無線網路訊號與頻譜分析儀

我在 OSDC 的佈建一文中提到做場勘時,需要使用 Spectrum Analyzer。這是為了要挑選一個比較少訊號、雜訊干擾的頻帶。

很多人都知道,在設定無線網路 (WiFi) 時必須小心選擇將使用的頻道 (Channel),避免與其他的基地台使用相同的頻道,以免互相干擾。

比較少人注意的是,由於 IEEE 802.11 b/g 使用的頻是 22MHz 寬,因為法規技術規格上的限制,其實真正不重疊的頻道只有三、四個 (端視你在甚麼國家)。在某些國家如台灣雖然允許 11 個頻道,但是其實只有 1, 6, 11 這三個頻道是沒有與其他頻道重疊的。

Source: How Wifi channels overlap

於是,你最好只使用 1, 6, 11這三個頻道。根據 Cisco 的一篇舊文章 「Channel Deployment Issues for 2.4-GHz 802.11 WLANs」,即便你選用 1, 4, 9, 11 等看似只稍微重複的頻道,也會因為高密度的接取使用,使 802.11 所應用的 CSMA/CA (停看聽才過馬路協定) 協定會因為避免碰撞而造成網路使用停頓 。(Co-channel interference)

更甚者,因為重疊的干擾訊號不夠強,而其他的設備無法辨識為 802.11 訊號,誤認頻段是乾淨的而持續的送出訊號,如此一來偶爾可辨識、偶爾視為雜訊的狀態下,反而加重碰撞現象,使網路效率更加惡化。(Adjacent-channel interference) 更糟的是且 802.11g 所使用的 OFDM 技術所使用的頻譜訊號強度比 802.11b 所應用的 CCK 更強 (應該說相較之下,OFDM 的訊號衰減較小),干擾影響更為嚴重。

除了頻道必須小心選用較少無線網路基地台佔用的頻道外,還要注意其他的干擾源。由於無線網路使用的是 2.4Ghz 免授權頻譜 ISM Band,而這段頻譜是有可能被其他的射頻源所干擾的。在家庭中,最常見的干擾源是微波爐藍芽無線電話以及某些無線監視系統等。

不像是選用頻道,你可以用無線網路卡掃描現有的無線網路基地台狀態,有許多干擾訊號是你的網路卡無法辨識、也無法告知有許多雜訊的。特別是舉辦研討會時,不少人都會攜帶會干擾無線網路訊號的藍芽手機。這個時候,你就需要使用頻譜分析器來辨識真正乾淨無干擾的頻道了。

然而,好的一套頻譜分析儀加上軟體,市場價格常常會超過一兩萬美金。而且這些設備都十分龐大,只適合擺在實驗室,不方便帶著到處跑。

所幸有些公司開發了給筆記型電腦使用的便利頻譜分析儀,像是 Fluke NetworksAnalyzeAirAirMagnetSpectrum Analyzer、Cognio (被 Cisco 收購) 的 Spectrum Expert

這些工具都十分強大,如 Cognio Spectrum Expert 辨識解析度為 10 kHz,應用軟體甚至可以幫你辨識出發出特定訊號的裝置類型,可以輕鬆的找出無線網路問題。不過價格也高達 4000 上下美金,不算是很經濟的解決方案。

退而求其次,就是比較單純的 USB 介面簡易頻譜分析儀。如 Nuts About Nets、或 MetaGeekWiSpy 2.4x。這些產品只要上述的十分之一,約 USD 400 上下即可入手。雖然無法達到自動辨識設備類型,但是已經足以排除頻譜干擾的問題。若你經驗夠的話,也可以從訊號的模式猜測出可能的干擾類型

身為偏好使用自由軟體的偏執狂,我自然選用了 WiSpy 2.4x。除了因為 WiSpy 2.4x 有免費的 Chanalyzer (Windows) 與 EaKiu (Mac OS X) 可用外,還有強者 dragorn 做的開放原碼 Spectools

根據 Tim Higgins 在 SmallNetBuilder 所寫的 MetaGeek Wi-Spy 2.4x Review: Better, but Bigger Bucks 一文,你可以知道 WiSpy 2.4x 的主要元件是 Chipcon CC2500 (現為 TI) 2.4 GHz tranceiver 與 Silicon Labs 的 C8051F326 (8051 MCU with 25 MHz System Clock). 成本其實相當便宜。不過由於這是 Niche Market,這個價格跟其他類似的產品比起來相當便宜。

使用 WiSpy 2.4x 搭配 ASUS EEEPC,再裝上 Debiankismet, Wireshark, Spectools 後根本是輕巧的神兵利器!由於 ASUS EEEPC 上得無線網路卡是 Atheros AR5007EG,只要裝上部份開放原碼的 madwifi 驅動程式,就可以把無線網路卡設定為 Monitor 模式。

