ترجمه: علي احمديان‌


جديدترين استاندارد WLAN يعني 802.11n هنوز به تصويب نهايي نرسيده است، اما شركت‌هاي پيشرو در زمينه ارائه محصولات شبكه همچون Broadcom ،Atheros و ...، سخت‌افزارهايي برپايه نسخه‌هاي اوليه اين استاندارد ارائه كرده‌اند. اين مقاله نتايج آزمايش‌ها و بررسي‌هاي گوناگوني است كه روي اين تجهيزات انجام شده است. در ابتدا تجهيزات هر شبكه به تنهايي بررسي شده است و سپس ميزان كاركرد متقابل سخت‌افزارهاي شركت‌هاي گوناگون با همديگر آزمايش شده است. در مرحله بعد سازگاري اين محصولات با محصولات مبتني بر استاندارد قديمي‌تر 802.11n بررسي شده و امكان كاركرد متقابل اين دو استاندارد مورد بررسي قرارگرفته است. قابليت اعمال الگوريتم‌ها و استانداردهاي رمزنگاري روي اين تجهيزات، به‌منظور افزايش امنيت انتقال اطلاعات، مطلب بعدي است كه مورد بررسي قرار گرفته است.در پايان با توجه به شرايط موجود در مورد آيندهِ اين استاندارد پيش‌بيني‌هايي صورت گرفته است.


مشخصات جديدترين استاندارد LAN بي‌سيم، يعني 802.11n هنوز به تصويب نهايي نرسيده است، اما اين امر مانع آن نمي‌شود كه سازندگان سيستم‌هاي الكترونيكي محصولاتي براساس نسخه‌هاي اوليه اين استاندارد ارائه نكنند. آيا اين استاندارد جديد ارزش ريسك كردن را دارد؟ اگر انتظار داريد تجربيات شما در زمينه بي‌سيم آسان، قابل اعتماد و سازگار باشد، مي‌توانيد از نتايج اعلام شده آزمايش‌هاي eWEEK استفاده كنيد.

در مشخصات استاندارد 802.11n، نرخ بيت بسيار بالاتر از 100Mbps در نظر گرفته شده است. و اين براي كاربراني كه اشتهاي آن‌ها براي عملكرد بهتر سيري‌ناپذير است، تا حدودي وسوسه‌انگيز به نظر مي‌آيد. اما محصولاتي كه براساس نسخه‌هاي اوليه اين استاندارد تهيه شده‌اند، ممكن است با محصولاتي كه براساس استاندارد نهايي ساخته خواهند شد، قابل مقايسه نباشند. اين امر بدان معني است كه با ارائه محصولات واقعي و نهايي اين استاندارد، بايد شاهد افزايش چشمگير يا حتي تغيير و تكامل همه جانبه در آن باشيم؛ كه ممكن است روزي در سال آينده باشد!

ماه گذشته شركت‌هاي Atheros و Broadcom طي يك اعلاميه مشترك بيان داشتند محصولاتي كه از چيپ‌ست‌هاي بي‌سيم آن‌ها استفاده مي‌كنند، مي‌توانند با هم كار كنند. اين چيپ‌ست‌ها براساس نسخه اوليه طرح پيشنهادي استاندارد 802.11n ساخته شده است. بعد از اين اعلام، eWEEK تصميم گرفت اين ادعا را بيازمايد.

آزمايش‌ها نشان مي‌دهند كه محصولاتي كه از چيپ‌ست‌هاي شركت‌هاي مختلف استفاده مي‌كنند، مي‌توانند با يكديگر كار كنند، ولي اين كاركرد متقابل به آساني به دست نمي‌آيد و چندان هم ثابت و قابل اعتماد نيست. بهترين توصيه براي خريداران اين محصولات، اعم از شركت‌ها و هم كاربران، يك چيز است: از محصولات كارخانه‌هاي مختلف استفاده نكنيد. از سوي ديگر، بعد از ارائه اين محصولات در بهار امسال، شاهد تكامل و تطبيق سريع اين سخت‌افزارها هستيم.

