Netflow , протокол, разработанный Cisco, используется для сбора и записи всех IP-трафика, идущих с маршрутизатора или коммутатора Cisco, который включен Netflow. Он позволяет собирать трафик и анализировать его с помощью программы (обычно называемой сборщиком или анализатором Netflow ), которая затем организует записи потока в формате, который позволяет ИТ-администратору или сетевому инженеру дополнительно анализировать трафик (источник, пункт назначения и т. Д.).

Этот протокол позволяет вам действительно развернуться в своем сетевом трафике, чтобы узнать, откуда идет источник трафика, и где он также предназначен, когда устраняются проблемы с медленными сетевыми соединениями LAN или WAN. Сам протокол не анализирует трафик, но, как упоминалось ранее, при правильной настройке он отправляет трафик на сборщик или анализатор , который является либо аппаратным устройством, либо чаще, чем программным обеспечением.

Первоначально Cisco разработала протокол для своих продуктов, и вскоре после этого он стал стандартом, который многие другие производители также внедряют в свои продукты, включая Juniper (который имеет «JFlow»), 3Com / HP, Dell и Netgear (SFlow), Ericsson (RFlow), Huawei (NetStream) и Alcatel-Lucent (который использует CFlow).

Основы Протокола

Netflow состоит из двух компонентов:

NetFlow Cache (иногда называемый источником данных или потоковым кэшем) — хранит информацию о потоке IP.

Механизм экспорта или транспорта Netflow — это отправляет данные в коллекционер для дальнейшей отчетности и анализа данных.

Когда пакет входит в интерфейс, который ранее не видел маршрутизатор / коммутатор, он будет решать, следует ли маршрутизировать датаграмму, и если он переадресует дейтаграмму, он сделает запись в потоковом кэше (в маршрутизаторе или коммутаторе) на основе критериев соответствия в пакете.

Каждый пакет в переадресованном коммутаторе / маршрутизаторе проверяется на определенный набор атрибутов IP-пакетов, которые идентифицируют пакет и другие. (Вы можете думать об этом как о отпечатках пальцев.) Ip Flow состоит из набора из 5 атрибутов и может иметь до 7 баллов.

Атрибуты 1 каждого IP-пакета следующие:

• IP-адрес источника
• IP-адрес назначения
• Порт источника
• Порт назначения
• Тип протокола 3-го уровня
• Класс обслуживания
• Интерфейс маршрутизатора или коммутатора

Пакеты имеют следующие атрибуты, которые являются САМЫМИ, сгруппированы в так называемые FLOW, которые затем подсчитываются: IP-адрес источника / получателя, порты источника / адресата, интерфейс протокола и класс обслуживания.

Определение потока масштабируется, поскольку эти данные и информация организованы в базу данных Netflow, называемую Netflow Cache, или Flow Cache.

Кэш потока

Элемент Flow Cache содержит информацию о потоке, включающую следующее:

1. IP-адреса назначения
2. Исходные IP-адреса
3. Номер порта назначения
4. Номер исходного порта
5. Исходный интерфейс,
6. Тип протокола уровня 3,
7. ToS Byte — (означает байт типа обслуживания и учитывает приоритет, скорость, пропускную способность и надежность
8. Входной логический интерфейс (ifIndex) (интерфейс маршрутизатора или коммутатора)

Затем пакет маршрутизируется через интерфейс назначения. Поскольку в маршрутизатор входят следующие пакеты, которые соответствуют существующей записи потока, счетчики байтов и пакетов продолжают увеличиваться через каждый дополнительный грамм данных до тех пор, пока соединение между хостом, участвующим в потоке, не будет снесено.

Таким образом, пакеты, которые вводят маршрутизатор, у которого нет соответствующей записи потока, сначала определяются как маршрутизируемые, и если они приняты, они затем отправляются после записи потока потока. Кэш потока может содержать сотни тысяч записей, а в некоторых случаях — в миллионы записей. Когда потоки истекают, они экспортируются в сборщик Netflow , который будет постоянно анализировать и архивировать потоки для дальнейшего использования. Затем сборщик Netflow может предоставить подробную информацию о таких вещах, как обнаруженные угрозы, топология сети, верхние интерфейсы и график этих тенденций. Netflow используется для поиска полосчатых свиней, поиска сетевых угроз, изоляции проблем медленности приложений и даже для биллинга на основе использования некоторыми провайдерами.

