802.11 Wlan无线通讯实验 10748215 Liubin June, 2008

实验目的 统计和绘图 学习802.11相关知识技术 使用无线网卡工作 搭建802.11b/g Access Point Linux下最强Driver：Madwifi 网卡配置和实时数据 搭建802.11b/g Access Point UDP数据通讯 不同802.11标准 调节数据包大小、发送频率 不同连接方式 tcp通讯 统计和绘图 目的不是得到实验结果 动手能力 感性认识 研究基础

实验设备 服务器 × 1 Unbutu 7.04 Server + Madwifi 0.9.4 + Apache Cisco AirNet PI21AG(802.11a/b/g) wireless Adapter NetGear WAG311 Wireless PCI Adapter(802.11a/b/g) Windows客户端 × 2 ThinkPad T60 Intel PRO/Wireless 3945ABG Network Connection Normal Host

实验设备

Linux下Atheros 芯片网卡驱动 开源，许多linux发行版包括 在有版权的硬件抽象层（HAL）上工作 替代品->ath5k 比windows下更强劲 模拟AP、station等 Mode：sta、adhoc、ap、monitor、wds、ahdemo 一块网卡可以同时模拟多个AP 手动设置信道、scan、associate…… 可能有bug

服务器的搭建-1 安装Madwifi 新增ath_pci等内核模块 rmmod ath_pci modprobe ath_pci autocreate=ap wlanconfig ath0 destroy wlanconfig ath0 create wlandev wifi0 wlanmode ap iwconfig ath0 essid MobleCourse iwpriv ath0 mode 0 iwconfig ath0 channel 6 ifconfig ath0 10.10.0.1 netmask 255.255.255.0 up

服务器的搭建-2 Ifconfig、iwconfig、wlanconfig等命令 IEEE 802.11g ESSID:"luoboo" Nickname:"" Mode:Master Frequency:2.437 GHz(Channel 6) Access Point: 00:40:96:B2:FE:E5 Bit Rate:0 kb/s Tx-Power:18 dBm Sensitivity=1/1 Retry:off RTS thr:off Fragment thr:off Encryption key:off Power Management:off Link Quality=24/70 Signal level=-72 dBm Noise level=-96 dBm Rx invalid nwid:2518 Rx invalid crypt:0 Rx invalid frag:0 Tx excessive retries:0 Invalid misc:0 Missed beacon:0

服务器的搭建-3 wlanconfig ath4 list channel： Channel 1 : 2412 Mhz 11g Channel 48 : 5240 Mhz 11a Dynamic Channel 2 : 2417 Mhz 11g Channel 50 : 5250 Mhz 11a Static Channel 3 : 2422 Mhz 11g Channel 52 : 5260 Mhz 11a Channel 4 : 2427 Mhz 11g Channel 56 : 5280 Mhz 11a Dynamic Channel 5 : 2432 Mhz 11g Channel 58 : 5290 Mhz 11a Static Channel 6 : 2437 Mhz 11g Channel 60 : 5300 Mhz 11a Channel 7 : 2442 Mhz 11g Channel 64 : 5320 Mhz 11a Channel 8 : 2447 Mhz 11g Channel 149 : 5745 Mhz 11a Channel 9 : 2452 Mhz 11g Channel 152 : 5760 Mhz 11a Static Channel 10 : 2457 Mhz 11g Channel 153 : 5765 Mhz 11a Dynamic Channel 11 : 2462 Mhz 11g Channel 157 : 5785 Mhz 11a Channel 36 : 5180 Mhz 11a Channel 160 : 5800 Mhz 11a Static Channel 40 : 5200 Mhz 11a Dynamic Channel 161 : 5805 Mhz 11a Dynamic Channel 42 : 5210 Mhz 11a Static Channel 165 : 5825 Mhz 11a Channel 44 : 5220 Mhz 11a

