Лекция 3 - Управление доступом к среде
.pdfУправление доступом к среде
IEEE 802.11
Лекция 3
1. Формат пакета 802.11
Байт: 2 |
2 |
6 |
6 |
6 |
2 |
6 |
2 |
4 |
4 |
Frame |
Dura- |
Адрес1 |
Адрес2 |
Адрес3 |
SC |
Адрес 4 |
QoS |
HT |
Данные |
FSC |
|
control |
tion/ID |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Управление пропускной способностью – 802.11n
Управление качеством – 802.11е
Адрес передающей/принимающей станции
Управление очередностью передачи фрагментов одного кадра
|
|
SSID |
|
SA - адрес источника |
|
DA – адрес назначения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Длительность/ID: указание длительности соединения или идентификатор станции |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Управление кадром: см. следующий слайд |
|
2 |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||
Формат поля управления кадром
Бит: 2 |
2 |
|
4 |
|
1 |
|
1 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
|
1 |
1 |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Version |
Type |
Subtype |
ToDS |
From |
Fragm |
Retry |
PM |
|
MD |
PF |
|
order |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
DS |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расшире- |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ние QoS |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кадр с |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
шифрованием |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
: 1 – |
|
|
1 – наличие |
|
|||||
очереди в буфере
: 1 – кадр послан повторно
на наличие фрагментов: 0 – нет, 1 - есть
Указание направления передачи: 1 – если от или к точке доступа, иначе 0
Версия протокола: 0 
Тип и подтип: определяется назначение кадра
3
Некоторые значения типа и подтипа кадров:
тип |
Назначение типа |
подтип |
Назначение подтипа |
|
|
|
|
00 |
управление |
0000 |
Запрос ассоциации |
|
|
|
|
|
|
0001 |
Ответ ассоциации |
|
|
|
|
|
|
0110 |
Синхронизация |
|
|
|
|
|
|
1000 |
Beacon |
|
|
|
|
|
|
1010 |
Разрыв ассоциации |
|
|
|
|
|
|
1011 |
Аутентификация |
|
|
|
|
|
|
1100 |
Отмена аутентификации |
|
|
|
|
01 |
контроль |
1000 |
Запрос блочного |
|
|
|
подтверждения |
|
|
|
|
|
|
1001 |
Блочное подтверждение |
|
|
|
|
|
|
1101 |
Квитирование ACK |
|
|
|
|
11 |
данные |
0000 |
Данные |
|
|
|
|
|
|
0100 |
Нет данных - Null |
|
|
|
|
|
|
1000 |
Данные с QoS |
|
|
|
|
4
2.Управление доступом к среде
•Функция распределенной координации (Distributed Coordination Function, DCF) – механизм опроса. Является обязательной, реализована во всех станциях для работы во всех режимах.
Расширена до EDCA (Enhanced Distributed Channel Access)
•Функция точечной координации (Point Coordination Function, PCF) –
механизм конкуренции. Дополнительная функция, используется в режиме инфраструктуры для возможности использования передачи через точку доступа. Расширена до HCCA (HCF Controlled Channel Access)
•Функция гибридной координации (Hybrid Coordination Function, HCF)
– добавлена для поддержки QoS в 2005 году. Использует два метода доступа к каналу – расширенный распределенный и контролируемый.
5
CSMA/CA - метод множественного доступа с контролем несущей и предотвращением коллизий
Увеличение окна конкуренции
нет
Прослушивание среды
Среда |
нет |
свободна |
|
да
Ожидание
Среда |
нет |
|
свободна |
|
|
да |
|
|
Backoff |
|
нет |
time = 0 |
|
|
да
Передача кадра
да
ACK
6
Прослушивание несущей
Среда признается свободной, если не обнаруживается несущая на двух уровнях:
•Физический уровень (L1): обнаружение несущей через измерение мощности сигнала на антенне. Среда считается свободной, если уровень сигнала ниже заданного.
•Канальный уровень (L2): виртуальное обнаружение несущей на МАС-подуровне. Используется значение таймера NAV(Network Allocation Vector): каждая станция резервирует среду на время передачи кадров. Среда считается свободной по истечении NAV.
7
Межкадровый интервал
Inter Frame Space - IFS
Межкадровый интервал определяет интервал между передачей кадров:
•короткий межкадровый интервал (Short IFS, SIFS) – для передачи нескольких кадров при захвате среды
•уменьшенный межкадровый интервал (Reduced IFS, RIFS) - для передачи нескольких кадров при захвате среды
•межкадровый интервал функции DCF (DCF IFS, DIFS) – для передачи кадров управления и данных в DCF
•межкадровый интервал функции PCF (PCF IFS, PIFS) – приоритетный доступ к среде в HCF
•расширенный межкадровый интервал (Extended IFS, EIFS) – для передачи кадров в случае наличия перезапросов вместо DIFS
•арбитражный межкадровый интервал (Arbitration IFS, AIFS) – для поддержки QoS, является нефиксированным
8
Функция распределенной координации DCF
1.Каждый узел прежде чем начать передачу прослушивает среду, пытаясь обнаружить несущий сигнал
2.Если среда свободна, прежде чем начать передачу, выжидает в течение определенного промежутка времени: обязательного промежутка DIFS (DCF Interframe Space) + выбираемого случайным образом промежутка обратного отсчета (Backoff time).
Backoff time = (Random[CWmin, CWmax] SlotTime
9
Алгоритм работы DCF
Прослушивание
несущей
нет |
Среда |
|
сво- |
|
бодна? |
да backoff (0;Cwin)
Остановить
отчет
нет
передача |
|
Ожидание ACK |
|
ACK |
||
|
|
|
|
|
|
|
нет |
|
|
|
|
|
|
STAn |
|
|
|
|
|
|
|
|
Ожидание |
|
|
CWt=2CWt-1 |
|
пере- |
|
|
|
|
||
|
|
DIFS |
|
|
Backoff new |
|
дает? |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10