Netflow версии 9, которая теперь является стандартом IETF, известным как IP Information Export (IPFIX), является новым стандартом для транспортировки информации от коммутаторов и маршрутизаторов в коллектор . Многие поставщики оборудования теперь используют IPFIX, который является официальным стандартом для всех технологий потока. Как Netflow, так и IPFIX могут выполняться на аппаратном или программном обеспечении, они могут использоваться для экспорта информации в режиме реального времени, вплоть до второго, и они могут использоваться как для выборки потока, так и для пакетов, подобно SFLOW.

История Netflow

Как уже упоминалось ранее, Netflow был задуман в Cisco Systems и в настоящее время является основным стандартом, который включен в почти каждый маршрутизатор бизнес-класса и коммутатор, который производил Cisco и другие производители. До Netflow сетевые инженеры и администраторы в основном полагались на протокол SNMP (Simple Network Management Protocol) для мониторинга сетевого и интернет-трафика в своих LAN и WAN-соединениях.

SNMP отлично подходит для мониторинга сетевых устройств и планирования пропускной способности, но ему не хватает более подробного и интенсивного трафика и использования и использования полосы пропускания. Роланд Добинс, сетевой инженер в группе Internet Services в Cisco, сказал: «Нам нужно более подробное понимание того, как используется пропускная способность Cisco», 1 . Вскоре Cisco представила технологию Netflow в 1996 году, которая позволила глубже понять, характеризовать и обеспечить возможность дальнейшего анализа потоков сетевого трафика с использованием специализированной интегральной схемы (ASIC), связанной с конкретными приложениями, в сочетании с функциями программного обеспечения Cisco IOS Firmware и Catalyst OS.

К 2003 году Netflow версии 9 от Cisco будет выбрана в качестве IETF (Целевая группа по разработке Интернета, которая предлагает стандарты для Интернета, в первую очередь TCP / IP), официально называемые IPFIX , или IP Flow Information Export.

Для дополнительного чтения о том, что Netflow и как вы можете использовать его для мониторинга и анализа вашей сети, ознакомьтесь с этими документами для более глубокого чтения.

Не весь интернет-трафик равен. Потоковое видео высокой четкости или наличие бесплатного Skype-звонка, вероятно, более важно для вас, чем загрузка большого файла. Функция качества обслуживания на вашем маршрутизаторе позволяет вам определять приоритеты в отношении вещей, о которых вы заботитесь, поэтому они происходят быстрее, чем то, что вы не делаете.

Что такое качество обслуживания?

Качество обслуживания — отличный и недостаточно используемый инструмент, который позволяет вам обучать ваш маршрутизатор, чтобы разделить вашу доступную пропускную способность между приложениями. С хорошими правилами QoS вы можете убедиться, что потоковое видео не заикается, потому что большой файл загружается одновременно или что ваш рабочий ноутбук не вялый, когда вы пытаетесь выполнить этот последний крайний срок, пока ваши дети играют в игры онлайн.

Это может помочь подумать о качестве обслуживания следующим образом: давайте притворимся на мгновение, что ваше интернет-соединение — это больница, где доступная полоса пропускания — это количество врачей, доступных для лечения пациентов. Пациенты — это разные приложения, а медсестра-сортировщик — это роутер.

В обычной сети медсестра с сортировкой безразлична к состоянию входящих пациентов и просто назначает их любым доступным врачам, постепенно распространяя персонал больницы тоньше и тоньше, не учитывая тяжести ситуации пациента. Случайно прострелил руку с помощью гвоздя во время проекта DIY? Немедленно обратитесь к врачу. Кто-то просто пробежал грузовик? Они сразу же получают врача. У кого-то еще появляется сломанная рука? Они тоже получают врача (но если он действительно очень занят, то вскоре люди делят врачей, и никто не получает особо быстрого ухода). Вы можете видеть, как в короткие сроки больница будет увязшей в беспорядке, и пациенты с высоким приоритетом не будут получать высокоприоритетную помощь.

То же самое происходит и в вашей сети на дому — пропускная способность выдается по мере необходимости, без особого внимания к тому, что делает каждое приложение. Это означает, что если вы разговариваете по телефону с вашим боссом, и ваши дети начинают смотреть Netflix, качество вашего звонка в Skype может снизиться. Маршрутизатор делает все возможное, чтобы предоставить доступную пропускную способность между двумя службами, а не учитывая, что «более важно».

