1200 Mbps Görünüyor, Neden 300 Mbps Alıyoruz? PHY Hızı, Gerçek Hız ve iPerf3

Kullanıcının gönderdiği iki ekran görüntüsü çelişiyor gibi görünür:

• Wi-Fi bağlantı ayrıntısında hız 1201 Mbps.
• İnternet hız testinde sonuç yaklaşık 300 Mbps.

İlk soru genellikle “Wi-Fi bozuk mu?” olur. Oysa bu iki sayı aynı şeyi ölçmez. 1201 Mbps, istemcinin AP ile o an anlaştığı fiziksel katman (PHY) hızıdır: havada bitlerin hangi hızla gönderildiği. 300 Mbps ise bir uygulamanın belirli bir yoldan, belirli bir anda taşıyabildiği veri miktarıdır (throughput). Arada protokol payı, paylaşılan ortam ve kablolu yol vardır.

Bu yazıda farkın nereden geldiğini ve Wi-Fi’nin gerçek kapasitesinin iPerf3 ile nasıl ölçüleceğini anlatıyoruz. 300 Mbps’in bir arıza olup olmadığı ancak doğru kurulmuş bir testten sonra söylenebilir.

Senaryo

AP Online Ama İstemci IP Alamıyor yazısındaki kampüs devam ediyor.

Yazıda ölçüm sonucu yok. Laboratuvar testi yapmadık; sayılar ya hesaptır ya da üretici belgesinden alınmıştır. Amaç yöntemi ve yorumu göstermek.

1201 Mbps nereden geliyor?

PHY hızını dört değişken belirler: uzaysal akış sayısı, kanal genişliği, MCS (modülasyon ve kodlama oranı) ve koruma aralığı (GI). 2 akış, 80 MHz, MCS 11 (1024-QAM, 5/6) ve 0,8 µs GI ile 802.11ax’in verdiği değer tam olarak 1201 Mbps’tir.

Bu dört değişkenden biri sabit değildir: MCS. AP ile istemci, sinyal kalitesine göre sürekli MCS seçer. İstemci uzaklaştıkça ya da gürültü arttıkça daha düşük bir MCS’e inilir ve bağlantı hızı saniyeler içinde değişebilir. Boştayken okunan 1201, test sırasında geçerli olmayabilir. Bu yüzden bağlantı hızını test anında okuyun:

netsh wlan show interfaces        (Windows: kablosuz arayüz ve bağlantı bilgileri)
iw dev <arayüz> link              (Linux: son kullanılan TX hızı, MCS ve kanal genişliği)

Bu değerler anlık iletim hızıdır, throughput değildir.

PHY hızından gerçek hıza

PHY hızı, havadaki bir iletimin yalnızca veri bölümünün hızıdır. Kanalı kullanmanın geri kalanı bu hızla akmaz:

• Paylaşımlı, yarı çift yönlü ortam: Bir cihaz aynı anda hem gönderip hem alamaz; indirme ve yükleme aynı havayı paylaşır. Wi-Fi 6’da OFDMA ve MU-MIMO sayesinde AP aynı iletim fırsatında birden fazla istemciyle paralel iletişim kurabilir, ama kanalın toplam süresi yine paylaşılır.
• Ortama erişim: Her gönderimden önce kanal dinlenir ve rastgele bir süre beklenir.
• Sabit süreli parçalar: Her iletimin başındaki PHY başlığı (preamble) ve sonundaki onay (Block Ack), PHY hızı artsa da kısalmaz. Paket birleştirme (A-MPDU) bu sabit payı daha çok veriye yaymak içindir.
• Yeniden gönderme: Bozulan çerçeveler tekrar gönderilir ve aynı havayı yeniden harcar.
• Paylaşım: Aynı kanaldaki diğer istemciler ve AP’ler de süreden pay alır.
• TCP: Onay paketleri de havadan geçer; tek bir TCP akışı pencere boyutu ve gecikme yüzünden linki dolduramayabilir.

Üreticilerin kaba kuralları da bunu yansıtır. Cisco, beklenen hızı PHY hızı × 0,7 olarak verir ve temiz bir testte verimi %65–70 olarak tahmin eder. 1201 Mbps için bu yaklaşık 840 Mbps eder. Meraki toplam verimin genellikle ilan edilen hızın %50’si ya da altı olduğunu söyler. Bunlar garanti değil, beklenti aralığıdır. Bizim senaryoda bu aralığa bir de kablolu yolun tavanı eklenir.

