華山論劍 2005無線寬帶路由器橫評(圖)

2019-11-05 00:42:08

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供稿：網友

　　2005年度無線寬帶路由器公開比較測試報告中，所有參測無線寬帶路由器都是“4+1”產品，即內置一個4端口百兆交換機和一個無線AP。隨著人們對移動辦公需求的日益增長，這些無線上網產品越來越得到青睞。希望通過我們的測試，將這些產品的多姿多彩展現出來。
　　
　　無線產品有著得天獨厚的優勢:方便使用，易于部署。無線寬帶路由器自然也如此，它們主要的功能和以前的有線ADSL寬帶路由器非常相似，但用戶使用它們可以省去布線之苦，并能夠在數十米范圍內共享上網。
　　
　　如何選擇它們，如何用好它們就成了用戶需要面對的難題。而且，對無線網絡產品的評價有著自己的特點。帶著這些問題，我們的測試上路了。
　　
　　測試中，我們把自己當成一名普通的用戶，從可能會用到的多種情況對產品進行了性能評價。同時，我們也感受到，這些產品為了家庭和SOHO企業用戶更方便地使用而添加了多項重要的功能。當然，我們也沒有忽視在測試無線產品時需要營造一個較為純凈的自然環境，消除了若干常見干擾源，力求做到公正和客觀。
　　
　　我們向十幾家無線寬帶路由器主流廠商發出了測試邀請，最終華碩(ASUS)、Buffalo、D-Link、NETGEAR、銳捷、思科Linksys和TP-LINK共七個廠商參加了測試，并都配備了無線網卡。其中Buffalo和D-Link各送來了兩套產品。
　　
　　我們使用思科的ESR 10000作為BRAS進行了原型測試和功能驗證，使用華為3Com的三層千兆交換機Quidway S5516搭建了測試環境，在此向它們表示衷心的感謝!
　　
　　經測試:D-Link DI-624憑借其優異的Super G性能、出色的抗攻擊能力和豐富的功能以及良好的性價比獲得了此次測試網卡接入專有組(使用廠商自帶網卡和私有加速技術)的第一名。思科 Linksys WRT54GS依靠其對迅馳接入用戶最優的支持、全面細致的功能以及別出心裁的一鍵式安全部署贏得了體現標準802.11g接入的迅馳組冠軍。D-Link DI-624和思科Linksys WRT54GS因此雙雙獲得《網絡世界》評測實驗室編輯選擇獎。
　　
　　測試亮點
　　
　　● 貼近實際使用環境，多個角度進行性能評價;
　　
　　● 感受SOHO級網絡產品的人文關懷;
　　
　　● 從部署和維護的角度看無線;
　　
　　● 營造相對純凈的測試環境。
　　
　　應用性能橫縱比
　　
　　通過測試我們發現:使用迅馳以標準802.11g接入所有這些無線路由器，性能曲線都非常平穩，使用TCP進行文件傳輸的吞吐量維持在20Mbps上下。即便是在10米之外，性能幾乎沒有明顯下降。比較而言,思科 Linksys WRT54GS略勝一籌。
　　
　　當使用廠商專有網卡接入時，在標準802.11g模式下，性能表現與迅馳相當。但多數產品都提供了不同的速展技術，效果明顯。以Super G為代表的提供百兆無線連接的產品應用性能可達50Mbps。D-Link和NETGEAR的產品優勢明顯。
　　
　　迅馳接入篇
　　
　　應用性能測試中，有兩項是和迅馳(無線網卡芯片為Intel(R) PRO/Wireless 2200BG)相關的。第一項旨在考察不同距離和障礙物間隔下的單機接入能力。第二項側重于評價多點接入條件下每個客戶端獲取的服務水平和總體吞吐能力。
　　
　　在第一項測試中，思科 Linksys WRT54GS和Buffalo WZR-RS-G54的性能數據比大多數產品高出10%～20%。(如圖1所示)值得注重的是，在房間外距離10米的時候，無線連接的信號依然很強，說明在一墻之隔這種最為常見的的場合，大家可以繼續享受高品質的無線連接。
　　　

　　在第二項測試中，我們模擬了SOHO企業中多個客戶端從服務器下載文件的情況，五臺筆記本全部使用迅馳接入。結果，并沒有出現哪個客戶端不能接入或中途掉線的情況，也沒有像我們預想的那樣房間外的客戶端(距離十米)明顯比房間內的客戶端性能低的情況。由于信號都很強，五臺筆記本與接在百兆快速以太網接口上的文件服務器之間的吞吐量幾乎是均等的。以ASUS為例，五個通信對的總吞吐量達到了25.405Mbps，五個通信對的吞吐量分別為5.171，5.248，4.802，5.251，5.053Mbps，其中5.053Mbps是惟一的一臺位于房間外接入點的性能數據。
　　
　　這一項測試ASUS表現最好，思科 Linksys WRT54GS和Buffalo WBR2-G54S以細微的差別分列2，3位。(見圖2)
　　　

