Новые свойства Bluetooth

В последних версиях стандартов Bluetooth были анонсированы некоторые нововведения, одно из которых —повышение скорости передачи данных в режиме EDR до 3 Мбит/с - мы уже упомянули. Далее перечислены другие наиболее важные новые свойства этой технологии.

□Пониженная скорость обмена в ждущемрежиме. Это свойство заключается в снижении частоты обмена служебными сообщениями keepalive («работоспособен»), которыми узлы поддерживают соединение в открытом состоянии при отсутствии пользователь­ ских данных для передачи, с нескольких сообщений в секунду до одного сообщения раз в 5 или 10 секунд. Такой режим позволяет увеличить время работы батарей портатив­ ных устройств в 3-10 раз. Свойство введено в версии 2.1.

□Безопасная простая стыковка (secure simple pairing) позволяет ускорить процедуру стыковки и в то же время предлагает более высокую степень защиты соединений. Свойство введено в версии 2.1.

□Использование технологии NFC (Near Field Communication —связь ближнего радиуса действия) для автоматической стыковки устройств. NFC —это новая технология, раз­ работанная для беспроводного взаимодействия устройств на расстояниях в 10-20 см. При обнаружении сигналов устройства с интерфейсами NFC автоматически устанав­ ливают соединение. Устройства Bluetooth могут использовать технологию NFC для автоматического обнаружения при приближении их друг к другу в ходе стыковки и обмена информацией. Это свойство является частью упомянутой ранее процедуры безопасной простой стыковки, оно также введено в версии 2.1 Bluetooth.

□Альтернативные МАС-уровень и физический уровень. При необходимости передачи большого объема данных устройство Bluetooth может переключиться на соединение, использующее отличную от Bluetooth технологию передачи данных. В версии 3.0 про­ токолов Bluetooth как возможная альтернатива определены пока только технологии 802.11, но в будущем могут быть стандартизованы и другие технологии. Первоначаль­ ное взаимодействие устройств всегда должно производиться на основе технологии Bluetooth.

□Bluetooth с низким энергопотреблением (Bluetooth low energy). В апреле 2009 года группа Bluetooth SIG объявила о совершенно новом дополнительном стеке протоколов под на­ званием Bluetooth low energy Этот стек разрабатывался группой Bluetooth совместно с компанией Nokia и был первоначально известен под названием Wibree. Протоколы Bluetooth low energy предназначены для устройств, батареи которых должны иметь примерно годичный срок действия; это могут быть, например, наручные часы или медицинские приборы.

Выводы

Локальные сети на разделяемой среде представляют собой наиболее простой и дешевый в реали­ зации тип локальных сетей. Основной недостаток разделяемых локальных сетей состоит в плохой масштабируемости, так как при увеличении числа узлов сети снижается доля пропускной способ­ ности, приходящаяся на каждый узел.

Уровень MAC отвечает за доступ к разделяемой среде и отправку через нее кадров.

Протокол LLC обеспечивает для протоколов верхних уровней нужное качество транспортных услуг, передавая кадры либо дейтаграммным способом, либо с помощью процедур с установлением соединения и восстановлением кадров.

В технологии Ethernet на разделяемой среде применяется случайный метод доступа CSMA/CD, который очень прост в реализации.

Коллизия — это ситуация, когда две станции одновременно пытаются передать кадр данных через общую среду. Наличие коллизий — это неотъемлемое свойство сетей Ethernet, являющееся след­ ствием принятого случайного метода доступа.

Взависимости оттипа физической средыстандарт IEEE802.3 определяет различные спецификации Ethernetсо скоростью 10 Мбит/с: 10Base-5,10Base-2,10Base-T, FOIRL, 10Base-FL, 10Base-FB.

ВсетяхToken Ring используетсядетерминированный методдоступа с передачей токена. Логической топологией сетей Token Ring является кольцо, физической — звезда. За счет кольцевой топологии технология Token Ring отчасти обеспечивает отказоустойчивость.

Втехнологии FDDI в качестве физической среды впервые был использован волоконно-оптический кабель и достигнута скорость 100 Мбит/с. Высокая степень отказоустойчивости обеспечивается за счетприменения двойного оптоволоконного кольца.

Стандарты IEEE 802.11 являются основными стандартами беспроводных локальных сетей. Суще­ ствуетнесколько вариантов спецификаций физического уровня 802.11, отличающихся диапазоном используемыхчастот (2,4 и 5 ГГц), а также методом кодирования (FHSS, DSSS, OFDM).

Метод доступа 802.11 является комбинацией случайного метода доступа с предотвращением кол­ лизий (DCF) и централизованного детерминированного метода доступа с опросом (PCF). Гибкое применение режимов DCFи PCF позволяетобеспечить поддержкупоказателей QoSдля синхронного и асинхронноготрафиков.

