关于无线网络传输速度的常识.doc

关于无线网络传输速度的常识 先介绍一些关于Wi-Fi的一般知识。 现在有三个基本Wi-Fi标准。802.11b标准最早，速度为11Mbps；802.11g最新，速度为54Mbps；还有一个容易混淆的802.11a，与b、g不兼容，速度也是54Mbps。802.11a是美国制定的标准，欧洲ITU将正式推出它的增强版802.11i。 但是，所有人都知道这些标称速度值是虚的。实际上，802.11b标准的速度就包括1Mbps、2Mbps、5Mbps和11Mbps几种，但这些并不是用户可以获得的实际数据传送量。究其原因，就要牵涉到以太网IEEE802族标准的核心，即协议。 这里我要多说几句，因为这些概念很容易混淆。有个概念要记清楚：协议并不计量bit数，它测量的是时间。由于存在延迟，传输的速度越快，损失的数据位也成倍增加。延迟为200微秒时，1Mbps速度的数据损失很小，而11Mbps时的损失就要高出10倍。 协议是必需的，因为以太网是一种共享的连接系统，没有协议它就根本不能工作。所以，需要有一种既严谨又简单的方法，能确保在任一时刻只有一个用户在使用网络连接。 这里有几层含意。首先，必须知道任意一个用户何时开始发送数据，还需要知道他们将要发送的数据量，以及何时发送完毕。其次，如果出现两方同时开始发送数据的情况，需要有一种方法确保一方退出竞争，空出网络让另一方发送。最后，还要有个固定的延迟时间，这样才可以传送各种消息，如谁在使用网络，谁应该避让以及等待多久。 图1显示了一个标准的TCP/IP数据包。所有从1KB至64KB的数据（一般均低于2KB，因为路由器会拆散大于2KB的数据包）都被封装起来，并带有两个头（header），一个TCP头和一个IP头，两个数据头用于数据包的描述。 当然，这些只是从TCP/IP处理程序得到的数据部分，还不包括任何以太网系统的东西。所以，当通信软件将这个数据包送给网卡时，还要在外面再加上许多东西，就像给它做一个802.11的“外框”（帧）。 最前面是30字节的MAC（介质访问控制）头，用以标识网卡，然后添加3个字节的LLC（逻辑链路控制）头和5字节的SNAP（子网访问协议）头。接着是上述TCP/IP数据包，最后以4字节的FCS（帧校验序列）结尾。 上述这些也只是PLCP子层业务数据单元，或叫PSDU。在传送前还要再加上：一个6字节的PLCP（物理层会聚协议）头，在PLCP头前还有PLCP“preamble”（前引导）头，最后完成的PLCP协议数据单元（PPDU）也包括两部分PLCP和MPDU（MAC层协议数据单元）（见图2）。 现在就可以传送数据了。在每一个1500字节（典型值）的数据包中，一般都有100字节以上的控制信息，但这还不够。因为这是以太网，一个正规的协议是必不可少的。 大体来讲，以太网的有效负载永远不能超过标称值的70%。例如对10M的以太网，速度最高是7M，对100M的以太网则永远不会超过70M。这种估计还只是对有线以太网，对无线以太网还有额外的问题。 情况是这样的：等待某个设定的时间间隔后才能开始发送，并且发送后要等待对方响应。如果有流控机制（一般都有），则还要有RTS和CTS信号的等待延迟。 这些大量的时间延迟都是以微秒来计算的。最糟的情况无疑来自于PLCP前引导和PLCP头，因为标准假定网络中存在老式的802.11b网卡，所以，前引导部分的传送速度要让最早的802.11b网卡也能听懂，因而速度只能是1Mbps。从图2中可以看到，在速度为1Mbps时几乎没有多少数据损失，这个速度是最初Wi-Fi卡的基本标准，但当速度为11Mbps时，数据只能占一半。 一般来说，单个用户在距接入点一英尺处，没有其它无线网络干扰的情况下，可以获得的绝对最大速度是任何一种无线以太网标准“标称速度”的一半。也就是说，如果标准声称是11Mbps，则绝对最高速度为5Mbps；如果标准是54Mbps，则实际速度在22Mbps至25Mbps之间。当远离接入点时，信号会越来越弱，速度也会下降。另外，当其它人加入到网络中时，带宽就被共享了。 如果有人在听互联网电台或下载视频文件，分给你的带宽会急剧下降；如果有十几个人都在用无线网，大家都在相互干扰，效率也会大幅度下降。如果你是坐在星巴克咖啡店里，通过移动热点和朋友聊天，则无线网速的下降不会显著影响你的使用。但如果要通过Wi-Fi进行文件备份，你最好有个心理准备，因为花费的时间可能比你预想的要多假如你是在办公室里做备份，同时还有40个同事也在做类似的工作，则用午餐时间来做备份更加明智些。 在实际使用中，永远不会达到绝对理想值。在两台机器间传递一个巨大的文件时，最好的速度也只有这个的一半，因为文