Professionelle WLAN-Tests richtig durchführen (3)
Kabellose Netzwerke sind komplexe Gebilde – insbesondere, wenn nicht nur reiner Ethernet-Datenverkehr über sie läuft, sondern auch Applikationen wie Voice over IP ihre Datenpakete durch die Luft senden. Die Suche nach einem Fehler gerät für den Administrator dabei leicht zur Suche nach der Nadel im Heuhaufen. Aber auch die Sicherstellung von Verfügbarkeit und Sicherheit ist durch regelmäßige Messungen im WLAN notwendig. Im dritten und letzten Teil unseres Workshops befassen wir uns mit QoS-Testmethoden, gehen auf die Besonderheiten in vermaschten Netzwerken ein und legen abschließend noch einmal die genauen Anforderungen an die Testumgebung und -Methoden dar.
Testmethoden für Quality of Service
Mit den folgenden Quality of Service-Tests messen Sie die Performance der Systeme bei der Übermittlung von Sprachströmen. Diese Messprozeduren geben Auskunft über folgende Kriterien: VoIP-Kapazität, mobile Sprachqualität und Priorisierungsfunktionen. Dadurch lässt sich die Qualität des WLAN-Systems bei der Übermittlung von zeitkritischen Anwendungen in Unternehmensnetzen beurteilen.
VoIP-QoS-Kapazität ermittelt Sprachqualität
Diese Testprozedur untersucht die Übertragungskapazität eines WLAN-Systems bei der Übermittlung von Sprachverbindungen (G.711, G.729, G.723) und stellt die Sprachqualität fest (R-Faktor). Bei diesem Test wird zusätzlich im Hintergrund eine definierte Datenlast (Best-Effort) erzeugt und somit die Gesamtkapazität des WLAN-Systems ermittelt.
Über einen Ethernet-Port überträgt dieses Verfahren reinen Datenverkehr im Hintergrund zu einem WLAN-Client. Dadurch entsteht im Übertragungskanal ein Wettbewerb um die verfügbare Bandbreite. Während des Tests wird die Anzahl der Sprachverbindungen bei jedem Testlauf so lange erhöht, bis die Service Level- Kriterien erreicht sind. Dadurch wird das Maximum an hoch priorisierten Datenströmen, die das SUT bei akzeptabler Performance übermittelt, dokumentiert.
Die vom System generierten Service Level- Kriterien für die Sprachverbindungen basieren entweder auf dem MOS-Wert (Mean Opinion Score) oder dem R-Faktor (E-Modell). Der Benutzer kann bei diesem Test die jeweiligen Sprachströme frei definieren (Codec-Typ, Art der Verschlüsselung, et cetera) und die genutzten Prioritätsmechanismen (802.11e/ WMM oder 802.1q) festlegen.
Diese Testprozeduren untersuchen und bewerten die Leistungsfähigkeit des SUTs bei der parallelen Übermittlung von Daten- und Sprachströmen beziehungsweise bei der Differenzierung (Priorisierung) der jeweiligen Verkehrsströme auf der Schicht 2 (gemäß 802.11e/WMM und 802.1q) und/oder Schicht 3 (TOS/ DSCP).
VoIP-Servicestabilität messen
Mit Hilfe der Messung der Servicestabilität ermitteln Sie, welche maximale Last an nicht priorisierten Daten (Best Effort) sich über das WLAN-System übermitteln lässt, ohne die Qualität der Sprachströme zu beeinflussen (beziehungsweise unter ein definiertes Service Level-Minimum zu drücken). Die sich aus der Messreihe ergebenden Parameter quantifizieren die Fähigkeit des WLAN-Systems, die Sprachströme (WMM/802.11e, sofern vom WLAN-System unterstützt) vor negativen Einflüssen durch hohe Last im Sprachverkehr zu schützen.
Die vom System generierten Service Level- Kriterien für die Sprachverbindungen basieren entweder auf dem MOS-Wert oder dem R-Faktor. Der Administrator definiert bei diesem Test die jeweiligen Sprachströme frei (Codec-Typ, Art der Verschlüsselung et cetera) und legt die genutzten Prioritätsmechanismen (802.11e/ WMM oder 802.1q) fest.