　　網卡接入篇
　　
　　由于多種加速機制處于802.11g標準之外，各個參測無線寬帶路由器都帶來了自己的配套網卡。
　　
　　看看這些產品不同的速展方式吧。最為聞名的是Super G 108Mbps陣營，這里面的成員是D-Link DI-624、NETGEAR WPN824、銳捷RG-WSG108R和TP-LINK TL-WR641G。除了它們這幾款提供聲稱百兆無線連接的產品外，其他幾款也都提供了包含著自己獨特的提速方式。比如，Buffalo兩款產品的125Mbps AfterBurner和125*High Speed Mode，D-Link DI-624+的Speed Enhanced Mode，以及思科 Linksys WRT54GS的Speed Booster。
　　
　　非標準11g的速展機制到底表現如何呢?經測試，可謂跌宕起伏。
　　
　　我們模擬了用戶常用的兩種拓撲。分別為WLAN-LAN連接和WLAN-WAN連接，我們打開了參測產品所支持的最快速展特性，對于尚不提供速展的產品，我們讓它仍工作于標準11g模式下。
　　
　　第一種拓撲:我們看到了幾款提供百兆無線連接產品的出色表現。其中，D-Link DI-624更是將性能的理論峰值展現出來，達到了50.741Mbps，而且性能曲線非常平穩。NETGEAR WPN824也有不錯表現，達到了45.259Mbps。我們僅對2米距離進行了測試。(如圖3所示)銳捷的RG-WSG108R也支持Super G，在測試中它的TCP吞吐量的峰值接近50Mbps，但其不夠穩定，在五分鐘的測試時間內有比較大的浮動，均值反而要低于標準11g的表現，因此這款產品在其他測試項目中我們都采用了標準11g模式。
　　　

　　第二種拓撲:啟動Super G進行速展的產品都不再像上面那樣鋒芒畢露，但較之標準11g還是有一定幅度的性能提升。此時的領先者變成了Buffalo WZR-RS-G54。(如圖4所示)
　　　

