10 thủ thuật tối ưu mạng Wi-Fi

Tối ưu mạng Wi-Fi đòi hỏi kinh nghiệm, đặc biệt với băng tần 2,4 GHz có độ phủ sóng hẹp, dễ can nhiễu tín hiệu từ những thiết bị không dây khác hoặc có lượng lớn người dùng. Khác với trước đây, mạng Wi-Fi trở nên phổ biến hơn và thậm chí Internet có quá nhiều định tuyến, trong khi địa chỉ lại không đủ. Các bộ định tuyến (router) và bộ chuyển mạch (switch) cũ đang phải chật vật đối phó với sự cạn kiệt địa chỉ IPv4 trong sự phát triển của Internet. Hầu hết quán café, nhà hàng và khách sạn tại Việt Nam đều cung cấp kết nối Wi-Fi miễn phí và người dùng dễ dàng truy cập Internet từ máy tính xách tay, điện thoại và máy tính bảng.

Băng thông mạng và số lượng người dùng

NetStumbler có thể xác định độ mạnh của tín hiệu và các kênh mà mạng đang sử dụng.

Nếu số lượng người dùng không nhiều, bạn có thể thiết kế hệ thống mạng Wi-Fi dựa trên vùng phủ sóng sao cho phù hợp và hiệu quả nhất bằng cách sử dụng một trong những công cụ khảo sát RF site survey như NetSpot (chạy trên OS X, miễn phí) hoặc có phí như AirMagnet Survey và TamoGraph Site Survey. Các công cụ này cho phép lên sơ đồ thiết kế mạng không dây, đưa ra vị trí lắp đặt tối ưu dựa trên không gian cụ thể của người dùng, đảm bảo mức độ phủ sóng, tốc độ và băng thông mạng theo yêu cầu.

Khi thiết kế mạng Wi-Fi, bạn cũng nên cân nhắc những thiết bị cũng như cách thức người dùng sẽ sử dụng, tính toán mức băng thông phù hợp và vị trí thường truy cập và cả khả năng nâng cấp trong tương lai khi nhu cầu người dùng tăng lên.

Mạng Wi-Fi chuẩn 802.11b/g/n băng tần 2,4GHz chỉ có ba kênh truyền không bị can nhiễu tín hiệu lẫn nhau. Vì vậy sẽ xảy ra hiện tượng nhiễu đồng kênh (co-channel interference) và làm ảnh hưởng đến tốc độ truy cập khi có từ 4 Access Point (điểm truy cập) trở lên trong cùng mạng.

Tốt nhất bạn nên thiết lập các kênh khác nhau giữa các router để tránh hiện tượng trên bằng cách cài đặt và chạy công cụ miễn phí NetStumbler để xác định độ mạnh của tín hiệu và các kênh mà mạng đang sử dụng. Sau đó, thiết lập kênh của router ở khoảng cách xa nhất có thể so với kênh của mạng lân cận có tín hiệu mạnh nhất hoặc dùng tính năng tự động chọn kênh của một số thiết bị sẽ giúp bạn thực hiện điều này.

Chuyển sang băng tần 5GHz

Bảng so sánh các băng tần chuẩn 802.11ac hỗ trợ.

Trường hợp mạng thiết kế cho số đông người dùng, chẳng hạn các điểm truy cập Wi-Fi công cộng. Có thể nhận thấy là ba kênh truyền tín hiệu không nhiễu là quá ít và trước khi chấp nhận sử dụng những kênh truyền khác, hãy thử những thủ thuật bên dưới.

Điểm cần lưu ý là càng có nhiều kết nối người dùng thì tốc độ mạng càng chậm, vì vậy hãy thử chuyển kết nối người dùng lên băng tần 5GHz nếu có thể. Mạng Wi-Fi tần số 5GHz cho tốc độ truy cập cao và hiệu quả hơn so với 2,4GHz và sẽ ít bị nhiễu bởi các thiết bị khác như lò vi ba, điện thoại bàn không dây.

Các router chuẩn n băng tần kép và chuẩn ac có thể làm việc trên cả hai băng tần 2,4 GHz và 5 GHz. Điều này giúp bạn phân bổ các thiết bị cũ theo chuẩn 802.11 b/g trên băng tần 2,4 GHz và dùng băng tần 5GHz (cho phép đến 20 kênh không chồng lấn nhau) cho các ứng dụng yêu cầu băng thông cao như truyền video. Lưu ý là để sử dụng băng tần 5GHz đòi hỏi hệ thống mạng cũng như thiết bị người dùng phải hỗ trợ chuẩn 802.11n băng tần kép hoặc 802.11ac.

