ピアツーピア通信のために 50 台のデバイスを接続する予定のワイヤレス アクセス ポイントでは、どのような特性に注目すべきでしょうか。最大の関心事は、すべてのデバイスが信頼性の高い接続を維持し、パケットを確実に配信することです。
私の要件:
- 障害物の少ない広い部屋1つ
- デバイスあたり100KB/秒のスループット、すべてのデバイスで同時
- 信頼性の高い Wi-Fi 接続 (送信に失敗すると、すべてのデバイスが追いつくまでアプリ全体が一時停止します)。
- 混合 802.11 g/n
1 つのデバイスが情報を公開すると、他のすべてのデバイスの大部分がそれを即座に受信します。情報は通常 10 KB ～ 100 KB です。すべてのデバイスでの公開は、1 秒あたり 5 件がピークです。
答え1
[免責事項、私は上記の説明を受ける前にこの回答を書きました。私の理解を深めてこの回答を書き直す必要がありますが、今のところは、50 ピアのマルチキャスト プロトコル用の Wi-Fi ネットワークを設計している他の人の役に立つかもしれないので、そのままにしておきます。]
マルチキャスト/ブロードキャストとWi-Fiは混在しないので注意してください
これはおそらくあなたが探していた答えではないかもしれませんが、おそらくあなたが考慮する必要がある最も重要なことです。
有線イーサネット、特にスイッチでは、マルチキャストは個別のユニキャストよりもコストがかかりませんでした。しかし、無線イーサネット (Wi-Fi) では、マルチキャストとブロードキャストはリンク層の確認応答を受け取りません。これは、マルチキャストごとに確認応答ストームが発生し、処理が困難になるためです。そのため、マルチキャストは、その AP のすべてのクライアントが確実に受信できるほど低いデータ レートで送信する必要があります (通常、レートが低いほど変調が単純になり、長距離やノイズの多い環境でも確実に受信されます)。つまり、マルチキャストパケットは、何度も同じサイズのユニキャスト パケットよりも多くの通信時間 (帯域幅) を必要とします。
2.4GHz Wi-Fi AP がデフォルトで 1 メガビット/秒のデータ レートでマルチキャストを送信するのは、かなり一般的です。帯域幅の要件を正しく理解していれば、これはプロトコルが必要とする帯域幅の 4 分の 1 よりわずかに少ないことになります (プロトコルがマルチキャストを使用していると仮定すると、おそらくそうであると思われます)。
したがって、マルチキャストを送信するときは、少なくとも 5.5 Mbps 以上の速度、あるいはそれ以上の速度を使用するように AP を設定する必要があります。また、すべてのデバイスがそのデータ レートを確実に受信できる範囲内にあることを確認する必要があります (障害物のない、大きくはないが巨大ではない部屋であれば、おそらく難しくはありません)。
おっと、BSS 内リレーを考慮するのを忘れるところでした。AP で Wi-Fi を使用する場合 (「IBSS」または「アドホック」モードとは対照的)、AP は 1 つのワイヤレス クライアントから別のワイヤレス クライアントへのすべての送信をリレーします。これにより、ネットワークはより広いエリアをカバーできます。クライアントはすべてが互いに範囲内にある必要はなく、それぞれが AP の範囲内にあるだけでよいからです。したがって、4 Mbps 以上のデータは、送信クライアントから AP にユニキャスト データ レートで送信され、その後 AP によってマルチキャスト レートでリレーされます。したがって、1 秒間のピーク期間中に、5 つの 100 KibiByte 送信のそれぞれを送信するクライアントがすべて、5.5 Mbps のデータ レートしか維持できないネットワークの端にいる場合、すべてのクライアントにマルチキャストされる「1 秒間のピーク相当」のデータをすべて取得するには、ほぼ 2 秒かかります。つまり、5.5 Mbps のデータ レートもあなたには適さないということです。マルチキャスト レートとして 12 Mbps のデータ レートを目指し、すべてのクライアントがいわゆる「12 Mbps の範囲内」にあることを確認します。
したがって、Wi-Fi でマルチキャストの送信レートを設定できることを確認してください。AP によっては、これを明示的に設定できるものもあれば、他の設定からマルチキャスト レートを導き出すものもあります。たとえば、基本レート (必要なレート) を設定できる場合は、マルチキャスト レートとして最も低い基本レートが選択されることがあります。または、802.11b レートを無効にできる場合は、マルチキャスト レートとして最も低い G レート (6mbps) が選択されることがあります。Apple の AP では、マルチキャスト レートを低/中/高というわかりにくい基準で設定できることが多く、そのデコーダー テーブルがここにあります。 Apple AirPort Extreme でマルチキャスト レートを設定する方法
他に考慮すべき点:
Wi-Fi 経由のマルチキャストは信頼性が保証されていないため、アプリケーション層プロトコルが再送信のニーズに対応していることを確認してください。帯域幅 (およびマルチキャスト レート) のニーズを計算するときは、平均再送信レートを考慮してください。
必ずクリーンなチャネルを使用してください。私のマルチキャスト レートの計算では、完全にクリーンなチャネルを想定しています。近くの他のユーザーがチャネルを半分の時間使用している場合、少なくとも以前の計算の 2 倍のマルチキャスト レートが必要になります。
50 クライアントの制限を謳っている古い AP の中には、ハードウェアで追跡できるクライアントごとのユニキャスト キーの数に制限があるため、そのように設定されているものがあります。ハード制限を設けているものもあれば、ソフトウェアを使用してハードウェアで処理できるキーよりも多くのキーを処理しているものもありますが、そのためにパフォーマンスがわずかに低下しています。おそらく、これは状況によっては問題にならないでしょうが、50 台のクライアントを同時に接続することに問題があり、WPA2 (または WPA) を有効にして開始した場合は、ワイヤレス セキュリティを無効にして試してみてください。
WPA2 (または WPA) セキュリティが必要な場合は、クライアント デバイスがシステム スリープ状態になったり、ネットワークから離脱したりしないようにしてください。クライアントが離脱するたびに、グループ キー (マルチキャスト/ブロードキャスト パケットを暗号化するためのキー) を変更する必要があります。このため、ネットワーク アクティビティが急増し、マルチキャストに使用できる通信時間が消費されます。また、残りのすべてのクライアントが新しいグループ キーの受信を確認するまで、それ以降のすべてのマルチキャストが遅延し、新しいグループ キーの受信を確認できなかったクライアントは AP によって切断されます。これにより、離脱したクライアントがネットワークに戻ると、小規模なアクティビティが急増します。