Darboğaz zinciri ve test kurulumu

Ölçülen değer, yoldaki en dar halkanın değeridir. İnternet hız testi Wi-Fi’nin yanında kampüs ağını, firewall ve NAT’ı, ISP hattını ve uzaktaki test sunucusunu da ölçer. Hat 300 Mbps’lik bir abonelikse sonuç Wi-Fi ne kadar iyi olursa olsun bunu geçemez. İnternet yolunun teşhisi Wi-Fi Bağlı Ama İnternet Yok yazısında.

1 Gbps uplink tavanı: AP’nin uplink’i 1 Gbps olduğu için kablosuz ölçüm bu linkin TCP tavanını aşamaz. Bu tavan yaklaşık 940 Mbps’tir, ancak sabit değildir; şu koşullar için geçerlidir:

• MTU 1500 bayt, IPv4, TCP zaman damgası seçeneği açık: her pakette 1448 bayt veri taşınır.
• Kabloda her çerçeve; Ethernet başlığı, FCS, preamble ve çerçeveler arası boşlukla 1538 baytlık süre kaplar.
• 1448 / 1538 ≈ %94,1, yani 1 Gbps’de yaklaşık 941 Mbps.

Zaman damgası kapalıysa değer biraz artar, jumbo çerçeveyle daha da artar, VLAN etiketi ya da tünel başlığı varsa azalır. 2,5 Gbps uplink’li bir AP’de bu tavan senaryodan çıkar.

iPerf3 sunucusu nereye konur? Cisco’nun ölçütü: sunucu, trafiğin sonlandığı noktaya mümkün olduğunca yakın ve aynı VLAN’da olmalıdır.

• Bridge (local) forwarding: İstemci trafiği AP’nin bağlı olduğu switch’ten çıkar. Sunucu o switch’te, istemcinin VLAN’ında olmalıdır. Senaryomuzdaki 10.0.20.50 bu durum içindir.
• Tunnel (central) forwarding: Trafik önce controller’a (Huawei AC, Catalyst 9800 local mode), Aruba AOS 10 gateway’ine ya da FortiGate’e tünellenir. Sunucu tünelin bittiği cihazın yanında, aynı VLAN’da olmalıdır. Cisco’ya göre bu modda controller tüm istemci trafiğinin toplandığı nokta olduğu için kendisi de bir darboğaz olabilir; tünel başlığı da ek paydır.

Her iki durumda da sunucuyu bir yönlendirme ya da firewall adımının arkasına koymayın. Aksi halde ölçüme başka darboğazlar girer.

iPerf3 ile ölçüm

iperf3 -s                                    (sunucu: 10.0.20.50)
iperf3 -c 10.0.20.50 -t 30                   (istemci → sunucu, yükleme)
iperf3 -c 10.0.20.50 -t 30 -R                (sunucu → istemci, indirme)
iperf3 -c 10.0.20.50 -t 30 -P 4              (4 paralel TCP akışı)
iperf3 -c 10.0.20.50 -t 30 -u -b 700M        (UDP, hedef 700 Mbit/s)

• Port: Sunucu varsayılan olarak TCP 5201’i dinler. Sunucudaki ve istemcideki yerel firewall bu porta izin vermelidir.
• Yön: Varsayılan test istemciden sunucuya gider; -R yönü ters çevirir. İki yönü ayrı ayrı ölçün; aynı sonucu vermek zorunda değildir. --bidir iki yönü aynı anda çalıştırır, ama Wi-Fi’de iki yön aynı havayı paylaştığı için kapasite ölçümünde her yönü ayrı ölçmek daha anlaşılırdır.
• Paralel akış: Tek TCP akışı linki doldurmayabilir. -P ile birden çok akış açın ve sonuç olarak akışların toplamını alın. iperf3 3.16 sürümünden itibaren paralel akışlar birden çok thread ile çalışır.
• UDP: -b verilmezse UDP testi 1 Mbit/s ile çalışır ve anlamsız kalır. UDP sonucunda paket kaybına bakın. Cisco’nun uyardığı gibi yüksek kayıplı bir değer gerçekten taşınmış veri değildir.
• Süre ve tekrar: Varsayılan süre 10 saniyedir. 30 saniyelik testleri aynı konumda birkaç kez tekrarlayın ve test sırasında bağlantı hızını da kaydedin.
• Windows: ESnet Windows için ikili dosya dağıtmaz; Windows derlemeleri üçüncü taraflarındır. Kaynağını doğrulayarak kullanın.

Sonucu yorumlamak

Senaryomuza dönersek: VLAN 20’deki iPerf3 testi üretici beklentilerine yakın bir sonuç veriyorsa Wi-Fi beklendiği gibi çalışıyordur ve 300 Mbps’in nedeni internet yolundadır. iPerf3 de yaklaşık 300 Mbps veriyorsa, test sırasındaki bağlantı hızı, yeniden gönderme oranı ve kanalın doluluğu incelenir. Kanal genişliği seçimi, parazit ve airtime serinin ilerleyen yazılarında ayrıntılı ele alınacak.