Mã hóa bảo mật WPA2

Thiết lập mã hóa bảo vệ dữ liệu truyền dẫn qua mạng Wi-Fi là điều bắt buộc. Mặc dù cả hai phiên bản WPA và WPA2 (Wireless Protected Access) đều tương thích với chuẩn 802.11n và 802.11ac nhưng với WPA, băng thông giới hạn ở mức 54Mbps. Ngoài ra, WPA2 có tính bảo mật cao hơn WPA và WEP vì WPA2 dùng khóa mã hóa động (thay đổi theo thời gian định trước, mặc định là 3600 giây), trong khi WEP là tiêu chuẩn mã hóa cũ.

Cách khác để kiểm tra tính bảo mật của mạng không dây là sử dụng tiện ích miễn phí Netstumbler của Marius Milner, không chỉ giúp bạn xác định được những lổ hỗng bảo mật trong mạng mà còn phát hiện nguồn gốc của hiện tượng nhiễu sóng cũng như nhận biết những khu vực có tín hiệu sóng yếu.

WPA2 có tính bảo mật cao hơn so với WPA và WEP.

Hạn chế SSID ảo

Hãy nhớ rằng mỗi SSID (Service Set Identifier hay tên mạng) ảo bổ sung sẽ chiếm một phần đường truyền và ảnh hưởng đến hiệu năng tổng thể của mạng. Mỗi SSID sẽ tạo ra các cảnh báo bổ sung, gửi tín hiệu để giữ kết nối và kiểm soát băng thông mạng cả khi không có kết nối từ thiết bị người dùng.

Vì vậy hãy giới hạn số SSID ảo, chẳng hạn chỉ dùng một SSID cho truy cập nội bộ và một kết nối dùng chung bên ngoài. Trong trường hợp cần thiết, có thể thiết lập kết nối riêng qua mạng riêng ảo VLAN với cơ chế xác thực động 802.1X cho các thiết bị sử dụng.

Loại bỏ chuẩn tốc độ thấp

Nếu trong mạng có nhiều thiết bị hỗ trợ các chuẩn khác nhau, nhất là chuẩn 802.11b tốc độ thấp và dễ bị can nhiễu thì tốc độ tổng thể của mạng cũng bị ảnh hưởng đáng kể. Do đó, bạn nên vô hiệu hóa các chuẩn kết nối tốc độ thấp để bắt buộc các gói dữ liệu chỉ được gửi đi trên những kết nối tốc độ cao hơn.

Chẳng hạn nếu hệ thống mạng vẫn có những thiết bị chỉ hỗ trợ chuẩn 802.11b, hãy thiết đặt băng thông ở mức cao nhất có thể 11Mbps và loại bỏ các chuẩn thấp hơn (1M, 2M, và 5,5Mbps) hoặc xem xét việc thay thế card mạng mới. Trường hợp tầm phủ sóng của mạng Wi-Fi đủ tốt, bạn cũng có thể bỏ qua các giá trị thấp hơn mức 54Mbps của chuẩn 802.11g là 12M, 18M, 24M và 48Mbps.

Chọn độ rộng kênh thích hợp

Bên cạnh băng tần phổ biến 20MHz, các router chuẩn 802.11n còn hỗ trợ cả băng tần 40MHz và về lý thuyết nó có khả năng tăng gấp đôi tốc độ truyền dữ liệu. Tuy nhiên do giới hạn băng thông trong tần số 2,4 GHz, nghĩa là một router 802.11n dùng kênh ghép xem như đã chiếm hết cả tần số 2,4 GHz, sẽ không còn chỗ dành cho các router khác và đây cũng là nguyên nhân gây ra nhiễu.

Nếu trong mạng có nhiều điểm truy cập cùng sử dụng tần số 2,4GHz, hãy kiểm tra và tắt tính năng tự động chọn kênh tần số và thiết lập mặc định 20MHz để giảm can nhiễu, ảnh hưởng đến tín hiệu. Chỉ sử dụng kênh 40MHz khi tất cả thiết bị trong hệ thống mạng hỗ trợ tần số 5GHz có nhiều băng thông hơn và mức can nhiễu thấp hơn đáng kể so với 2,4GHz.

