9. Un po' di numeri
Come detto, per consentire lo svolgimento dei test la scheda XG-C100C è stata installata in un server Linux configurato come router e sull'IP associato a questa scheda viene avviato un server iPerf2.
La scheda è poi connessa direttamente alla porta WAN del router ASUS, rendendo così disponibile un link in grado di sostenere i 2.5Gbit/sec di banda nominali della porta.
Nel corso dei test in configurazione "single-node" i client ed il router si trovano in vista l'uno dell'altro, a distanza compresa tra 1 e 4 metri circa.
Per i test in configurazione "mesh networkiPerf
" i due router si trovano in vista l'uno dell'altro ad una distanza di circa 3 metri.
Quando in esecuzione lato client, iPerf è sempre stato eseguito utilizzato gli switch "-w 16M -l 16M" che impostano alcuni parametri dello stack TCP su valori decisamente non standard: sono i valori che, empiricamente, ci hanno permesso di ottenere i valori di banda più elevati in abbinamento ad un elevato grado di parallelismo, gestito tramite l'opzione "-P" della cmdline di iPerf.
Quando non diversamente specificato, in questi test iPerf viene sempre eseguito con "-P 32" ("-P 20" per la scheda ASUS AX58BT).
Single node - LAN
Dal primo test che abbiamo eseguito il router XT8 non esce molto bene: si trattava di misurare la banda disponibile LAN-to-WAN quando il client fosse connesso direttamente al router tramite cavo di rete gigabit e di ripetere il medesimo test portando, però, un diverso client ad eseguire lo stesso test su ogni porta disponibile sul router e con un link dedicato.
Mentre nel test "singolo" il router riesce a far segnare circa 1,1Gbit/sec, quando il numero di client aumenta il valore della banda massima registrata dal singolo link diminuisce in proporzione.
Questo sarebbe normale se il link WAN fosse anch'esso 1Gbit/s, ma nella configurazione attuale ci saremmo aspettati di poter scalare verso i 2,5Gbit messi a disposizione dalla porta WAN.
Risulta quindi evidente la presenza di un collo di bottiglia in uscita dallo switch cui afferiscono le tre porte Ethernet, dovuto probabilmente al collegamento interno utilizzato, che ha anche ripercussioni importanti di cui però parleremo meglio più avanti.
Il valore massimo segnato per il singolo link da 1Gbit risulta superiore al valore nominale della porta a causa dell'elevato livello di parallelismo utilizzato (32 task in parallelo) e dagli alti valori usati per i parametri "-w" e "-l" utilizzati per la linea di comando di iPerf.
Lo scopo di questi test, ribadiamo, è quello di vedere i numeri più elevati possibile e non di replicare un caso d'uso reale: senza queste impostazioni estreme, come pure potremo vedere nel corso dei test, i valori massimi risulterebbero sensibilmente diversi.
Single node - Wireless
La seconda sessione di test prevede invece di mettere alla prova la parte radio del router XT8 nelle sue possibili configurazioni.
iPerf è stato avviato in diverse modalità su diverse macchine connesse alle reti Wi-Fi gestite dal router XT8, cambiando di volta in volta le impostazioni della rete wireless.
Sono riportati sia i test effettuati utilizzando iPerf "a default" con un solo processo che parallelizzando quanto necessario per ottenere i valori massimi possibili.
Durante i test, la scheda ASUS AX58BT non sembrava tollerare bene, contrariamente alle altre soluzioni in prova, il parallelismo estremo utilizzato per tutte le altre soluzioni (-P 32), restituendo i valori migliori con un -P più basso, motivo per cui tutti i test con questa scheda sono sempre stati eseguiti riducendo a 20 task il parallelismo di iPerf.