Mit Hilfe dieser Testprozedur ermitteln Sie die Leistungsfähigkeit des SUTs bei der parallelen Übermittlung von Daten- und Sprachströmen ebenso wie die Differenzierung (Priorisierung) der jeweiligen Verkehrsströme auf der Schicht 2. Dieser Test zeigt Ihnen sehr genau auf, wie viele gleichzeitige Sprachströme das SUT korrekt priorisiert.
QoS Service Differentiation
Ermittelt die unterschiedlichen Service Level (Paketverluste, Verzögerung, Jitter) für unterschiedliche Priorisierungen (beispielsweise unterschiedliche WMM/ 802.11e Access-Klassen und unterschiedliche 802.1d User-Prioritätswerte). Auf Basis dieses Tests lässt sich die Güte einer QoS-Implementation eines WLAN-Systems bestimmen.
VoIP Roaming-Test in Betrieb und Planung
Dieser Test ermittelt die Sprachqualität während eines Roaming-Vorgangs von mehreren mobilen WLAN-Telefonen (den unterschiedliche Sprachverbindungen G.711, G.729, G.723) zwischen unterschiedlichen APs im WLAN-System. Darüber hinaus ermitteln Sie die Roaming- Verzögerungen und die beim Roaming auftretenden Paketverluste.
Dieser Test unterstützt sämtliche WMM/ 802.11e-Betriebszustände. Für diesen Test lassen sich der Sprach-Codec, die Anzahl der Sprach-Clients und die betreffenden Roaming-Profile individuell auswählen. Der Test generiert die gleichen Reports wie der Roaming-Verzögerungstest plus den R-Faktor pro Client als Verlaufskurve.
Diese Methode bietet die einzige praxisnahe Möglichkeit, zur exakten Ermittlung der wesentlichen Durchsatzparameter des SUTs und gibt Auskunft über die Anzahl der Sprachsysteme, die das System bei asynchronen Roaming-Vorgängen unterstützt. Die für die Widerherstellung des Services notwendige Zeit entspricht der Wartezeit des Benutzers, wenn ein Client von einem AP zu einem anderen AP im Netzwerk wechselt.
Das Messergebnis wird entweder als MOS (Mean Opinion Score)-Wert oder R-Faktor pro Client dargestellt. Die Ergebnisse charakterisieren das Verhalten des SUTs in einer mobilen Netzumgebung und gehören somit zu den Vormessungen jeder Netzinstallation.
Test in vermaschten Netzwerken
Meshing-Tests untersuchen die Funktionen eines vermaschten Netzwerks mit hunderten Clients und ermittelt folgende Performance-Parameter: die Kapazität des vermaschten Netzes, den erwarteten Quality of Service und die Fehlertoleranz des Netzes bei auftretenden Interferenzen oder Störsignalen.
Mesh Client-Kapazität
Der Mesh Client-Kapazitätstest stellt die maximale Anzahl an Clients fest, die ein vermaschtes Netzwerk innerhalb des vorgegebenen SLAs unterstützt. Ein SLA in diesem Bereich wird durch folgende drei Parameter bestimmt: die maximale Paketverlustrate, den garantierten Durchsatz und die akzeptable Verzögerung.
Dieser Test ermittelt dafür statistisch die notwendigen Parameter, indem er wie folgt vorgeht: Sind die Clients nicht in der Lage, die notwendigen Verbindungen aufzubauen, funktioniert auch das ARP-Protokoll zur Adressauflösung (IP-Adresse zu MAC-Adresse) nicht. In diesem Fall sind die Paketverluste größer als die im SLA festgelegte akzeptable Verlustrate. Befindet sich die generierte Last unterhalb des im SLA festgelegten minimalen Durchsatzes oder verzögert sich bei der Paketübermittlung ein Datenpaket über den maximalen im SLA festgelegten Verzögerungswert, dann ist der Testdurchlauf fehlgeschlagen. Dieser Test bestimmt die Anzahl der unterstützten Clients für jeden Testdurchlauf und lässt sich auch mit zusätzlichem Hintergrundverkehr (variabel einstellbar) im Backhaul durchführen.
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Prof. Dr. Bernhard Stütz und Mathias Hein/jp/ln
