Hiện tượng Hidden Node – Nguyên nhân làm Wi-Fi chậm

Trong quá trình làm nghề mình thường thấy mọi người khi triển khai hệ thống mạng wifi hay thích những dòng AP có \”râu\” dài, có sóng mạnh, xuyên hai ba lớp tường. Khi đi thi công lắp đặt, mọi người thường đặt AP ở ngoài hành lang sau đó sẽ cho sóng xuyên qua tường vào phòng của người dùng. Sở dĩ mọi người thích làm như vậy là do đơn giản, thứ hai là sẽ tiết kiệm chi phí. Tuy nhiên vấn đề ở đây là trải nghiệm của người dùng trong phòng không bao giờ tốt, nếu may mắn thì là dùng được thôi chứ còn tốt và nhanh tuyệt vời thì hầu như là không có. 

Trở ngại thường thấy nhất mà mình nghĩ mọi người cũng biết luôn đó là khi sóng xuyên tường thì cường độ tín hiệu (hay RSSI) ở trong phòng sẽ không được mạnh. Thực tế, nó sẽ bị vách tường cản trở sóng làm suy hao khá nhiều, dẫn đến sóng truyền bị yếu. Ngoài ra còn có vấn đề khác quan trọng hơn và đây mới chính là nguyên nhân chủ chốt làm cho wi-fi xuyên tường chậm. Điều này khó có thể nhận ra vì nó ẩn, nó trốn (hidden node) nên mình sẽ mang nó ra cho các bạn xem.

Nhưng trước hết, mình cần các bạn hiểu nguyên lý hoạt động của wifi như thế nào để tìm thấy nguyên nhân wifi chậm đang ở đâu?

Nguyên lý hoạt động của Wi-Fi

Mọi người có thể hình dung qua hình bên trên mình đã mô tả, một thiết bị Access Point (hình vuông ở giữa) được bao phũ bởi vùng phủ sóng của nó (hình tròn màu trắng). Bên trong vùng phủ sóng ngoài AP ra thi còn có Client C1 và Client C2. 

Vậy thì một AP sẽ hoạt động như thế nào? 

Đầu tiên, mọi người cần nhớ trong đầu cho mình rằng là  AP hay là môi trường wi-fi , nó hoạt động theo cơ chế haft duplex (bán song công) tức là tại một thời điểm chỉ có một thiết bị được phép truyền dữ liệu. Mọi người có thể liên tưởng half duplex này với một số ví dụ như là bộ đàm: ở công trình, người ta phải dùng bộ đàm để giao tiếp, ai muốn nói thì bấm nút nói rồi khi nào nói xong thì buông nút bấm ra tới lượt người khác bấm nói. Có nghĩa là 10 người cùng dùng chung một cái bộ đàm thì 10 người phải giành giật nhau, ai bấm nút trước thì người đó được quyền nói, bấm nút sau thì phải chờ người trước nói xong rồi tới mình. Một ví dụ khác, trong lớp học thường chỉ có một người được phát biểu, thầy đứng ở trên giảng dạy thì học sinh ở bên dưới ngồi nghe, nếu học sinh nào mà muốn phát biểu thì học sinh đó giơ tay lên. Thầy dừng việc giảng để bạn học sinh đó phát biểu xong rồi tới bạn khác phát biểu. 

Từ hai ví dụ trên bạn có thể hiểu môi trường half duplex cũng tương tự vậy. Có nghĩ là trong vùng phủ sóng (hình tròn màu trắng) thì sẽ có ba thành phần giao tiếp với nhau là AP, Client 1 và Client 2. Khi Client 1 truyền tín hiệu đến AP thì Client 2 sẽ không được phép truyền đến AP, lúc này AP sẽ giao tiếp với Client 1. Ngược lại, Client 2 truyền tín hiệu đến AP thì chỉ có AP và Client 2 được giao tiếp với nhau. Trong trường hợp Client 1 và Client 2 cùng lúc truyền tín hiệu đến AP trong môi trường half duplex như vậy thì sẽ xảy ra xung đột (Collission), khi đó wi-fi sẽ rất là chậm và trải nghiệm người dùng cực kỳ tệ. Quy tắc mình vừa trình bày ở trên được gọi là CSMA/CA. Nếu các bạn đã từng học qua chương trình CCNA thì trong thiết bị Hub cũng có quy tắc tương tự là CSMA/CD. Trong đó, CA được viết tắt từ Collision Avoidance, còn CD là Collistion Detection. 

Vấn đề của Wi-Fi xuyên tường

Bên dưới đây mình có mô phỏng một dạng mô hình mà mọi người thường lắp đặt thiết bị AP ở ngoài hành lang và có hai căn phòng C1 và C2 cách AP bởi bức tường. 

Tín hiệu mà C1 truyền đến AP thông qua một bức tường đã làm cho tín hiệu bị suy hao khi đến được với AP nên việc mà C2 có thể nghe thấy được thông tin từ C1 cũng hoàn toàn bất khả thi. Do đó, C2 nghĩ rằng hiện tại C1 không truyền tín hiệu nên C2 sẽ tiến hành truyền tín hiệu đến cho AP. Điều này tạo ra hiện tượng xung đột tại vị trí AP khiến thiết bị AP phải hủy tất cả cả tín hiệu. Điều này buộc C1 và C2 cứ liên tục gửi tín hiệu đến AP làm cho trải nghiệm người dùng đối với wifi rất tệ, hầu như là tình trạng giật lag sẽ thường xuyên xảy ra. 

Để có thể cải thiện tính năng này, các bạn có thể cấu hình tính năng RTS/CTS (request to send/clear to send), AP cho phép thì Client mới được phép truyền dữ liệu, mà tốt nhất thì đừng nên thiết kế để xuyên tường.  

Tuy nhiên, thì một số trường hợp bất khả kháng chúng ta cũng phải chọn cách lắp đặt xuyên tường để giảm chi phí cho khách hàng thay vì phải lắp cho từng căn phòng. Nhưng qua bài viết này của mình thì mình mong mọi người đã hiểu và nắm được đâu là nguyên nhân khiến cho wifi của mình bị yếu làm giật lag khi trải nghiệm mà tìm  hướng khắc phục chứ đừng đổ lỗi cho các hãng (tội họ :v).  

Cảm ơn các bạn đã đọc hết bài viết của mình. Hi vọng nó có ích cho các bạn Mình sẽ cố gắng ra nhiều bài blog hay hơn để cung cấp thông tin hữu ích đến các  bạn.