Качество обслуживания, чтобы вернуться к аналогии с нашей больницей, похоже на очень компетентную медсестру для кормления, которая направляет пациентов к правильному врачу самым эффективным способом: парень, который только что наткнулся на грузовик, получит несколько врачей и сидящий там парень с гвоздем, застрявшим в руке от птичьего домика, подождет минутку другого врача.

Сети с примененной моделью качества обслуживания будут расставлять приоритеты, как вы укажете, определенным приложениям, службам и/или пользователям над другими, так что важные вещи (Netflix, Skype-звонки, ваш Xbox Live-соединение и т. Д.) Имеют наибольшую пропускную способность и лучшее время пинга.

Как включить качество обслуживания вашего маршрутизатора

Есть сотни разных маршрутизаторов, где есть совершенно разные прошивки и возможности. Некоторые маршрутизаторы имеют параметры качества обслуживания, которые столь же упрощенны, что и вы можете расставить приоритеты трафика с одного компьютера на другой. В некоторых из них вы указываете, какие услуги вы хотите установить приоритет (например, потоковое видео через просмотр веб-страниц), а другие предлагают подробный контроль над почти всеми аспектами процесса.

Хотя мы не можем провести вас через вашу точную настройку маршрутизатора, мы можем выделить ключевые соображения, связанные с настройкой правил качества обслуживания. Для демонстрационных целей мы включим правила качества обслуживания на маршрутизаторе, чтобы запустить универсальную прошивку DD-WRT сторонних производителей . Вам нужно будет зайти на страницу администрирования своего собственного маршрутизатора, чтобы узнать, какие из них доступны для вас. Прежде чем продолжить, мы настоятельно рекомендуем проверить онлайн-документацию для вашего маршрутизатора на веб-сайте производителя, чтобы определить, какие настройки QoS поддерживают ваш маршрутизатор, а также как обращаться к ним.

Шаг первый: определите свою цель

Прежде чем вы откроете свою страницу администратора, подумайте о своих целях. Что вы пытаетесь выполнить с помощью правил качества обслуживания? Вы хотите, чтобы ваш домашний офисный компьютер всегда имел приоритет над всеми другими устройствами в доме (например, весь ваш рабочий трафик всегда должен быть более важным, чем развлечение и игры на других устройствах)? Вы хотите определить приоритет трафика из блока IP-адресов, назначенных вашему домашнему медиа-серверу и серверу Minecraft, чтобы обеспечить быстрый доступ из-за пределов вашей домашней сети? Вы хотите установить приоритет Netflix, чтобы ваше потоковое видео всегда было гладким?

Для использования в жилых помещениях правила QoS должны быть выборочными и минимальными. Не сходите с ума и задайте дюжину различных правил прямо из ворот. Создание множества различных правил качества обслуживания может вызвать больше головных болей, чем они решают, мы рекомендуем вам начать с самой большой проблемы и создать правило для борьбы с ней. Если это устраняет проблемы с вашей сетью, остановите их. Если нет, вы можете продолжить с другим правилом.

Шаг второй: определите скорость соединения

После того, как вы установили свои цели для настройки QoS, пришло время погрузиться в ее запуск и запуск. Сохраните для самых простых систем QoS, почти каждая настройка QoS спросит о вашей скорости загрузки и загрузки, чтобы установить ограничения на то, сколько пользователей и сервисов пропускной способности могут сожрать. Абсолютно не полагайтесь на рекламируемую скорость, которую ваш интернет-провайдер говорит о вашей учетной записи. Испытай сам, чтобы получить истинное измерение.

Во-первых, прекратите все действия с высокой пропускной способностью в вашей сети: прекратите большие загрузки, остановите поток Netflix и так далее. Вы хотите получить точную картину вашей реальной доступной загрузки и загрузки.

Затем нажмите Speedtest.net и нажмите кнопку «Начать тест». В идеале вы должны выполнить этот тест, пока ваш компьютер подключен к кабелю Ethernet или, по крайней мере, к быстрому соединению Wi-Fi (с использованием современных беспроводных технологий, таких как Wireless N или Wireless AC ). Старое сетевое оборудование Wi-Fi может помешать вашему сетевому тесту, и вы не получите точных результатов (например, ваша передача Wi-Fi может обрабатывать только передачу 40 Мбит / с, но ваше соединение действительно способно на 75mpbs).

