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無線網路組態管理工具對網路探查行為之影響

本章節裡以兩套無線網路管理工具為例,探討當行動節點發生交遞後,對網路探查行 為 (search phase) 與所產生延遲之影響,根據這些行為的發生推測這兩套工具在不同情境 下設計的思維。此兩套管理工具分別為WindowsXP 內建的 wireless zero configuration 及無 線區域網卡廠商提供用來管理連線至無線網路的應用程式 (WLAN utility)。

4.4.1 及 4.4.2 小節中個別以 Inter ESS 與 Intra ESS 分析與比較 wireless zero configuration 及 WLAN utility 對 search phase [4] 的延遲影響。因並非所有的 WLAN utilty 均支援 Inter ESS 的交遞,故僅對Intra ESS 與 Inter ESS 均支援的 utility 作詳細的說明。而在交遞觸發行為 中,以自然轉換服務基地台 (Method 1) 與強制關閉服務基地台電源 (Method 2) 作為行為 比較的基準。

4.5.1 Intra ESS Intel WLAN card ─

¾ Method 1:

在此交遞觸發行為下,使用zero configuration 作為 WLAN 之組態管理工具所觀察的 結果為:從新舊服務基地台所在頻道裡觀察出,此無線區域網卡送出的probe request 訊息 週期為2 ~ 3 次,延遲時間為 0.163 秒。使用 WLAN utility 所觀察的結果為:此無線區域 網卡會對新舊基地台所在頻道各別送出一次 probe request,一有基地台回應則停止送出 probe request,延遲時間為 0.022 秒。

¾ Method 2:

在此交遞觸發行為下,使用zero configuration 作為 WLAN 之組態管理工具所觀察的

由 Method 1 與 Method2 結果得知,WLAN 的管理工具對於 search phase 的延遲會造 成影響。zero configuration 會促使無線區域網卡送出多次的 probe request,顯見此套 tool 的設計思維傾向無線網路環境變化快速,不能過於信任,故藉由此方式來確認舊有的連線

在此交遞觸發行為下,使用zero configuration 作為 WLAN 之組態管理工具所觀察的 結果為:在單一頻道上得出probe request 訊息次數 14 ~ 22 次。總延遲時間為 6.303 秒。

SSID 值的變化分別為舊服務基地台名稱、ANY、新服務基地台 名稱。probe reqeust 內的 sequence number 重新 reset 的延遲時間為 3.048 秒。SSID 值由 ANY 轉換至新服務基地台 名稱之間的延遲約為2.295 秒。

使用WLAN utility 所觀察的結果為:probe request 訊息次數為 16 ~ 19 次。總延遲時 間為 9.395 秒。所送出的 probe request 訊息裡可劃分為三個階段,第一階段是 sequence number 的 reset,亦即由原先累加的 sequence number 重新啟始為 1,延遲時間為 2.757 秒。

第二階段為 probe request 內 SSID 欄位值的變化,由原先只送舊服務基地台名稱轉換成 SSID 為 NULL 與舊服務基地台名稱交錯傳送,轉換的延遲約為 2.554 秒。第三階段為第 二階段的值域變化至新服務基地台的SSID 名稱,延遲約為 3.140 秒。

以zero configuration 作為連線至無線網路的管理工具,所送出的 probe request 訊息個 數雖高於WLAN utility,但因其內部在處理轉換訊息型態的延遲及訊息送出間隔時間均少 於WLAN utility,故網路探查的延遲時間低於 WLAN utility。

Method2:

在此交遞觸發行為下,使用zero configuration 作為 WLAN 之組態管理工具所觀察的

區間為10~15 毫秒,probe request 訊息欄位內的 SSID 值的變化依序為舊 AP 名稱、NULL、

舊AP 的 SSID 名稱、ANY、新服務基地台名稱。延遲時間為 11.195 秒。

使用WLAN utility 所觀察的結果為:probe request 訊息次數為 20 ~ 24 次。送出的 probe request 訊息裡可劃分為三個階段,分別為舊服務基地台名稱,NULL 與舊服務基地台名稱 交錯傳送,最後才更改為新服務基地台名稱。SSID 名稱由舊服務基地台更改為 NULL,

其延遲時間為4.654 秒。而 SSID 名稱由舊服務基地台名稱更改為新服務基地台名稱,其 延遲時間為7.776 秒。search 總延遲時間為 13.586 秒。

zero configuration 管理工具送出的 probe request 訊息次數遠高於 WLAN utilty 所送 出,且訊息之間的間隔時間只有10 ~ 15 毫秒也遠低於 WLAN utility 的間隔時間。從這也 可看出zero configuration 在此種網路環境下的設計方法是以送出大量的 probe request 訊息 來獲取鄰近可供連線的網路,企圖縮短此階段延遲,而WLAN utilty 除了有較大的延遲在 SSID 值的更改外,送出 probe request 後也會花費較多的時間來等待回應。

4.5.3 小結

從zero configuration 與 WLAN utilty 這兩套管理工具對於無線區域網卡在探查網路時 的影響來看,WLAN utilty 在 Intra ESS 的表現優於 zero configuration,而在 Inter ESS 的無 線網路環境下,zero configuration 的表現卻優於 WLAN utilty。以 probe request 訊息個數來 看,不管是在Intra ESS 與 Inter ESS,zero configuration 均高於 WLAN utility,從這我們也 可以看出zero configuratio 以較積極的方式探查網路,這樣的設計方式在 Inter ESS 的環境 下就較有優勢,以大量probe 訊息詢問舊有網路是否已確實不存在,在均無 APs 回應下則 可判斷出舊有連線網路已不存在,但這種設計方式的缺點則是讓整個網路產生大量的

zero configuration 信任。但在 Inter ESS 的環境裡,WLAN utilty 對於改變 probe request 的 訊息形式 (sequence number reset 與 SSID 值的變化) 在處理時間上均較 zero configuration 為久,若排除效能不彰的因素外,可能原因為藉由較長的等待時間來確認原服務基地台是 否已無法連線。

Table 4-10, Table 4-11 分別列出 Zero Configuration 與 Intel wireless utility 在 L2 handoff detection 與 search phase 的延遲時間與訊息次數及 SSID 欄位的變化值。

Zero Configuration Intel Pro Set Intra ESS Inter ESS Intra ESS Inter ESS L2 handoff detection 0.815 s 0.819 s 0.365 s 4.557 s Probe times 2 ~ 5 160 ~ 199 1 20 ~ 24 Probe delay 0.235 s 11.195 s 0.025 s 13.586 s SSID Variation (1) Old AP,

(2) NULL (3) Old AP (4) ANY (5) New AP

(1) Old AP, (2) NULL and old AP interleaving (3) New AP

Table 4-10 Intel – Power off the current AP for zero configuration v.s. wireless utility

Zero Configuration Intel Pro Set Intra ESS Inter ESS Intra ESS Inter ESS L2 handoff detection 0.682 s 2.560 s 0.363 s 4.132 s Probe times 2 ~ 3 14 ~ 22 1 16 ~ 19 Probe delay 0.163 s 6.303 s 0.022 s 9.395 s SSID Variation (1) Old AP

(2) NULL and old AP interleaving (3) New AP

(1) Old AP (2) ANY (3) New AP

Table 4-11 Intel – Decrease the Tx power of current AP for zero configuration v.s. wireless utility