کردیم تا به حد مجاز تضعیف سیگنال برسیم.

معیارهای ارزیابی آزمایش‌های Wi-Fi

• توان عملیاتی چندبانده – Downlink
• امتیاز تأخیر چندبانده – میانگین
• امتیاز تأخیر چندبانده – صدک نودم – Uplink

نتیجه‌گیری

با این روش‌های آزمایشی، ما قادریم عملکرد واقعی روترهای Wi-Fi را در شرایط مختلف ارزیابی کنیم و به کاربران در انتخاب بهترین محصولات شبکه یاری رسانیم.