WLAN - Trotz 40 MHz Bandbreite langsam

[WernerFP]

Letzte Woche habe ich einen Kabel-DSL Router wegen eines Defektes ausgetauscht (FRITZ!Box 6360 Cable).
Bei der Gelegenheit habe ich mit iperf den WLAN-Durchsatz von 3 Notebooks gemessen (zwei mit Testing, eines mit Arch).
Das Resultat war erbärmlich. Je nach Notebook und Spannbreite der Ergebnisse lag der Durchsatz zwischen 7-12 Mbits/sec.

Die Treiber für die Intel-WLAN-Chips der Notebooks sind in firmware-iwlwifi enthalten. Daran konnte es also nicht liegen. Ich habe dann die AVM-Cable-Box auf das 5 GHz-Band umgestellt sowie die Verschlüsselung auf AES. Das brachte dann einen besseren Durchsatz von bis zu 29 Mbits/sec. Mit einem anderen Router (FRITZ!Box 3270) an einem anderen Ort erhalte ich identische Ergebnisse.

Mir kommt das immer noch zu wenig vor. Ich habe den Verdacht, dass der WLAN-Durchsatz an der Netto-Höchstschwelle von 30 Mbit/s beim Datenstrom zu 20 MHz anschlägt. Die AVM-Router sind mit der Einstellung »Für 300 Mbit/s optimierte Funkkanäle nutzen« so eingestellt, dass sie den Datenstrom mit 40 MHz bevorzugen. Die Intel-WLAN-Adapter der Notebooks sind mit 150/300 Mbit/sec klassifiziert und müssten daher 40 MHz können...

Meine Frage:
Unter Windows gibt es die Möglichkeit, Intel WLAN-Adapter gezielt auf eine Kanalbreite von 40 MHz einzurichten. Lässt sich das mit GNU/Linux auch irgendwie forcieren?

Gruß
WernerFP

[WernerFP]

Mit den 20 statt 40 MHz war ich auf dem Holzweg. Der Intel-WLAN-Adapter im Notebook läuft mit 40 MHz:

Code: Alles auswählen

# iw dev wlan0 info
Interface wlan0
	ifindex 3
	wdev 0x1
	addr 84:3a:4b:#:#:#
	type managed
	wiphy 0
	channel 36 (5180 MHz), width: 40 MHz, center1: 5190 MHz

Von der Fritz-Box werden die 40 MHz ebenfalls nicht runtergeschaltet. Laut AVM-WLAN-Protokoll jedenfalls wird die Verbindung zum Notebook mit 162,5 Mbit/s aufgebaut.

Der mit iperf auf dem Notebook (als Client) gemessene WLAN-Datendurchsatz bleibt trotzdem beharrlich bei < 30 Mbits/sec.

Code: Alles auswählen

iperf -c 192.168.178.22
[  3] local 192.168.178.33 port 36064 connected with 192.168.178.22 port 5001
[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth
[  3]  0.0-10.1 sec  35.2 MBytes  29.4 Mbits/sec

Habt ihr eine Idee, in welche Richtung ich weiter nach der Ursache suchen könnte?

Gruß
WernerFP

Edit: Ursprünglichen Titel »WLAN - 40 MHz Bandbreite forcieren?« geändert.

[Lord_Carlos]

Sind irgendwelche anderen Geraete Zeitgleich mit dem Wlan verbunden?
Ich meine die Router drosseln sich selber runter auf die Technologi die alle geraete im Wlan koennen.

[WernerFP]

Hallo Lord_Carlos,

vielen Dank für deinen Hinweis. Ich hatte vor den Tests sicher gestellt, dass nur das Testnotebook im WLAN ist. Auch auf der 5 GHz-Frequenz sind sonst keine Geräte aktiv.

Der WLAN-Energiesparmodus vom Notebook ist ausgeschaltet:

Code: Alles auswählen

iw dev wlan0 get power_save
Power save: off

Was auch merkwürdig ist:
Starte ich den iperf-Server mit iperf -s auf dem Desktoprechner, der mit einem LAN-Kabel am AVM-WLAN-Router hängt, messe ich Werte < 30 Mbit/sec.
Umgekehrt gemessen, also iperf-Server auf dem Notebook, erhalte ich bessere Werte:

Code: Alles auswählen

iperf -c 192.168.178.33
[  3] local 192.168.178.22 port 47669 connected with 192.168.178.33 port 5001
[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth
[  3]  0.0-10.1 sec  57.0 MBytes  47.3 Mbits/sec

Leider aber sind die niedrigen Werte der Praxiswert. Auch ein Internet-Speedtest vom Notebook per WLAN bleibt unter 30 Mbit/s (der Kabelanschluss liefert um die 70 Mbits/s).