　　在這項測試中，筆者還曾借助思科的ESR 10000路由器模擬上游BRAS，進行PPPoE的終結，配置中采用PPPoEoE的方式。這些寬帶路由器的配置都相當簡單，而像思科Linskys WRT54GS還提供了像traceroute這樣的實用工具。PPPoE方式必然導致性能有所下降，我們的測試也印證了這一點。不過，我想這倒可以提醒用戶，假如僅從寬帶上網的角度考慮，標準的802.11g產品也是不錯的選擇，究竟寬帶出口的窄帶寬在此時是決定因素。
　　
　　百兆——有線VS無線
　　
　　在所有參測產品中，有多臺定位于百兆無線產品。無線的百兆連接和快速以太網還有多大差距呢?我們抽樣測試了一臺無線寬帶路由器內置的四口10/100Mbps交換機的性能，接在交換機上的兩臺筆記本的TCP吞吐量達到了90.684Mbps。
　　
　　百兆無線連接似乎已經拉近了和快速以太網的距離。
　　
　　從另一個角度來看，有線交換機端口上的用戶是獨占百兆帶寬。而無線客戶端接入AP是共享帶寬。當客戶端的數目增加，分給每個客戶端的帶寬將急劇下降。我們測試了兩臺筆記本之間使用迅馳以11g接入的吞吐量(即WLAN-WLAN)，無線寬帶路由器除了SSID和工作模式以外，其他均保持缺省參數，結果總吞吐量只有11Mbps。這也和我們前面的測試的WLAN-LAN的結果形成鮮明的對比。
　　
　　細數性能變數
　　
　　不同的筆記本:有的筆記本和網卡配合得不好，結果令人瞠目。我們在2米距離，配置相同的條件下更換了三臺筆記本，測得吞吐量分別為:9，19，28Mbps。其中9Mbps的數值讓我們很困惑，如此近的距離，沒有直接障礙物的情況下網卡信號顯示卻只有70～80%。也許是PC Card Bus兼容性不太好吧。在實際測試中，我們頗費周折，在數臺嶄新的筆記本中挑選了2米距離時所有網卡顯示信號都非常強(90%以上)的一臺。
　　
　　不同的通信方向:在LAN-LAN的測試中，我們模擬的是從有線端口服務器下載文件的拓撲。但必須說明的是，傳輸方向對結果有一定的影響，而且不具有一致性的規律。以D-LINK的兩款參測產品為例，圖3中顯示DI-624+的性能不足30Mbps，但我們測試其從無線到有線進行文件傳輸性能可達33Mbps。DI-624恰好相反，從無線到有線方向其吞吐量在40Mbps左右。
　　
　　距離Vs屏蔽物:使用迅馳或專有網卡接入，當距離拉長到40米時，通信質量發生了質變。首先在隔了兩堵墻和兩部電梯的客戶端接入點，所有廠商的無線連接都斷了，通信無法繼續。但當我們繞開電梯，同樣還是40米距離，又都可以上網了，此時信號強度雖然顯示為弱，不過仍達到1Mbps的接入速率。考慮到用戶訪問Internet的帶寬瓶頸在出口而不是本地，應該說在長距離場合，這些產品依然具有很好的可用性，當然，前提是無線寬帶路由器與客戶端之間不要有金屬等令信號產生巨大衰減的屏蔽物。
　　
　　安全控制有異同
　　
　　由于無線信號的廣播機制，用戶使用它時最好采用加密機制，但加密后的性能會明顯降低嗎?此外，它們這些SOHO級網絡產品面對DoS攻擊果然不堪一擊嗎?
　　
　　我們發現，不同的加密方式對性能的影響不一樣，WPA PSK加密方式對一半參測產品的性能幾乎沒有影響，另一半則有些下降。
　　
　　多數產品倒在了DoS攻擊面前，D-Link DI-624+和DI-624及Buffalo WZR-RS-G54在攻擊面前有頑強表現。盡管SOHO級產品面對DoS攻擊的可能性不如園區網中設備那樣大，但小公司的網絡中有此功能自然也是有備無患。
　　
　　WPA PSK加密
　　
　　采用廠商無線網卡，和性能測試中的WLAN-WAN拓撲相同，不同的是采用了WPA PSK方式加密。其中有幾款產品只支持TKip方式而不支持AES，所以我們采用TKIP方式。假如和24版圖4做比較，你會發現加密后的性能有些產品沒有變化(如24版圖5所示)。對使用TKIP加密而性能沒有下降的產品，我們抽樣測試了其AES加密，發現性能下降了20%以上。
　　　

　　經考察，D-Link DI-624+和思科Linksys WRT54GS提供了包括WPA2在內的最為充分的加密方式。非凡值得一提的是,思科Linksys WRT54GS支持SecureEasySetup(SES)技術，使得無線局域網的設置和WPA的激活可以一鍵完成。在支持SES的環境中，用戶只需要按下無線路由器上的SES按鈕，SES就會在設備之間建立VPN連接，并且自動設置網絡的SSID(Service Set Identifier)以激活WPA安全保護。當向WLAN中添加新的支持SES技術的設備之后，重復上述步驟，新增的設備馬上就能自動完成配置并且將WPA密鑰安裝到所有得到接入許可的設備上。
　　
　　Buffalo的AOSS(AirStation一鍵安全系統)也很值得推薦，用AOSS，用戶可以快速組建起安全的無線連接。AOSS能自動檢測和配置其他帶AOSS的無線設備和客戶端。一旦你添加了新的設備，就會自動達成網絡上所有設備都支持的安全級別。
　　
　　DoS攻擊
　　
　　說Buffalo和D-Link的產品頑強，是因為它們在攻擊過程中不僅可以繼續被治理，無線客戶端還能繼續上載文件到FTP服務器，IxChariot的通信對還能建立TCP連接并完成吞吐量測試。(如下表所示)需要說明的是，筆者并沒有在上述產品中找到任何防DoS攻擊的配置選項，D-Link工程師的反饋是產品自動完成異常流量識別和控制。TP-LINK的配置界面上雖然有明確的防DoS攻擊項目，但我們在啟動防御后，仍然沒能有效地保證合法通信的繼續運行，僅僅是能以Web方式繼續對設備進行治理。
　　　