После того, как у вас есть результаты, преобразуйте числа с Mbps в Kbps (поскольку настройка управления QoS обычно запрашивает эти значения в килобитах, а не в мегабитах). Вы можете сделать это, умножив каждое значение на 1000. Таким образом, в нашем примере выше мы достигли 42 900 Кбит / с для нашей пропускной способности загрузки и 3980 Кбит / с для нашей полосы пропускания.

Шаг третий: включение QoS на вашем маршрутизаторе

Опять же, для акцента мы используем DD-WRT для демонстрационных целей (потому что у него есть надежная система QoS); вам необходимо применить общие принципы, если это применимо.

Сначала откройте страницу администратора вашего маршрутизатора. Откройте веб-браузер и введите IP-адрес вашего маршрутизатора в адресную строку (обычно что-то вроде 192.168.1.1 или 10.0.0.1, хотя вам может потребоваться проверить руководство вашего маршрутизатора). Войдите в систему с вашим именем пользователя и паролем при появлении запроса (опять же, если вы не знаете, что у вас есть, оно может по-прежнему быть по умолчанию, указанным в вашем руководстве).

После входа в систему выберите вкладку NAT / QoS, а затем вкладку QoS. Сначала выберите «Включить» рядом с «Запуск QoS». Оставьте порт установленным в WAN. Оставьте диспетчер пакетов и Queuing Discipline установленным по умолчанию (он должен быть установлен автоматически на основе оборудования маршрутизатора).

Наконец, заполните значения нисходящей линии связи и восходящей линии связи. Значения, которые вы заполняете, должны быть на 80-95% выше, чем у вашего теста скорости. Умножьте оба значения на 0,8 или 0,95, чтобы получить уменьшенную величину Kbps.

Зачем использовать уменьшенное значение? Правила качества обслуживания работают только в том случае, если маршрутизатор и алгоритм качества обслуживания могут создать искусственное узкое место для перенаправления трафика, поскольку обработчик QoS сочтет нужным. Если вы используете значения, равные или превышающие максимальную пропускную способность вашего соединения, вы даете обработчику QoS никакого пространства для маневра, и система становится значительно менее эффективной.

Как определить приоритет трафика

После того, как вы включили Quality of Service, пришло время создать основные правила приоритизации трафика.

Некоторые новые маршрутизаторы имеют мертвые простые параметры QoS, где вы просто выбираете сервисы, которые вы хотите расставить по приоритетам (или перетаскивайте их в список). Вот, к примеру, это скриншот от нового маршрутизатора ASUS, который у нас есть:

Если это все, что вам нужно, и ваш маршрутизатор имеет эту функцию, попробуйте и посмотрите, что работает. Но если вам нужен более мелкий контроль, или у вас есть более старый маршрутизатор, у которого нет такой простой настройки, вот несколько более подробных инструкций по настройке QoS.

Приоритет службы

Если вы хотите, чтобы каждое устройство в вашей сети имело приоритетный доступ к определенному приложению или сервису, вы можете создать правило приоритета службы сети. Скажем, для примера, вы хотите убедиться, что Netflix получает приоритет за менее чувствительные к пропускной способности вещи, такие как общий просмотр веб-страниц. Сначала вы выберите услугу в раскрывающемся меню, как показано ниже, а затем нажмите «Добавить».

После того, как сервис указан, выберите приоритет, который вы хотите использовать для этого.

Приоритет по интерфейсу

В сетевом языке «интерфейс» — это метод, с помощью которого ваше устройство подключено к сети. Вы можете установить приоритеты в локальной сети Ethernet, вы можете назначить приоритеты беспроводным соединениям, или вы даже можете установить правила, которые делают сетевой трафик для гостей невысоким.

Давайте посмотрим, как мы можем сделать гостевой сетевой трафик низким приоритетом. В раскрывающемся меню мы выберем «wl0.1», который в сетевом сокращении будет виртуальной локальной сетью № 0. Виртуальная сеть 1. Нажмите «Добавить».

После того, как вы добавили интерфейс, вы можете указать максимальную скорость загрузки / скачивания и даже приоритизировать службы на конкретном соединении, как показано на скриншоте ниже.

Приоритет интерфейса заключается в том, что из-за необходимых знаний о схемах тайного сетевого наименования используется одна из наиболее сложных систем приоритета.