توان انتقال اطلاعات رمزگذاري نشده

شكل 1

براي انجام آزمايش‌ها چهار سيستم سخت‌افزاري مورد استفاده قرار گرفتند. اين سخت‌افزارها با استفاده از چيپ‌ست‌هاي سه شركت ساخته شده‌اند كه اين شركت‌ها هم اكنون محصولاتي براساس استانداردهاي اوليه802.11n به بازار ارائه مي‌كنند:

1 - مسيرياب
 (RangeMax Next Wireless Router-Gigabit Edition (WNR854T و كارت شبكه (RangeMax Next Wireless Network Adaptor-Gigabit Edition (WNRS11T كه براساس فناوري TopDOg شركت Marvell طراحي و ساخته شده‌اند.

2 - مسيرياب (4-Belkin N1 Wireless Router (FSD8231 و كارت شبكه (Belkin N1 Notebook Card (FSD8011 كه از چيپ‌ست Communications Xspan شركت Atheros ساخته شده است.

3 - مسيرياب و نقطه دسترسي (Buffalo Technology's Nfiniti Wireless-N Router & Access (WZR-G300N و كارت شبكه (Buffalo Technology's Nfiniti Wireless-N Notebook Adaptor (WLI-CB-G300N كه از چيپ‌ست Buffalo Intensi-fi شركت Broadcom استفاده مي‌كند.


4 - مسيرياب (Linksys Wireless-N Broadband Router (WRT 300N و كارت شبكه (Linksys Wireless-N Broadbound Notebook Adaptor (WLI-CB-G300N كه هر دو براساس چيپ‌ست Linksys شركت Broadcom ساخته شده‌اند. در زمان انجام آزمايش‌ها Linksys ميان‌افزار مسيرياب را به نسخه 193.3 ارتقا داده بود. بنابراين عملكرد اين سيستم در فواصل دور اندكي بهبود نشان مي‌داد.

آزمايش‌يك نشان داد كه در فواصل نزديك محصولات Netgear داراي بيشترين ميزان بيت است. يعني ميزان بيت واقعي آن به 130Mbps هم مي‌رسد. اما وقتي كاربر شروع به دور شدن از سرور مي‌كند، عملكرد آن به‌ طور قابل ملاحظه‌اي دچار افت مي‌شود. (شكل 1) . زوج Belkin هم در فواصل دور عملكرد خوبي ندارد و در فواصل نزديك هم نتوانستيم به مرز 100Mbps دست پيدا كنيم. هر دو محصول Linksys و Buffalo هم كه براساس چيپ‌ست‌هاي شركت Broadcom ساخته شده‌اند، به راحتي با سرعت‌هاي بالا با همديگر كار مي‌كنند.

توصيه ما به كاربراني كه مي‌خواهند از محصولات گوناگوني كه براساس استاندارد 802.11n ساخته شده‌اند، استفاده كنند، اين است كه در حد امكان از محصولات يك شركت استفاده كنند. به نظر مي‌رسد كه سخت‌افزارهايBroadcom بيشتر از ساير محصولات از خود سازگاري نشان مي‌دهند. به ويژه كاربران بايد توجه داشته باشند كه نسخه درايو، ميان‌افزار كلاينت و مسيرياب شبكه يكسان باشند. البته دستيابي به اين امر قدري دشوار است؛ زيراBuffalo و Linksys از ويرايش‌هاي مختلفي براي نرم‌افزار مسيرياب شبكه استفاده مي‌كنند. در محصولاتي كه ما مورد آزمايش قرار داده بوديم به اين نتيجه رسيديم كه Buffalo از يك درايو جديدتر براي كاربر استفاده مي‌كند. در حالي‌كه نرم‌افزاري كه Linksys براي مسيرياب به كار مي‌برد، جديدتر است.

جدول سازگاري محصولات

شكل 2


همانطور كه در اعلاميه مشترك Atheros و Broadcom عنوان شده است، محصولات آن‌ها مي‌توانند در سرعت‌هاي بالا با يكديگر كار كنند، (شكل 2). هرچند اين سازگاري تنها بين زوج‌هاي معيني وجود دارد. با اتصال كارت شبكهAtheros به هر يك از مسيرياب‌هاي Broadcom و آزمايش اين شبكه به نتايج قابل قبولي مي‌‌رسيم:
در حدود70 تا90 Hbps. هرچند اين ميزان نرخ بيت كمتر از مقداري است كه در آن اعلاميه مشترك عنوان شده است،  باز هم براي ما قابل قبول است.