Könnte es sein, dass die MTU-Werte für wlan0 des Notebooks nicht optimal sind?

Gruß
WernerFP

[Lord_Carlos]

Mhh, also wenn ich es richtig in Erinnerung habe liefert wlan immer die haelfte die drauf steht, weil es wohl in beide Richtungen senden kann. Also bei 160mbit/s sollte man eigentlich mit 80mbit/s senden / empfangen koennen. So war es jedenfalls bei mir in der praxis mit dem guten alten 54g wlan.
Aber das ist ja immernoch einiges von deinem 47mbit/s entfernt.

Hast du zufaellig ein Windos Rechner mit dem du es mal Testen kannst? Nur um leichter ein Software Fehler auszuschliesen.

Microwelle, Waschmaschine, Schnurloses Telefon, Babyphone etc. alles aus der Reichweite?
Edit: Ups, das ist ja fast alles 2,4 Ghz.

[wanne]

Also noch ein paar Idden:

• Mit zunehmender Entfernung nimmt die Übertragungsrate gerade bei n-wlan extrem schnell ab. Wenn man da an den Antennen spart... Meine Eltern sind vor einer weile auf eine neue Fritz!Box umgestiegen Seither tröpfelts bei mir im Zimmer, ein stock drüber nur noch.
• AES/CCMP-Verschlüsselung ist nicht ohne. Vielleicht kommt die Box mit dem verschlüsseln nicht hinterher. Stell das probeweise mal ab. Sowas kann ich mir bei so einem neuen Modell aber eigentlich nicht vorstellen.
• Scan mal ob du irgend wo in der nähe störende Wlans auf dem gleichen Kanal hast. iwconfig gibt dir glaube ich die SNR. Auch neuere Fritzboxen können störsender anzeigen.

[WernerFP]

Störfaktoren sind keine vorhanden und das Notebook steht ca 1,50m vom Router entfernt. Der gnome-network-manager zeigt in seiner GUI ebenfalls eine Verbindung von 135-161 Mbit/sec an...
Ein Notebook, das mit Windows läuft, haben wir noch in der Firma, Ich sehe zu, dass ich es ranholen kann und messe mal zum Vergleich.

Am MTU-Wert scheint es jedenfalls nicht zu liegen. Den größtmöglichen MTU-Wert habe ich mittels ping ermittelt:

Code: Alles auswählen

ping -c 1 -s $((1500-28)) -M do 192.168.178.22
PING 192.168.178.22 (192.168.178.22) 1472(1500) bytes of data.
1480 bytes from 192.168.178.22: icmp_seq=1 ttl=64 time=3.31 ms

Anschließend habe ich den Wert in /etc/network/interfaces eingetragen:

Code: Alles auswählen

iface wlan0 inet dhcp
 pre-up /sbin/ifconfig $IFACE mtu 1472

Resultat: Nach einem Neustart war dem gnome-network-manager die Verwaltung des WLAN entzogen. Den Eintrag habe ich daher wieder entfernt. Via GUI lässt sich im gnome-network-manager 3.12 bei WLAN allerdings keine MTU festlegen. Wieso eigentlich nicht? Fällt das auch in die Gnome-Tendenz, Funktionen zu entfernen?
Nach einigen Recherchen habe ich dann herausgefunden, wie sich das dem gnome-network-manager im Terminal über die UUID des Adapters unterschieben lässt:

Code: Alles auswählen

nmcli con mod bd5f2a32-1fbf-4bc4-af55-8f8ba3c18a33 802-11-wireless.mtu 1472

Aber eine Verbesserung des Datendurchsatzes hat das leider nicht gebracht.