於是你可以使用 kismet 一邊監測無線訊號中的 Beacons,一邊以 spectools 監測訊號強度與雜訊。

只要再配上一顆 USB Wirless NIC,就可以同時監測與連入各機器中作設定。若是 EEEPC 的螢幕換成 OLED,那就更完美了 (不過相對價格也會高很多)。由於我的 X60 也是用 Atheros AR5418 802.11bgn,因此大部分時候,我還是在 X60 上享受「大」螢幕的快感。

剛剛提到 WiSpy 2.4x 的軟體無法作設備自動辨識,與其他工具比起來稍遜。但 MetaGeek 在六月的時候,釋出了一版新的 Chanalyzer (beta, 現在已是 3.1 版),整合了 InSSIDer (或類似 NetStumbler) 利用無線網路卡掃描的結果,更友善的顯示出每個訊號的強度。也整合了頻譜訊號特徵比對功能,透過拖拉,就可以對照出可能的干擾類型。這些新的功能是目前開放原碼工具中尚欠缺的。

關於這些新功能,請參考以下展示畫面

August 6th, 2008 at 7:30 pm | Comments & Trackbacks (0) | Permalink


Command Not Found Magic

試著在剛裝好的 Ubuntu 上亂打一些指令時,發現在 CLI 介面,Ubuntu 會聰明的提醒你忘了裝甚麼軟體套件。

user@user-laptop:~$ proxychains
The program 'proxychains' is currently not installed.
You can install it by typing:
sudo apt-get install proxychains
-bash: proxychains: command not found

稍微玩了一下,發現是 command-not-found 這個神奇法術。軟體套件包含 /usr/lib/command-not-found 、是一個用 Python 刻的指令稿,此軟體會查詢預先建成的指令/軟體名稱資料庫,只要餵給它指令名稱,他可以迅速的提示如何安裝含有該指令的軟體套件。由於資料庫是 gdbm,且大小只有 2.3M (command-not-found-data 0.2.17ubuntu1),因此查詢的速度相當快,使用者不太感覺到差異。

要使用此功能,尚必須在 bash 中定義一個 command_not_found_handle 函式,在查無指令時自動執行 command-not-found. Ubuntu 已經將這段程式建於 /etc/bash.bashrc.

不過目前使用的套件資料庫是預建的,因此不會依照你所使用的 apt sources 自動更新資料庫。若是可以整合 apt-file 與 dlocate 兩個的功能,應該可以提供較有彈性的功能吧。

July 10th, 2008 at 5:38 pm | Comments & Trackbacks (0) | Permalink


Adobe AIR for Linux

今年三月底時,Adobe 在 Adobe Lab 發行Adobe AIR for Linux alpha 版本。Adobe AIR 是一種執行環境,提供一個可使用 Adobe Flash, Adobe Flex, HTMLAjax 開發桌面 RIA 應用程式的平台。

試玩了一下,可以安裝 twhirl (Running Twhirl on Ubuntu 7.10) 等軟體沒有問題。可惜的是,目前 Linux 版本還不能支援 XIM,以至於無法輸入中文。

另外一個惱人問題是 Adobe AIR 將 zip 格式檔案都以 xdg-mime (xdg-mime of Portland project) 註冊成使用 Adobe AIR 開啟,以至於你的 zip 檔、OpenOffice 文件檔 (也是 zip 壓縮格式) 都變成以 Adobe AIR 開啟了!

解決辦法是

先移除原本的 xdg-mime 設定

# xdg-mime uninstall --novendor "/opt/Adobe AIR/Versions/1.0/support/AdobeAIR.xml"

以編輯器開啟 "/opt/Adobe AIR/Versions/1.0/support/AdobeAIR.xml",並移除檔案中以下文字

<magic priority="100">
<match type="string" value="PK\003\004" offset="0" />
</magic> 

重新安裝 xgd-mime 設定

# xdg-mime install --novendor "/opt/Adobe AIR/Versions/1.0/support/AdobeAIR.xml"

上述 # 開頭指令,指使用 root 執行。

June 25th, 2008 at 5:25 pm | Comments & Trackbacks (1) | Permalink


Reddit 開源了

哇,若你是個 Geek, 而且對 Linux, Python, Open Source Software 感興趣,你大約已經常常閱覽 Reddit.com,Reddit 是一個 Social bookmark 網站,使用族群較為偏熟悉技術的工程師。

就像所有的 Social Bookmark 一樣,首頁的排序與計算方式總是受到質疑與挑戰。於是 Reddit 乾脆就把整個網站的程式碼開放原碼,於是所有人都可以看到演算法與修改,也可以回饋建議、甚至 Patch。程式碼可於 code.reddit.com 下載。目前 Reddit 用的其他開放原始碼軟體還包含 Debian, lighttpd, HAProxy, PostgreSQL, Slony-I, 數個 Python libraries, Psychopg, pylons, Solr, Tomcat, Ganglia, Mercurial, Git, gettext, daemontoolsmemcached 等。

