Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 1

Сети для самых матёрых. часть пятнадцатая. qos

Пользуйтесь только актуальными драйверами

Для того чтобы настроить роутер Zyxel на нормальную скорость соединения, вам следует использовать только актуальные драйвера беспроводного адаптера. Нередко случаются такие ситуации, когда после установки более свежей версии драйвера от производителя достигалось значительное повышение скорости соединения.

Таким образом, мы рассмотрели только наиболее доступные и эффективные способы того, как можно настроить устройства Zyxel на обеспечение более высокой скорости соединения, а также более стабильной работы сети Wi-Fi. Но при этом не стоит забывать о том, что существует еще большое количество других факторов, которые также влияют на работу беспроводных сетей Wi-Fi:

  • Другие Wi-Fi устройства, находящихся на небольшом расстоянии.
  • Bluetooth-устройства, которые функционируют где-то в зоне покрытия вашей Wi-Fi сети.
  • Слишком большие расстояния между использующимися Wi-Fi устройствами.
  • Всевозможные препятствия, такие как мебель, стены и потолки, которые постоянно поглощают излучаемый радиосигнал.
  • Разнообразная бытовая техника, работающая непосредственно в зоне покрытия вашей сети.
  • Устройства, которые работают через стандарт USB 3.0.

Последний пункт может удивить многих пользователей, но это действительно так, устройства с интерфейсом USB 3.0 создают определенные помехи для сети Wi-Fi в диапазоне 2.4 ГГц.

Если вы в итоге настроите все правильно, можете смело рассчитывать на то, что у вас гарантированно поднимется общая скорость работы интернета. Многие пользователи даже не знают об этих возможностях, используя настройки по умолчанию, хотя на самом деле потенциал их подключения позволяет обеспечить гораздо более высокую скорость.

Современные WI-Fi роутеры представляют собой многофункциональные устройства, которые кроме базового функционала, отвечающего за выполнение основных задач, оснащены к тому же различными опциями, повышающими эффективность работы в сети и адаптированными под требования пользователя. Шагая в ногу со временем, производители беспроводного сетевого оборудования стараются соответствовать актуальным стандартам, применяя, в том числе новейшие технологии для увеличения скоростных характеристик работы программ мультимедиа. С этой целью в функционале многих маршрутизаторов используется режим WMM («WI-Fi Multimedia»). Для чего предусмотрена эта опция, как её включить и какие возможности она предлагает, мы и рассмотрим.

Использование режима WMM.

Механизмы Leaky Bucket и Token Bucket

Алгоритм Token Bucket

  1. Собственно ограничение скорости путём отбрасывания лишних пакетов на основе очень простого условия. Выполняется на чипах коммутации.
  2. Создание этого простого условия, которым занимается более сложный (более специализированный) чип, ведущий счёт времени.

Single Rate — Two Color Marking

CIR — Committed Information RateCBS — Committed Burst SizeBcTcCSingle Rate — Two ColorSingle RateTwo Color

  1. Если количество доступных монет (бит) в ведре C больше, чем количество бит, которые нужно пропустить в данный момент, пакет красится в зелёный цвет — низкая вероятность отбрасывания в дальнейшем. Монеты изымаются из ведра.
  2. Иначе, пакет красится в красный — высокая вероятность дропа (либо, чаще, сиюминутное отбрасывание). Монеты при этом из ведра С не изымаются.

Single Rate — Three Color Marking

sr-TCMSingle Rate — Three Color MarkingECEEBS — Excess Burst SizeTeEB

  1. Если монет в ведре C хватает, пакет красится в зелёный и пропускается. Из ведра C вынимается B монет (Остаётся: Tc — B).
  2. Если монет в ведре C не хватает, проверяется ведро E. Если в нём монет хватает, пакет красится в жёлтый (средняя вероятность дропа), из ведра E вынимается B монет.
  3. Если и в ведре E не хватает монет, то пакет красится в красный, монеты не вынимаются ниоткуда.

не суммируютсяCECECERFC 2697

Two Rate — Three Color Marking

Tr-TCMPCIRCBSCPIREBSPCPB

  1. Если монет в ведре P не хватает — пакет помечается красным. Монеты не выниваются. Иначе:
  2. Если монет в ведре C не хватает — пакет помечается жёлтым, и из ведра P вынимаются B монет. Иначе:
  3. Пакет помечается зелёным и из обоих вёдер вынимаются B монет.

