Первый продукт на Atheros xspaN в лаборатории THG
Компания Belkin предоставила на тестирование свой новый беспроводной маршрутизатор N1 и сетевой адаптер с интерфейсом Cardbus. Отметим, что в продаже N1 оказался первым продуктом draft-802.11n на основе чипсета Atheros xspaN MIMO. Этот чипсет не попал в наше предыдущее тестирование маршрутизаторов draft-802.11n, поэтому нам было особенно интересно посмотреть, удалось ли Atheros превзойти своих конкурентов.
Как выяснилось, Atheros несколько улучшила работу draft-11n. Но в плане безопасности беспроводной сети и производительности маршрутизации сделала шаг назад.
Основные функции
Belkin прекрасно поработала над дизайном N1. Хотя отчётливо видны “родственные отношения” с маршрутизатором Belkin Pre-N на основе чипсета Airgo. N1 имеет блестящую чёрную окраску (в отличие от серой у Pre-N). Новинка использует три несъёмные антенны, расположенные в ряд на верхней стороне маршрутизатора.
Ключевым новшеством и гордостью Belkin можно назвать переднюю панель N1. Она расположена под небольшим углом (рис. 1), что улучшает обзор, индикаторы выполнены в виде крупных иконок, символизирующих функции. Такое решение призвано повысить наглядность индикаторов и, судя по всему, прекрасно справляется с поставленной задачей.
Рис. 1. Лицевая панель N1.
Чего панель не показывает, так это активность сети, то есть ни один индикатор не будет мигать при передаче данных. Для индикации проводного трафика используются светодиоды на задней панели (рис. 2) у разъёмов Ethernet. Что касается беспроводного трафика, то для него никакой индикации не предусмотрено.
Рис. 2. Задняя панель N1.
На задней панели расположены следующие разъёмы: четыре 10/100 LAN, один 10/100 WAN и разъём для подключения питания. Все порты имеют функцию автоопределения полярности MDI/MDI-X, то есть не нужно беспокоиться о том, какой кабель использовать, прямой или перекрёстный. Кроме того, на задней панели расположена клавиша перезагрузки/сброса настроек, которая порой может оказаться весьма полезной. Маршрутизатор не поддерживает гигабитную сеть. Другими словами, Netgear WNR854T RangeMax Next Wireless Router (Gigabit Edition) пока остаётся единственным решением draft-11n, оборудованным гигабитными портами.
Внутреннее устройство
Дизайн платы N1 достаточно прост (рис. 3), все компоненты располагаются вокруг процессора Intel IXP420 и чипа коммутатора ICplus IC175 (5-портовый 10/100). Кроме компонентов системы питания, на плате установлен чип памяти 32 Мбайт марки Nanya и 4 Мбайт флэш-памяти Macronix.
Рис. 3. Основная плата N1.
Радиомодуль выполнен в виде платы mini-PCI (рис. 4) и основан на чипсете Atheros xspaN MIMO AR5008, состоящем из чипов AR5416 Baseband/MAC и AR2133 (3 Tx, 3 Rx, single-band 2.4 GHz).
Рис. 4. Радиомодуль N1.
Эти же чипы использованы и в адаптере N1 Notebook Card (рис. 5). Хотя и разглядеть на снимке сложно, две из трёх антенн адаптера выполнены в виде наклонных металлических скоб высотой около сантиметра.
Рис. 5. Плата адаптера N1 Cardbus.
Маршрутизация
Belkin всегда была достаточно консервативна в отношении своих беспроводных маршрутизаторов, и N1 не стал исключением. Единственной интересной и полезной функцией является возможность переключения маршрутизатора в режим точки доступа без необходимости переключения кабелей и суеты с IP-адресами и настройками сервера DHCP. На рис. 6 показана домашняя страница интерфейса настройки, которая даёт представление о меню и функциональности N1.
Рис. 6. Домашняя страница интерфейса N1.