Приоритет устройства с IP-адресами

Предположите, что вы всегда должны указывать определенное устройство, такое как ваш рабочий компьютер. Если вы используете статические IP-адреса или резервирования DHCP в своей сети, вы можете определить приоритет трафика на определенных компьютерах и устройствах, используя их IP-адрес. Многие маршрутизаторы допускают это, и DD-WRT делает шаг дальше, позволяя вам назначать приоритет группе IP-адресов с помощью «сетевой маски».

Скажем, например, что вы хотите, чтобы ваш домашний сервер, расположенный на статическом IP-адресе 10.0.0.200, имел доступ с наивысшим приоритетом к вашей сети. Вы должны ввести адрес в разделе «Приоритет сетевой маски» и добавить конец с 32, как показано ниже.

Элемент 32 — это сетевая маска. Подробное обсуждение использования netmask немного выходит за рамки этого руководства, но достаточно сказать, что маска / 32 — это сокращение сетевой маски для «только для разрешения этого единственного IP-адреса». Любое другое меньшее число позволит массе охватить большее количество адресов в данном блоке (например, 10.0.0.200/24 ​​приведет к тому, что правило качества обслуживания будет применяться ко всем 254 потенциальным адресам в блоке 10.0.0. *) , Вы можете обратиться к этому краткому справочному руководству сетевой маски, чтобы выбрать номер, который работает для раздела и размера блока адресов, который вы хотите установить приоритет.

Если вы обнаружите, что сетевая маска немного запутана (это не совсем интуитивно понятно), лучше всего просто придерживаться / 32 и вводить вручную каждый IP-адрес.

Как только вы нажмете «Добавить», вы можете назначить приоритетный доступ к адресу, как в предыдущем разделе.

Приоритет устройства с MAC-адресами

Если вы не используете статические IP-адреса в своей сети, вы все равно можете определить приоритеты для определенных компьютеров и устройств с их MAC-адресом. Он будет либо на физическом ярлыке, прикрепленном к устройству, либо где-нибудь в его настройках программного обеспечения.

С MAC-адресом в руке просто введите его в раздел приоритета MAC, нажмите «Добавить», а затем назначьте приоритет устройству, как это было в предыдущих разделах.

Теперь, независимо от того, какой IP-адрес назначает ваш маршрутизатор, скажем, вы можете обеспечить свой рабочий ноутбук, он всегда будет иметь приоритет.

Сетевой коммутатор — это небольшое аппаратное устройство, которое централизует связь между несколькими подключенными устройствами в одной локальной сети (LAN).

Автономные коммутаторы Ethernet обычно использовались в домашних сетях за многие годы до того, как популярность широкополосных маршрутизаторов стала популярной. Современные домашние маршрутизаторы интегрируют Ethernet-коммутаторы непосредственно в устройство как одну из основных функций.

Высокопроизводительные сетевые коммутаторы по-прежнему широко используются в корпоративных сетях и центрах обработки данных. Сетевые коммутаторы иногда называются коммутационными концентраторами, мостовыми концентраторами или мостами MAC. Примеры того, как они выглядят можно посмотреть на этой странице.

О сетевых коммутаторах

В то время как возможности переключения существуют для нескольких видов сетей, включая ATM , Fibre Channel и Token Ring , наиболее распространенными являются коммутаторы Ethernet.

Коммутаторы Mainstream Ethernet, такие как внутри широкополосных маршрутизаторов, поддерживают скорость Gigabit Ethernet для каждой отдельной линии связи, но высокопроизводительные коммутаторы, подобные тем, что находятся в центрах обработки данных, обычно поддерживают 10 Гбит / с на канал.

Различные модели сетевых коммутаторов поддерживают различное количество подключенных устройств. Сетевые коммутаторы потребительского класса обеспечивают подключение по четыре или восемь для Ethernet-устройств, в то время как корпоративные коммутаторы обычно поддерживают между 32 и 128 соединениями.

Кроме того, коммутаторы могут быть подключены друг к другу, метод последовательной привязки для добавления в сеть постепенно увеличивающегося количества устройств.

Управляемые и неуправляемые коммутаторы

Базовые сетевые коммутаторы, подобные тем, которые используются в потребительских маршрутизаторах, не требуют специальной настройки, кроме подключения кабелей и питания.