CPCPPCRFC 2698

Треллис-кодирование

Рассмотрим принципы треллис-кодирования на основе простейшего кодера, состоящего
из двух запоминающих ячеек и элементов XOR (рис. 15). Пусть
на вход такого кодера поступает со скоростью k бит/с последовательность бит
0101110010. Если на выходе кодера установить считывающую ячейку, работающую
с вдвое большей частотой, чем скорость поступления бит на вход кодера, то скорость
выходного потока будет в два раза выше скорости входного потока. При этом считывающая
ячейка за первую половину такта работы кодера считывает данные сначала с логического
элемента XOR 2, а вторую половину такта — с логического элемента XOR 3. В результате
каждому входному биту ставится в соответствие два выходных бита, то есть дибит,
первый бит которого формируется элементом XOR 2, а второй — элементом XOR 3.
По временной диаграмме состояния кодера нетрудно проследить, что при входной
последовательности бит 0101110010 выходная последовательность будет 00 11 10
00 01 10 01 11 11 10.

Отметим одну важную особенность принципа формирования дибитов. Значение каждого
формируемого дибита зависит не только от входящего информационного бита, но
и от двух предыдущих бит, значения которых хранятся в двух запоминающих ячейках.
Действительно, если принято, что Ai — входящий бит, то значение элемента
XOR 2 определится выражением , а значение
элемента XOR 3 — выражением . Таким образом,
дибит формируется из пары битов, значение первого из которых равно ,
а второго — . Следовательно, значение дибита
зависит от трех состояний: значения входного бита, значения первой запоминающей
ячейки и значения второй запоминающей ячейки. Такие кодеры получили название
сверточных кодеров на три состояния (K = 3) с выходной скоростью ½.

Работу кодера удобно
рассматривать на основе не временных
диаграмм, а так называемой диаграммы
состояния. Состояние кодера будем
указывать с помощью двух значений —
значения первой и второй запоминающих
ячеек. К примеру, если первая ячейка хранит
значение 1 (Q1=1),
а вторая — 0 (Q2=0),
то состояние кодера описывается значением
10. Всего возможно четыре различных
состояния кодера: 00, 01, 10 и 11.

Пусть в некоторый момент времени состояние кодера равно 00. Нас интересует,
каким станет состояние кодера в следующий момент времени и какой дибит будет
при этом сформирован. Возможны два исхода в зависимости от того, какой бит поступит
на вход кодера. Если на вход кодера поступит 0, то следующее состояние кодера
также будет 00, если же поступит 1, то следующее состояние (то есть после сдвига)
будет 10. Значение формируемых при этом дибитов рассчитывается по формулам
и . Если на вход кодера поступает 0, то
будет сформирован дибит 00 (), если же
на вход поступает 1, то формируется дибит 11 ().
Приведенные рассуждения удобно представить наглядно с помощью диаграммы состояний
(рис. 16), где в кружках обозначаются состояния кодера,
а входящий бит и формируемый дибит пишутся через косую черту. Например, если
входящий бит 1, а формируемый дибит 11, то записываем: 1/11.

Продолжая аналогичные
рассуждения для всех остальных возможных
состояний кодера, легко построить полную
диаграмму состояний, на основе которой
легко вычисляется значение формируемого
кодером дибита.

Используя диаграмму состояний кодера, несложно построить временную диаграмму
переходов для уже рассмотренной нами входной последовательности бит 0101110010.
Для этого строится таблица, в столбцах которой отмечаются возможные состояния
кодера, а в строках — моменты времени. Возможные переходы между различными состояниями
кодера отображаются стрелками (на основе полной диаграммы состояний кодера —
рис. 17), над которыми обозначаются входной бит, соответствующий
данному переходу, и соответствующий дибит. Например, для двух первых моментов
времени диаграмма состояния кодера выглядит так, как показано на рис.
18. Красной стрелкой отображен переход, соответствующий рассматриваемой
последовательности бит.

