Проблемы при работе через маршрутизатор

    Низкая скорость при работе через маршрутизатор

    Для получения доступа в интернет клиенты нашей сети запускают VPN-соединение на компьютере или настраивают маршрутизатор для выполнения соединения с такими-же параметрами (протокол передачи данных - PPTP, тип аутентификации - CHAP, MPPE не используется). Эта ситуация исторически сложилась (причём у многих провайдеров) ещё со времён, когда безлимитная тарификация практически не применялась и для учёта и монетизации трафика абонента (и отделения его от локального трафика) использовался туннель VPN (L2TP, PPPoE, PPTP и т. д.). Кроме того, протокол туннелирования PPTP был поддержан корпорацией Microsoft (начиная с Windows 95 OSR2 все ОС Microsoft Windows включают в свой состав встроенный PPTP-клиент). Но так как PPTP - туннельный протокол с шифрованием трафика, на его кодирование/декодирование требуются ресурсы процессора и памяти устройства. При соединении с компьютера чаще всего используется мощный процессор и достаточное количество памяти. А в случае работы через маршрутизатор возможны комплексные варианты причин:
  • процессор (или SoC) устройства недостаточно производительный (бюджетный или устарел);
  • в устройстве для снижения стоимости установлена флеш-память малого объёма (аналог диска на компьютере, используется для хранения прошивки), вследствие этого на устройстве реализован усечённый программный функционал;
  • из-за малого количества памяти в маршрутизаторе он не может обработать все поступающие запросы на соединения (каждое установленное соединение использует около 1,5 Кбайт памяти, каждое незаконченное соединение поглощает около 64 Кбайт памяти).
    ! Рекомендация - использовать более современный маршрутизатор. Иногда немного помогает отключение модуля беспроводной связи для снижения нагрузки на аппаратуру устройства.

    Низкая скорость при работе с клиентами пиринговых сетей (торренты, хабы DC)

    Пиринговые сети устроены так, что весь файл целиком может не присутствовать в сети, а его фрагменты находиться на разных узлах (т. н. пирах, англ. peer). При загрузке torrent-файла он
содержит начальную информацию об известных трекеру пирах с фрагментами файла. При начале загрузки программа-клиент открывает много соединений для связи с пирами, затем, по мере работы, информация о пирах может обновляться без участия трекера. Чем больше соединений откроет клиент при закачке файла - тем больше сессий вынужден будет отбработать маршрутизатор. Причём большинство клиентов пиринговых сетей используют протокол UDP (без подтверждения соединения) с размером пакетов до 150 байт. Размер пакетов протокола TCP - до 1500 байт (при условии использования технологий Ethernet). Таким образом, при работе торрент-клиента по протоколу UDP устройство обрабатывает приблизительно в 10 раз больше информации по сравнению с TCP (при сохранении скорости закачки). Общее количество открытых сессий может достигать предельных значений маршрутизатора (зависит от конкретной модели, типа и частоты процессора, количества установленной памяти, отлаженности прошивки и т. д.). При закачке торрентом, используя маршрутизатор DIR-100 фирмы D-Link (или аналогичного по ценовому диапазону/аппаратной начинке), он может зависнуть из-за перегрева микросхем или перезагрузиться (особенно летом, на солнечной стороне, при отсутствии естественной циркуляции в пластиковом корпусе с маленькими отверстиями).

    ! Рекомендация - использовать более современный маршрутизатор, уменьшить количество обрабатываемых пиров и максимальную скорость закачки/отдачи, уменьшить время жизни UDP-сессии до 15 секунд, настроить торрент-клиент, чтобы он не использовал протокол UDP.

    Низкая скорость при работе по беспроводной связи

    Wi-Fi - это стандарт связи при помощи радиоволн. Поэтому этой связи присущи все недостатки родиообмена: зависимость от помех, преград, мощностейпередачи, чуствительности приёмников и т. д. Помехи могут создаваться радиотелефонами, микроволновыми печами, беспроводными видеокамерами и др. электроприборами, если в непосредственной близости есть другие беспроводные сети, то они тоже будут ухудшать соотношение "полезный сигнал/шум" в сторону увеличения шума. Чем лучше соотношение "полезный сигнал/шум" - тем легче беспроводному клиенту выделить информацию из сигнала, тем, соответственно, будет быстрее идти обмен информации. Некоторые думают - "у меня всего одна тонкая стена, вайфай пробьёт". Но условия взаимного расположения беспроводного маршрутизатора и клиентского оборудования могут быть совершенно различны. Например - маршрутизатор отделён от клиентского оборудования стеной, причём относительно стены они разнесены на значительное расстояние (как на приведённом ниже рисунке). Если стена выполнена из радиопоглощающего материала - затухание сигнала будет значительным.
Рис. 1. Схема прохождения преграды электромагнитной волной.

