WiFi网络性能测试

WiFi网络性能测试

（杞付军吴永亮）

【摘要】WI-FI是当今使用最广的一种无线网络传输技术。几乎所有智能手机，平板电脑和笔记本电脑都支持Wi-Fi上网。在许多餐厅，车站，娱乐场所，高校都有WI-FI覆盖。特别的，有新闻称在不久的将来河北省将实现县级以上城市主城区WI-FI全覆盖。WI-FI的使用大大节省了民众上网费用，真正造福于民。

本文首先叙述了WI-FI测试的背景和意义，接着分析了研究现状，然后分别通过研究目的，需求分析，测试方案，测试结果分析等步骤具体对路由器的WI-FI网络进行研究。

【关键词】WI-FI 丢包率TP-link WI-FI分析仪局域网

目录

一选题背景与意义 (3)

1.1 选题背景 (3)

1.2 项目意义 (3)

二研究现状 (4)

2.1 现有测试报告的测试项目 (4)

2.2 现有测试报告的评价 (6)

三研究目的 (8)

四需求分析 (8)

4.1 引言 (8)

4.11编写目的 (8)

4.12背景 (8)

4.13 定义 (9)

4.2任务概述 (10)

4.21 目标 (10)

4.22 用户特点 (10)

4.23 假定和约束 (11)

4.3测试环境与工具 (11)

4.4 原始需求 (11)

4.5 测试指标分析 (13)

五测试方案 (14)

5.1路由器配置 (14)

5.2测试方案 (16)

方案一：上载/下载速度测试方案 (17)

方案二：稳定性测试方案 (19)

方案三：覆盖范围测试方案 (22)

方案四：穿透力测试方案 (23)

方案五：抗干扰能力测试方案 (25)

六测试结果及分析 (26)

6.1 TPLINK TL-WR842N 测试结果分析（详细内容参考附录） (26)

6.2 TPLINK TL-WR740N 测试结果分析（详细内容参考附录） (31)

七项目总结 (32)

八参考文献 (33)

九附录 (33)

一选题背景与意义

1.1选题背景

WI-FI是当今使用最广的一种无线网络传输技术。几乎所有智能手机，平板电脑和笔记本电脑都支持Wi-Fi上网。在许多餐厅，车站，娱乐场所，高校都有WI-FI覆盖。特别的，有新闻称在不久的将来河北省将实现县级以上城市主城区WI-FI全覆盖。WI-FI的使用大大节省了民众上网费用，真正造福于民。

1.2 项目意义

目前市面上无线WI-FI已经在各个地方广泛使用，如：企业、学校、家庭等等，但是普通用户对无线路由器和它的WI-FI无线网络知之甚少，很大一部分人群仅仅知道无线WI-FI可以上网。针对这一现状我们将对无线路由器做研究，以一份专业的分析报告来对无线路由器和它的无线WI-FI网络进行分析，帮助广大人群来理解市面上无线路由器和它的无线WI-FI网络，使群众真正选择一款适合自己的无线路由器。

二研究现状

2.1 现有测试报告的测试项目

现今网络上的路由产品测评报告数量巨大，也各有千秋，大部分测试报告都比较全面，也有一定的权威性，比如在https://www.wendangku.net/doc/1e1386098.html,上面的测试就比较权威，测试的路由器拥有百款之多，我们以其中一款（TPLINK TL-WR740N）为例来盘点一下网络上测试报告中常测试的一些项。首先，在测评报告的最前端有对该款路由器的一个整体的评价：信号一般，性价比不错，如下图示（图片来源于https://www.wendangku.net/doc/1e1386098.html,）

这很贴合人们了解事物的实际情况。正文部分开始对路由器做全面的测评，测评项目大概分为以下几类，https://www.wendangku.net/doc/1e1386098.html,上的大部分测试报告都包含这些内容：