Il router XT8 mette a disposizione due radio per la frequenza nella banda a 5GHz, la prima di tipo 2x2 mentre la seconda (che, in configurazione di default, sarebbe riservata per il backhaul wireless) è di tipo 4x4 (valore che, lo ricordiamo, rappresentano le capacità MIMO della radio nel formato "trasmissioneXricezione"). Il numero di "Spatial stream" per ogni radio, non essendo indicato esplicitamente, dovrebbe essere uguale al minore dei due valori ma, in base alla certificazione riportata sul sito della Wi-Fi Alliance, sembrerebbero essercene solo due in tutto.
Wireless LAN 2.4GHz
I benefici di utilizzare un elevato grado di parallelismo sono evidenti paragonando i risultati ottenuti in Wi-Fi 6 nelle due modalità di test, con la ASUS XT58BT che ne trae il massimo vantaggio nonostante un minor numeri di task in esecuzione rispetto alle altre soluzioni.
La banda dei 2.4GHz è sfruttata solo dalla modalità 802.11n e dalla modalità 802.11ax (802.11ac è solo per i 5GHz), quindi i test indicati come "Wi-FI 4" sono stati eseguiti disabilitando la modalità "ax" dalle impostazioni della rete a 2.4GHz.
Ricordiamo, però, che lo standard Wi-Fi 6 porta delle novità anche nella gestione dei client connessi in questa banda e, seppure per ottenere i massimi benefici siano necessari dispositivi compatibili, è evidente come attivando il supporto al protocollo "ax" sulla radio ne derivino benefici per tutti i device connessi, anche quelli compatibili solo con il Wi-Fi 5 e di tipo più "entry level", nella misura di circa un 10% in più di banda disponibile.
Curiosamente, la soluzione che ottiene in minor incremento percentuale dall'attivazione della modalità "ax" è proprio la ASUS AX58BT.
Wireless LAN 5GHz-1
I test sulla banda a 5GHz della radio "1" sono stati eseguiti lasciando la radio in modalità "mixed", cioè sia con le estensioni "ac" che "ax" abilitate (il menu di ASUSWRT non prevede la possibilità di disattivare il protocollo "ax" dalla banda a 5GHz) e canale a 80MHz.
Anche qui è possibile vedere i notevoli benefici ottenibili dalla parallelizzazione e la vittoria a mani basse della ASUS AX58BT, che qui opera in Wi-Fi 6, sulle altre soluzioni sia sul singolo task che spremendo tutto il possibile.
Wireless LAN 5GHz-2
L'introduzione del Wi-Fi 6 porta in dote anche il supporto ai 160MHz di massima ampiezza del canale di trasmissione.
Nel grafico che segue vediamo i test eseguiti sulla seconda radio sia in modalità "mixed" con l'ampiezza del canale impostata sul valore massimo di 80MHz che in modalità "ax only", eseguiti con ampiezza di canale sia a 80MHz che a 160MHz (in questo caso, ovviamente, le radio solo Wi-Fi 5 non possono connettersi alla rete).
Notiamo lo strano calo di prestazioni della scheda ASUS AX58BT passando dalla modalità "mixed" alla modalità "ax" quando iPerf viene eseguito senza parallelizzazione, confermato sia durante il test a 80MHz che durante il test a 160MHz.
In questo test la scheda ASUS raggiunge agilmente i 1200Mbit/sec di banda attesi per un singolo "Spatial Stream" Wi-Fi 6 con QAM 1024 e canale a 160MHz.
A parità di gradi di parallelizzazione, molto contenuto è l'incremento di prestazioni dato dal semplice passaggio di modalità da Wi-Fi "mixed" ad "ax only" (+5% circa) se non corroborato anche dall'adozione del canale a 160MHz.
Il contributo combinato dato dal passaggio alla modalità "ax" ed al canale a 160MHz è ben più considerevole, di poco superiore al 30%.
Viene quindi ribadita l'importanza di verificare il supporto al canale con ampiezza di 160MHz se si sta cercando una soluzione Wi-Fi 6 che garantisca le massime prestazioni.