Раздел сетевых настроек (“LAN Settings”) позволяет задать IP-параметры и настроить DHCP. Можно отключить сервер DHCP (по умолчанию он включён), настроить диапазон IP-адресов и срок аренды, однако нельзя зарезервировать адреса для клиентов.
Список клиентов DHCP (“DHCP List”) говорит сам за себя – это единственная функция мониторинга клиентов. Отображается список IP-адресов, имён и MAC-адресов.
Раздел “Internet WAN” – “Connection Type” позволяет настроить тип внешнего подключения, выбрав один из вариантов: “Dynamic”, “Static”, “PPPoE”, “PPTP” и “Telstra BigPond”. PPPoE работает только с динамическими IP и только при его использовании можно изменять MTU. Что касается PPTP, то он может работать со статическим IP. Подключение с динамическим IP позволяет задать имя хоста и допускает клонирование внешнего MAC-адреса, для чего выделен собственный пункт меню.
Нас заинтересовал экран настройки подключения со статическим IP (“Static IP”), показанный на рис. 7.
Рис. 7. Статический IP.
В руководстве указано, что маршрутизатор поддерживает до пяти IP-адресов WAN. Однако мы не смогли найти их привязки к различным диапазонам LAN. Жаль, это позволило бы держать, скажем, несколько web-серверов на порту 80 на разных внешних IP-адресах и перенаправлять трафик на соответствующий сервер внутри сети.
Брандмауэр
Раздел брандмауэра (“Firewall”) открывает приятные возможности: до 20 виртуальных серверов (на рис. 8 показаны примеры настройки для предустановленных приложений). Кроме того, одну машину можно поместить в демилитаризованную зону (DMZ). К сожалению, динамическое (triggered) перенаправление портов не поддерживается.
Рис. 8. Настройка виртуальных серверов.
Экран настроек фильтров IP (“Client IP Filters”) позволяет задать до шести различных фильтров портов для входящего трафика, ограничив тем самым доступ сетевых приложений в Интернет. На рис. 9 показан экран настроек таких фильтров, отметим, что каждый фильтр может работать в соответствии с собственным расписанием.
Рис. 9: Фильтры IP.
Кроме всего вышеописанного, маршрутизатор поддерживает Dynamic DNS для dyndns.org, а также имеет возможность блокировки ответов на эхо-запросы ping (по умолчанию включено). Ведётся журнал событий безопасности (Security Log), который, судя по виду, не слишком полезен (рис. 10).
Рис. 10. Журнал безопасности.
Среди полезных функций, которые хотелось бы видеть, но которые не реализованы, можно назвать возможность отключения брандмауэра SPI и блокирование cookies, апплетов ActiveX и Java, а также web-прокси.
Далее, меню “Utilities” содержит достаточно простые и логичные пункты: перезагрузка маршрутизатора и сброс настроек. Можно сохранить или загрузить конфигурацию маршрутизатора, а также обновить прошивку. Кстати, весьма удобно, что одна из кнопок позволяет проверить наличие обновлений.
Раздел “System Settings” содержит множество различных параметров (рис. 11). Отметим отключённую по умолчанию поддержку UPnP, автоматическое обновление прошивки и отсутствие возможности безопасного управления по HTTPS. Кроме того, нам показалась необычной возможность отключения NAT, особенно с учётом того, что N1 не умеет работать со статическими маршрутами и не поддерживает протоколы динамической маршрутизации.
Рис. 11. Системные параметры.
Производительность маршрутизации
Для тестирования скорости маршрутизации мы использовали Ixia IxChariot. Предварительно мы обновили прошивку маршрутизатора до версии 1.01.23, последней на момент тестирования. Мы использовали скрипт Throughput.scr, протокол TCP и размер файла 1 000 000 байт вместо 100 000 по умолчанию, в результате мы получили скорость около 92 Мбит/с для направления WAN -> LAN и 90 Мбит/с для обратного. Такие результаты позволяют говорить о скорости маршрутизации на уровне среды передачи (100 Мбит/с), особенно с учётом ограничений стека протоколов TCP/IP в Windows XP.
