Title:
WLAN Messverfahren
Kind Code:
A1


Abstract:

Verfahren und System zur Untersuchung des Datenverkehrs in einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN) umfassend Zugangspunkte („access points“), die über ein kabelgebundenes lokales Netzwerk (LAN) miteinander verbunden sind, wobei der Datenverkehr eines Clients auf einem WLAN Kanal mittels einer in der WLAN Funkstrecke befindlichen Antenne aufgezeichnet wird,
wobei zeitgleich die Übertragung des Datenverkehrs des Clients innerhalb des kabelgebundenen Netzwerks aufgezeichnet und ins Verhältnis zu dem Datenvekehr des Clients über die Funkstrecke gesetzt wird.




Inventors:
Kessler, Steffen (57299, Burbach, DE)
Application Number:
DE102016117516A
Publication Date:
03/22/2018
Filing Date:
09/16/2016
Assignee:
Deutsche Telekom AG, 53113 (DE)
International Classes:



Foreign References:
200401379152004-07-15
200402096172004-10-21
200502762762005-12-15
200600196792006-01-26
201002964962010-11-25
201300190092013-01-17
201502151772015-07-30
Other References:
FUNET; Monitoring and ensuring WLAN performance. Report, pp.1-17, September 2010 [recherchiert im Internet am 13.03.2017 unter URL: https://services.geant.net].
Attorney, Agent or Firm:
Braun-Dullaeus Pannen Patent- und Rechtsanwälte, 40476, Düsseldorf, DE
Claims:
1. Verfahren zur Untersuchung des Datenverkehrs in einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN) umfassend Zugangspunkte („access points“), die über ein kabelgebundenes lokales Netzwerk (LAN) miteinander verbunden sind, wobei der Datenverkehr eines Clients auf einem WLAN Kanal mittels einer in der WLAN Funkstrecke befindlichen Antenne aufgezeichnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zeitgleich die Übertragung des Datenverkehrs des Clients innerhalb des kabelgebundenen Netzwerks aufgezeichnet und ins Verhältnis zu dem Datenvekehr des Clients über die Funkstrecke gesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Datenverkehr innerhalb des kabelgebundenen Netzwerks bestimmt wird, über welchen Zugangspunkt der Client an das LAN koppelt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenverkehr innerhalb des kabelgebundenen Netzwerks an einem Access Point Controller gemessen wird.

4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die Messung im LAN auch die Leistungsfähigkeit anderer Netzwerkkomponenten, wie eingebundener Server, bestimmt werden.

5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsfähigkeit charakterisierende Parameter, insbesondere der Durchsatz, die Verzögerung, der Paketverlust und/oder Schwankungen, an verschiedenen Messpunkten gemessen und miteinander vergleichen werden.

6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Antwortzeitverhalten im TCP und der Anwendung an den verschiedenen Messpunkten analysiert und die Ursachen für hohe Laufzeiten ermittelt werden.

7. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung mehrere Access Points das Roamingverhalten der Clients untersucht und optimiert wird.

8. System zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorherigen Ansprüche.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Untersuchung des Datenverkehrs in einem drahtlosen lokalen Netzwerk (WLAN) umfassend einen insbesondere mindestens zwei Zugangspunkte („access points“), die über ein kabelgebundenes lokales Netzwerk (LAN) miteinander verbunden sind. Dabei wird der Datenverkehr eines Clients auf einem WLAN Kanal mittels einer in der WLAN Funkstrecke befindlichen Antenne aufgezeichnet.

Bekanntermaßen stehen für WLAN Netzwerke nur eine begrenzte Anzahl von Funkfrequenzen zur Verfügung, so dass sich WLAN-Router das Frequenzband mit ihren Nachbarn teilen müssen. Um Überschneidungen zu mindern, wird eine flächendeckende Ausleuchtung in einer WLAN Umgebung dadurch erreicht, dass unterschiedliche Kanäle, beispielsweise die WLAN Kanäle 1, 6 und 11 verwendet werden, um damit ein unmittelbares Angrenzen von Access Points, die denselben Kanal nutzen, zu vermeiden. Durch eine solche Cluster Struktur gibt es keine Überscheidungen zweier Access Points, die denselben Kanal verwenden.