استفاده از كارت شبكه Broadcom و مسيريابي Belkin خود قضيه ديگري است. برخلاف اين واقعيت كه سرعت انتقال بايد حول و حوش 300Mbps باشد، متأسفانه تحت اين شرايط شاهد عملكرد ضعفي (كمتر از 20Mbps)هستيم.

محصولات شركت Marvell در كار با ساير محصولات در سرعت‌هاي بالا‌ از خود سازگاري زياد نشان نداد. حداكثر سرعت در اين شرايط به حداكثر سرعت پيش‌بيني شده در استاندارد 802.11g، يعني 54Mbps مي‌رسد. در شرايط كار عادي هم اين سيستم عملكردي مشابه شرايط كار عادي استاندارد 802.11g دارد (يعني در حدود 22 Mbps تا 20).

Netgear داراي دو خط توليد مختلف است كه هر يك براساس نسخه‌هاي اوليه متفاوتي از استاندارد 802.11n، محصولات خود را توليد مي‌كنند (با استفاده از سخت‌افزارهاي Marvell و Broadcom) اين محصولات مختلف نمي‌توانند با سرعت‌هاي بالا با يكديگر كار كنند. مصرف‌كنندگاني كه از سخت‌افزارهاي ساخت شركت Netgearاستفاده مي‌كنند بايد دقت داشته باشند كه كارت شبكه و مسيرياب آ‌ن‌ها بتواند با سرعت‌هاي زياد با هم كار كند. محصولاتي از Netgear كه نام آن‌ها با حرف T ختم مي‌شود، بيانگر محصولات سازگار با Marvell است و آن‌هايي كه نام آن‌ها به حرف B ختم مي‌شود، محصولات سازگار با Broadcom را نشان مي‌دهد.

بنا به گفته David Henry، مدير بازرگاني شركت Netgear در بخش محصولات مربوط به مشتري، مهندسان اين  شركت برنامه‌اي براي كاركرد متقابل بين محصولات توليدي اين شركت در آزمايشگاه درنظر گرفته‌اند و هم اكنون مشغول انجام اصلاحات و تنظيمات نهايي روي آن هستند تا سرعت كاركرد متقابل را بهبود بخشند. اگرچه ما نتوانستيم روي وب‌سايت اين شركت به اين برنامه اصلاح شده دست  پيدا  كنيم، اما انتظار داريم برنامه ارتقا يافته تا حداكثر يك ماه ديگر روي وب‌سايت شركت قرار گيرد.

سازگاري با استانداردهاي قديمي‌تر
محصولاتي كه براساس نسخه‌هاي اوليه استاندارد 802.11n ساخته شده‌اند و نيز محصولاتي كه براساس نسخه اصلي تهيه خواهند شد، احتمالاً به همراه سيستم‌هاي قديمي‌تر موجود، كه براساس استاندارد 802.11g ساخته شده‌اند و داراي گواهي واي‌فاي هستند، به كار خواهند رفت. در اين‌جا سازگاري و امكان كاركرد متقابل مسيرياب‌ها و كارت‌هاي شبكه ساخته شده براساس نسخه اوليه استاندارد 802.11n با محصولات قديمي‌تر مبتني بر استاندارد 802.11g را مورد آزمايش قرار خواهيم داد.

در اين مجموعه آزمايش‌ها تمام مسيرياب‌هايي كه برپايه استاندارد 802.11n تهيه شده‌اند را با كارت شبكه Intel Pro/Wireless 3945ABG كه در مجموعه آزمايشي Lenovo Group ThinkPad T60S در اختيار داريم، آزمايش مي‌كنيم. همچنين تمام كارت‌هاي شبكه كه براساس نسخه اوليه استاندارد 802.11n ساخته شده‌اند را با مسيرياب Cisco Aironet 1200 accell point مي‌آزماييم. در هر آزمايش پارامترهاي زير را اندازه مي‌گيريم: حداكثر نرخ بيت، عملكرد با افزايش فاصله و امكان رمز كردن داده.