Ci preme evidenziare come le prestazioni della ASUS AX58BT (la scheda client più avanzata di quelle in test) aumentino di un +13% quando il partner passa da una radio 2x2 ad una radio 4x4 a parità di protocollo, frequenza, canale e addirittura di ricevente (quindi, appunto, solo in conseguenza dell'adozione di una piattaforma più performante lato router).
Single node - Traffico misto LAN-to-WAN e LAN-to-LAN
Finora sono stati valutati i singoli carichi di lavoro eseguiti separatamente, ma è importante vedere anche come il software del router ripartisce le risorse disponibili quando il carico aumenta e proviene da diverse interfacce.
Abbiamo quindi provato a lanciare verso la solita WAN da 2.5Gbit più test in contemporanea, provenienti sia dalla rete cablata che dalla rete Wi-Fi.
Dovendo comandare più postazioni spostandoci fisicamente da una all'altra, abbiamo eseguito iPerf per un tempo di 60 secondi e configurato il client per stampare a video i valori 10 secondi prima del termine del test (-t 60 -i 50).
È stato quindi usato questo valore per le misurazioni, sommando i valori restituiti da ciascun client in un momento in cui tutte le macchine avevano il test sicuramente attivo.
La barra in azzurro rappresenta il valore di banda rilevato sommando l'apporto dei singoli task nel corso del test.
Partendo dal basso, abbiamo:
- un client proveniente dalla rete cablata ed un client connesso alla radio 5GHz-2;
- un client proveniente dalla rete cablata, un client connesso alla radio 5GHz-2 ed un altro client connesso alla rete 5GHz-1;
- un client proveniente dalla rete cablata ed un client connesso a ciascuna radio disponibile (2,4GHz, 5GHz-1 e 5GHz-2).
Questo testo ci ha permesso di arrivare molto prossimi alla capacità nominale della porta WAN di 2.5Gbit/sec senza tuttavia raggiungerlo.
Notiamo, inoltre, come quando viene aggiunto anche il client sulla radio a 2.4GHz il router inizi a mostrare il fianco, prima restituendo un valore molto al di sotto delle aspettative e poi rientrando nell'intorno dei valori attesi. seppure su punteggi inferiori (in questo test stiamo eseguendo circa 128 processi in parallelo attraverso un router consumer, non è strano, quindi, che inizi a mostrare il fianco).
Abbiamo poi eseguito il test anche per valutare le prestazioni "orizzontali" cioè nelle comunicazioni LAN-to-LAN tra client connessi alla rete cablata e wireless.
In questo caso, il server iPerf è stato avviato sulla ASUS XT58BT e le connessioni client sono state gestite come segue (sempre dal basso verso l'alto):
- un client connesso alla rete 5GHz-1 tramite la scheda di rete Wi-Fi AC 8265 che chiama la scheda ASUS connessa sulla rete 5GHz-2, quindi con il traffico che rimane all'interno del dominio wireless, ma su radio differenti;
- un client connesso alla rete 5GHz-2 tramite la scheda di rete Wi-Fi AC 8265 che chiama la scheda ASUS connessa sempre sulla rete 5GHz-2, quindi con il traffico che rimane all'interno del dominio wireless tra client connessi alla stessa radio;
- un client connesso alla rete 5GHz-1 tramite la scheda di rete Wi-Fi AC 8265 ed un client connesso alla rete cablata che chiamano la scheda ASUS connessa sulla rete 5GHz-2, quindi con traffico proveniente da sorgenti miste.
La cosa che è importante evidenziare di questo grafico non è il valore assoluto (il test è stato eseguito con "-P 20" quindi non rappresenta la massima banda ottenibile) ma il calo di prestazioni che si ha quando sia trasmittente che ricevente usano la stessa radio: in questo caso, il chip che controlla l'interfaccia wireless deve assegnare delle temporizzazioni (airtime) ai due client perché possano comunicare con l'access point e questa alternanza risulta limitante per entrambi (possiamo immaginarla come una strada percorribile a senso unico alternato) al punto che la banda massima risultante è inferiore a quella ottenibile confinando uno dei due client su una radio notevolmente più lenta per via di caratteristiche hardware inferiori.