　　功能適用多場景
　　
　　與其他網絡產品，無線寬帶路由器帶有更加濃厚的人文關懷的色彩。它幫助我們解決了許多非常實際的上網問題。比如對UPnP(Universal Plug and Play)的支持，使得BT下載可以更快地進行。
　　
　　可以把UPnP看成一種NAT穿越技術，無線寬帶路由器支持UPnP的話就能夠和內網中支持UPnP的軟件相配合，自動對外打開相應的端口。對于BT來說，這使內網用戶得到更多客戶端的連接，也意味更多的用戶來充當種子，使Internet用戶受益的同時，也將大幅提升內網用戶下載速度。圖6所示為模擬的BT下載環境。我們在minihp上安裝了MyBT3.0，充當tracker服務器。在bighp上使用BitTorrent為一個16M字節的軟件制作.torrent種子文件并通過瀏覽器將其上傳到tracker，與此同時bighp的BitTorrent打開相應端口，等待下載者的到來。當內網用戶myacer通過一張802.11b無線網卡下載了種子文件并開始下載后，若關閉UPnP，而且不進行任何手工端口映射，myacer不可能像bighp那樣也來充當種子，urasus就只有bighp一個種子為他服務。當然，我們發現，路由器的UPnP功能一般是默認打開的，myacer馬上可以成為種子，為myasus提供下載服務。
　　　

　　在P2P的世界里，“人人為我，我為人人”的理念需要相應的技術來支撐，無線寬帶路由器對UPnP的支持使得這些應用得以順利開展。
　　
　　同樣，為了解決網關NAT隱藏內網IP地址和端口號給人們帶來的不便，還可以進行端口映射等設置，滿足網吧和家庭用戶訪問某些游戲網站的需要。對DDNS的支持還可以方便寬帶上網用戶建站。
　　
　　測試方法
　　
　　環境營造——極為重要!
　　
　　無線寬帶路由器的比較測試對環境有著苛刻的要求，這一點不容忽視，否則不同產品間的測試環境會有明顯的差異，造成測試結果的不公平、不客觀。
　　
　　我們從以下幾個方面來營造一個相對純凈的測試環境。
　　
　　第一，使用Network Stumbler進行頻道掃描并消除干擾。因為，在802.11b所使用的2.4GHz頻段內，只有頻道1，6，11和1，7，13兩種組合是完全互不干擾的(802.11g也是如此)。所以我們在掃描到辦公區內有其他AP使用會產生交疊的頻道時會請同事幫忙繞開這一頻道。
　　
　　第二，我們關閉了路由器上的SSID廣播功能，避免在測試過程中有同事發現無線網絡并嘗試接入而導致性能測試數據降低。
　　
　　第三，在筆記本上安裝廠商的送測網卡時，為了避免反復安裝不同產品的驅動造成通信異常，我們在測試每個產品時都會使用Ghost把筆記本恢復到系統初始安裝狀態。
　　
　　第四，不容忽視的一點，將IxChariot的測試流和結果收集流分開。假如筆記本沒能將文件成功下載的確認發回，將嚴重影響測試的準確度。這種現象是無線網絡所特有的，因為有可能會出現無線信號太弱而導致丟包的情況。故此，我們在測試中設計了雙路由拓撲，用一條有線路徑專門來傳送測試配置和結果反饋數據。
　　
　　此外，為了保證獲取足夠強的信號，我們仔細挑選了作為無線客戶端的筆記本，并將路由器和無線接入筆記本放在了幾乎同一水平線上，同時避免二者之間有直接障礙物存在(距離10米及10米以上測試除外)。
　　
　　性能測試
　　
　　我們的性能測試力圖將家庭和SOHO企業用戶使用中的常見拓撲都呈現出來。包括在802.11g條件下使用迅馳和無線網卡通過WAN口接入Internet，WPA加密，Super G和其他速率擴展模式，以及多個客戶端同時接入無線網絡。
　　
　　測試中，我們使用IXIA的應用層測試軟件IxChariot 6.0，采用其吞吐量測試腳本，使用TCP協議，模擬文件下載行為，調整文件大小為5M字節。每項測試持續時間5分鐘，測試三次取平均值。在IxChariot中定義的通信對(pair)中，使用IXIA 1600T的一個百兆端口(實際上是一臺高性能linux主機)模擬一個endpoint，通過無線接入的筆記本充當另一個endpoint。
　　
　　1.迅馳接入
　　
　　如圖7所示，筆記本使用迅馳(802.11g)和無線寬帶路由器通過無線組成內網，由三層交換機和IXIA 1600T模擬Internet。無線寬帶路由器通過百兆以太網端口和三層交換機相連，采用固定分配IP的方式。由于自動開啟NAT從而隱蔽了內網IP主機，我們在測試中的文件傳輸方向為從筆記本到1600T。
　　　