وقتي از مسيرياب‌هاي مبتني بر استاندارد 802.00g به همراه كارت‌هاي شبكه استانداردهاي اوليه 802.11n  استفاده شود، عملكرد در مسافت‌هاي طولاني نسبت به وقتي كه شبكه تماماً از اجزاي 802.11g ساخته شده  است، به ميزان غيرقابل انكاري بهبود مي‌يابد.

در آزمايشي كه در فاصله 95 فوت با مسيرياب سيسكو به همراه كارت شبكه اينتل انجام داديم، در بهترين شرايط توانستيم به نرخ بيت 3.3Mbps دست پيدا كنيم. ولي با به كاربردن كارت‌هاي شبكه مختلف كه براساس نسخه‌هاي اوليه استاندارد 802.11n تهيه شده بودند، به همراه مسيرياب سيسكو در همان فاصله، عملكرد كلي به ميزان سه تا چهار برابر بهبود يافت.

نرخ بيت مربوط به كارت شبكه Linksys در اين آزمايش برابر 3.3Mbps بود. با استفاده از كارت شبكه Belkin ميزان نرخ بيت به 15Mbps ارتقا يافت. (عملكرد كارت‌هاي شبكه Buffalo و Netgear در بين اين دو قرار داشت).

وقتي مسيرياب‌هاي 802.11n را با كارت شبكه 208.11g به كار مي‌بريم، دامنه عملكرد ارتقا مي‌يابد، ولي تحت اين شرايط با يك مشكل جدي روبه‌رو هستيم. وقتي كارت شبكه اينتل را به همراه مسيرياب‌هاي Links ،Buffalo وNetgear به كار ببريم، تحت شرايطي خاص، پهناي باند به ميزان غيرقابل پيش‌بيني كاهش مي‌يابد. يعني وقتي انتظار داريم 22Mbps باشد، به 6Mbps مي‌رسد.

بعداً مشخص شد كه علت اين مسئله، ناسازگاري كارت شبكه Centrino با روشي است كه مسيرياب‌هايBroadcom براي ساختن كانال‌هاي 20MHZ، كه سيستم‌هاي استاندارد 802.11g از آن استفاده مي‌كنند، در كانال وسيع‌تر40MHZ به كار مي‌برد. در هر دو مسيرياب Broadcom، اين انتخاب را داشتيم كه كانال باريك را در نيمه بالا يا پايين كانال وسيع قرار دهيم (اگر شماره 7 را به كانال وسيع نسبت دهيم، كانال باريك مي‌تواند شماره 5 يا 9 باشد).

در حين آزمايش دريافتيم كه سازگاري مسيرياب‌هاي استاندارد 802.11n با كارت شبكه قديمي‌تر Centrino، با تخصيص كانال باريك به نيمه بالا، كمتر مي‌شود. بنابراين اعداد و ارقامي كه در اين‌جا آورده خواهد شد، براي حالتي است كه كانال باريك به نيمه پايين اختصاص داده شده است.

در محصولات هر دو شركت Belkin و Netgear، كانال باريك به همان شماره كانال پهن اختصاص داده شده است. بنابراين نتوانستيم علت عملكرد دقيق Netgear را بيابيم و همچنان مشغول بررسي اين مسئله هستيم.

نمايندگي شركت D-link مي‌گويد آن‌ها نيز وقتي در آزمايشگاه‌هاي خود كارت شبكه اينتل را با مسيرياب‌هايAtheros به كار مي‌بردند، به مشكل مشابهي برخوردند. آن‌ها سپس اعلام كردند با ارتقاي نرم‌افزاري به آخرين درايور Centrino مشكل حل شد. اما با يك بررسي معلوم شد كه در ما در آزمايش‌‌هاي خود از آخرين نسخه اين درايور استفاده كرده بوديم (يعني ويرايش 3.1.1.10 كه در وب‌سايت اينتل و Lenovo قرار داشت).

توان انتقال اطلاعات رمزگذاري شده با استفاده از
استاندارد AES

شكل 3

 احتمالاً مشكل تخصيص كانال تنها به كارت شبكه Centrino اختصاص دارد؛ زيرا وقتي كارت شبكه D-Link DWL-650 802.11g را به كار برديم، مشكلي مشاهده نكرديم. در حال حاضر امر مسلم اين است كه در آينده شرايط متفاوت خواهد بود.