Trotz der Bildung solcher WLAN Cluster können auf einem Kanal Einbußen in der Übertragungsgüte durch schlechten Empfang entstehen, der durch Interferenzen oder Störquellen bedingt sein kann. Weitere negative Einflüsse ergeben sich durch eine Vielzahl gleichzeitig Daten übertragender WLAN Nutzer oder durch das Roaming der Nutzer von einem Zugangspunkt zum nächsten. Daraus ergibt sich, dass die Anzahl und die Dichte der Cluster auch maßgeblich von der Anzahl der gleichzeitig in einem Raum arbeitenden Nutzer abhängt. Das bedeutet, dass die Dichte der Access Points erhöht werden muss, wenn mehr Nutzer auf engem Raum gleichzeitig WLAN nutzen möchten. Analog zur Clustergröße kann dann die Sendeleitung der einzelnen Access Points verringert werden.

Um die Leistungsfähigkeit eines WLAN Netzes verbessern zu können, ist es wichtig, potentielle negative Einflüsse durch Messungen am Netz und der Datenübertragung zu untersuchen. Die für solche Zwecke bekannten mobilen WLAN Messgeräte zeichnen den Verkehr über einen Funkkanal entweder kontinuierlich auf oder sie scannen die verfügbaren Funkkanäle nacheinander ab. Mit diesen Messungen kann allerdings nicht das Roamingverhalten der Clients untersucht werden.

Um die Leistungsfähigkeit des Netzes zu verifizieren, wird auch der Durchsatz durch einen Kanal getestet. Mit diesen Test lässt sich zwar feststellen, welche Bandbreite genutzt wird; die Ursachen für einen geringen Durchsatz lassen sich aber nur bedingt feststellen. So zeigt eine Aufzeichnung auf dem Client nur, dass beispielsweise in der Übertragung Lücken vorhanden sind, in denen wenig oder keine Daten übertragen werden. Außerdem enthalten solche Aufzeichnungen am Client keine WLAN relevanten Daten. In vielen Fällen haben die Clients außerdem keine Administratorrechte, was eine Aufzeichnung zusätzlich erschwert.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein mit einfachen Mitteln umzusetzendes Verfahren zur Gewinnung aussagekräftiger Messergebnisse in einem WLAN Netz zu schaffen, mit dem eine genaue Zuordnungen von Laufzeiten und Paketverlusten im WLAN möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch das Verfahren nach Anspruch 1 und das System nach Anspruch 8 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Entsprechend der Ansprüche liegt die grundlegende Idee in der zeitgleichen Aufzeichnung des Datenverkehrs eines Clients einerseits im WLAN Netzwerk und andererseits innerhalb des kabelgebundenen LAN Netzwerkes. Der Datenverkehr innerhalb des kabelgebundenen Netzes wird dann erfindungsgemäß ins Verhältnis zu dem Datenverkehr über die Funkstrecke im WLAN gesetzt. Aus den Aufzeichnungen innerhalb des LAN kann dann genau nachvollzogen werden, über welchen Access Point der Client die Daten gesendet respektive empfangen hat. Insbesondere kann nachvollzogen werden, ob und unter welchen Bedingungen der Client ein Roaming durchgeführt hat. Somit ist mit den erfindungsgemäß gleichzeitigen Aufzeichnungen im WLAN und im LAN eine genaue und umfassende Analyse der WLAN Umgebung möglich.

Erfindungsgemäß wird somit zeitgleich im LAN und im WLAN gemessen. Die WLAN Messgeräte können, wenn es um das Roamingverhalten eines Client geht, die Daten in der Nähe des Clients aufzeichnen. Mit den WLAN Messgeräten kann auch am Access Point zeitsynchron im WLAN und LAN gemessen werden.