@wanne
Von den Fritz-Boxen bin ich auch nicht begeistert. Leider ist der Kabel-DSL-Router ein Zwangsrouter von KD. Aber wenn klar wäre, dass er der Verursacher ist, würde ich fürs WLAN einen anderen Router besorgen und an der FritzBoxCable anschließen.
Störfaktoren sind keine da, freie Bahn bei 5 GHz. Die Verschlüsselung stelle ich testweise mal ganz ab.

Gruß
WernerFP

[WernerFP]

1 Zwischenergebnis:
iperf liefert auch ohne Verschlüsselung nur < 30Mbits/sec.

Jetzt hole ich mal das Windows-Notebook zum Vergleich herbei.

Edit:
2. Zwischenergebnis

Unter Windows 7 erreiche ich mit unserem Dell-Notebook mit iperf ohne Verschlüsselung bis maximal 34.2 Mbits/sec.
Die scheinen nun aber tatsächlich durch den WLAN-Adapter limitiert zu sein:

Code: Alles auswählen

ipconfig /all
Dell Wireless 1704 802.11b/g/n (2,4 GHz)

Gruß,
WernerFP

[habakug]

Hallo!

Die Verschlüsselung stelle ich testweise mal ganz ab.

N-WLAN funktioniert nicht ohne WPA2.
Als Störquellen zählen übrigens auch Funktastaturen/-Mäuse, Bluetoothadapter usw.
Was gibt denn

Code: Alles auswählen

# iw dev wlan0 station dump
# iw list

auf dem Client?

Gruss, habakug

[wanne]

Könnte es sein, dass die MTU-Werte für wlan0 des Notebooks nicht optimal sind?

Wenn ich richtig informiert bin, wäre für Wland das Optimum irgendwo knapp über 7000. Da aber irgend wo auf der strecke immer klassisches Ethernet liegt ist es ganz sinnvoll weiterhin die 1500 von Ethernet weiter zu verwenden. (Zumindest solange noch überall IPv4 rumschwirrt.)

[WernerFP]

@habakug
Oh, Bluetooth und Funkmaus waren mir als mögliche WLAN-Störer nicht klar.
Ich habe sie entfernt bzw. abgeschaltet – aber leider ohne Verbesserung des Datendurchsatzes...

Das ist die Ausgabe:

Code: Alles auswählen

# iw dev wlan0 station dump
Station 00:1f:3f:1d:77:c7 (on wlan0)
	inactive time:	13556 ms
	rx bytes:	9212885
	rx packets:	86062
	tx bytes:	247740791
	tx packets:	164684
	tx retries:	14775
	tx failed:	0
	signal:  	-45 dBm
	signal avg:	-45 dBm
	tx bitrate:	135.0 MBit/s MCS 7 40MHz
	rx bitrate:	81.0 MBit/s MCS 4 40MHz
	authorized:	yes
	authenticated:	yes
	preamble:	long
	WMM/WME:	yes
	MFP:		no
	TDLS peer:	no

Die Ausgabe von "iw list" habe ich in's NoPaste gelegt: http://nopaste.debianforum.de/38025

Gruß
WernerFP

[habakug]

Hallo!

Dein AP meldet die möglichen Verbindungen in dieser Ausgabe:

Code: Alles auswählen

tx bitrate:   135.0 MBit/s MCS 7 40MHz
rx bitrate:   81.0 MBit/s MCS 4 40MHz

Das "MCS" ist das Modulation and Coding Scheme, ein Codec der die mögliche Übertragungsrate "durch die Luft" repräsentiert. Das ist aber ein Wert mit dem du dich abfinden musst
In diesem bedeutet das "MCS 7" im TX [1]:

Code: Alles auswählen

7	1	64-QAM	5/6	65,00	72,20	135,00	150,00

Der erste Wert ist der MCS-Index, der zweite die Zahl der Antennen (spatial streams), dann als drittes der Modulationstyp. Der Wert 5/6 repräsentiert die "Nutzlast" der Pakete, hier zu fünf Sechsteln, also (nur) 1 Sechstel Overhead.
Die weiteren Werte sind die Brutto-Datenrate im 20 und 40Mhz-Bereich, hier max. 150Mbit/s. Das sind etwa 60-65Mbit/s Netto, im günstigsten Fall. Dein Router ist wirklich auf N-Only gestellt?
Dein Adapter meldet für die MCS:

Code: Alles auswählen

HT TX/RX MCS rate indexes supported: 0-15, 32

Dazu hier der MCS-Index 15:

Code: Alles auswählen

15 	2	64-QAM	5/6	130,00	144,20	270,00	300,00

Man kann das MCS im Adapter mit folgendem Befehl setzen:

Code: Alles auswählen

iw dev wlan0 set bitrates ht-mcs-5 15

Du wirst wahrscheinlich feststellen, das dein AP die Zusammenarbeit verweigert und die Datenrate einbricht.