При одновременной передаче трафика в обоих направлениях суммарная скорость составила около 132 Мбит/с (рис. 12).
Рис. 12. Суммарная скорость маршрутизации N1.
Затем мы запустили тест максимального количества одновременных сессий, который показывает, насколько хорошо маршрутизатор будет работать с приложениями P2P. Здесь N1 показал очень плохой результат. Нам удалось достичь лишь 5 входящих и 5 исходящих сессий. Очевидно, N1 не станет хорошим выбором для пользователя файлообменных сетей.
Беспроводная сеть
Belkin придерживается идеологии “краткость – сестра таланта”, особенно там, где дело касается настройки беспроводных сетей (рис. 13). Единственный беспроводной режим, кроме показанного на иллюстрации, выключенная WLAN вообще. Хотя можно указать используемую полосу частот: 20 или 40 МГц.
Рис. 13. Настройка беспроводной сети.
Встроенная справка и руководство пользователя могут запутать в настройках беспроводной сети. Так, встроенная справка упоминает режимы: только-802.11g / 802.11g и 802.11b / отключено, в руководстве пользователя перечислены: только-802.11g / 802.11g и 802.11b / 802.11n и 802.11g / только-802.11n / отключено. Мы также не нашли возможности автоматического выбора свободного канала.
Belkin забыла удалить из встроенной справки описание настройки параметров “QoS Configuration”, “QoS Switch” и “ACK Mode”, которых нет в интерфейсе.
Что касается безопасности беспроводной сети, то N1 поддерживает следующие режимы: WEP 64/128, WPA/WPA2-PSK и WPA/WPA2 “Enterprise” (RADIUS), хотя параметры аутентификации можно было сделать и несколько проще, особенно с учётом того, что клиентская утилита N1 Notebook Card не совсем совпадает в плане настроек с маршрутизатором. Для изменения способа аутентификации мы предпочли удалить запись “My Connections” на стороне клиента. На рис. 14 показан экран настройки параметров безопасности (“Wireless Security”) с выбранным режимом WPA-PSK. При выборе “WPA-PSK + WPA2-PSK” можно указывать TKIP или AES.
Рис. 14. Экран настройки безопасности беспроводной сети.
Безусловно, хорошо, что Belkin реализовала поддержку режима WPA/WPA2 “Enterprise” (RADIUS), однако, вряд ли сейчас нужно развёртывать беспроводную сеть “чернового” стандарта 11n в корпоративной среде.
Фильтрация по MAC-адресам тоже реализована, при этом можно выбрать как режим запрета всем, кроме указанных в списке, так и, наоборот, запрета только тем, которые указаны в списке. К сожалению, не реализована возможность добавления в список фильтрации адресов подключённых устройств или адресов из файла, то есть для создания списка все адреса придётся ввести вручную. Надеемся, что созданный список сохранится вместе со всеми другими параметрами при сохранении конфигурации (“Utilities” – “Save/Backup Settings”).
К сожалению, в документации мы не смогли найти максимальное количество записей списка, поэтому попробовали проверить самостоятельно. Однако для сохранения каждого адреса требовалось около 10 секунд, поэтому мы решили не продолжать. Отметим, что MAC-адреса следует вводить без разделителя “-” или “:”.
Тестирование беспроводной сети
Самое интересное в N1 – это скорость работы в беспроводной сети. Тестирование проводилось с клиентским адаптером Belkin Belkin N1 Notebook Card (F5D8011), установленным в 1-ГГц ноутбук Dell Inspiron под управлением WinXP Home SP2 со всеми последними обновлениями. Мы скачали с сайта Belkin и установили последнюю версию клиентской утилиты (2.0.0.30). Утилита сообщила о версиях чипа – 0.0.0.129 и драйвера – 6.0.1.4.
Маршрутизатор также был обновлён до последней версии прошивки (1.01.23), при тестировании использовались настройки по умолчанию (рис. 13).
