چرا ارتباط بی‌سیم در شبکه‌های مش، سرعت NAS شما را نابود می‌کند؟

یک پورت اترنت گیگابیتی نویدبخش توان عملیاتی پایدار ۱۰۰۰ مگابیت بر ثانیه است؛ سرعتی که برای انتقال یک فایل ویدیویی ۴ گیگابایتی در حدود ۳۵ ثانیه کفایت می‌کند. اما وقتی این پورت پشت یک نود فرعی وای‌فای مش قرار می‌گیرد، این محاسبات به هم می‌ریزد. کاربرانی که درایو ذخیره‌سازی تحت شبکه (NAS) را به یک نود مش متصل می‌کنند، معمولا می‌بینند که سرعت انتقالشان از ۱۱۵ مگابایت بر ثانیه اسمی، به ۱۰ یا ۲۰ مگابایت بر ثانیه سقوط می‌کند.[1]

این توهم ریشه فیزیکی دارد. برای NAS و کامپیوتری که به آن متصل می‌شود، این ارتباط شبیه یک اتصال کابلی بی‌نقص و تمام‌دوطرفه به نظر می‌رسد. سیستم‌عامل هم یک اتصال گیگابیتی کامل را گزارش می‌دهد. با این حال، نود مش باید بلافاصله تغییر وضعیت داده و آن اطلاعات را از طریق هوا و با استفاده از یک مسیر بی‌سیم (Backhaul) به روتر اصلی ارسال کند.[4]

اولین گلوگاه، ماهیت فیزیکی انتقال بی‌سیم است. به گفته How-To Geek: «وای‌فای یک رسانه نیمه‌دوطرفه است؛ به این معنی که روی یک فرکانس مشخص، در هر لحظه فقط یک دستگاه می‌تواند اطلاعات ارسال کند.» برخلاف کابل اترنت که می‌تواند داده‌ها را به طور همزمان روی زوج‌سیم‌های مسی اختصاصی ارسال و دریافت کند، رادیوی وای‌فای فقط می‌تواند یکی از این دو کار را انجام دهد.[1]

در سیستم‌های استاندارد مش دوبانده، این موضوع یک ترافیک سنگین ایجاد می‌کند. نود باید داده‌ها را از NAS دریافت کند، گوش دادن را متوقف کند و سپس آن را روی همان باند فرکانسی به روتر اصلی مخابره کند. این محدودیت معماری، پهنای باند اسمی را حتی قبل از انتقال یک فایل، فورا نصف می‌کند.[4]

اما افت ۵۰ درصدی پهنای باند نمی‌تواند توضیح دهد که چرا سرعت‌ها اغلب ۸۰ یا ۹۰ درصد کاهش می‌یابند. مقصر اصلی در لایه نرم‌افزار نهفته است؛ به طور خاص، پروتکلی که برای جابجایی فایل‌ها استفاده می‌شود. در محیط‌های ویندوز و مک، این پروتکل Server Message Block (SMB) است.[2]

پروتکل SMB که در سال ۱۹۸۳ توسط باری ای. فایگنبام در IBM توسعه یافت و بعدا توسط مایکروسافت پشتیبانی شد، استاندارد پیش‌فرض برای اشتراک‌گذاری فایل در شبکه است. این یک پروتکل به شدت همگام و «پرحرف» است. SMB به جای اینکه یک فایل را در یک جریان پیوسته در شبکه ارسال کند، یک بلوک از داده‌ها را می‌فرستد و سپس منتظر می‌ماند تا کامپیوتر گیرنده آن را تایید کند تا بلوک بعدی را بفرستد.[2][5]

این موضوع یک مفهوم شبکه‌ای به نام حاصل‌ضرب پهنای باند در تاخیر (BDP) را معرفی می‌کند. BDP دیکته می‌کند که برای استفاده کامل از یک لینک با ظرفیت بالا، فرستنده باید حجم زیادی از داده‌های تایید نشده را «در حال پرواز» نگه دارد. در یک شبکه کابلی، تاخیر زیر یک میلی‌ثانیه است، بنابراین تاییدیه‌ها فورا برمی‌گردند و داده‌ها به طور پیوسته جریان می‌یابند.[3]

با این حال، مسیر بی‌سیم باعث ایجاد تاخیر و لرزش (Jitter) می‌شود. هر بار که مایکروویو روشن می‌شود، همسایه‌ای ویدیوی 4K پخش می‌کند، یا نود مش منتظر خالی شدن فضای فرکانسی می‌ماند، زمان رفت و برگشت داده‌ها به شدت بالا می‌رود. از آنجا که SMB منتظر تاییدیه است، فرستنده متوقف می‌شود. پنجره انتقال نمی‌تواند آنقدر باز شود که پهنای باند موجود را پر کند و در نتیجه لینک پرسرعت عمدتا بیکار می‌ماند.[3][5]

راهکار این است که مسیر مشترک بی‌سیم را به طور کامل دور بزنید. مسیرهای پشتیبان کابلی واقعی با استفاده از کابل اترنت Cat6 یا آداپتورهای MoCA، مسیر تمام‌دوطرفه و با تاخیر کم را که SMB انتظار دارد، بازیابی می‌کنند.[5]

برای کاربرانی که مجبورند به شبکه‌های بی‌سیم تکیه کنند، سیستم‌های مش سه‌بانده یا چهاربانده مدرن (مانند مدل‌های Wi-Fi 6E یا Wi-Fi 7) یک رادیوی ۶ گیگاهرتزی مجزا را منحصرا به ارتباط بین نودها اختصاص می‌دهند. این کار با جداسازی ترافیک کلاینت از ترافیک مسیر پشتیبان، جریمه نیمه‌دوطرفه بودن را حذف می‌کند؛ هرچند نمی‌تواند لرزش بی‌سیم را که مانع از رسیدن SMB به حداکثر پتانسیل خود می‌شود، به طور کامل از بین ببرد.[1]