Buffalo AirStation WBR2-G54S – WiFi z dopalaczem

17 lutego 2005 0 przez Artur Wyrzykowski

Producenci sprzętu WiFi żonglują liczbami bez opamiętania – po sieciach o szybkości 108 Mb/s pojawiły się rozwiązania 125 Mb/s. Ich prawdziwą wydajność sprawdziliśmy na przykładzie nowego rutera Buffalo AirStation oraz karty bezprzewodowej PC Card tej samej firmy. Ponieważ podobne produkty testowaliśmy i opisywaliśmy przed kilkoma tygodniami, ten artykuł można potraktować jako kontynuację tematu – teraz skupimy się na nowych funkcjach urządzeń.

Produkty w skrócie

Nowy ruter firmy Buffalo jest oznaczony symbolem WBR2-G54S, a jego pełna nazwa to 125* High Speed Mode Wireless Cable/DSL Router. Gwiazdka przy liczbie 125 jakby sugeruje, że gdzieś coś napisano „drobnym druczkiem” ;-). Choć urządzenie ma zupełnie inne opakowanie od swojego poprzednika WBR2-G54, to samo nie ma żadnych nowych cech zewnętrznych. Ma więc jeden port WAN (Ethernet), cztery porty LAN (Fast Ethernet), wbudowaną wewnątrz antenę o zysku energetycznym zaledwie 1 dBi i wyprowadzone gniazdo do opcjonalnej anteny zewnętrznej.



Również większość funkcji rutera jest taka sama jak w starszym modelu. Jest to więc mechanizm automatycznej konfiguracji zabezpieczeń AOSS, system wykrywania włamań, Wireless Distribution System, zapora ogniowa, funkcja rejestrowania zdarzeń na serwerze syslog itd. Urządzenie jednak wprowadza dwie istotne zmiany: szyfrowanie transmisji z wykorzystaniem algorytmu AES oraz technologię Afterburner umożliwiającą szybszą transmisję danych. W związku z tym w programie konfiguracyjnym pojawiły się nowe ustawienia. W grupie ustawień podstawowych można włączyć nie tylko WEP (jak to było w ruterze WBR2-G54), ale także WPA oraz szyfrowanie AES, które stanowi część nowego standardu zabezpieczeń WPA2.



Oczywiście odpowiednie ustawienia znalazły się również w sekcji przeznaczonej dla zaawansowanych użytkowników.



Druga ważna zmiana to wykorzystanie układu Broadcom BCM4712 z tzw. Afterburnerem. Domyślnie „dopalacz” jest włączony, ale można z niego zrezygnować i wykorzystać Frame Bursting, który był już dostępny w modelu WBR2-G54. Można także wyłączyć wszelkie ulepszenia i wykorzystać łączność całkowicie zgodną z 802.11g. Testy pokażą, że czasem warto…



Mniej ważna rzecz, ale też cieszy – dopracowano pomoc kontekstową. Choć jest ona po angielsku, to przynajmniej jest czytelna. Producentowi zostało jeszcze parę rzeczy do poprawienia, ponieważ nadal interfejs konfiguracyjny jest nieładny. Szczególnie dotyczy to sekcji z ustawieniami podstawowymi, którą użytkownik widzi na samym początku i na jej podstawie zaczyna oceniać produkt. Nie ma także kreatora, który mógłby ułatwić konfigurację sprzętu niedoświadczonym osobom czy wymusić włączenie choćby podstawowych zabezpieczeń. Dlatego – mimo obecności systemu takiego jak AOSS, który umożliwia ustawienie optymalnego poziomu bezpieczeństwa – prawdopodobnie wiele sieci ze sprzętem Buffalo nadal pozostanie niezabezpieczonych. Poza tym w teście modelu WBR2-G54 nie zwróciliśmy uwagi na jeszcze jedną rzecz – ze względu na obłe kształty urządzenia oraz brak zestawu do montażu na ścianie, ruter może pracować tylko w pozycji stojącej. Tę wadę dziedziczy oczywiście także nowy model.

By w pełni wykorzystać możliwości nowego rutera Buffalo, potrzebna jest karta sieciowa obsługująca tryb 125 Mb/s i szyfrowanie AES. My otrzymaliśmy kartę PC Card o symbolu WLI-CB-G54S, która również bardzo przypomina WLI-CB-G54A i posługuje się identycznym oprogramowaniem. Dlatego też nie będziemy poświęcać jej zbyt wiele miejsca.