Персональные сети (PAN) предназначены для взаимодействия принадлежащих одному владельцу устройствна небольшом расстоянии, обычно в радиусе от 10до 100 м. Персональные сети должны обеспечивать как фиксированный доступ, например, в пределахдома, так и мобильный, когда вла­ делец устройств перемещается вместе с ними между помещениями или городами.

Сегодня самой популярной технологией PAN является Bluetooth, в которой используется концепция пикосети, объединяющейдо 255 устройств, нотолько 8 из них могут в каждый момент времени быть активными.

Для чувствительного кзадержкам трафика сеть Bluetooth поддерживает синхронные каналы, ориен­ тированные на соединение (SCO), а для эластичного — асинхронные каналы, не ориентированные на соединение (ACL).

Вопросы и задания

1.Выберите утверждения, корректно описывающие особенности метода доступа техно­ логии Ethernet:

а) узел обязан «прослушивать» разделяемую среду;

б) узел может передать свой кадр в разделяемую среду в любой момент времени неза­ висимо от того, занята среда или нет;

в) узел ожидает подтверждения приема переданного кадра от узла назначения в течение некоторого времени, а в случае истечения этого времени повторяет передачу;

г) если в течение времени передачи кадра коллизия не произошла, то кадр считается переданным успешно.

2.Почему протоколы канального уровня технологий глобальных сетей не делятся на под­ уровни MAC и LLC?

3.Какие функции выполняет уровень LLC?

Оа) управляет доступом к логическому интерфейсу;

Об) поддерживает интерфейс с вышележащим уровнем;

Ов) обеспечивает передачу кадра с заданным уровнем надежности;

Ог) разрешает коллизии.

4.При увеличении длины разделяемого сегмента Ethernet и расстояний между подклю­ ченными к нему узлами, но при сохранении числа подключенных к сегменту узлов, что будет с вероятностью коллизий? Варианты ответов:

а) понизится; б) повысится; в) не изменится.

5.В чем состоят функции преамбулы и начального ограничителя кадра в стандарте Ethernet?

6.Чем объясняется, что минимальный размер поля данных кадра Ethernet выбран рав­ ным 46 байт? Варианты ответов:

а) для предотвращения монопольного захвата среды узлом; б) для устойчивого распознавания коллизий; в) для сокращения накладных расходов.

7.Почему сети IOBase-Т и 10Base-F вытеснили в свое время сети Ethernet на коакси­ альном кабеле?

8.Какова была скорость передачи пользовательских данных в сети Ethernet 10Base-T при передаче файла между сервером и клиентом, если средняя длина кадров при этом равнялась 920 байт с учетом полей заголовков, но без учета преамбулы, а кадры передавались сервером с минимально возможным межкадровым интервалом и без коллизий?

9.К какому типу относится МАС-адрес 01:80:С2:00:00:08? Варианты ответов: а) групповой; б) индивидуальный; в) локальный; г) централизованный.

10.Как скорость передачи данных технологии Ethernet на разделяемой среде влияет на максимальный диаметр сети? Варианты ответов:

а) чем выше скорость передачи, тем меньше максимальный диаметр сети; б) чем выше скорость передачи, тем больше максимальный диаметр сети; в) не влияет.

11.Какое максимальное время должно пройти до того момента, когда кадр будет отброшен адаптером Ethernet из-за постоянных коллизий при передаче?

12.Что произойдет, если соединить кабелем два порта концентратора Ethernet?

13.Какой механизм предотвращает монопольное использование кольца Token Ring какимлибо ее узлом? Варианты ответов:

а) система приоритетов кадров; б) таймер времени удержания токена; в) кольцевая топология сети.

14.Какой элемент обеспечивает отказоустойчивость сети Token Ring? Варианты ответов: а) сетевой адаптер; б) вторичное кольцо; в) повторитель.

15.Какой элемент делает отказоустойчивость сети FDDI выше, чем сети Token Ring? Варианты ответов:

а) сетевой адаптер; б) вторичное кольцо; в) повторитель.

16.К чему приводит наличие скрытого терминала в сети IEEE 802.11? Варианты отве­ тов:

а) к нарушению связности сети; б) к повышению уровня помех в радиосреде;

в) к более частому возникновению коллизий.

17.Каким образом обнаруживает коллизии уровень MAC в сетях 802.11?

18.Может ли станция сети 802.11 передать кадр другой входящей в ту же сеть BSS станции не непосредственно, а через точку доступа?

19.Из каких соображений выбирается длительность слота в режиме DCF? Варианты ответов:

а) длительность слота должна превосходить время распространения сигнала между любыми станциями сети;

б) длительность слота не должна превосходить время передачи кадра максимальной длины;

в) длительность слота должна превосходить время распространения сигнала между любыми станциями сети плюс время, затрачиваемое станцией на распознавание занятости среды.

20.За счет чего режим PCF всегда имеет приоритет перед режимом DCF?

21.Каким образом пикосети Bluetooth объединяются в рассредоточенную сеть? Варианты ответов:

а) с помощью маршрутизатора; б) с помощью коммутатора;

в) с помощью узла, являющегося членом нескольких пикосетей.