داده بيشتر؛ امنيت بالاتر
اكنون كه به توانايي انتقال حجم زيادي از اطلاعات در زماني كوتاه دست يافتيم، مي‌خواهيم قابليت رمزنگاري اطلاعات را توسط تجهيزات سخت‌افزاري بررسي كنيم.

ما تمام بخش‌هاي بي‌سيم را با استفاده از Wi-Fi Protected Access2) WPA2) كه از استاندارد رمزنگاري AES (استاندارد رمزنگاري پيشرفته) استفاده مي‌كند، تجهيز كرديم.

هر زوج از محصولات را در همان فاصله‌هايي كه براي اندازه‌گيري نرخ بيت مورد آزمايش قرار داده بوديم، مجدداً  آزمايش كرديم. چون تنها نتايج با سرعت‌هاي بالا براي ما مهم است، تنها نتايج اندازه‌گيري در فاصله چهل فوت را آورده‌ايم (شكل 3).

عملكرد زوج Netgear بيش از همه در اثر رمزنگاري كاهش يافت. نرخ بيت به خاطر رمزنگاري به ميزان قابل توجه 23 درصد تقليل يافت (ولي به هر حال به نرخ جالب توجه 97.8Mbps رسيد). عملكرد زوج Belkin در اثر رمزنگاري چهارده درصد كاهش يافت و به 97Mbps رسيد. خصوصيات زوج Linksys تقريباً بدون تغيير باقي‌‌ماند.

عملكرد زوج Buffalo بعد از رمزنگاري حتي كمي بهبود يافت. هر چند به دليل نبود امكان پشتيباني كامل براي WPA2، نتايج آزمايش براي Buffalo بدتر شد. بنابراين ما محصولات Buffalo را با WPA كه از استاندارد AES استفاده مي‌كند، آزمايش كرديم. AES يك جزء اختياري از WPA اصلي است. در واقع الگوريتم رمزنگاري اصلي آن TKIP است).
 

توان کارکرد محصول Belkine در نسخه بتا و نهايي ميان‌افزار روتر و درايو کلاينت

شكل 4


WPA2 يك گزينه انتخابي براي مسيرياب‌هاي Buffalo Nfiniti نيست. همچنين ما نتوانستيم يك ارتباط كامل براي كارت شبكه Nfiniti (وقتي از ابزار پيكربندي بي‌‌سيم Client-Manager3 استفاده كرديم)، در يك شبكه با WPA2 ايجاد كنيم. گاهي، هنگامي كه از يك ابزار جانبي در ويندوزاكس‌پي استفاده مي‌كرديم (وقتي مسير WPA2 نصب شده بود)، مي‌توانستيم با يك شبكه كه از رمزنگاري Wpa2 استفاده مي‌كند، ارتباط برقرار كنيم. اما اين اتصال ممكن بود از يك شبكه به شبكه ديگر قطع شود و حتي نمي‌توان به كاركرد آن در همان شبكه هم اطمينان داشت.

شكل 5

در ابتدا ما اصلاً نتوانستيم عمليات رمزنگاري را روي مسيرياب شبكه Belkin N1 فعال كنيم. در گفت‌وگو با نمايندگان آن شركت، متوجه شديم كه در ساختار N1 يك مشكل عمده وجود دارد: وقتي مسيرياب طوري تنظيم مي‌شود كه هر يك از الگوريتم‌هاي رمزنگاري AES يا TKIP را پشتيباني كند، كاربر شبكه نمي‌تواند تشخيص دهد كه شبكه در وضعيت رمزنگاري قرار دارد و بنابراين مي‌كوشد بدون انجام هيچ‌گونه عمليات رمزنگاري به شبكه متصل شود.

هر چند اين مسئله، مشكل ما در انجام آزمايش‌هايمان نبود، در واقع در پايان، نرم‌افزار مسيرياب را دوباره نصب كرديم، تا عمليات رمزنگاري به‌طور صحيح انجام شود.