    Электромагнитной волне необходимо преодолеть намного большее расстояние, чем при фронтальном прохождении стены. Ещё один тип ухудшения характеристик беспроводной связи - многократное переотражение излучения от стен, перегородок, зеркал и т. д.:

Рис. 2. Схема множественного отражения электромагнитной волны.

    Излучаемые дипольной антенной электромагнитные волны имеют сферическую форму. При разном отражении от стен проходимое волнами расстояние различно, и при достижении приёмника (на рисунка - AP) эти волны могут быть в противофазе, что приведёт к взаимоподавлению сигнала, опять-же ухудшающее соотношение "полезный сигнал/шум".
    Дальность связи и скорость взаимосвязаны. Если приёмник находится рядом, то мощности излучаемого беспроводным модулем маршрутизатора сигнала достаточно для скоростной модуляции сигнала (QAM-64, QAM-16). При удалении от маршрутизатора (или появление помех и/или преград) беспроводные устройства договариваются о менее скоростных модуляциях сигнала (QPSK, BPSK) для снижения скорости приёма/передачи и повышения её надёжности (изменения соотношения "полезный сигнал/шум"). В зависимости от удаленности клиента беспроводной сети будет изменяться «теоретическая» и, как следствие, «реальная» скорость передачи данных по Wi-Fi (см. рис. 3).
Рис. 3. Теоретическая скорость передачи данных по беспроводной сети в зависимости от расстояния.

    Из приведённого рисунка видно, что при удалении от источника сигнала теоретическая пропускная способность (и как результат - скорость передачи) сильно изменяются. На следующем рисунке приведены суммарные данные о зависимости параметров сигнала от радиоусловий.
Рис. 4. Зависимость параметров сигнала от условий в радиоканале.

    Настоятельно рекомендуем ознакомиться с содержимым статьи http://www.pcweek.ua/themes/detail.php?ID=133585. В ней очень хорошо расписаны проблемы при работе по Wi-Fi и их причины. Также очень полезно знать информацию из заметок http://www.mmouse.ru/2011/09/08/fizika-rasprostraneniya-wi-fi-signala и http://itime.me/?p=383.

    ! Рекомендация - поменять используемый канал беспроводной связи, убрать помехи и преграды между устройством и клиентским оборудованием, поднять мощность устройства, повысить коэффициент усиления антенны, использовать клиентское оборудование с более чуствительным (на приём) и мощным (на передачу) беспроводным контроллером. Иногда немного помогает выключение шифрования в параметрах беспроводной связи.

    Некоторые сайты не открываются или открываться дольше, чем должно быть

    В семействе протоколов TCP/IP используется такое понятие, как MTU (статья в Википедии). Упрощенно - это максимальный размер передаваемого пакета без его фрагментации. При использовании VPN-туннелей (PPPoE, PPTP, L2TP) при несовпадении MTU на маршрутизаторе и клиентском оборудовании некоторые страницы могут не открываться или открываться медленно. Ссылки на информацию об этой проблеме и варианты её решения - http://support.ardinvest.com/cpm/276, http://www.cisco.com/en/US/tech/tk827/tk369/technologies_white_paper09186a00800d6979.shtml, http://forum.ixbt.com/topic.cgi?id=14:49725.

    ! Рекомендация - поменять размер параметра MTU (рекомендуемое значение - 1400, оно определено приблизительно как равнодействующая разных комбинаций используемых ОС, маршрутизаторов, MTU и т. д., точно подбирается опытным путём).
ą
01.png
(56k)
Павел Гладилов,
27 сент. 2011 г., 02:13
ą
02.png
(44k)
Павел Гладилов,
27 сент. 2011 г., 02:13
ą
03.png
(96k)
Павел Гладилов,
27 сент. 2011 г., 05:03
ą
04.png
(462k)
Павел Гладилов,
27 сент. 2011 г., 05:16
Comments