Продолжая отображать возможные и реальные переходы между различными состояниями
кодера, соответствующие различным моментам времени (рис. 19,
, ), получим полную временную
диаграмму состояний кодера (рис. 22).

Основным достоинством изложенного выше
метода треллис-кодирования является его
помехоустойчивость. Как будет показано в
дальнейшем, благодаря избыточности
кодирования (вспомним, что каждому
информационному биту ставится в
соответствие дибит, то есть избыточность
кода равна 2) даже в случае возникновения
ошибок приема (к примеру, вместо дибита 11
ошибочно принят дибит 10) исходная
последовательность бит может быть
безошибочно восстановлена.

Для восстановления исходной
последовательности бит на стороне
приемника используется декодер Витерби.

Избыточные коды

Такая дополнительная обработка
заключается в логическом блочном
кодировании, когда одна группа бит по
определенному алгоритму заменяется другой
группой. Наиболее распространенными типами
подобного кодирования являются избыточные
коды 4B/5B, 8B/6T и 8B/10T.

В этих кодах исходные группы бит заменяются на новые, но более длинные группы.
В коде 4B/5B группе из четырех бит ставится в соответствие группа из пяти бит.
Возникает вопрос — для чего нужны все эти усложнения? Дело в том, что такое
кодирование является избыточным. К примеру, в коде 4B/5B в исходной последовательности
из четырех бит существует 16 различных битовых комбинаций нулей и единиц, а
в группе из пяти бит таких комбинаций уже 32. Поэтому в результирующем коде
можно выбрать 16 таких комбинаций, которые не содержат большого количества нулей
(напомним, что в исходных кодах NRZI и MLT-3 длинные последовательности нулей
приводят к потере синхронизации). При этом остальные не используемые комбинации
можно считать запрещенными последовательностями. Таким образом, кроме улучшения
самосинхронизирующих свойств исходного кода избыточное кодирование позволяет
приемнику распознавать ошибки, так как появление запрещенной последовательности
бит свидетельствует о возникновении ошибки. Соответствие исходных и результирующих
кодов приведено в табл. 1.

Из таблицы видно, что после
использования избыточного кода 4B/5B в
результирующих последовательностях не
встречается более двух нулей подряд, что
гарантирует самосинхронизацию битовой
последовательности.

В коде 8B/6T последовательность восьми бит исходной информации заменяется последовательностью
из шести сигналов, каждый из которых может принимать три состояния. В восьмибитной
последовательности имеется 256 различных состояний, а в последовательности шести
трехуровневых сигналов таких состояний уже 729 (36=729), поэтому
473 состояния считаются запрещенными.

В коде 8B/10T каждая
восьмибитная последовательность
заменяется на десятибитную. При этом в
исходной последовательности содержится 256
различных комбинаций нулей и единиц, а в
результирующей 1024. Таким образом, 768
комбинаций являются запрещенными.

Все рассмотренные
избыточные коды находят применение в сетях Ethernet.
Так, код 4B/5B используется в стандарте 100Base-TX,
а код 8B/6T — в стандарте 100Base-4T,
который в настоящее время практически уже
не используется. Код 8B/10T используется в
стандарте 1000Base-Х (когда в качестве среды
передачи данных используется оптоволокно).

Кроме использования
избыточного кодирования широкое
применение находит и другой способ
улучшения исходных свойств кодов — это так
называемое скрэмблирование.

DiffServ

DiffServ сложный.

  • Никакой сигнализации (Адьёс, RSVP!).
  • Основан на агрегированной классификации трафика, вместо акцента на потоках, клиентах итд.
  • Имеет ограниченный и детерминированный набор действий по обработке трафика данных классов.