Quando la comunicazione interessa invece l'interfaccia Ethernet e radio diverse (5GHz-1 e 5GHz-2) diventa possibile sfruttare la massima banda messa a disposizione dal singolo Spatial Stream (questo test è stato eseguito invece con "-P 32"): notiamo come la scheda Ethernet risulti fortemente limitata nel suo risultato e riportiamo questa osservazione nella valutazione successiva.
Osserviamo anche che nel test "Wi-Fi 5 + LAN to Wi-Fi 6" il valore di banda registrato in ingresso alla ASUS AX58BT corrisponde al valore massimo di un singolo "Spatial Stream" Wi-FI 6 con QAM 1024 e ampiezza di canale a 160MHz.
Dalla certificazione del router riportata all'inizio della recensione, vediamo che il router ha "2 Spatial Stream 5GHz RX" che sono probabilmente assegnati in misura di uno per radio.
Per verificare questa ipotesi, abbiamo sfruttato la modalità "Mesh".
Modalità Mesh
Backhaul Wireless
Andiamo ora a verificare le prestazioni dei due router in configurazione AiMesh utilizzando come backhaul il collegamento senza fili.
In questa configurazione, la porta WAN 2.5Gbit sui nodi satellite rimane non utilizzata ed è disponibile come quarta porta switch del nodo.
In modalità switch, connessa questa volta ad una scheda di rete gigabit, la porta WAN non si comporta meglio delle altre porte switch native, anzi.
A dirla tutta, per testare correttamente questo caso sarebbe servita un'altra scheda almeno 2.5Gbit da poter collegare alla porta stessa, ma il fatto che stacchi performance leggermente inferiori alle schede gigabit native a parità di scheda di rete connessa ci fa supporre che non vedremmo comunque alcun incremento significativo.
Andando a eseguire test aggregati lanciando traffico su diverse interfacce, notiamo di nuovo un cap nelle prestazioni del link di backhaul intorno al gigabit.
Abbiamo infine eseguito un test collegando un client via cavo al nodo satellite della rete mesh e la ASUS AX58BT via Wi-Fi 6 sulla stessa radio 5GHz-2 utilizzata come backhaul wireless dal nodo.
Il backhaul, pertanto, non è più dedicato al traffico originato dal nodo satellite, ma viene condiviso con quello generato dalla scheda ASUS.
In questo caso, tutti i dispositivi radio coinvolti hanno capacità Wi-Fi 6.
Diversamente dal test eseguito in precedenza sul traffico orizzontale LAN-to-LAN sulla medesima radio 5GHz, in questo test abbiamo generato un carico LAN-to-WAN generato da due client connessi alla stessa radio 5GHz-2, ma senza assistere al degrado nel valore totale della banda derivante dalla concorrenza del traffico rilevato in precedenza grazie alle capacità MU-MIMO (per riprendere l'esempio della strada, qui abbiamo una strada a più corsie per senso di marcia) il cui valore massimo totale è comunque limitato dal numero di "Spatial Stream" disponibili che, a questo punto, è effettivamente di uno solo per la radio 5GHz-2 (il casello in uscita dalla strada).
Notiamo infine che, all'aumentare del carico, la rete mesh sembra assegnare maggiore priorità al traffico proveniente dal satellite.
Backhaul cablato
Abbiamo qui provato a connettere le due unità XT8 tramite un cavo Ethernet dalla porta WAN 2.5Gbit del satellite ad una delle porte LAN 1Gbit del nodo router, realizzando così la configurazione indicata per il backhaul cablato.
Abbiamo ripetuto il test dalla LAN del nodo satellite verso la WAN, usando diversi gradi di parallelismo per la configurazione di iPerf.
In questo caso, non è che ci sia molto altro da controllare: è confermata e verificata la velocità del link al gigabit imposto dalla porta del nodo router, a meno delle varianze introdotte dai parallelismi.