Przyspieszamy z Broadcomem

Sieci bezprzewodowe zostały stworzone dla wojska, ale odkąd trafiły do użytku osób prywatnych i firm, ich możliwości wciąż okazują się niezadowalające. Wszyscy użytkownicy życzyliby sobie na pewno, by były szybsze niż są – przynajmniej takie, jak Fast Ethernet. Producenci wychodzą im naprzeciw, opracowują nowe standardy łączności, ale to wymaga czasu. Tak więc pomiędzy kolejnymi standardami pojawiają się rozszerzenia, mające na celu udostępnienie choćby trochę szerszego pasma.

Standard 802.11g oferuje wyraźnie lepszą przepustowość niż 802.11b, ale nadal teoretycznie o połowę słabszą niż Fast Ethernet, a w rzeczywistości jest to tylko 20-25 Mb/s. Za słabą rzeczywistą wydajność odpowiadają nagłówki ramek sieciowych, które w sieciach 802.11 mogą być nawet większe niż dane użytkownika. Ale to jeszcze nie koniec zmartwień – poszczególne ramki sieciowe są wysyłane drogą radiową w pewnych odstępach czasu (te opóźnienia noszą nazwę Distributed Inter-Frame Spacing, czyli DIFS), by inne karty bezprzewodowe też miały szansę skomunikować się z punktem dostępowym. Opóźnienia te przyczyniają się do dalszego spadku wydajności.

Wiadomo co można ulepszyć, więc opracowano rozszerzenia (nie są to standardy przemysłowe), które poprawiają wydajność. Jedną z powszechnie stosowanych technik jest Frame Bursting – stosuje ją wielu producentów, stanowi część rozszerzeń WME (Wireless Multimedia Enhancements), zaś w przyszłości zostanie włączona do standardu 802.11e niezbędnego do płynnego przesyłania strumieni audio-wideo przez sieci bezprzewodowe. Technika Frame Bursting znalazła także zastosowanie m.in. w układach Broadcom (a więc i w testowanym ruterze Buffalo), zaś jej implementacja w wykonaniu tej firmy nosi nazwę Xpress. Rozwiązanie jest dość proste i polega na tym, że urządzenie może wysłać kilka ramek sieciowych niemal bez przerwy, bez udostępniania pasma innym urządzeniom. Zamiast opóźnień DIFS pojawiają się tylko krótkie Short Inter-Frame Spacing (SIFS), dzięki czemu w tym samym czasie można wysłać więcej danych – obrazują to poniższe dwa rysunki.


Źródło: Broadcom

bez Frame Burstingu

Źródło: Broadcom

z Frame Burstingem

Krótkie opóźnienia pomiędzy poszczególnymi ramkami sieciowymi mają ponoć zaowocować 27-procentowym wzrostem wydajności. Jednak z doświadczenia wiadomo, że sieci wykorzystujące Frame Bursting są tylko trochę szybsze od rozwiązań standardowych – dowód na to znajduje się w dalszej części artykułu. Oczywiście istnieje obawa, że np. jedna z kart sieciowych wykorzystująca Frame Bursting zacznie wysyłać do punktu dostępowego bardzo duży plik i zawładnie nim na bardzo długi czas. Zaprojektowano więc pewne ograniczenia, pozwalające na wysłanie najwyżej kilku ramek w jednym ciągu.

Tryb wysokiej wydajności, czyli Afterburner, jest kolejnym rozszerzeniem, które uaktywnia się w momentach największego obciążenia sieci – stąd też jego nazwa. W wykonaniu firmy Buffalo (ale też np. Belkin) jest on oferowany pod nazwą 125* High Speed Mode, w produktach Linksys jest to SpeedBooster. Jednym ze sposobów zwiększania wydajności jest łączenie danych, które normalnie byłyby przesłane w kilku ramkach sieciowych, a więc miałyby dołączone przerośnięte nagłówki – po ich połączeniu wystarczy jeden nagłówek. Afterburner prawdopodobnie wykorzystuje także kompresję danych, a na pewno posługuje się Frame Burstingiem. Wykorzystanie tych wszystkich mechanizmów ma zwiększyć wydajność o 35 proc. w stosunku do 802.11g.

Nie trzeba jednak być szczególnie uważnym obserwatorem by zauważyć, że coś tu nie gra… W trybie 125* High Speed Mode dane mogą być przesyłane z szybkością 13, 20, 27, 40, 54, 80, 110 lub 125 Mb/s. Jednak skoro standard 802.11g oferuje 54 Mb/s, to jego zwiększenie o 35 proc. daje niecałe 73 Mb/s. Dlaczego więc pojawia się wartość 125 Mb/s?

