實驗: WiFi 的無線設定 (iw)

取得連線裝置、改變傳輸MCS模式、傳輸封包的統計資訊

取得連線裝置

當我們需要取得連線裝置的資訊，我們可以用以下四個指令:

arp
cat /tmp/dhcp.leases
iwinfo wlan assoclist
iw wlan1 station dump | grep Station

第一個指令是取得 ARP 的對應表。ARP (Address Resolution Protocol) 是用以進行 IP 和 MAC 位址的轉換表格。考慮到在 WLAN下，必須執行封包的轉發，所以在 WLAN 下的使用者都會出現在 ARP 表格中。

第二種方法則是取得 DHCP 的租約資訊，存放於/tmp/dhcp.leases，考慮到WiFi AP同時扮演無線網路的路由器 (同時扮演 DHCP 伺服器的角色)，因此，所有的連線裝置都會註冊 DHCP 租約。以下為執行結果。

這兩個方法都有各自的缺點。ARP 會取得 WLAN 之外的資訊，例如，在上圖中，就出現透過有線連上的裝置。DHCP 租約則有可能出現之前連線上的裝置。為了解決此問題，我們介紹在 OpenWRT 中一個很有用工具: iw 和 iwinfo。

iwinfo wlan assoclist

iwinfo 指令在之前實驗中已介紹。iwinfo 可以取得無線網路介面的名稱以及各種設定。在此，也可以取得無線網路下的連線裝置清單，以及許多細節，包含裝置的傳送速率、MCS 模式與封包數等資訊。

iw wlan1 station dump | grep Station

iw [wifi device] station dump 則會顯示連線裝置的各種資訊。而 | grep Station 的用意則是只留下 Station 的資訊，也就是連線的裝置 (station)，我們會在"傳輸封包的統計資訊"這個章節中詳細介紹此指令。

root@GL-AR750S:~# iw wlan1 station dump | grep Station
Station ec:22:80:0e:c5:91 (on wlan1)
Station 82:3d:ba:58:75:d6 (on wlan1)
Station 80:7a:bf:6d:a0:37 (on wlan1)

改變傳輸 MCS 模式

在 OpenWRT 的架構下，透過指令，我們也可以更改連線裝置的傳輸速率，並透過 iwinfo 查看改變的結果。當我們要設定 MCS 模式時，使用iw指令，直接對無線網路介面操作，指令如下:

iw dev [wlan0] set bitrates ht-mcs-2.4 [10]

[wlan0] 為無線網卡的代號，可以用iwinfo查詢，請參考實驗二的內容。[10] 則填入MCS模式，可填入的範圍受到硬體的限制，對於所使用的裝置而言，可設定範圍為 0-15，此限制是來自於天線數量的限制，由於只有兩根天線，所以最多可使用15。

當設定完後，我們用iwinfo可以看到 MCS 模式的確產生改變。不過，此改變只有在封包傳輸後才更新。以下為執行結果:

然而，此設定會影響到所有的無線網路使用者。我們可以參考以下的設定結果。

在上圖，我們可以看到有三個使用者的 TX MCS 都被調整到 10，MCS 為 0 的使用者沒有進行資料連線，所以未更新資訊。目前還沒有辦法針對單一使用者調整 MCS 模式，同時，MCS 模式也會在傳輸過程中自動被WiFi網卡根據訊號強度 (RSSI) 來校正。因此，就算我們調整了 MCS 模式，在不久之後，也會被自動調整為其他數值。

什麼是MCS模式?

MCS (Modulation and Coding Scheme) 為一組調整傳送速率的參數。根據不同的設定，包含:使用幾根天線傳送、調變技術、以及編碼技術，來調整不同的傳輸速率。一般來說，MCS 數值越高代表越高的傳送速率，舉例來說，MCS 為 15 時，在 40MHz 的頻寬下，802.11n 可以到達 300MBps 的速率。在 WiFi 通訊中，MCS 模式的調整，是根據環境中的 SNR (Signal-to-Noise Ratio) 數值來調整。MCS 模式的對應關係可以參考以下連結:

傳輸封包的統計資訊

在之前的實驗中介紹了如何透過iw 指令來取得連線裝置資訊，事實上，iw指令可以取得更多的通訊資訊，以下為測試的結果:

root@GL-AR750S:~# iw wlan1 station dump
Station 80:7a:bf:6d:a0:37 (on wlan1)
        inactive time:  250 ms
        rx bytes:       3490445
        rx packets:     25609
        tx bytes:       67131488
        tx packets:     51677
        tx retries:     4856
        tx failed:      67
        rx drop misc:   36
        signal:         -34 [-41, -34] dBm
        signal avg:     -35 [-41, -37] dBm
        tx bitrate:     144.4 MBit/s MCS 15 short GI
        rx bitrate:     24.0 MBit/s
        expected throughput:    46.875Mbps
        authorized:     yes
        authenticated:  yes
        associated:     yes
        preamble:       short
        WMM/WME:        yes
        MFP:            no
        TDLS peer:      no
        DTIM period:    2
        beacon interval:100
        short preamble: yes
        short slot time:yes
        connected time: 8549 seconds
Station a4:02:b9:cd:70:c6 (on wlan1)
        inactive time:  240 ms
        rx bytes:       1223857
        rx packets:     3480
        tx bytes:       3827401
        tx packets:     4202
        tx retries:     1198
        tx failed:      24
        rx drop misc:   11
        signal:         -27 [-32, -29] dBm
        signal avg:     -25 [-32, -27] dBm
        tx bitrate:     57.8 MBit/s MCS 5 short GI
        rx bitrate:     72.2 MBit/s MCS 7 short GI
        expected throughput:    29.21Mbps
        authorized:     yes
        authenticated:  yes
        associated:     yes
        preamble:       short
        WMM/WME:        yes
        MFP:            no
        TDLS peer:      no
        DTIM period:    2
        beacon interval:100
        short preamble: yes
        short slot time:yes
        connected time: 121 seconds

可以看到，透過 iw wlan1 station dump可以取得許多通訊上的統計值。iw指令對於處於 station 或是 master 模式下的介面才能操作，因此，無法取得監聽的資訊。若是要取得特定裝置的統計資訊，可以利用 MAC 位址進行查詢。

root@GL-AR750S:~# iw wlan1 station get ec:22:80:0e:c5:91
Station ec:22:80:0e:c5:91 (on wlan1)
        inactive time:  0 ms
        rx bytes:       2326941
        rx packets:     23395
        tx bytes:       1217689
        tx packets:     7658
        tx retries:     520
        tx failed:      14
        rx drop misc:   58
        signal:         -46 [-47, -51] dBm
        signal avg:     -45 [-46, -50] dBm
        tx bitrate:     135.0 MBit/s MCS 6 40MHz short GI
        rx bitrate:     150.0 MBit/s MCS 7 40MHz short GI

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