На рис. 15 показан график IxChariot для скорости входящего потока, то есть от маршрутизатора к клиенту, при расстоянии между ними около полутора метров (местоположение 1). Как видно, средняя пропускная способность составила около 43 Мбит/с за двухминутный тест, что гораздо ниже заявленных маркетинговых 300 Мбит/с, причём существенно ниже даже 100 Мбит/с.
Рис. 15. Тестирование беспроводной сети, местоположение 1 – входящий поток.
Что касается 3-5-секундных провалов скорости, повторяющихся примерно каждые 30 секунд, то они тоже существенно повлияли на среднюю скорость. Происходит приостановка передачи данных (индикатор на адаптере перестаёт мигать). Конечно, такие колебания не станут серьёзной проблемой для передачи данных, чего нельзя сказать о высококачественном потоковом видео.
В качестве эксперимента мы решили проверить, как будет работать беспроводной телефон VoWLAN и будут ли заметны такие провалы скорости. Для этого мы перевели маршрутизатор в режим точки доступа и наблюдали за индикатором порта WAN, через который маршрутизатор был подключён к нашей сети. К нашему удивлению мы не заметили провалов, и индикатор порта на N1 во время вызова не переставал мигать. Мы считаем, что проседания во время теста вызваны огромным потоком данных, который используется при проведении теста IxChariot.
На рис. 16 показано похожее поведение исходящего (для клиентского адаптера) трафика, средняя скорость составила около 48 Мбит/с.
Рис. 16. Тестирование беспроводной сети, местоположение 1 – исходящий поток.
На рис. 17 показаны результаты теста при одновременной передаче трафика в обоих направлениях, суммарная средняя скорость составила около 62 Мбит/с. Если бы провалов не было, среднее значение могло бы достигнуть 80 Мбит/с, то есть суммы скоростей потоков.
Рис. 17. Тестирование беспроводной сети, местоположение 1 – одновременная передача в двух направлениях.
Шифрование трафика
Приятно отметить, что N1 поддерживает полный набор средств защиты беспроводной сети, начиная от WEP 64/128, WPA PSK и “Enterprise” и заканчивая WPA2 PSK и “Enterprise”. К сожалению, в большинстве случаев за шифрование придётся заплатить, и ни чем иным, как скоростью.
На рис. 18 показан график одновременной передачи данных в обоих направлениях при использовании шифрования WEP128. Приятно видеть, что проблема провалов скорости исчезла, но средняя скорость снизилась на 63%! Также отметим, что скорость входящего трафика снизилась сильнее, чем скорость исходящего. Однако, и это не всё!
Рис. 18. Тестирование беспроводной сети, местоположение 1, WEP 128 – одновременная передача в двух направлениях.
На рис. 19 показано, что происходит при использовании WPA-PSK TKIP. Мы повторили этот тест несколько раз, однако снижение скорости на 87% повторялось снова и снова.
Рис. 19. Тестирование беспроводной сети, местоположение 1, WPA-PSK TKIP – одновременная передача в двух направлениях.
Мы решили “добить” N1 и настроили WPA2-PSK AES. Удивительно, но скорость снизилась всего на 30%, хотя её колебания были достаточно сильными.
Рис. 20. Тестирование беспроводной сети, местоположение 1, WPA2-PSK AES – одновременная передача в двух направлениях.
Мы сообщили о таком поведении маршрутизатора в Belkin, в результате получили вот такое объяснение:
“… теперь о низкой скорости работы при использовании WEP и WPA-TKIP. При разработке прошивки использовались спецификации IEEE draft 1.0, в которых агрегирование каналов 11n возможно в режимах WPA-AES или OPEN. При переходе на WEP или WPA-TKIP маршрутизатор не использует агрегирование каналов. То есть полученные вами результаты показывают нормальное поведение и вполне типичны для N1”.
Мы считали, что тесты скорости при использовании разных режимов шифрования себя изжили, но, как показывает практика, это не так.