於是,好事者再也沒有理由質疑 Reddit 動了手腳。

reddit goes open source: message from the alien mascot

June 19th, 2008 at 3:16 pm | Comments & Trackbacks (0) | Permalink


Software sucks

大約任何一個軟體開發者都可能碰到詭異的 undocument API 、噁爛的架構,或者碰到設計有問題的硬體,大約都會情不自盡的爆粗口。偶爾,你甚至會被其他莫名其妙的開發者惹火,例如未充分溝通就擅改程式碼包成套件的情境。

前些時候,quodlibet 的 Debian 套件維護者 Sebastian Dröge 因為誤解了 quodlibet 所使用 GStreamer 中的一個 API 相容問題,於是直接擅改程式碼中的一段,以便可以於新版的 GStreamer 中使用。但是這樣的行為卻未事前於 quodlibet 開發者 Joe Wreschnig 溝通,而那其實算是 GStreamer 的問題,並非 quodlibet 的錯誤。

於是,Joe Wreschnig 惱怒之下,身為一個上游開發者,就在 quodlibet 中也改了一段因應 GStreamer API 更改的措施。而且順便戳了 Sebastian Dröge 一下,要他去死一死吧。於是身為一個 Debian Developer,自然的解決方式當然是發一個 Bug Report。而且解決的討論很自然就往 DFSGDebian Policy 發展。所幸,最後 Tristan Seligmann 另外改了程式碼,並做了一份新的壓縮檔,算是解決了這個幼稚問題。

有趣的是 Joey Hess 在討論中,順便彙整了過去 Debian 修改紀錄中,曾經出現的粗口表,非常好笑,只能說 Software 真是 Sucks。XD

另外一個好玩的研究是 Vidar Holen 研究了 Linux 核心中有多少詛咒粗口,Linux kernel swear counts。我們可以拿程式碼中的髒話平均數量當作判斷品質的一個參考值嗎? :-p

June 18th, 2008 at 1:30 pm | Comments & Trackbacks (1) | Permalink


為什麼不應作原生套件呢?

Debian 的軟體套件原始碼通常包含幾個檔案,分別是 dsc, diff.gz 與 orig.tar.gz.

.dsc 是一個文字檔,包含軟體的基本資訊、如版本、維護者資訊與原始碼檔名與驗證碼 (checksums) 資訊 。.diff.gz 是壓縮過後的差異檔,由於軟體套件都必須針對不同的套件系統進行調整,以便符合套件系統的規矩。而 Debian 的方式是保留由上游所發行的原始碼壓縮檔,也就是 .orig.tar.gz 檔案,並將所有的修改另外儲存於 .diff.gz 檔,包含 Debian 包裝軟體時特有的 debian/* 檔案。

於是,對於使用者/原開發者而言,可以清楚的分辨哪些碼是被 Debian 軟體套件維護者所修改,在除錯或維護上都可以比較清楚的區分。若想了解 Debian 包裝軟體的細節不妨參考我的 Debianziation HOWTO

至於所有原生套件與非原生的套件的差別,則在於是否有 .diff 檔案。若你所包裝的軟體原始碼中本來就含有所有 Debian 所需要的 debian/rules, debian/* 檔案,你在產生 .deb 安裝檔時,套件包裝軟體就不會/無法生成差異檔,而只會生成 .tar.gz 檔案。

通常包裝成原生軟體套件 (Native Package) 的狀況是維護者手誤所造成,大約是忘記將原始檔名改成正確的 .orig.tar.gz 名稱。但有些時候,是軟體套件維護者刻意製成。但是除非該套件是針對 Debian 所開發,不可能被移植到其他套件系統上,否則不應該包裝成原生套件。

有些開發者原本就使用 Debian 作為開發平台,偶爾為了方便也會直接在發行的壓縮檔案中置入 debian/* 檔案。但是這是不應該的,Debian Mentors FAQ 裡面有稍加解釋,事實上在原始檔壓縮檔中放入 debian/* 檔案,很容易造成誤解與困擾,特別是需要追蹤修改紀錄的狀況。另外還有如下的原因

  1. 其他套件系統沒有理由想要、需要 Debian 的特定東西。
  2. 所有為 Debian 所作的的修改,都會造成一次版本提交。結果莫名的影響其他套件系統都需要更新升級。
  3. 不只是 Debian 使用 debian/,其他延伸套件系統可能也需要修改其中檔案才能運作。否則要則他們必須修改原本的原始碼壓縮檔,或者以一個 patch 來修正你的 debian/ 檔案。
  4. 當有安全問題或其他因素需要作 NMUs 時,這個 debian 目錄會造成其他人難以維護追蹤的困擾。

與 Debian Developer 討論之得。

June 16th, 2008 at 7:49 pm | Comments & Trackbacks (0) | Permalink