服务器的搭建-4 wlanconfig ath4 list sta: ADDR AID CHAN RATE RSSI DBM IDLE TXSEQ RXSEQ CAPS ACAPS ERP STATE MODE 00:40:96:b2:fe:e9 1 149 12M 16 -79 180 25913 272 E 0 23 Normal WME 00:1b:77:09:0f:47 2 149 54M 41 -54 120 17173 15200 Es 0 f3 Normal WME UAPSD QoSInfo: 0x0f, (VO,VI,BE,BK) = (1,1,1,1), MaxSpLimit = NoLimit

实验环境-1 实验室1717房间

实验环境-2 实验室1717房间

实验环境-单位 dB dBi 和dBd dBm 纯粹的比值，没有单位 10log（甲功率/乙功率） dBi和dBd是表示天线功率增益的量 dBm是一个表示功率绝对值的值（也可以认为是以1mW功率为基准的一个比值） 计算公式为：10log（功率值/1mw）

实验环境-单位 网卡接受一个帧、一个位 接收信号强度指示（RSSI） 环境噪声 热噪声 SINR：Signal  to Interference plus Noise Ratio SINR = S / (I + N) 接收信号强度指示（RSSI） (S + I) / N

实验环境-3 实验室1717房间

实验环境-802.11a

实验环境-4 实验室1717房间

实验环境完成！ 11a (10.1.0.1) 11g (10.2.0.1) Notebook (10.1.0.3) Clent Host Wireless PKU 11a (10.1.0.1) 11g (10.2.0.1) Notebook (10.1.0.3) Clent Host (10.1.0.2)

实验工具 – 控制网卡 Windows下 Device specific WireShark WirelessMon Wifi Hopper Cirond Winc(ad hoc) Device specific IBM Access Connections Cisco Aironet Desktop utility

实验工具 – 统计绘图 UDP TCP Mgen(Multi-Generator) TRPR GnuPlot wget Period、possion、burst 记录发送和接受trace TRPR 对tcpdump的输出等trace文件统计分析 生成可以用gnuplot绘图的数据 GnuPlot TCP wget

实验设计和结果 11a (10.1.0.1) 11g (10.2.0.1) Notebook (10.1.0.3) Clent Host 实验一、UDP通讯实验 11a vs 11g [50-1100 40] [50 40-1400] [50-1100 1024] 11a (10.1.0.1) 11g (10.2.0.1) Notebook (10.1.0.3) Clent Host (10.1.0.2)

[50-1100 40] 11a

[50-1100 40] 11g

[50 40-1400] 11a

[50 40-1400] 11g

[50-1100 1024] 11a

[50-1100 1024] 11g

实验一 补充 前面的实验都没有达到峰值 11a 和11g传输udp最大Throughput？ 补充实验 [50-6000 1024]

11a 最大Throughput

11g 最大Throughput

实验二 11g (10.2.0.1) Notebook Clent Host (10.1.0.3) (10.1.0.2) Client Host 和Notebook都连接到AP 11g上 竞争从AP传输UDP流 11g (10.2.0.1) Notebook (10.1.0.3) Clent Host (10.1.0.2)

竞争udp [1800 1024]

实验三 11a (10.1.0.1) 11g (10.2.0.1) Notebook (10.1.0.3) Clent Host Client Host 和Notebook分别连接AP Wireless PKU、11a、11g上 传输UDP包1分钟 11a (10.1.0.1) 11g (10.2.0.1) Wireless PKU Notebook (10.1.0.3) Clent Host (10.1.0.2)

对比p2p udp流 [800 1024]

实验四 TCP传输 试验方法 TCP流在无线环境下时变形十分明显 使用wget从server下载dummy.zip 客户端之间使用ftp文件下载dummy.zip TCP流在无线环境下时变形十分明显 有时连接甚至无法建立！ 11a和11g的单链路传输最优平均值：3.81M/s 与UDP一致 client to client的最优值(11g)：879K/s

总结 学习802.11多种协议知识 掌握 探索 Madwifi驱动 Windows下各种wlan软件 Udp流的生成、记录、统计与绘图 Udp数据包在wlan模式的通讯性能 Client to AP: 调节包的大小、发送间隔 Client to Client: 竞争通讯 TCP文件传输性能

802.11 Wlan无线通讯实验 liubin 谢谢！