（1）整体外观。

从接口到芯片都比较齐全。

（2）基本功能参数。

如下图（图片来源于https://www.wendangku.net/doc/1e1386098.html,）

（3）价格。

测评报告结合价格确实使参考价值更高一级。

（4）测试环境介绍

千兆以太网适配器，windows系统。

（5）测试结果

主要是下载/上载速率的测试，非常详细，还有部分的强度和穿透力等测试结果。

（6）综合测评

性价比评价，性能评价等等。

2.2 现有测试报告的评价

在1中叙述了网络上测评报告的大概样子，可以说对于一般用户，已经很详细，具体，很有参考价值了，但本人觉得对于特殊用户还存在缺陷，部分用户可能使用无线网络上网打网络游戏，大家都明白，网络游戏对于网络稳定性相对更为依赖，稳定的网络可以带来良好的游戏体验。总结得出以下几点不足：

（1）单个路由器（某方面）测试很详细，产品之间的对比做的不足。

从以上TPLINK TL-WR740N的例子可看出，测试方案中没有与其他路由器的比较。比较才能得出哪一款更为适合。虽然比较可以通过测试出的结果得出结论，但是大部分普通人不愿意花费这个时间去研究他，如果能把路由器联系在一起做出比较，将会更方便用户选择他中意的路由产品。

（2）测试项目相对单一。

上一节叙述过，现有测试报告着重于测试上载/下载速度，然现实中使用无线网络的用户不仅仅是下载文件，如前面所述，也有用户用无线网络打网络游戏，他们关心的是无线网络的稳定性，因此稳定性的测试也是必不可少的。还用的用户关心的是无线网络的覆盖范围，比如大型餐厅，车站，可能需要的是一台大覆盖范围的路由器，由此可见，覆盖范围的测试也是至关重要的一项。再者，对于一个普通家庭可能关心的是我在客厅放的路由器能不能再卧室搜到信号，他们关心路由器的穿透能力，抗干扰

能力测试也是需要的。

（3）没有给出测试方案。

测试方案可以给出测试小组测试路由器的轨迹，是保证数据来源正常而不是伪造的重要依据。这在有形无形中增加了数据的可信度，另外也能使测试小组在测试过程中避开好多弯路。（4）某些方面测试不够深入

穿透能力没有从路由器的三个方位测试，因为我们考虑路由器三个方位的型号强度是不同的，这直接导致他的穿透性能不一样，因此个人认为测试穿透能力时应该从上面，侧面，下面测试。这不仅仅为用户提供一个数据，还可以成为他安放路由器的一个参考。上载/下载速度方面的测试应该从不同信道，特别是不同模式下去测试。测试出哪一个模式不容易受到干扰。深入的测试可以为作为用户使用路由器的向导。比如干扰强时适合调到哪一个信道比较能抗干扰。

（5）综合测评方面做的不足。

综合测评方面不仅仅是要对路由器做一个总体静态的性能上的评价，我们应该往动态方向考虑，所谓动态，就是要把变量不停的修改，测出不同情况下路由器的性能。

（6）应该针对不同用户做出不同推荐方案。

推荐方案相对不那么重要，但也可以做一个来完善这一份测试报告。

三研究目的

我们的目的在于整和网络上多种测试方案于一体，弥补网络上测试方案的不足之处，对市面上流行的几款路由器做出专业的测试和评价。

四需求分析

4.1 引言

4.11编写目的

编写本篇需求分析目的是期望能够通过系列的学习，完善WI-FI测试知识、制定相关测试要点或重点、分析用户需要什么，使测试相关知识尽量和客户需求吻合。本文以介绍WI-FI网络性能测试原始需求和以原始需求衍生出来的一些测试指标以及测试方案为主，通过本文，期望用户，对于我们小组对项目的测试需求分析阶段有所了解。

4.12背景

目前，市面上有多种无线路由器，种类繁多，各有千秋，究竟如何评价他们需要有专业的测试报告来得出结论，但是现在测试过程中存在以下问题：

1、测试类型不完整；

2、没有测试规格；

3、没有系统的工程方法或指导；

4、测试过程中，经常会出现需求遗漏、测试设计遗漏的问题；

为提高客户满意度需要提高产品质量，减少网上问题，作为质量保证的重要一环，测试需要站在客户立场做测试，需要首先明确应该测试什么的问题。测试需求分析的目的是明确测试什么。在这一背景下，测试并分析市面上一些典型无线路由的WI-FI网络性能是有必要的。