Aynı problem dört üreticide

Aşağıdaki bilgiler her üreticinin resmî dokümanından alındı ve laboratuvarda denenmedi. Doğrulayamadığımız komutları vermiyoruz.

Huawei

Huawei’nin Fat AP V200R019C10 MIB referansındaki hwWlanStationTable, istemci başına gereken değerleri taşır. Bu nesneler SNMP ile eSight ya da iMaster NCE-Campus gibi bir yönetim sisteminden okunur:

Aynı bilgileri AC’de gösteren CLI komutunu bu yazı için resmî kaynakla doğrulayamadık.

Cisco Catalyst 9800 ve Meraki

Catalyst 9800: İstemcinin bağlantı hızı:

show wireless client mac-address <MAC> detail

Cisco’nun belgesine göre hız bu çıktıda m11 ss2 biçiminde görünür: MCS 11, 2 uzaysal akış. Kanal genişliği AP’de show controllers dot11Radio ile görülür; Cisco’ya göre WLC CLI’ı bunu göstermez. Aynı belge iPerf3 sunucusunun yerini forwarding moduna göre tarif eder: local mode’da controller’ın yanı, FlexConnect local switching’de AP’nin erişim switch’i ve VLAN’ı.

Meraki MR: İstemci sayfasında Signal alanı istemci bağlantısının SNR değerini, desteklenen Wi-Fi standartları alanı da istemcinin en yüksek bit hızını gösterir. Bu bir yetenek bilgisidir, anlık hız değildir. Ping Client aracı AP ile istemci arasındaki gecikmeyi ve kaybı ölçer. İstemci sayfasında hız testi aracı yoktur; kapasite ölçümü kablolu bir iPerf3 sunucusuyla yapılır. Meraki kapsama alanı boyunca en az 25 dB SNR hedeflenmesini önerir.

HPE Aruba Networking

Central’daki AP sorun giderme ekranında Speed Test (iPerf) testi bulunur. Kaynak, seçilen AP’dir. Hedef sunucu ve protokol (TCP ya da UDP) seçilir.

Bu test kablosuz istemcinin throughput’unu ölçmez. Test AP’nin kendisinden başlar; ölçülen, AP ile hedef sunucu arasındaki yoldur. AP’nin uplink’ini ve arkasındaki kablolu yolu doğrulamak için kullanışlıdır. İstemcinin kablosuz hızı ise iPerf3 istemcisi kablosuz cihazda çalıştırılarak ölçülür.

Fortinet

FortiGate’teki WiFi Clients ekranı varsayılan olarak sinyal gücünü, sinyal/gürültü oranını (SNR), kanalı ve istemcinin Kbps cinsinden anlık gönderme/alma bant genişliğini gösterir. Rate Rx ve Rate Tx sütunları sonradan eklenebilir; belge bu sütunları ayrıca açıklamaz. İstemci özet sayfasındaki sağlık durumu, sinyal gücü, SNR ve bant değerlerinin üçü de iyiyse “Good” görünür. Bilgiler FortiAP 7.2.4 yapılandırma rehberindendir.

Karşılaştırma

Sonuç

1201 Mbps bir bağlantı hızıdır; havada veri bölümünün en iyi koşuldaki hızını gösterir. Gerçek hız bunun belirgin biçimde altında kalır ve bu bir arıza değil, Wi-Fi’nin çalışma biçimidir. Ölçüm, yoldaki en dar halkayı verir. Bu yüzden Wi-Fi’yi ölçmek için iPerf3 sunucusu trafiğin sonlandığı noktaya, aynı VLAN’a konur; iki yön ayrı ayrı, birden çok akışla ve test anındaki bağlantı hızıyla birlikte ölçülür. 300 Mbps’in arıza olup olmadığına ancak bu testten sonra karar verilir.

Kaynaklar

• Cisco: Wi-Fi 6/6E ve Wi-Fi 7 Throughput Testing (212892, rev. 4.0)
• Meraki: Wireless Throughput Calculations and Limitations
• Meraki: Client Details Page Overview
• ESnet: iperf3 Invoking
• ESnet: iperf3 Project News (3.16)
• ESnet: Obtaining iperf3
• Microsoft: netsh wlan
• Linux Wireless: iw
• Huawei: Fat AP V200R019C10 MIB Reference, hwWlanStationTable
• HPE Aruba Networking: Speed Test (iPerf Test) for APs
• Fortinet: FortiAP 7.2.4, Monitoring wireless clients