RFC 2474Definition of the Differentiated Services Field (DS Field) in the IPv4 and IPv6 HeadersRFC 2475An Architecture for Differentiated Services

3. Механизмы DiffServ

не будетPHB — Per-Hop BehaviorBehaviorмогутПонятия Behavior и PHB я буду использовать в статье как синонимы.Class of ServiceClassificationMeteringColoringPolicingQueuingDropperShaperSchedulerSchedulingSerializationMarkingDiffServ-DomainRemark/RewriteФайл начальной конфигурации

4. Классификация и маркировка

  1. Behavior Aggregate (BA)
    Просто довериться имеющейся маркировке пакета в его заголовке. Например, полю IP DSCP.
    Называется он так, потому что под одной меткой в поле DSCP агрегированы различные категории трафика, которые ожидают одинакового по отношению к себе поведения. Например, все SIP-сессии будут агрегированы в один класс.
    Количество возможных классов сервиса, а значит и моделей поведения, ограничено. Соответственно нельзя каждой категории (или тем более потоку) выделить отдельный класс — приходится агрегировать.
  2. Interface-based
    Всё, что приходит на конкретный интерфейс, помещать в один класс трафика. Например, мы точно знаем, что в этот порт подключен сервер БД и больше ничего. А в другой рабочая станция сотрудника.
  3. MultiField (MF)
    Проанализировать поля заголовков пакета — IP-адреса, порты, MAC-адреса. Вообще говоря, произвольные поля.
    Например, весь трафик, который идёт в подсеть 10.127.721.0/24 по порту 5000, нужно маркировать как трафик, условно, требующий 5-й класс сервиса.

Программные методы усиления сигнала роутера

Как усилить сигнал вай фай за счет программного софта? Есть несколько успешных вариантов:1. Перепрошивка вашего Wifi роутера. Большинство маршрутизаторов перепрошивается по одной схеме с помощью официального сайта производителя. Алгоритм действий состоит из нескольких последовательных этапов:

  1. выяснение модели устройства;
  2. посещение официального сайта производителя;
  3. ввод точного названия модели в электронной форме поиска;
  4. выбор нужного варианта из списка;
  5. переход в раздел загрузок ПО;
  6. выбор нужной версии;
  7. скачивание и установка дистрибутива прошивки.

2. Настройка вай фай приемника системы. Чтобы настроить мощность приемника wi-fi в системе windows, нужно изменить режим энергопотребления на ноутбуке. По умолчанию на устройстве выставлен режим сбережения энергии. Для усиления сигнала нужно перейти в режим высокой производительности.

3. Переход на работу роутера в 5 ГГц диапазоне. На канале в диапазоне 2,4 ГГц. работает огромное количество устройств не только в границах одной квартиры, но и всего дома. Все они создают помехи друг другу и уменьшают силу сигнала wi-fi. Но многие современные роутеры уже поддерживают новую частоту в 5 ГГц. Этот канал относительно свободен, а значит можно рассчитывать на хорошую мощность сигнала без помех.

4. Поиск свободных каналов для работы в них. С помощью программного обеспечения для Windows пользователи определяют перегруженные и относительно свободные каналы. Для перехода на свободный канал нужно сделать небольшие изменения в настройках маршрутизатора.

5. Использование стандарта 802.11n. Это новый стандарт связи, поддерживающий высокую скорость передачи информации. Если роутер поддерживает работу нескольких антенн, этот стандарт обеспечивает еще и большой радиус покрытия.

6. Усиление сигнала в настройках самого роутера. За этот параметр в настройках самого маршрутизатора отвечает пункт transmit power, который выбирается из выпадающего списка. Максимальный показатель этого параметра — 100 процентов.

Программные средства (программы) для усиления Wifi сигнала

Существует несколько бесплатных программ, помогающим разобраться в том, как усилить сигнал wifi в квартире:

  • Insider. Программа работает в Windows и помогает пользователям найти каналы с наименьшей загрузкой. Программа сканирует сеть, а после проверки выдает данные о загруженных и свободных каналах. Для перехода на свободный канал владельцу сети нужно выбрать его в настройках роутера.
  • Wi-fi-Booster. Приложение устанавливается на мобильное устройство и усиливает сигнал примерно на 30 процентов. Программа запускается в несколько кликов, в меню пользователю доступны визуальные графики изменения мощности сигнала.
  • NetSpot. Бесплатная программа, работающая на платформе Windows. Приложение эффективно исследует, управляет и визуализирует покрытие сети. От пользователя потребуется только выбор сети и запуск аналитической работы приложения. Со своими задачами NetSpot справится самостоятельно.