По сравнению с этими неуправляемыми коммутаторами, высокопроизводительные устройства, используемые в корпоративных сетях, поддерживают ряд расширенных функций, предназначенных для управления профессиональным администратором. Популярные функции управляемых коммутаторов включают мониторинг SNMP , агрегирование ссылок и поддержку QoS.

Традиционно управляемые коммутаторы построены для управления интерфейсами командной строки Unix. Более новая категория управляемых коммутаторов, называемая интеллектуальными коммутаторами, ориентированная на начальные и средние корпоративные сети, поддержка веб-интерфейсов, аналогичных домашнему маршрутизатору.

Сетевые коммутаторы или концентраторы и маршрутизаторы

Сетевой коммутатор физически напоминает сетевой концентратор . Однако, в отличие от концентраторов, сетевые коммутаторы способны проверять входящие сообщения по мере их поступления и направлять их на определенный коммуникационный порт — технологию, называемую коммутацией пакетов.

Коммутатор определяет исходные и целевые адреса каждого пакета и пересылает данные только определенным устройствам, тогда как концентраторы передают пакеты каждому порту, кроме тех, которые получили трафик. Он работает таким образом, чтобы сохранить пропускную способность сети и, как правило, повысить производительность по сравнению с концентраторами.

Коммутаторы также напоминают сетевые маршрутизаторы. В то время как маршрутизаторы и коммутаторы централизуют соединения локальных устройств, только маршрутизаторы поддерживают поддержку взаимодействия с внешними сетями, локальными сетями или Интернетом.

Свитчи уровня 3

Традиционные сетевые коммутаторы работают на уровне линии передачи данных уровня 2 модели OSI . Переключатели уровня 3, которые сочетают внутреннюю аппаратную логику коммутаторов и маршрутизаторов с гибридным устройством, также были развернуты в некоторых корпоративных сетях.

По сравнению с традиционными коммутаторами коммутаторы уровня 3 обеспечивают лучшую поддержку конфигураций виртуальной локальной сети (VLAN).

Если вы изучите беспроводные маршрутизаторы, которые были запущены с лета 2015 года, вы заметите, что большинство из них рекламируют технологию MU-MIMO или многопользовательский MIMO, а также обещают беспроводные передачи, которые в четыре раза быстрее, чем на традиционных маршрутизаторах , Что такое MU-MIMO, за исключением смехотворного акронима, которое вы не понимаете? Что делает MU-MIMO на вашем беспроводном маршрутизаторе, и вы должны покупать маршрутизатор с помощью этой технологии? Прочтите это руководство и узнайте все, что вам нужно знать.

Как устройства подключаются к беспроводным маршрутизаторам при использовании более старых стандартов (SU-MIMO или 1×1 MU-MIMO)

Беспроводные маршрутизаторы, не поддерживающие MU-MIMO, используют так называемый метод SU-MIMO для передачи данных по беспроводному радиоканалу. SU-MIMO означает однопользовательский множественный вход с несколькими входами, а это означает, что один беспроводной канал может одновременно отправлять и получать данные от сетевого клиента. SU-MIMO является частью стандартного сетевого стандарта 802.11n, который был доработан и опубликован в октябре 2009 года. Все беспроводные маршрутизаторы с поддержкой окончательной версии стандарта 802.11n могут использовать SU-MIMO-метод для передачи данных. При использовании этого подхода маршрутизаторы умеют отправлять и получать данные, но только в одном направлении, одному клиенту за раз. Если у вас есть беспроводной маршрутизатор с одной антенной, который используется для приема и отправки данных, он может подключаться только к одному сетевому устройству за раз. Предположим, что у вас есть три пользователя, каждый со своим устройством, подключенным к Wi-Fi, транслируемым маршрутизатором. Маршрутизатор может отправлять и принимать данные только первому пользователю. Когда это делается с первым пользователем, он переходит ко второму пользователю, а затем к третьему.