نگاهي به آينده
استاندارد 802.11n در حال تكامل است و كارهاي زيادي براي ارتقاي عملكرد متقابل بين سخت افزارهاي ساخته‌شده براساس نسخه‌هاي اوليه اين استاندارد، در حال انجام است.
 
در طول چند ماه آينده، استفاده‌كنندگان از نسخه‌هاي اوليه اين استاندارد، مي‌توانند با مراجعه به وب‌سايت شركت‌هاي سازنده، نسخه‌هاي جديد، درايور كلاينت‌ها و ميان‌افزار مسيرياب‌ها را پيدا كنند.

شكل 6

همچنين اين دسته از كاربران بايد توجه ويژه‌اي به كدها داشته باشند؛ چرا كه عملكرد متقابل، نرخ بيت و عملكرد در فاصله‌هاي زياد وابستگي زيادي به ارتقاي كدهاي استفاده شده در هر دو بخش كاربر و مسيرياب دارد.

تقريباً در پايان زمان انجام آزمايش‌هايمان، شركت Belkin نسخه بتاي درايور كلاينت (ويرايش 6.0.0.193) و ميان‌افزار مسيرياب (1.01.17) را در اختيار ما قرار داد. با استفاده از اين ويرايش جديد، عملكرد در فواصل كوتاه كمي بهبود يافت؛ تقريباً شش درصد ارتقا يافت و به 105Mbps در 40 فوت رسيد.

اما در فاصله‌هاي دورتر، عملكرد سيستم به ميزان چشمگيري بهتر شد؛ تقريباً 175 درصد بهتر شد و به 31Mbps رسيد. (شكل 4)

نتايج عملكرد متقابل با استفاده از اين كد بتا، به ميزان چشمگيري تغيير كرد: در بعضي موارد بهتر شد و در ساير موارد (خيلي) بدتر شد.

با استفاده از كد بتا براي مسيرياب شبكه Belkin N1 و هر دو كارت شبكه Broadcom در بخش كاربران شبكه، نرخ بيت به مقدار 120Mbps رسيد، ولي اين عملكرد خيلي متغير و غيرقابل اطمينان بود.

ضمن بررسي نرم‌افزار كارت شبكه، مشاهده كرديم كه نرخ بيت از 54Mbps به 300Mbps افزايش مي‌يافت و سپس مجدداً كاهش مي‌يافت. اين پديده در شرايطي اتفاق مي‌افتاد كه لپ‌تاپ در نزديكي مسيرياب قرار داشت و هيچ منبع تداخلي توسط تحليلگر طيف تشخيص داده نشد. بسته به كانالي كه لينك اتصال را روي آن قرار دهيم، تنها مي‌ توان به سرعت 7Mbps  دست يافت يا اين‌كه اصلاً نمي‌توان داده را منتقل كرد.

شكل 7


در مرحله بعد، كارت شبكه ارتقا يافته Belkin را به مسيرياب Linksys متصل كرديم. در اين شرايط مشاهده كرديم كه نرخ بيت از 87.6Mbps به 67Mbps رسيد. (البته اين نتيجه مطلوب نيست، اما بهتر از حالتي است كه بخواهيم كاربر را به مسيرياب Buffalo Nfiniti متصل كنيم).

در آن مورد ماشين كاربر به طور دائم از شرايط نامساعد خبر مي‌داد و NDIS (مشخصات درايور واسط شبكه) خطا مي‌داد.

به محض اين‌كه آزمايش ما به اتمام رسيد، Linksys درايور بروز شده نسخه 4.80.28.2 را در اختيار قرار داد. اين نسخه جديد عملكرد را ارتقا مي‌داد و قابليت كاركرد واي‌فاي را در سمت كاربر ايجاد مي‌كرد. با اين نسخه جديد Linksys قادر بود از الگوريتم‌هاي WPA/WPA2 جهت رمزنگاري استفاده كند.

در اوايل ماه جولاي Buffalo نسخه جديد نرم‌افزار Nfiniti را منتشر كرده بود، ولي قبل از آن‌كه ما بتوانيم آن‌را آزمايش كنيم، اين شركت اين نسخه جديد را از روي وب‌سايت خود حذف كرد