4.13 定义

发射功率:此值表征的是设备发送无线信号强度的大小，一般情况下，功率越大，性能越好。无线发射功率指用于衡量发射信号系性能的高低，发射功率越大，无线信号传输的距离就越远，覆盖的范围就越广，穿透力越强。发射功率理论上可以无限大，但是技术规范和成本影响，发射功率是有限的，并且，功率越大能耗就越大。

丢包率：是指测试中所丢失数据包数量占所发送数据组的比率。计算方法是:“[(输入报文-输出报文)/输入报文]*100%”。丢包率与数据包长度以及包发送频率相关。通常,千兆网卡在流量大于200Mbps时,丢包率小于万分之五;百兆网卡在流量大于60Mbps时,丢包率小于万分之一。

传输衰减率：传输衰减率是指在距离的增加过程中，信号强度衰减的情况。

信号强度方差：有n个信号强度值x1，x2，x3,…..,x n,

M=(x1+x2+x3+……+x n)/n, 方差s计算方法如下:

4.2任务概述

4.21 目标

对市面上主流无线路由器产品WI-FI网络进行多方面的性能测试，进行比较分析，得到一个较为全面的专业的测试分析报告（即对不同路由设备的WI-FI网络进行综合分析评价）。

4.22用户特点

本次项目得出的测试结果可以广泛用于群众。

特别适用于那些常用路由器产品和WI-FI网络而又不了解它的人

这类用户可能完全不了解WI-FI，对路由产品更是一无所知

但他们只需了解一些简单的术语，和简单的计算机知识

就可以轻松了解WI-FI。很容易地使用我们的测试报告结果对市面上的无线产品有一定的了解，学会简单的WI-FI测试方法，并且分享我们的测试结果。

4.23 假定和约束

（1）测试过程中，无法保证在两次对WI-FI网络进行测试时测试路由器本身的性能不改变。

（2）测试工具不专业。

（3）对测试的一些细节或是一些专业测试知识研究不到位，导致测试有点片面。

（4）尽管我们已经尽量在控制干扰因素，但是任然存在干扰现象。

4.3测试环境与工具

不同品牌路由器若干（TP-LINK, 华为，小米，思科……），笔记本电脑两台，手机数部，网线数条，Netspot，功率计，卷尺，Windows和安卓。

4.4 原始需求

WI-FI已经走进千家万户，WI-FI用户对自己的WI-FI网直接关心的数据大致分为以下5类：

（1）上载/下载速度：上载/下载速度是大部分WI-FI的用户最为关心的数据。特别地，对于那些经常使用WI-FI下载

大文件的WI-FI用户，这一点尤为重要。

其中上载/下载速度又包括：

（1）单任务下的速度

（2）多任务下的速度

（2）稳定性：稳定性对于那些使用WI-FI网络打网络游

戏的用户尤为重要，网络的中断等等都会严重影响游戏体验。因此网络的稳定性也是WI-FI用户关心的一个重要指标。

（3）覆盖范围：一般餐馆，车站，学校等等公共场所使用的WI-FI都要求较大的覆盖范围，这样可以减少使用路由

器的数量，节省资源。

其中覆盖范围下，用户还会关心最大的覆盖范围和信号

强度的衰减随着距离增加的关系。

（4）穿越障碍物的能力：普通家庭一般都有数间房，由墙体隔开。在只使用一个路由器的情况下，都希望能够在每个房间都有WI-FI网络的覆盖，这就需要这个WI-FI网络有足够的穿透能力。

（5）抗干扰能力：我们身处的环境可能不止一个WI-FI

网络，他们之间可能相互干扰，这就要求WI-FI网络要有一

定的抗干扰能力。除了来自其他WI-FI网络的影响，还有可

能受无线鼠标的影响或是微波炉都有可能。比如在家里使用WI-FI，邻居家的WI-FI可能也会对我们的WI-FI网络产生一

定的影响。

4.5 测试指标分析

我们怎么来满足用户需求呢？这就需要我们把用户需求转

换为具体的测试指标进行分析才能得出用户所关心的数据。（1）对于上载/下载速度这一需求，不必细化分析，可直接测试不同品牌路由器WI-FI网络的上载/下载速度，对比得出结果，这里由两个指标：