Количество одновременных потоков данных ограничено минимальным количеством используемых антенн. Если ваш маршрутизатор имеет четыре антенны, в SU-MIMO вы можете одновременно иметь до четырех потоков данных. Например, беспроводной маршрутизатор, который может передавать или принимать на двух антеннах, может одновременно обрабатывать двух пользователей. Маршрутизатор с четырьмя антеннами может обрабатывать четыре отдельных потока и до четырех клиентов одновременно. Поскольку во многих WiFi-сетях у вас есть несколько беспроводных клиентов, которые подключены, каждый из которых запрашивает доступ к их потоку данных, маршрутизатор действует как пулемет, установленный на карусели. Он быстро сбивает бит данных с несколькими устройствами по очереди. Каждое устройство ждет своей очереди для отправки и приема данных, поэтому при подключении нового устройства линия и ожидание становятся длиннее. Таким образом, чем больше устройств вы подключаетесь к беспроводному маршрутизатору, использующему SU-MIMO, тем больше становится латентность и тем меньше скорость вы получаете для каждого устройства.

ПРИМЕЧАНИЕ. В некоторой технической документации SU-MIMO называется 1×1 MIMO. Имейте это в виду, когда вы видите 1×1 MIMO, который будет использоваться далее в этой статье.

Что делает MU-MIMO

MU-MIMO, многопользовательский MIMO или многопользовательский множественный входной множественный выход — это возможность передавать нескольким клиентам одновременно, а не только одну, или передавать данные сетевому клиенту с использованием нескольких потоков данных одновременно и, таким образом, увеличивать скорость передачи. С помощью этого способа передачи беспроводной маршрутизатор может «разговаривать» с несколькими пользователями одновременно на одном беспроводном радиоканале или с одним пользователем, используя несколько потоков данных на одном канале.

Существуют различные типы реализаций MU-MIMO, которые можно найти в беспроводных маршрутизаторах и устройствах:

• 2×2 MIMO — он предлагает два пространственных потока беспроводной передачи и приема данных на одном канале или частоте. Для этой реализации вам нужны только две антенны, и вы можете одновременно подключить максимум два клиента, по одному на каждый поток.
• 3×3 MIMO — он предлагает три пространственных потока, и вам нужны три антенны. Вы можете одновременно подключить максимум три клиента.
• 4×4 MIMO — он предлагает четыре пространственных потока, вам нужны четыре антенны, и вы можете подключить максимум четыре клиента.
• 8×8 MIMO — предлагает восемь пространственных потоков на одном и том же беспроводном канале или одну и ту же частоту максимум до четырех клиентов (да, это правильно). Для этой реализации вам понадобится восемь антенн. 8×8 MIMO еще не является основной технологией.

На рисунке ниже вы можете увидеть представление маршрутизатора с поддержкой 3×3 MIMO, сообщающегося одновременно с тремя устройствами.

Что происходит, когда ваши беспроводные устройства также поддерживают MU-MIMO?

Один из аспектов MU-MIMO заключается в том, что беспроводные клиенты могут также поддерживать эту технологию. У дешевых смартфонов и планшетов есть только одна беспроводная антенна для снижения производственных затрат, поэтому они предлагают 1×1 MIMO. Премиум-смартфоны и планшеты часто имеют две антенны и могут использовать 2×2 MIMO. Доступные ноутбуки имеют две антенны Wi-Fi и могут использовать 2×2 MIMO, в то время как более дорогие имеют три антенны и могут использовать 3×3 MIMO. Сетевой адаптер PCI-Express ASUS PCE-AC88 является первым в реализации 4×4 MIMO. Любой пользователь может использовать его на настольном компьютере для подключения к сети WiFi.

Идея MU-MIMO заключается не только в одновременном подключении большего количества устройств к беспроводной сети, но и к увеличению скорости беспроводного соединения. Поэтому сетевые устройства предлагают одну из следующих реализаций MU-MIMO:

• 1×1 MIMO — такие устройства имеют одну антенну и могут подключаться только к одному беспроводному потоку.
• 2×2 MIMO — они имеют две антенны и могут одновременно подключаться к двум потокам MIMO.
• 3×3 MIMO — имеют три антенны и одновременно подключаются к трем потокам MIMO.
• 4×4 MIMO — имеют четыре антенны и одновременно подключаются к четырем потокам MIMO.

В вашей сети вы используете различные типы беспроводных устройств, которые предлагают различные реализации MIMO. Предположим, что у вас есть беспроводной маршрутизатор с 4×4 MIMO. Этот маршрутизатор предоставляет четыре потока данных. Поэтому вы можете подключать и одновременно передавать данные на четыре смартфона с 1×1 MIMO, поскольку каждый смартфон использует только один поток. Кроме того, вы можете подключать и одновременно передавать данные на две таблетки с 2×2 MIMO, на один ноутбук с 3×3 MIMO и один смартфон с 1×1 MIMO или только на одно устройство, если оно поддерживает поддержку 4×4 MIMO. Однако это устройство с 4×4 MIMO будет иметь преимущества скорости передачи, которая намного быстрее, чем один смартфон с 1×1 MIMO.