Aby to wyjaśnić, trzeba wspomnieć o innym rozszerzeniu, które ma znacząco zwiększać wydajność sieci bezprzewodowych – tzw. Super G firmy Atheros (stosowane m.in. w sprzęcie sieciowym D-Link). Posługuje się ono pewnymi technikami w celu oszczędzania pasma, ale także wykorzystuje jednocześnie dwa kanały, dzięki czemu teoretycznie może pracować za zdwojoną prędkością (czyli 108 Mb/s). Trudno oczekiwać, by firma Broadcom uznała swoje rozwiązanie za gorsze, a skoro miarą jakości jest wydajność, to należało ją podnieść ponad poziom 108 Mb/s – mamy więc rozwiązanie 125 Mb/s!

Testy wydajności

Do testu Afterburnera wykorzystaliśmy ewaluacyjną wersję programu IxChariot, który pozwala symulować rzeczywiste obciążenia sieci. My użyliśmy tylko trzech spośród wielu skryptów oferowanych przez program – Throughput.scr, Databases.scr oraz High_Performance_Throughput.scr. Pierwszy to typowy test przepustowości, przesyłający pliki o wielkości 100 KB (w naszym przypadku wartość ta została zwiększona do 200 KB). Drugi operuje na bardzo małych blokach danych (100 bajtów), natomiast trzeci – na plikach o wielkości 10 MB i z reguły pozwala na osiągnięcie maksymalnej możliwej przepustowości.

Test został wykonany w zamkniętym pomieszczeniu, w bardzo dobrych warunkach, ruter i karta sieciowa stały w odległości ok. 1 metra od siebie, co zapewniało idealną siłę sygnału. W tym teście wyłączyliśmy szyfrowanie, a ruter pracował w trybie zgodności z 802.11b (wyłączenie tej zgodności nie poprawiało wyników). Jednak na pewno nie są to warunki laboratoryjne i nietrudno o zakłócenia, więc niektóre pomiary dawały bardzo zaniżone wartości. Jedynym wyjściem było wykonanie po kilka pomiarów i wybranie najlepszego wyniku.



Jak widać na wykresach, Afterburner zapewnia przyrost wydajności, bo w sprzyjających warunkach sieć pozwoliła na przesyłanie danych z szybkością przekraczającą 34 Mb/s. Niektóre słabe sieci 802.11g osiągają wynik nieco ponad 20 Mb/s, więc zysk mógłby okazać się rzeczywiście bardzo duży. Jednak po wyłączeniu Afterburner oraz Frame Burstingu okazało się, że bez nich urządzenia Buffalo działają również bardzo dobrze, przepustowość w jednym kierunku przekracza nawet 27 Mb/s. Tak więc „dopalacz” daje maksymalny przyrost wydajności o niecałe 25 proc., w dwóch innych przypadkach przyrost wydajności wyniósł 20 proc., w jednym – około 15 proc. Okazało się również, że w przypadku bardzo małych plików mechanizm ten przyczynia się do spadku szybkości przesyłania danych.

Przydatność technologii firmy Broadcom potwierdziliśmy w testach na otwartej przestrzeni, na terenie niezabudowanym. Na poniższym wykresie nie znalazły się najlepsze wyniki osiągnięte w kilku seriach pomiarów, lecz średnia wartość z dwóch serii, dlatego ogólny wynik jest słabszy i ledwo sięga 30 Mb/s. Oczywiście, by wyniki wygenerowane za pomocą programy IxChariot doprowadzić do takiego stanu, konieczne są dodatkowe aproksymacje, dlatego być może w przyszłości będziemy używać innych narzędzi. Jednak i tak różnica pomiędzy siecią z włączonym „dopalaczem” i bez tej funkcji jest bardzo wyraźnie widoczna. Obawialiśmy się, że Afterburner źle wpłynie na szybkość transmisji na większe odległości, ponieważ wtedy istnieje większe prawdopodobieństwo uszkodzenia stosunkowo dużych ramek sieciowych. Jednak w obu przypadkach sieć była bez problemu dostępna w promieniu 160 metrów od punktu dostępowego, a uśrednione wyniki pomiarów wcale nie wskazują na to, by Afterburner miał problemy przy gorszej jakości sygnału. Natomiast ze względu na słabą antenę komunikacja w promieniu większym niż 160 metrów była praktycznie niemożliwa, połączenia co chwilę były zrywane, więc niemożliwe było uzyskanie powtarzalnego wyniku.