　　筆記本電腦與無線寬帶路由器的直線距離分別為2米、10米和40米。
　　
　　2.廠商網卡接入
　　
　　禁用筆記本的迅馳網卡，插入廠商的PCMCIA無線網卡，打開802.11g基礎上的速展模式，重復1的測試，其他測試條件不變。
　　
　　3.WPA加密
　　
　　無線寬帶路由器和網卡上使用WPA PSK進行加密，重復2的測試，除了測試距離為2米外，其他測試條件不變。選擇WPA PSK方式，首先是因為WEP加密更輕易被破解，不推薦使用。第二是WPA RADIUS方式不適合家庭用戶。
　　
　　4.本地速展
　　
　　筆記本使用廠商配套無線網卡接入，1600T通過三層交換機與無線寬帶路由器的百兆有線端口相連。筆記本與1600T所組成的通信對在同一網段。打開路由器和網卡上的802.11g速度擴展功能，測試從寬帶路由器的百兆LAN口到無線客戶端的TCP吞吐量。
　　
　　5.多點接入
　　
　　使用5臺帶迅馳(802.11g)的筆記本作為無線接入點，分別與IXIA 1600T模擬的Endpoint進行通信，IXIA 1600T接至無線寬帶路由器的百兆有線端口。測試每個pair和總體TCP吞吐量。5臺筆記本到無線寬帶路由器的距離固定且從2米到10米不等，和測試4一樣，筆記本與1600T所組成的通信對在同一網段。
　　
　　攻擊測試
　　
　　IXIA 1600T的一個端口作為DoS攻擊源，使用軟件IxEXPlorer，針對無線寬帶路由器的治理地址進行SYN_Flood攻擊，攻擊流帶寬為10Mbps。檢查此時對無線寬帶路由器的影響，是否能繼續治理該設備，假如可以，測試此時的轉發性能，持續時間5分鐘。筆記本使用迅馳和無線寬帶路由器相連，距離2米，并和1600T模擬的主機在同一網段。
　　
　　功能驗證
　　
　　使用Cisco ESR 10000模擬真實環境，對PPPoE等功能進行驗證，同時考察無線寬帶路由器的UPnP、訪問控制、優先級劃分、流量統計和診斷工具等功能。
　　
　　編輯選擇獎專有組
　　
　　D-Link DI-624
　　
　　通過測試，一大半的產品在不同領域表現出自己的特長。D-Link、思科Linksys和Buffalo的產品無論從性能還是功能等多個角度看都有不錯的表現。在我們的綜合評選中，性能占60%，功能占30%，價格占10%。由于目前市場用戶基本可分為專有網卡接入和迅馳接入兩種方式，而迅馳目前只支持802.11b/g，不能使用目前11g基礎上的諸多速展功能，因此可以說無線寬帶路由器的最高性能是否可以發揮出來對客戶端的種類有著很強的依靠性。所以，我們在性能部分的評選中依據客戶端接入方式的不同分別對無線寬帶路由器進行了打分，并產生了專有組和迅馳組兩個優勝者。
　　
　　最終，D-LINK DI-624憑借其出色的性能、首屈一指的安全性和豐富的功能獲得了專有組的最高評價，與DWL-G650配合使用，它是一款性價比非常高的產品。思科Linksys WRT54GS則依靠其對迅馳最好的支持、便捷的安全性部署、包括QoS在內全面的功能贏得了迅馳組的第一名，穩定的表現堪稱迅馳用戶的極佳伴侶。這兩款產品紛紛獲得此次《網絡世界》評測實驗室編輯選擇獎。
　　
　　說D-Link DI-624是一款性價比高的產品，絕不僅僅因為它與DWL-G650配合穩定地跑出50Mbps的最優成績，將目前Super G產品的性能發揮到了極致。還因為它“與眾不同地”自動完成對DoS攻擊的識別和防御，即便攻擊報文使網絡接口指示燈瘋狂閃爍，它卻仍能保證其他用戶的正常通信。它還具備難得而又很實用的功能特性，包括:靜態DHCP，VPN穿越，距離擴展，無線QoS之WMM以及WPA2，這其中有若干項是目前多數同類產品中所不具備的。它的報價相對其高品質來說也是相當誘人。
　　
　　編輯選擇獎　迅馳組
　　
　　思科Linksys WRT54GS
　　
　　思科Linksys的WRT54GS不像D-LINK DI-624或NETGEAR WPN 824那樣有45Mbps以上的刺眼數據，因為它本身就不是一個提供百兆級無線接入的產品。但是，它堪稱精品。除了一般產品所具有的功能外，它還支持Traceroute和HTTPS治理，從細節就可以看出它更愿意把工作做在實處。光WPA2加密一項，它就提供給用戶4種配置選擇。優先級劃分與全面的VPN穿越則可以滿足不同用戶的定制需求。最為非凡的是它支持SecureEasySetup(SES)技術，使得無線局域網的設置和WPA的激活可以一鍵完成。當然，需要強調的是，它在我們的迅馳接入測試中表現是最好的。
　　