指标1：单任务上传/下载速度

指标2：多任务上传/下载速度

指标3：丢包率

指标4：响应时间

（2）针对稳定性这一需求，可细化为如下项指标：经过综合分析评价得出稳定性结论。

指标5：断网频率

指标6：信号强度方差

（3）针对覆盖范围这一需求，可分析如下指标得出

指标7：最大覆盖距离

指标8：发射功率

指标9：传输衰减率

（4）穿墙能力：穿墙能力任由最大发射功率决定。

（5）抗干扰能力：抗干扰能力直接转换为一项指标。

指标10：抗干扰能力

五测试方案

5.1路由器配置

以TP-LINK为例（该配置教程来源于网络）

（1）复位：请在路由器通电的情况下，按住后面板上标识为QSS/RESET 的按钮，持续5秒钟以上，保持按压的同时观察SYS灯，当SYS灯由缓慢闪烁变为快速闪烁状态时，表示路由器已成功恢复出厂设置，此时松开该按钮，路由器将重启。

（2）硬件连接：

1）用网线将计算机直接连接到路由器LAN口。也可以将路由器的LAN口和局域网中的集线器或交换机通过网线相连，如下图所示。

2）连接好电源，路由器将自行启动。

（3）然后打开电脑的网络和共享中心，搜索无线信号，当搜索到无线路由器的信号后，打开浏览器，输入无线路由器的地址：192.168.1.1（一般都是这个地址），然后在提示框中输入用户名和密码（一般都是admin）。

1.在打开的配置中心点击设置向导，然后点击下一步。

2.接着选择上网方式后，点击下一步后输入你的宽带或上网的账号和密码。点击

下一步。

3.设置无线路由器的密码，这样能防止别人盗用你的网络资源。一般密码是6

位的。

步骤阅读

4. 6

最后设置完成后，需要重启路由器使设置生效，就可以使用无线路由器上网了。

5.2测试方案

本实验采用纵向测试方案，即测完一台再测下一台。

方案一：上载/下载速度测试方案

1 参与人员:

2 设备:

测试路由器，笔记本电脑两台，网线两条。

1物理连接：

连接示意图

4 场景设置

场景一（802.11b）：路由器设为802.11b模式。

场景二（802.11g）：路由器设为802.11g 模式。

场景三（802.11n）：路由器设为802.11n 模式。

5 测试

距离设定：

（1）在每一个信道中，距离0米：场景一下，下载/上载1M以

下小文件和1G以上文件，测如下数据：

上载下载速度：查看传输速度

丢包率：

网络延迟：

改为场景二，重复上述操作，记录。

改为场景三，重复上述操作，记录。

（2）在每一个信道中，距离50米：场景一下，下载/上载1M 以下小文件和1G以上文件，测如下数据：

上载下载速度：查看传输速度

丢包率：

网络延迟：

改为场景二，重复上述操作，记录。

改为场景三，重复上述操作，记录。

（3）在每一个信道中，距离100米：场景一下，下载/上载1M 以下小文件和1G以上文件，测如下数据：

上载下载速度：查看传输速度

丢包率：

网络延迟：

改为场景二，重复上述操作，记录。

改为场景三，重复上述操作，记录。

方案二：稳定性测试方案

1 参与人员:

2 设备：路由器若干，安卓手机，WI-FI分析仪，笔记本电脑，网线3配置：使用交换机将多台路由器与一台笔记本相连，手机安装WI-FI 分析仪

示意图：

4 测试场景

任选三个信道。

场景一（断网情况测试）：使用笔记本电脑下载任意一个大文件（这

里不限定具体是哪个文件，因为这里只是测试宽带本身有没有断开情况）。使用多部安卓手机分别从不同WI-FI网络下载某一指定大文件，看是否有断开情况，记录。

场景二（信号强度方差测试）：这里不需要笔记本电脑，可以将场景医德笔记本电脑车去。用装有WI-FI分析仪的手机多次测试WI-FI信号强度，记录多个值，求其方差。

WI-FI分析仪如下：