Gruss, habakug

[1] http://www.digitalairwireless.com/wirel ... alues.html

[wanne]

Klingt danach als ob das ding nur eine Antenne hat. Da kann man nichts machen.

[WernerFP]

So jetzt habe ich den Ort gewechselt und bin wieder an meinem Kabelrouter AVM-6360. Die Tests am Nachmittag hatte ich an einer Fritzbox 3270 gemacht. iperf zeigt auch hier Raten zwischen 25 und 31 Mbit/sec an.

Die weiteren Werte sind die Brutto-Datenrate im 20 und 40Mhz-Bereich, hier max. 150Mbit/s. Das sind etwa 60-65Mbit/s Netto, im günstigsten Fall. Dein Router ist wirklich auf N-Only gestellt?

Nein, da bin ich mir nicht ganz sicher. Die Fritzboxen lassen für die 5 GHz-Frequenz nur eine Einstellung zu: 802.11n+a.
AVM-Erläuterung: »Über die Einstellung "802.11n+a" lassen sich die Standards IEEE 802.11a bzw. IEEE 802.11n+a (Draft 2.0) im 5-GHz-Band nutzen.«

Vielen Dank für's Demystifying MCS!
Das hat jetzt einen Moment gedauert, bis ich mich da eingelesen habe.

Mein Versuch, die 64-QAM-Modulation auf beide Antennen zu legen:

Code: Alles auswählen

iw dev wlan0 station dump
Station 24:65:11:38:03:6c (on wlan0)
	inactive time:	2040 ms
	rx bytes:	14682151
	rx packets:	141552
	tx bytes:	402750551
	tx packets:	267660
	tx retries:	12420
	tx failed:	0
	signal:  	-35 dBm
	signal avg:	-35 dBm
	tx bitrate:	300.0 MBit/s MCS 15 40MHz short GI
	rx bitrate:	81.0 MBit/s MCS 4 40MHz
	authorized:	yes
	authenticated:	yes
	preamble:	long
	WMM/WME:	yes
	MFP:		no
	TDLS peer:	no

iperf sagt weiterhin:

Code: Alles auswählen

[  3] local 192.168.178.21 port 32984 connected with 192.168.178.25 port 5001
[ ID] Interval       Transfer     Bandwidth
[  3]  0.0-10.0 sec  38.0 MBytes  31.8 Mbits/sec

Auch die MCS-Register 14 und 13 werden von iw bestätigt, ohne dass sich was am Datendurchsatz irgendwas ändern würde. Kein Unterschied zu MCS 7.

@wanne
Das sieht fast so aus. Im Thinkpad (dem Testnotebook) steckt dieser WLAN-Adapter: Intel-Produktbrief.
Dual stream, dual band, on-board diversity support for systems designed with two antennas. Klingt, als wenn das Ding zumindest gerne zwei Antennen hätte

Gruß
Werner

[WernerFP]

Nun bin ich auf Idee gekommen, mal beim Thinkpad und meinem Sony-Arch-Subnotebook gleichzeitig eine Messung mit iperf im WLAN anzustoßen. Resultat:

Code: Alles auswählen

------------------------------------------------------------
Server listening on TCP port 5001
TCP window size: 85.3 KByte (default)
------------------------------------------------------------
[  5] local 192.168.178.25 port 5001 connected with 192.168.178.21 port 40126
[  4] local 192.168.178.25 port 5001 connected with 192.168.178.29 port 59435
[  5]  0.0-10.1 sec  19.6 MBytes  16.3 Mbits/sec
[  4]  0.0-10.1 sec  19.1 MBytes  15.9 Mbits/sec

In Summe kommen also wieder nur ungefähr 30 Mbits/sec zusammen. Das würde m. E. dafür sprechen, dass das WLAN der Fritz-Boxen ein Flaschenhals ist. Oder mache ich da einen Denkfehler?

Gruß
WernerFP