Kích thước và thời gian chuyển gói tin

Sơ đồ kỹ thuật ghép frame là Aggregation - MAC Service Data Units.

Mặc định, các router Wi-Fi thường truyền dữ liệu ở tốc độ tối đa có thể và điều này rất cần thiết khi bạn truyền dữ liệu bằng giao thức TCP, thời gian truyền càng nhanh càng tốt. Nếu có nhiều gói dữ liệu bị "rớt", router sẽ giảm tốc độ kết nối cho tới khi tỷ lệ mất dữ liệu được cải thiện và sau đó lại bắt đầu tăng tốc trở lại.

Một vài thiết lập sau sẽ giúp giảm kích thước gói tin và thời gian di chuyển để tăng hiệu suất mạng. Chẳng hạn rút ngắn thông tin cơ bản trong header các gói tin nếu trong mạng không có bất kỳ thiết bị dùng chuẩn 802.11b. Giảm độ trễ slot time, là khoảng thời gian phải chờ khi có xung đột xảy ra khi truyền dữ liệu. Quá trình truyền lại thường được làm chậm lại một khoảng thời gian dựa trên slot time và số lần cố gắng truyền lại. Các độ trễ này làm cho các máy khác đang cố gửi dữ liệu thì cũng bị xung đột và có thể kéo dài nếu có nhiều người dùng ở thời điểm đó. Điều này sẽ ảnh hưởng đến tốc độ tổng thể của mạng.

Một kỹ thuật được gọi là Short Guard Interval cũng có thể góp phần cải thiện khoảng 10% tốc độ bằng cách giảm khoảng cách giữa các symbol (ký hiệu) từ 4 nano giây xuống còn 3,6 nano giây. Bên cạnh đó, kỹ thuật tập hợp khung (frame aggregation - FA) cho phép ghép hai hay nhiều frame thành một frame đơn để truyền đi cũng trực tiếp góp phần cải thiện tốc độ. Chuẩn 802.11n sử dụng hai kỹ thuật ghép frame là Aggregation - MAC Service Data Units (MSDU) làm tăng kích thước khung dùng để phát các frame qua giao thức MAC và Aggregation - MAC Protocol Data Unit (MPDU) làm tăng kích thước tối đa của các frame được phát đi đến 64Kb so với chuẩn 802.11g chỉ là 2.304 byte.

Giới hạn lưu lượng Broadcast

Sơ đồ minh họa Broadcast Traffic.

Lưu lượng mạng có thể được phân thành ba nhóm chính là broadcast, multicast và unicast. Mỗi loại có những đặc điểm riêng để xác định cách mà gói tin của nhóm đó dược xử lý bằng phần cứng mạng như thế nào. Trong một mạng lớn với nhiều router hoặc switch kết nối qua các môi trường khác nhau, các gói tin Broadcast gửi từ một switch tới tất cả cổng trên các switch khác trong mạng. Bất kỳ máy tính nào cũng có thể trực tiếp truyền tin sang máy khác mà không cần phải thông qua router và tất nhiên việc này cũng ảnh hưởng đến lưu lượng tổng thể của hệ thống mạng.

Tùy chỉnh thời gian phát SSID

Như đề cập trên, mỗi router đều có một SSID riêng (Service Set Identifier – định danh mạng) trong đó chứa một số thông tin cơ bản về mạng không dây và mặc định các router thường kích hoạt tính năng quảng bá SSID với chu kỳ là 100ms. Việc tăng thời gian mặc định sẽ giảm số lần cảnh báo và chiếm giữ đường truyền nhưng cũng gây ra một số tác dụng phụ không mong muốn. Cụ thể nếu khoảng thời gian này ngắn sẽ giúp kết nối nhanh hơn và tất nhiên nếu kéo dài thời gian sẽ gây chậm trễ trong việc gửi và nhận dữ liệu giữa những thiết bị người dùng, ảnh hưởng đến thời gian dùng pin.

Giảm phân mảnh và giới hạn RTS

Việc giảm phân mảnh và RTS (Request to Send) được các thiết bị đầu cuối gửi đi để giành quyền sử dụng đường truyền trong một khoảng thời gian nào đó giúp tăng hiệu suất tổng thể của mạng, giảm khoảng 5% xung đột và can nhiễu (đối với mạng quy mô lớn).