單元 16 無線、量測與分層排錯
學習目標與問題
整合鏈路到應用。你應能選擇下一項可區分假設的證據，設計受控比較，並說明無線標稱速率為何不等於應用 goodput。最低路線聚焦排錯與量測；無線訊框結構是延伸。
16.1 Wi-Fi 的共享媒介
Wi-Fi 以共享無線媒介傳輸，通道競爭、干擾、訊號、調變、重傳和客戶端能力共同影響吞吐。標稱 PHY rate 不是獨佔應用速率；協定開銷、競爭及雙向流量都佔媒介時間。擴大通道寬度可增加潛在容量，卻也會擴大受干擾及共享範圍，不能無條件保證更快。
AP 常橋接無線到有線，但家用整合裝置可同時做路由、NAT、防火牆和 DHCP。Mesh／repeater 的無線回程也消耗資源；有線回程可以改變瓶頸，仍需同工作負載比較。僅看到滿格訊號不能排除壅塞和回程問題。
16.2 先分失敗的階段
| 已知現象 | 下一份證據 | 能縮小的範圍 |
|---|---|---|
| 無合法 IP 設定 | 租約／介面／DHCP 日誌 | 鏈路或設定 |
| 解析 timeout | 解析器端點與路由、query/reply | DNS 路徑，不等於名稱不存在 |
| TCP timeout | SYN 出口和服務端是否收到 | 正向、回程、策略或端點 |
| TLS 驗證失敗 | 錯誤類別、名稱、鏈、時間 | 身分／信任，不宜停用驗證 |
| HTTP 錯誤 status | 應用日誌與回應 | 已有 HTTP 對端回覆，需確認是源站或中繼，再查業務／資源 |
| 小資料正常大資料卡 | packet 大小、PMTU、服務 timeout | MTU 假設與應用假設 |
ping、traceroute、埠探測與 HTTP 各回答不同問題。不要用它們互相代替。抓包須記錄介面、時間和方向；硬體 offload 可能使主機擷取顯示 checksum 異常或大段，不能立即判定線上封包壞。
16.3 比較的控制條件
先寫「想改變什麼、希望測什麼、保持什麼」。比較有線／無線時固定服務、資料、客戶端、時間和並行連線；同時記錄路徑與負載。比較代理協定還要固定軟體版本、加密方案、傳輸、伺服器、CPU 及網路條件。
延遲報告至少含樣本數、中位和適當尾端統計；吞吐報告說明有效 bytes、計時起迄和暖身。L11 使用 nearest-rank 定義 p95，不混用不同軟體的插值。只有十筆時 nearest-rank p95 等於最大值，不能強烈推論罕見尾端。
16.4 完整診斷例題
人工案例：DNS 成功；TCP 連線成功；TLS 失敗顯示 hostname mismatch；改用正確 hostname 後成功。最直接的原因是預期名稱與憑證不匹配。仍需核對是否連錯伺服器或憑證部署錯；證據不足時不可指名某個中間攻擊者。安全修復是對齊名稱／憑證／路由，保留驗證。
對受控故障，一次只改變一個條件，記錄恢復後是否重新成功。不能在同時換伺服器、網路和協定後把所有變化歸因其中一個參數。
實驗、習題與檢核
L11 提交比較計畫，L12 按證據表定位故障。
- 為何標稱 1200 Mb/s 無線不保證下載 1200 Mb/s？
- DNS 已成功、HTTPS 仍失敗，可從哪些階段區分？
- 載入時 RTT 升高、無載入恢復，應設計何種排隊驗證？
- 報告「平均更快 10%」還缺哪些資訊？
檢核：能將事實、推論、未排除假設分欄，並提供可重複步驟。來源：Wireshark 使用手冊、RFC 6349（TCP 量測框架）、RFC 7679（單向延遲）。無線段落為通用模型，不指定某裝置的當前效能。