В чем преимущества MU-MIMO?

Если вы покупаете беспроводной маршрутизатор или сеть Wi-Fi с поддержкой MU-MIMO, вы получаете следующие преимущества:

1. Уменьшает время ожидания каждого устройства для получения данных.
2. Увеличивает скорость загрузки, предлагаемую для всех устройств, поддерживающих беспроводные потоки MU-MIMO
3. Оба устройства, которые поддерживают MU-MIMO и те, которые этого не делают, пользуются лучшими возможностями Wi-Fi
4. Увеличивает емкость сети и количество устройств, с которыми этот маршрутизатор может работать одновременно.

Недостатки MU-MIMO

Также существуют недостатки в использовании беспроводных сетевых систем и маршрутизаторов с MU-MIMO:

1. Он работает только при использовании беспроводного стандарта 802.11ac и частоты WiFi 5 ГГц . Вы не можете воспользоваться этим на частоте 2,4 ГГц и более старых стандартах, таких как 802.11n. Частота 2,4 ГГц задерживается при использовании SU-MIMO.
2. MU-MIMO увеличивает скорость скачивания, а не скорость загрузки.
   
   Для ускорения загрузки вам нужен как маршрутизатор с MU-MIMO, так и сетевые устройства с MU-MIMO . При покупке новых компьютеров, смартфонов и других гаджетов вам необходимо убедиться, что они работают с беспроводными сетями 802.11ac и поддерживают MU-MIMO.

Когда был выпущен MU-MIMO?

Технология MU-MIMO является частью беспроводного стандарта 802.11ac Wave 2, который был выпущен альянсом Wi-Fi летом 2015 года. В июне 2016 года Wi-Fi Alliance расширил свою программу Wi-Fi CERTIFIED, включив в нее спецификации стандарта 802.11ac Wave 2. Wi-Fi Alliance — это всемирная сеть компаний, которые предоставляют нам беспроводные продукты, стандарты и технологии. Сеть включает более 500 компаний, включая такие крупные имена, как Cisco, Qualcomm, Microsoft, Dell, Samsung, Apple, Intel и так далее.

Нужен ли мне MU-MIMO?

В современных домах растет число интеллектуальных устройств, которые требуют постоянной беспроводной связи. Даже если некоторые из ваших устройств не поддерживают MU-MIMO, вы по-прежнему пользуетесь покупкой беспроводного маршрутизатора с MU-MIMO, потому что он может обрабатывать больше устройств одновременно. Если у вас также есть премиальные смартфоны, ноутбуки и консоли в вашем доме, тогда преимущество использования MU-MIMO увеличивается. Мы рекомендуем, если у вас есть восемь или более устройств, которые подключаются к беспроводной сети в вашем доме, вам следует подумать о покупке маршрутизатора Wi-Fi с MU-MIMO.

Какие беспроводные маршрутизаторы и сетевые WiFi-системы поддерживают MU-MIMO?

MU-MIMO предлагается во всех современных беспроводных маршрутизаторах и сетчатых WiFi-системах , которые были выпущены после того, как стандарт 802.11ac Wave 2 был завершен в 2015 году. Здесь, в Digital Citizen , мы протестировали многие маршрутизаторы MU-MIMO и беспроводные сетчатые системы. Вот лучшее, что мы рекомендуем:

• Премиум: ASUS RT-AC86U , ASUS ROG Rapture GT-AC5300 , TP-LINK AC3200 , TP-LINK Archer C5400 и TP-Link Deco M5
• Средний диапазон: голубая пещера ASUS , TP-LINK Archer C2600 и Linksys EA7500 v2.
• Бюджетный уровень: ASUS RT-AC1200G + , TP-Link Archer C1200 и TP-Link Archer C5 v4.

Wi-Fi Alliance также предлагает портал, на котором вы можете найти все устройства, поддерживающие стандарт 802.11ac Wave 2, включая беспроводные маршрутизаторы, смартфоны, компьютеры и планшеты. Посетите их Product Finder и просмотрите типы продуктов, которые вас интересуют.