Kolize: co udělá dvacet stanic na jednom kanálu
Jedna stanice se nikdy nesrazí. Dvě skoro nikdy. Dvacet ano — a otázka, jak často, má překvapivě přesnou odpověď, protože se dá spočítat z pravidel odpočítávání.
Model, který za tím stojí
Každá stanice vysílá v dané prodlevě s pravděpodobností τ; kolize nastane, když v téže prodlevě vysílá aspoň jedna další. Jenže τ závisí na tom, jak často se stanice sráží (protože po kolizi zdvojnásobí okno), a to zase závisí na τ. Řeší se to jako pevný bod — a v téhle labce se ta rovnice nepřebírá na slovo: v testech běží simulace skutečných čítačů, prodlev a zdvojnásobování oken, a ta musí s analýzou souhlasit.
| stanic | kolizí z pokusů | co to dělá s latencí |
|---|---|---|
| 2 | ~3 % | nic |
| 10 | ~17 % | ocas se začíná natahovat |
| 20 | ~26 % | čtvrtina rámců jde dvakrát |
| 40 | ~36 % | okna rostou, zpoždění nepředvídatelné |
Proč to bolí latenci víc než propustnost
Celková propustnost kanálu klesá pozvolna: kolize sice plýtvají časem, ale zbytek se pořád posílá. Rozptyl zpoždění ale roste dramaticky. Po každé kolizi se okno zdvojnásobí, takže druhý pokus čeká v průměru dvakrát dýl, třetí čtyřikrát a tak dál — a jeden nešťastný rámec může čekat desítky milisekund.
Pro proud dat je to jedno. Pro regulační smyčku je to všechno, a proto se v desáté kapitole nebudeme dívat na průměr, ale na to, jak vypadá jeden rámec z tisíce.
Co s tím jde dělat
- Méně stanic na kanál. Rozdělit halu na víc buněk je jediné opatření, které zabírá spolehlivě.
- Méně rámců na stanici. Viz předchozí kapitola — sdružovat data v aplikaci.
- Kratší okno pro řídicí provoz (EDCA, kategorie hlas). Pomáhá, dokud to nedělají všichni.
- 802.11ax a plánovaný přístup (OFDMA). Přístupový bod přidělí každé stanici kus kanálu a čas — soutěžení mizí. Je to jediná změna v historii Wi-Fi, která tenhle problém řeší u kořene, a proto stojí za zvážení i tam, kde rychlost nikdo nepotřebuje.
Sedmdesát procent je ta hranice. Do zhruba sedmdesáti procent obsazenosti kanálu roste zpoždění lineárně a nikdo si ničeho nevšimne. Nad ní roste kolizí i délka okna zároveň, a systém se překlopí během jednotek procent zatížení navíc. Je to tentýž tvar jako u fronty v NetLabu a stejně jako tam platí: navrhuj na padesát procent, ne na devadesát.