Тесты скорости и расстояния
Поскольку мы тестировали продукты draft-11n на других чипсетах с помощью системы Azimuth W-Series WLAN Test Platform, для N1 мы решили её же и взять. Система позволяет строить график скорости работы на различном расстоянии вместо традиционного тестирования в четырёх местоположениях.
Для сравнения мы добавили в графики результаты тестов других маршрутизаторов. Из-за проблем с провалами скорости у N1 мы увеличили время каждого теста IxChariot до 30 секунд и изменили шаг затухания сигнала до 3 дБ. Другие графики построены на базе 5-секундных тестов IxChariot и с шагом 1 дБ.
На рис. 21 показана скорость маршрутизаторов на базе чипсетов Atheros xspaN, Marvell TopDog и Broadcom Intensi-FI draft 802.11n. Также включены результаты производительности оборудования на базе чипсета Airgo Gen 3, хотя его и нельзя отнести к draft-11n.
Рис. 21. График Azimuth, скорость/расстояние, входящий поток.
Хотя пропускная способность N1 и не дотягивает до уровня RangeMax 240 и Linksys Wireless-N, падает она не так резко. Маршрутизатор поддерживает соединение при более высоком затухании сигнала (большая дальность работы), чем Linksys Wireless-N (чипсет Broadcom). И здесь результат близок к лучшему Netgear Rangemax 240 (чипсет Airgo Gen 3).
Средняя скорость при сильном сигнале составила около 60 Мбит/с, что выше 43 Мбит/с, показанных при тесте скорости входящего потока (рис. 15). Вероятно, это связано с сокращением продолжительности теста с двух минут до 30 секунд и, соответственно, с уменьшением числа провалов канала.
Однако N1 не настолько хорошо проявил себя в тестах исходящего потока (рис. 22). По какой-то причине средняя скорость составила, в лучшем случае, около 40 Мбит/с, приблизившись к значению двухминутного теста выше. И снова N1 удалось дольше удерживать соединение, чем продуктам на базе Broadcom. Да и скорость при слабом сигнале была выше.
Рис. 22. График Azimuth, скорость/расстояние, исходящий поток.
Тестирование смешанных режимов
Тестам взаимодействия N1 с другими клиентами мы уделили не слишком много времени. Предыдущее тестирование продуктов draft-11n показало, что клиенты к N1 подключаются без проблем, но если они построены на основе других чипсетов draft-11n или 11g, то скорость будет соответствовать 11g, то есть около 20 Мбит/с.
То же самое мы встретили и здесь. Мы взяли адаптеры Linksys WPC54G 802.11b/g Cardbus (чипсет Broadcom Airforce 11g) и Belkin Pre-N Cardbus (первое поколение Airgo “True MIMO”). На рис. 23 показан результат Pre-N.
Рис. 23. Belkin Pre-N с маршрутизатором N1 – Суммарная скорость
Суммарная скорость могла превысить 20 Мбит/с, если бы не провалы, которые мы уже видели с клиентом Atheros xspaN. С картой WPC54G (Broadcom) мы получили похожий, хотя и чуть более высокий результат.
В качестве дополнительного теста мы попробовали подключить Wi-Fi-телефон Netgear SPH101 для Skype, который не только подключился без проблем, но и смог прекрасно работать в беспроводной сети с N1 в качестве точки доступа.
После разочарований от колебаний пропускной способности и снижения скорости при включении некоторых режимов шифрования N1, мы были приятно удивлены результатами теста с “плохим соседом” (работа двух сетей одновременно). Для этого теста мы использовали беспроводной маршрутизатор Linksys WRT54G и адаптер WPC54G Cardbus, которые работали в той же комнате что и N1. Оба устройства были настроены на работу в режиме точки доступа, с использованием шестого канал (Channel 6). Для доступа к тестовой консоли IxChariot они были подключены к одной LAN.