Dabei kann die Aufzeichnung des clientgebundenen Datenverkehrs im LAN überall dort stattfinden, wo, wie beispielsweise im Access Point, ein Zugang zur Datenleitung besteht. Aus technischer Sicht ist es jedoch besonders günstig, die Aufzeichnung im LAN in einem Access Point Controller durchzuführen, weil dort die Datenströme mehrerer Access Points zusammenlaufen. Neben dem Datenverkehr wird auch die Information aufgezeichnet, über welchen Access Point der Client an das WLAN koppelt.

Durch Messpunkte innerhalb des LAN kann auch die Leistungsfähigkeit anderer Netzwerkkomponenten, wie bestimmter Netzwerkserver oder auch eines WAN, bestimmt werden.

Wenn die Daten innerhalb des LAN zwischen den Access Points und dem Access Point Controller über ein bestimmtes Protokoll, beispielsweise einen „CAPWAP Tunnel“, übermittelt werden, ist es vorteilhaft, entsprechende Softwaredecoder, beispielsweise Examine von Acterna, für eine Protokollanalyse zu verwenden. Damit können die Daten im LAN oder WLAN mit den CAPWAP-Tunnel-Daten verglichen werden. Auch ist es möglich, die IP-Daten vom Client, aus dem WLAN, CAPWAP-Tunnel und LAN einfach miteinander zu vergleichen.

Mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann das zeitliche Verhalten der Clients beim Roaming genau untersucht werden. Aus den Ergebnissen der Untersuchungen lassen sich die Gründe für die Probleme der Leistungsfähigkeit identifizieren, so dass das Netzwerk entsprechend optimiert werden kann.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figur näher beschrieben. In der Figur ist ein WLAN Netzwerk mit drei Access Points 1a, 1b und 1c gezeigt, die auf unterschiedliche WLAN Kanäle, hier 1, 6 und 11 eingestellt sind und jeweils einen Empfangsbereich 2a, 2b und 2c abdecken. Die Access Points 1a, 1b und 1c sind über kabelgebundene Datenleitungen 3 und Switches miteinander verbunden, wobei ein Switch 5 als WLAN Service Modul ausgebildet ist. Über das WLAN Service Modul 5 und einen Router 6 besteht eine Anbindung des LAN an ein WAN 7.

Für die WLAN-Messung werden drei mobile Messgeräte 8 mit entsprechender Antenne verwendet, die sich in der WLAN Funkstrecke zwischen einem Client 9 und dem jeweiligen Access Point befinden und die auf die entsprechenden Funkkanäle 1, 6 und 11 eingestellt sind. In der Figur sind zwei Clients 10a und 10b gezeigt, die jeweils entlang einer Strecke 11 ein Roaming von einer ersten Position hin zu der Position 10a´ und 10b´ im Empfangsbereich eines anderen Access Point durchführen. Um das Roaming feststellen und die Datenübertragung während des Roamings untersuchen zu können, sind zwei stationär im LAN angeschlossene Messgeräte 12 an den Ausgängen des WLAN Service Moduls 5 vorgesehen. Dabei zeichnet das Messgerät 12a den über die Access Points 1a und 1b kommunizierten Datenverkehr auf, während das Messgerät 12b den Datenverkehr über den Access Point 1c beobachtet.

Wenn nun der Client 10a sich von dem Access Point 1a zum Access Point 1c bewegt, findet ein entsprechendes Roaming statt. Der Wechsel kann über den LAN Datenverkehr an beiden stationären Messgeräten 12a und 12b verfolgt werden und mit den jeweils den WLAN Verkehr aufzeichnenden mobilen Messgeräten 8 abgeglichen werden. Dasselbe gilt für den Fall des Roamings von Client 10b vom Access Point 1a zum Access Point 1b, wobei hier der Datenverkehr über das stationäre Messgerät 12a erfolgt.

So kann das Verhalten des Client beim Roaming genau nachvollzogen werden. Obwohl die WLAN Aufzeichnungen nicht zeitsynchron sind, kann durch die zeitgleiche Aufzeichnung im LAN der zeitliche Ablauf zum Clientverhalten bis in den ms-Bereich genau ermittelt werden.