Wykonaliśmy także kilka pomiarów w trybie 802.11b – również w tym przypadku można wyeliminować część nagłówków za pomocą technik takich jak Frame Bursting. Zysk wydajności jest bardzo niewielki, wynosi najwyżej 7-8 procent, zaś ewentualna strata może sięgać nawet 15 procent (w przypadku testu Databases.scr).



Bezpiecznie i szybko

Usprawnieniem, jakie znalazło się w testowanych produktach Buffalo, jest także szyfrowanie z wykorzystaniem algorytmu AES. Niestety, musi być ono realizowane sprzętowo, więc nie ma szansy działać na wielu starszych urządzeniach, nawet po wymianie firmware’u. Sprzętowe wspomaganie szyfrowania ma też swoje plusy – odbywa się bez spadku wydajności, co widać na przykładzie testowanego sprzętu Buffalo.



W przypadku niezbyt wyrafinowanego szyfrowania WEP obserwuje się jedynie niewielki spadek wydajności podczas transmisji danych z rutera do komputera z kartą sieciową. Po wykorzystaniu WPA wydajność wyraźnie spada, nawet o 27 procent. Jednak po użyciu najbardziej zaawansowanego algorytmu AES, wspomaganego przez specjalne procesory szyfrująco-deszyfrujące, wydajność wraca do normy. Uzyskuje się więc nie tylko maksymalne bezpieczeństwo, ale także maksymalną wydajność.

Czy warto?

Krótki test udowodnił, że tryb pracy urządzeń bezprzewodowych 125 High Speed Mode nie ma nic wspólnego z rzeczywistością – nie ma żadnych podstaw, by podawać taką wydajność sieci, a jednak wielu producentów to robi. Co więcej, nie udało się nawet osiągnąć 35-procentowego przyrostu względem standardowych rozwiązań 802.11g. W przypadku bardzo dużego obciążenia sieci, np. podczas przesyłania dużych plików, należy nastawić się na wydajność większą o średnio kilkanaście procent. Być może warto rozważyć zakup sprzętu tego typu, ale pod warunkiem, że nie będzie ono wyraźnie droższe od zwykłego sprzętu 802.11g. Nowy ruter Buffalo kosztuje 350 złotych – naszym zdaniem jest wart tej ceny. Natomiast karty PCMCIA obsługujące AES są droższe od kart bez tej funkcji (w przypadku Buffalo kosztują 165 zł).

Jak twierdzi Broadcom, podczas normalnej pracy przyrost wydajności jest znacznie większy niż w testach syntetycznych. Jednak jeśli testy polegające na kopiowaniu dużych porcji danych wykazują małą różnicę, to czy przy przeglądaniu Internetu lub wysyłaniu poczty przez łącza bezprzewodowe efekt może być bardziej widoczny? Przekonaliśmy się sami, że nawet podczas zwykłego kopiowania plików pomiędzy dwoma komputerami nie da się odczuć żadnej różnicy, bo ułamki sekund da się wychwycić jedynie przy pomocy stopera.

Nie należy jednak zapominać o pewnych zaletach technologii Broadcom, jakie dotyczą także testowanych produktów Buffalo. Plusem jest to, że technologia zachowuje pełną zgodność ze standardem, czyli przede wszystkim nie wykorzystuje dwóch połączonych kanałów (jak Super G), lecz jeden kanał pasma 2,4 GHz. Oczywiście by osiągnąć maksymalną wydajność, dwa urządzenia komunikujące się ze sobą powinny obsługiwać i mieć włączony Afterburner, ale jeśli którekolwiek urządzenie w sieci takich możliwości nie ma, wykorzystuje Frame Bursting lub standardową łączność 802.11g, zaś pozostałe pracują z maksymalną szybkością.










ZaletyWady


  • Zgodność technologii Broadcom ze standardem 802.11g

  • Szyfrowanie AES

  • Poprawiona, dokładna pomoc kontekstowa

  • 2-letnia gwarancja

  • Inne zalety poprzedniego modelu AirStation, czyli łatwe zabezpieczanie WiFi, funkcjonalność rutera, możliwość podłączania anten zewnętrznych




  • Wydajność znacznie poniżej oczekiwań

  • Nieintuicyjny i nieładny interfejs konfiguracyjny


Do testów dostarczył:

NETCOM Wireless

www.buffalo.pl

Ceny brutto (z podatkiem VAT):
ruter WBR2-G54S: 350 zł
karta WLI-CB-G54S: 165 zł.