По рис. 24 видно, что N1 хорошо контролирует исходящий (от клиента к маршрутизатору) трафик. Как нам кажется, при активации соседней сети 11g маршрутизатор N1 меняет полосу с 40 МГц до 20 МГц (стандарт для 11b/g). Но мы не можем сказать это точно, поскольку драйвер клиентского адаптера не обновлял информацию о соединении.
Рис. 24. Тестирование “плохого соседа”, исходящий поток.
На рис. 25 показано подобное поведение “хорошего соседа” при входящем (от маршрутизатора к клиенту) трафике.
Рис. 25. Тестирование “плохого соседа” входящий поток.
Безусловно, мы очень рады таким результатам, особенно от Atheros. Прошлый опыт с Super-G, похоже, оказался полезным. Компания смогла постоянно отслеживать состояние эфира. Другими словами, Atheros xspaN – пока единственное решение draft-802.11n из протестированных нами, которое дружественно относится к соседним сетям.
Заключение
Результаты тестов Belkin N1 оказались смешанными. С одной стороны, маршрутизатор есть, за что похвалить. С другой стороны, без недостатков тоже не обошлось.
Начнём с плохого. Мы так и не смогли понять, почему Belkin N1 с суммарной скоростью маршрутизации больше 100 Мбит/с так и не смог справиться с числом потоков больше 10. Таким образом, даже скоростной маршрутизатор иногда не подходит для работы в файлообменных сетях.
Возможно, Belkin не задумывалась о таком сценарии использования N1. Можно сколько угодно рассуждать и о легальности таких сетей, но, скажем, BitTorrent работает уже легально, поэтому Belkin всё же стоит исправить эту ошибку.
Второй недостаток – это ужасно низкая скорость работы в режимах, которые чаще всего будут использовать покупатели. Возможно Belkin (на самом деле Atheros) предпочитает думать, что пользователи всегда будут покупать и использовать беспроводные маршрутизаторы “чернового” варианта 802.11n совместно с адаптерами на том же чипсете. В реальности же маршрутизаторам draft-11n придётся работать и с другими клиентами. Включение шифрования не должно приводить к падению скорости на 50%.
И последнее, что нельзя не отметить, – набор функций. Маршрутизатор позиционируется как топовая модель линейки. Тогда почему функции маршрутизации остались те же, что и у моделей пяти/шестилетней давности? Как минимум, пора добавить QoS и управление полосой пропускания, а также возможность более подробного журналирования и родительского контроля. А как же насчёт мониторинга беспроводной сети, начиная с индикатора активности на лицевой панели?
С другой стороны, Belkin прекрасно поработала над дизайном передней панели N1 и процессом установки. Это позволит сократить число обращений в службу техподдержки и возвраты оборудования. Скорость маршрутизации также можно отнести к сильным сторонам N1, хотя ему явно не хватает встроенного гигабитного коммутатора. Наиболее приятно, что в N1 более-менее сносно решена проблема “плохого соседа”, на фоне другого оборудования draft-802.11n. Другим производителям следует учесть опыт Belkin, пока не начались массовые помехи для соседних сетей.
Так или иначе, N1 не изменил нашего мнения о том, что с покупкой оборудования draft-11n пока лучше повременить. Хотя N1 и Atheros смогли ещё на один шаг улучшить оборудование draft-11n, оно всё ещё “сырое”.
| Итоговая информация | |
| Продукт | Маршрутизатор Belkin N1 Wireless Router (F5D8231-4) и адаптер Belkin N1 Notebook Card (F5D8011) |
| Итог | Комплект оборудования draft-11n на чипсете Atheros xspaN |
| Преимущества | – “Дружественность” по отношению к соседним сетям – Скорость маршрутизации выше 100 Мбит/с – Информативная лицевая панель |
| Недостатки | – Отсутствует индикация беспроводного трафика – Сильное снижение скорости при использовании других способов шифрования, кроме WPA2 – Провалы скорости при беспроводной передаче данных – Маршрутизатор не поддерживает больше 10 параллельных сеансов |
Обсудить статью в форуме THG.ru
