比較有線網(wǎng)速和無線網(wǎng)速

引言：近年來隨著無線網(wǎng)絡(luò)的普及，在大多數(shù)辦公場合都實(shí)現(xiàn)了有線與無線的雙覆蓋，我們究竟是用無線還是有線？本文從CSMA/CA協(xié)議、無線路由工作原理深度解析有線網(wǎng)絡(luò)與無線網(wǎng)絡(luò)速度之差異。

有線和無線網(wǎng)絡(luò)各有各的優(yōu)勢，比如有線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)速穩(wěn)定、相對(duì)安全，但移動(dòng)性有先天不足，這些本文不再討論，本文只討論有線網(wǎng)絡(luò)、無線網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)速的問題。目前有線網(wǎng)絡(luò)大多百兆到桌面，而辦公室里的采用8011.n的WiFi卻號(hào)稱網(wǎng)速達(dá)到150M、300 M甚至更高，面對(duì)百兆的有線網(wǎng)絡(luò)與300 M甚至更高的無線網(wǎng)絡(luò)，你是用有線還是無線？也許你會(huì)毫不猶豫的選擇無線，300 M的無線真的比百兆的有線快嗎？

按照通常的理解，當(dāng)然是300 M要快，但網(wǎng)速卻不一定，網(wǎng)速是發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)所能達(dá)到的速度，幀與幀間的間隔時(shí)間在計(jì)算時(shí)并不包括在內(nèi)，所以如果考慮幀與幀的間隔時(shí)間，300 M的網(wǎng)速遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到這樣的數(shù)據(jù)傳輸速度。下面分析有線和無線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送一幀所需的時(shí)間。

圖1 CSMA/CA工作原理圖

百兆有線網(wǎng)絡(luò)最大幀為1500B，無線網(wǎng)絡(luò)最大幀可以達(dá)到2312B，但無線信號(hào)并不是很穩(wěn)定，如果幀長過大，就要進(jìn)行分片，每個(gè)分片間還需要有幀間隔，所以無線傳輸大數(shù)據(jù)幀效果并不好。假定兩者數(shù)據(jù)幀大小都是1500B，有線網(wǎng)絡(luò)采用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測）協(xié)議，在發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)連續(xù)偵測介質(zhì)，一旦空閑就開始發(fā)送，并且邊發(fā)送邊監(jiān)聽，出現(xiàn)沖突立即停止發(fā)送，發(fā)送一幀所需的時(shí)間計(jì)算如下：

1500B的數(shù)據(jù)的實(shí)際幀長：1500B的數(shù)據(jù)+14B的頭部+4B的CRC校驗(yàn)=1518B。

發(fā)送1500B的數(shù)據(jù)幀的時(shí)間：B*8/100Mbps=121.44μs；

無線網(wǎng)絡(luò)采用的是CSMA/CA協(xié)議（載波監(jiān)聽多路訪問/沖突避免），如圖一所示的CSMA/CA工作原理圖中看出在發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)還要等一個(gè)DIFS（分布協(xié)調(diào)功能幀間隔，時(shí)長128μs），并且在發(fā)送完一幀后還要等待一個(gè)SIFS（最短幀間隔，時(shí)長28μs），接收方才發(fā)送ACK幀，發(fā)送的ACK幀的時(shí)間很短，為了計(jì)算的方便可忽略，發(fā)送的一幀的時(shí)間計(jì)算如下：

1500B的數(shù)據(jù)的實(shí)際幀長：1500B的數(shù)據(jù)+32B的頭部+4B的CRC校驗(yàn)=1536B

發(fā)送1500B的數(shù)據(jù)幀所需的時(shí)間：1536B*8/300Mbps+128μs+28us=40.96μs +128μs+28μs =196.96μs。

通過計(jì)算很容易發(fā)現(xiàn)300M的無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)際傳輸速度是小于百兆的有線網(wǎng)絡(luò)的，并且這還是在忽略了發(fā)送ACK幀、忽略無線信號(hào)損耗的理想情況下進(jìn)行的計(jì)算。實(shí)際上無線信號(hào)的損耗是非常嚴(yán)重的，筆者正在使用的150M的無線網(wǎng)絡(luò)，距離無線路由器只有一米的距離，計(jì)算機(jī)顯示傳輸速度只有72M，如果考慮進(jìn)這些因素，無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)際傳輸速度更慢。從工作原理上看無線路由器相當(dāng)于HUB ，使用人數(shù)越多速度越慢。

另外很重要的一點(diǎn)，由于無線網(wǎng)絡(luò)只有一條信道，因而不能同時(shí)發(fā)送和接收，AP相當(dāng)于一個(gè)集線器，以半雙工模式運(yùn)行，如果一個(gè)人使用尚且可以，如果多人共享帶寬，每人的速度更慢。還有一點(diǎn)大家容易忽視，不管號(hào)稱有多快的路由器都是連接到有線網(wǎng)絡(luò)上，也就是說再快的路由器它的出口速度與你的有線網(wǎng)絡(luò)是相同的。

通過以上的分析，我們清楚了無線網(wǎng)絡(luò)雖然有良好的移動(dòng)性，但在速度上與有線網(wǎng)絡(luò)相比不具有任何優(yōu)勢，如果你的應(yīng)用對(duì)網(wǎng)速要求較高，就盡可能的采用有線網(wǎng)絡(luò)。