Апгрейд как способ усиления сигнала вай фай

Продвинутые пользователи могут попробовать найти ответ на вопрос, как усилить роутер wifi, после выполнения апгрейда маршрутизаторов несколькими способами:

Покупка WiFi репитера или ретранслятора. Ретранслятор — электрический прибор, поддерживающий раздачу роутера. Он усиливает сигнал сети за счет собственных антенн и расширяет зону покрытия. Есть три варианта настроек репитера, но менее опытным пользователям лучше воспользоваться автоматическим режимом.

Покупка нового роутера или вай фай приемника. Заменить устройство на новое стоит в том случае, когда апгрейд и изменение настроек не помогли или пользователь не хочет тратить на это свое время. Новый маршрутизатор по техническим характеристикам должен быть мощнее и совершеннее прежнего.

Покупка и замена антенн wi-fi роутера. Перед заменой этих элементов устройства потребуется выяснить их коэффициент в dbi, а затем приобрести аналог с более мощным показателем по данному параметру

Также нужно обращать внимание на разъемы антенн на корпусе роутера.

Как увеличить или уменьшить

Если у вас небольшая квартира, то лучше сигнал уменьшить, чтобы не мешать соседям и самому себе. То есть если даже в самой дальней комнате сигнал спокойно доходит до устройства. Также его можно увеличить, если вы живете в большом доме. Для начала вам нужно уже быть подключенным к сети маршрутизатора. Далее нужно с подключенного устройства зайти и вписать адрес роутера в адресную строку браузера. Стандартный адрес находится на этикетке под аппаратом.

После этого вам нужно будет ввести логин и пароль от администраторской панели. Далее инструкции будут отличаться в зависимости от модели и фирмы интернета-центра.

Код МLТ-3

Код МLТ-3 (Multi Level Transmission-3) реализуется
аналогично коду NRZI. Изменение уровня
линейного сигнала происходит только в том
случае, если на вход кодера поступает
единица, однако в отличие от кода NRZI
алгоритм формирования выбран таким образом,
чтобы два соседних изменения всегда имели
противоположные направления. Недостаток
кода MLT-3 такой же, как и у кода NRZI,
— отсутствие должной синхронизации при
появлении длинных последовательностей
логических нулей.

Как уже отмечалось, различные коды отличаются друг от друга не только степенью
самосинхронизации, но и шириной спектра. Ширина спектра сигнала определяется
в первую очередь теми гармониками, которые дают основной энергетический вклад
в формирование сигнала. Основную гармонику легко рассчитать для каждого типа
кода. В коде NRZ или NRZI максимальная частота основной гармоники (рис.
6) соответствует периодической последовательности логических нулей и единиц,
то есть когда не встречается подряд нескольких нулей или единиц. В этом случае
период основной гармоники равен временному интервалу двух битов, то есть при
скорости передачи 100 Мбит/с частота основной гармоники должна быть 50 Гц.

В манчестерском коде максимальная частота основной гармоники соответствует
ситуации, когда на вход кодера поступает длинная последовательность нулей. В
этом случае период основной гармоники равен временному интервалу одного бита,
то есть при скорости передачи 100 Мбит/с максимальная частота основной гармоники
будет 100 Гц.

В коде MLT-3 максимальная частота основной гармоники (рис.
7) достигается при подаче на вход кодера длинных последовательностей логических
единиц. В этом случае период основной гармоники соответствует временному интервалу
четырех битов. Следовательно, при скорости передачи 100 Мбит/с максимальная
частота основной гармоники будет равна 25 МГц.

Как уже отмечалось, манчестерское кодирование используется в сетях Ethrnet
10 Мбит/с, что связано и с хорошими самосинхронизирующими свойствами кода, и
с допустимой максимальной частотой основной гармоники, которая при работе на
скорости 10 Мбит/с составит 10 МГц. Этого значения достаточно для кабеля не
только 5-й, но и 3-й категории, которая рассчитана на частоту 20 МГц.

В то же время использование
манчестерского кодирования для более
высокоскоростных сетей (100 Мбит/с, 1 Гбит/с)
является неприемлемым, так как кабели не
рассчитаны на работу при столь высоких
частотах. Поэтому используются другие коды
(NRZI и MLT-3),
но для улучшения самосинхронизирующих
свойств кода они подвергаются
дополнительной обработке.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации