UNVERBUNDENE GESPRÄCHIGE Wi-Fi-GERÄTE | enterprise.netscout.com

UNVERBUNDENE GESPRÄCHIGE Wi-Fi-GERÄTE


Beispiel: Sondierungs-Telefon

HTC-Telefon: 173Sondierungen pro Sek bei 330 Bytes/Sondierung. 2640 Bits/Sek. bei 1 Mbit/s = 0,00264 Sekunden pro Frame. Mit 173 Sondierungen/Min = 0,45672 Sondierungen Sek/Minute Sendezeit + 40 Mikrosekunden/Frame (0,00956 Sek) = 0,46628 Sek/Min (0,777 % Sendezeit pro Telefon pro Kanal)

Wenn Sie ein Wort suchen, das Networking-Leute auf die Palme bringt, wäre „BYOD“ sicher nicht schlecht. BYOD, das heißt „Bring your own device“ (Das eigene Gerät mitbringen) ist das Konzept, den Mitarbeitern, Lieferanten, Gästen und vielen anderen zu erlauben, das Gerät Ihrer Wahl zum Zugriff auf Enterprise-Wi-Fi zu verwenden. Es führt alle Arten von Konzepten ein, die traditionell der Vernetzung fremd gewesen waren, wie Mobilität, Mangel an Kontrolle über Geräte, Störung benachbarter Netze und Gast-Authentifizierung, unter anderem.

Das Gute dabei ist, dass Networking-Profis sich an BYOD gewöhnt haben. Seit fast einem Jahrzehnt – seit der Einführung des Smartphones – haben sich Unternehmen zunehmend willig gezeigt, Netzwerk- und Internetverbindungen für persönliche WLAN-Geräte bereit zu stellen. Während BYOD-Richtlinien in Organisationen unterschiedlich sind, hat sich der Gedanke, dass fremde Geräte das Netz berühren dürfen, durchgesetzt.

Die schlechte Nachricht ist, dass ein weiterer drahtloser Trend während des Wachstums von BYOD aufgekommen ist: Schnellere Geschwindigkeiten von Mobildaten. In vielen Fällen können Benutzer, die von dem Enterprise-Wi-Fi frustriert sind, einfach mit ihrem Handy-Anbieter-Netzwerk verbinden und froh auf Online-Anwendungen zugreifen, ohne dass das Netzwerk einen Engpass für sie darstellt.

Warum ist die Anziehungskraft der Mobilfunkdaten auf Anwender eine SCHLECHTE Nachricht? Sie ist negativ, weil Mobilfunkgeräte die Netzwerkleistung für Wi-Fi-Geräte beeinträchtigen können. Manche Geräte verfügen über ein Wi-Fi-Radio, das sehr aktiv bleibt, wenn das Gerät nicht mit einem WLAN Netzwerk verbunden ist, selbst wenn der Benutzer auf Mobildaten zugreift. Und wenn das noch nicht frustrierend genug ist, ist das Verhalten nicht konsistent. Manche Geräte können sozusagen höflich sein, wenn sie WLAN nicht aktiv verwenden. Andere Geräte können recht geschwätzig sein, wenn sie nicht per Wi-Fi verbunden sind.


Dieser Artikel wird erklären, wie es genau kommen kann, dass Wi-Fi-fähige Geräte die Leistung beeinträchtigen können, wenn Sie NICHT über Wi-Fi verbunden sind. Er bespricht auch im Detail, wie die branchenführende Wi-Fi-Analyse-Anwendung, AirMagnet WiFi Analyzer PRO von NETSCOUT, zur Diagnose verwendet werden kann, ob gesprächige Wi-Fi-Geräte Leistungsprobleme verursachen.


Aber zuerst, eine Erklärung des Problems.

Das Problem liegt, wie es so oft der Fall ist, an der Bandbreite. An der Wi-Fi-Bandbreite, um genau zu sein. Das bedeutet, dass das Bandbreitenproblem anders anzugehen ist als die normale Methode, die Netzwerkadministratoren für Bandbreite anwenden.

Wi-Fi-Geräte und Access Points (APs) teilen einen Kanal. Nur ein Gerät kann zu einem gegebenen Zeitpunkt über den Kanal übertragen, ansonsten wird eine Kollision wahrscheinlich.

Kanal teilen funktioniert die meiste Zeit für Wi-Fi. Wenn ein Gerät oder AP zu übertragen beginnt, verstummen andere Geräte und APs. Dann, sobald die Daten übermittelt sind, durchlaufen alle Geräte und APs einen Entscheidungsprozess, um zu bestimmen, wer als Nächstes schickt. Der Gewinner des Entscheidungsprozesses sendet Daten und beginnt damit den gesamten Prozess von Neuem.





Es sieht ungefähr folgendermaßen aus:
Wi-Fi-Entscheidung hält den Datenfluss über den Kanal aufrecht und Kollisionen auf einem Minimum. Und das funktioniert in der Regel gut. „Bandbreite“ wird relativ gleichmäßig verteilt. Wenn vier Geräte auf einen Kanal sind und der Kanal 100 Mbit/s Gesamtdurchsatz verkraften kann, dann wird jedes Gerät letztendlich Zugang zu rund 25 Mbit/s individuellen Durchsatz haben.


Das Problem mit der Wi-Fi-Bandbreite ist, dass sie stark schwanken kann. Wi-Fi-Geräte verwenden ein Protokoll namens dynamische Baudratenumschaltung (DRS), das Geräte je nach Bedarf zwischen verschiedenen Datengeschwindigkeiten umschalten lässt.

DRS ist gut für Wi-Fi, da verschiedene Geräte verschiedene Datengeschwindigkeiten benötigen können. Wenn Kanalbedingungen sich verschlechtern, kann Wi-Fi-Datenverkehr bei niedriger Geschwindigkeit erfolgreich bleiben, auch wenn der Datenverkehr bei hoher Geschwindigkeit fehlschlägt. Ob Entfernung, Wände, Mobilität, Störungen oder etwas anderes instabile Kanalbedingungen verursacht, niedrige Datengeschwindigkeiten können eine Wi-Fi-Verbindung nutzbar bleiben lassen.





Das Endergebnis der DRS ist, dass Geräte auf dem gleichen Kanal unterschiedliche Geschwindigkeiten verwenden, etwa so:
Sobald unterschiedliche Geschwindigkeiten verwendet werden, beginnt die Wi-Fi-Bandbreite, sich zu verändern. Der gesamte Kanal verliert Datenfähigkeiten, weil der Datenverkehr bei niedriger Geschwindigkeit bei Bewältigung der gleichen Menge an Daten mehr Kanalzeit in Anspruch nimmt.




Hier ist eine Darstellung wie das oben genannte Wi-Fi-Netzwerk Daten von unterschiedlichen Übertragungsgeschwindigkeiten handhaben könnte:
Weniger Daten-Frames sind in der Lage, den Kanal zu durchqueren, wenn jeder Daten-Frame mehr Zeit beansprucht. Das Endergebnis ist, dass das ganze Netzwerk immer langsamer wird.

Und all dies führt auf ganz konkrete Weise auf unverbundene Wi-Fi-Geräte zurück.

Das Problem ist, dass viele Wi-Fi-Geräte Wi-Fi-Radios aktiv halten, sodass die Benutzer eine nahtlose Erfahrung beim Wechsel von einem Mobilfunk-Bereich in einen Bereich haben, wo Wi-Fi vorhanden ist.

Hier ist der Ablauf:
Zuerst wird ein Gerät eingeschaltet (oder aus dem Ruhezustand geweckt), dann sucht es eine Wi-Fi-Verbindung. Wenn keine Wi-Fi-Verbindung verfügbar ist, beginnt das Gerät, seinen Mobilfunk (falls vorhanden) für den Internetzugang zu verwenden. Während es auf Mobilfunk ist, hält das Gerät Ausschau nach Wi-Fi für den Fall, dass das Gerät in einen Bereich gelangt, wo ein verfügbares Wi-Fi-Netzwerk vorhanden ist.

Der Prozess der Suche nach Wi-Fi – selbst bei Verbindung mit Mobilfunk – ist es, was Geräte auf dem Wi-Fi-Kanal aktiv hält, wenn sie nicht mit dem Wi-Fi-Netzwerk verbunden sind.

Geräte auf der Suche nach Wi-Fi können zu großen Problemen führen. Geräte verwenden Meldungen, genannt Probe Requests, um nach verfügbaren Wi-Fi-Netzwerken zu suchen. Probe Request-Frames sind relativ groß (weit über 100 Bytes in der Regel) und sehr, sehr langsam. Probe Request-Frames sollen möglichst viele APs erreichen, daher müssen sie mit der niedrigstmöglichen Datengeschwindigkeit übertragen werden. Moderne Wi-Fi-Geräte senden Probe Request-Frames mit 1 oder 6 Mbit/s. Im Vergleich zu modernen Smartphones, die mit Datenraten bis zu 867 Mbit/s auf Wi-Fi zugreifen können, ist das wirklich sehr, sehr langsam.




Es kann dazu führen, dass der Kanal wie folgt aussieht:
Ein typischer Probe Request ist mindestens 150 Bytes lang, evtl. bis zu 360 Bytes. Das heißt zwischen 240 und 2.920 Mikrosekunden Kanalzeit werden von jedem Probe Request aufgebraucht. (Für Mathematik-Fans: Es sind etwa 40 Mikrosekunden für die 802.11n/ac physische Standard-Schichtverkapselung, sowie zwischen 200 und 2.880 Mikrosekunden für die 150 bis 360 Bytes [1.200 bis 2.880 Bits] des Probe Request-Frames mit entweder 0,000001 [1 Mbit/s] oder 0,0000001667 [6 Mbit/s] Sekunden pro Bit.)

In den meisten Fällen verwenden Probe Request-Frames mehr Kanalzeit als Daten-Frames. Selbst ein großer Daten-Frame von 1546 Bytes (1.500 Byte Nutzlast plus 8 Byte Oberschicht-Verkapselung und 38 Byte 802.11 Header) mit der relativ geringen Datengeschwindigkeit von 52 Mbit/s würde nur 280 Mikrosekunden Kanalzeit in Anspruch nehmen, einschließlich Headers und Verkapselung. Im Wesentlichen verwendet ein Probe Request im besten Fall etwa die gleiche Kanalzeit wie ein Daten-Frame im schlechtesten Fall.

Darin sind einige gute Nachrichten enthalten: Wi-Fi-Geräte sind höflicher geworden. Vor drei oder vier Jahren waren Wi-Fi-Geräte extrem „gesprächig“, wenn sie nicht verbunden waren. Ein Smartphone, das seine Mobilfunkverbindung für Daten verwendet, könnte genug Probe Request-Frames anfordern, die ein Vielfaches der Wi-Fi-Kanalzeit verwenden, die durch ein typisches angeschlossenes Wi-Fi-Gerät verwendet wird. In Umgebungen mit hoher Dichte, Wi-Fi-Geräte, die Wi-Fi-Netzwerke ruinieren könnten, ohne überhaupt mit ihnen eine Verbindung aufzubauen. Heute passiert das nicht. Wi-Fi-Geräte senden weit weniger Probe Request-Frames, wenn sie nicht mit einem Wi-Fi Netzwerk verbunden sind.

Während es zwar gut ist, dass Wi-Fi-Geräte in der Regel weniger gesprächig sind als sie einmal waren, können unverbundene Wi-Fi-Geräte nach wie problematisch sein. Einige Wi-Fi-Geräte können geschwätzig genug sein, um Wi-Fi-Performance- und -Stabilitätsprobleme zu verursachen, besonders in Gebieten mit hoher Bevölkerungsdichte.


In gewisser Weise ist das Problem noch komplizierter, denn es gibt weniger Sicherheit. Wi-Fi-Profis konnten früher sagen: „Wir müssen alle diese Wi-Fi-Geräte angeschlossen bekommen, oder wir müssen Benutzer dazu überreden, ihre Wi-Fi-Radios auszuschalten.“ Jetzt ist es mehr: „Wir müssen herausfinden, OB diese unverbundenen Geräte zu gesprächig sind, weil sie vielleicht ein Problem darstellen oder möglicherweise nicht.“

Immer wenn es ein „Wenn“ im Wi-Fi gibt, erfordert die Situation einen Wi-Fi-Netzwerk-Analyzer. Und NETSCOUT hat einen Wi-Fi-Netzwerk-Analyzer der Unternehmensklasse, mit dem Datenraten und Probe Request-Aktivitäten schnell und einfach verfolgt werden können.

Der AirMagnet WiFi Analyzer PRO von NETSCOUT ist der ursprüngliche Wi-Fi-spezifische Analyzer. In der Tat ist es wirklich noch der einzige Wi-Fi-spezifische Analyzer. Was es NETSCOUT ermöglicht, diese Behauptung zu machen, ist die Tatsache, dass AirMagnet WiFi Analyzer PRO mehrere Wi-Fi-spezifische Besonderheiten hat. Und es ist kein Zufall, dass manche dieser Wi-Fi-spezifischen Funktionen dazu verwendet werden können, zu ermitteln, ob nicht verbundene Geräte Wi-Fi-Probleme verursachen, weil sie zu gesprächig sind.

Die Ermittlung der Auswirkungen auf die Leistung der Wi-Fi-Geräte beginnt an der Stelle, wo AirMagnet WiFi Analyzer PRO einige der nützlichsten Wi-Fi-Funktionen beherbergt: auf dem Infrastruktur-Bildschirm. Auf den Infrastruktur-Bildschirm – wie auf alle Bildschirme in AirMagnet WiFi Analyzer PRO – kann durch Klicken auf eine Schaltfläche in der unteren linken Ecke des AirMagnet WiFi Analyzer PRO zugegriffen werden:






Vom Infrastruktur-Bildschirm kann auf eine der Signatur-Wi-Fi-Funktionen des AirMagnet WiFi Analyzer zugegriffen werden, indem Sie einfach auf ein AP oder Gerät klicken. Jedes Mal, wenn ein AP oder ein Gerät ausgewählt wird, beginnt AirMagnet WiFi Analyzer PRO sofort mit dem Erfassen auf dem genauen Kanal, der von dem ausgewählten AP oder Gerät belegt wird.

Die Fähigkeit des AirMagnet WiFi Analyzer, automatisch auf dem Kanal des ausgewählten Geräts zu erfassen, bedeutet eine enorme Zeitersparnis im Vergleich zu Situationen, wo Erfassungs-Kanäle manuell ausgewählt werden müssen.

Hier ist ein Beispiel der Verwendung des Infrastruktur-Bildschirms von AirMagnet WiFi Analyzer zum Messen der „Geschwätzigkeit“ von Wi-Fi-Geräten:
Zunächst muss das Gerät identifiziert werden. Damit AirMagnet WiFi Analyzer PRO eine Liste aller Geräte anzeigen kann, muss „STA-Liste“ von einem Dropbox in der linken oberen Ecke des Infrastruktur-Bildschirms von AirMagnet WiFi Analyzer PRO ausgewählt werden.





Senderlisten können im dreistelligen Bereich liegen, seien Sie daher bereit, etwas Zeit mit der Suche nach einem Gerät nach MAC-Adresse, IP-Adresse oder Hostname zu verbringen. Die Fähigkeit des AirMagnet WiFi Analyzer PRO, eine Analyse aller Wi-Fi-Aktivitäten durchzuführen, ist in vieler Hinsicht großartig, aber wenn es darum geht, nach einer einzigen MAC-Adresse zu suchen, dann kommt manuelle Arbeit ins Spiel.




Senderlisten können im dreistelligen Bereich liegen, seien Sie daher bereit, etwas Zeit mit der Suche nach einem Gerät nach MAC-Adresse, IP-Adresse oder Hostname zu verbringen. Die Fähigkeit des AirMagnet WiFi Analyzer PRO, eine Analyse aller Wi-Fi-Aktivitäten durchzuführen, ist in vieler Hinsicht großartig, aber wenn es darum geht, nach einer einzigen MAC-Adresse zu suchen, dann kommt manuelle Arbeit ins Spiel.

Sender werden in alphabetischer Reihenfolge aufgelistet, was eine Suche erleichtern kann. Seien Sie aber vorsichtig, denn der AirMagnet WiFi Analyzer PRO ist intelligent genug, um Anbieter-OUIs (die ersten sechs Ziffern der MAC-Adressen), zu erkennen, das heißt, die MAC-Adresse eines Geräts muss u. U. über den Namen des Geräteherstellers oder Wi-Fi-Radio-Chipsatz-Herstellers identifiziert werden.

Nachdem ein unverbundenes Wi-Fi-Gerät in der Liste der Sender gefunden wird, ist der nächste Schritt eines AirMagnet WiFi Analyzer PRO, Wi-Fi-spezifische Funktionen zu verwenden, um die „Geschwätzigkeit“ des Geräts zu messen: mit dem Statistik-Fenster. Wenn ein Gerät oder AP auf dem Infrastruktur-Bildschirm des AirMagnet WiFi Analyzer PRO aktiviert wird, spiegeln alle Informationen im Fenster „Statistik“ (in der rechten unteren Ecke des Bildschirms) nur die Aktivität dieses Geräts oder APs wider. Es ist eine erstaunliche Eigenschaft, besonders wenn Networking-Profis Dutzende von Wi-Fi-Geräten auf der Suche nach den gesprächigsten durchlaufen müssen.

Mit AirMagnet WiFi Analyzer PRO gibt es keine Notwendigkeit, sich unzählige erfasste Frames anzusehen oder auf Analysesoftware zu warten, komplexe Anzeigefilter auszuführen. Statt dessen werden, sobald ein Gerät angeklickt wird, Statistiken über die Probe Request-Aktivität einfach in der rechten unteren Ecke des Infrastruktur-Bildschirms angezeigt.





Es gibt eine weitere bemerkenswerte Sache über die Analyse der Probe Request-Aktivität der unverbundenen Wi-Fi-Geräte. Wi-Fi-Netzwerk-Analysatoren — einschließlich AirMagnet WiFi Analyzer PRO – erfassen jeweils auf einem Kanal zu einem Zeitpunkt, aber Geräte senden Probe Request-Frames auf mehreren Kanälen.




Die 146 Probe Request-Frames in der obigen Abbildung wurden von einem einzigen Smartphone im Laufe von mehreren Minuten auf einem Kanal übertragen. Das Smartphone hat fast zweifellos Probe Request-Frames auch auf anderen Kanälen gesendet. Und wenn andere Geräte auf dem Infrastruktur-Bildschirm des AirMagnet WiFi Analyzer PRO ausgewählt wurden, hätten ähnliche Zahlen von Probe Request-Frames gesehen werden können.

Wenn Sie eine Wi-Fi-Umgebung auf einen Probe Request-Engpass analysieren, ist es normalerweise am Besten, nach steigenden Zahlen zu suchen. Wenn die Zahlen der Probe Requests eines Geräts ständig steigen, ist dieses Gerät ein möglicher Faktor für ein Problem. Wenn zahlreiche Geräte steigende Zahlen von Probe Requests zeigen, dann kann eine Lösung auf einer höheren Ebene erforderlich sein.

Ein verbundenes Wi-Fi-Gerät ist tendenziell weniger gesprächig, zumindest, wenn es um Probe Request-Frames geht. Die Aufforderung der Anwender, eine Verbindung zu einem Gast-Wi-Fi-Netzwerk aufzubauen (und die Verbindungen einfach und schnell zu halten, um die Annahme zu unterstützen), mildert bekanntlich das Problem.

Ein wichtiger Punkt bei der Analyse von gesprächigen Geräten ist, dass es immer unmöglich sein wird, jeden einzelnen Probe Request zu erfassen. Es ist unmöglich, genau vorherzusagen, auf welchem Kanal Probe Requests gesendet werden. Wenn Probe Request-Frames auf einem anderen Kanal gesendet werden, als auf dem, den AirMagnet erfasst, werden Probe Request-Frames ausgelassen.

Die Analyse der „Geschwätzigkeit“ nicht verbundener Geräte ist keine exakte Wissenschaft. Verschiedene Geräte senden Probe Request-Frames unterschiedlicher Länge mit unterschiedlicher Regelmäßigkeit und in unterschiedlichen Kanal-Mustern. So schwierig, wie es diese Dinge machen können, AirMagnet WiFi Analyzer PRO ermöglicht es Wi-Fi-Profis dennoch, sich ein angemessenes Bild des Problems zu machen, das nicht verbundene Geräte darstellen, die geschwätzig werden mit Probe Request-Frames.

 
 
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