Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 4 cung cấp những kiến thức về kiến trúc mạng 802.11 và lớp Mac và lớp Physical. Các nội dung chính trong chương này gồm có: Định vị mạng WLAN, quá trình kết nối máy trạm, tập dịch vụ, định dạng khung của lớp MAC, quá trình truyền thông trong WLAN, các chế độ hoạt động trong 802.11. Mời các bạn cùng tham khảo.
Chapter 04 KIẾN TRÚC MẠNG 802.11 & LỚP MAC VÀ LỚP PHY Mục tiêu Giới thiệu định nghĩa chuẩn 802.11 Khảo sát trình máy client kết nối vào Access Point Các bước để thiết kế quản trị hệ thống WLAN Tìm hiểu đặc điểm lớp MAC lớp PHY Tìm hiểu số phương pháp truyền như: CSMA/CD, CSMA/CA Giải thích khác khung ethernet khung WLAN Nội dung KIẾN TRÚC MẠNG 802.11 – Định vị mạng WLAN – Quá trình kết nối máy trạm – Tập dịch vụ LỚP MAC VÀ PHYSICAL – Định dạng khung lớp MAC – Q trình truyền thơng WLAN – Các chế độ hoạt động 802.11 Nội dung KIẾN TRÚC MẠNG 802.11 – Định vị mạng WLAN – Định danh tập dịch vụ (SSID) – Quá trình kết nối máy trạm – Tập dịch vụ Định vị mạng WLAN Client thực tiến trình lắng nghe gọi quét (Scanning) trước thực kết nối Quét xảy trước tiến trình khác, quét giúp Client phát mạng WLAN Quét trình tìm kiếm định danh tập dịch vụ SSID (Service Set indentifiers) AP phát chứa Beacon (một khung đặc biệt phát AP) Có kiểu quét : Quét bị động (passive scanning) quét chủ động (active scanning) Tập dịch vụ (SSID) Định danh tập dịch vụ SSID (service Set Identifiers) chuỗi ký tự số chữ nhất, phân biệt chữ hoa chữ thường, có chiều dài từ đến 32 ký tự Được sử dụng tên mạng Được sử dụng để phân đoạn mạng hay phương thức bảo mật trình kết nối vào mạng Client Giá trị SSID gởi Beacon, Probe Request (khung yêu cầu dị tìm gởi Client), Probe Reponse (khung đáp ứng u cầu dị tìm gởi AP) kiểu khung khác Beacon frame Beacon dạng khung ngắn gởi từ AP đến tram Client (trong mạng Infracstructure) từ trạm đến trạm (trong mạng AD-HOC) để tổ chức đồng truyền thông mạng WLAN Beacon phục vụ nhiều chức bao gồm: – Đồng thời gian (time stamp) – Beacon interval – Tập tham số FH hay DS – Thông tin SSID – Bản đồ báo hiệu lưu lượng-TIM – Tốc độ hỗ trợ Beacon frame Đồng thời gian – Việc đồng đồng hồ thiết bị truyền thông giúp tất chức liên quan đến thời gian việc nhảy hệ thống FHSS thực mà không gây lỗi – Beacon chứa giá trị Beacon Interval để báo cho Client biết AP phát Beacon Beacon frame Tập tham số FH hay DS – Beacon chứa thông tin xác định công nghệ trải phổ mà hệ thống sử dụng – Ví dụ: Hệ thống FHSS tham số thời gian nhảy, thời gian ngưng chuỗi nhảy chứa Beacon Hệ thống DSSS, Beacon chứa thông tin kênh truyền Beacon frame Thông tin SSID – Các máy trạm (Station) tìm kiếm thơng tin SSID beacon để tham gia vào mạng – Các máy trạm đọc giá trị địa MAC beacon để biết Beacon đến từ đâu sau gởi khung Authentication Request để kết nối với AP – Nếu máy trạm nhận nhiều SSID từ nhiều AP khác kết nối với AP AP có tín hiệu mạnh 10 Điều hịa xung đột CSMA/CD Before networked device sends a frame, listens to see if another device currently transmitting If traffic exists, wait; otherwise send Devices continue listening while sending frame If collision occurs, stops and broadcasts a “jam” signal 43 CSMA/CD CSMA/CD cannot be used on wireless networks: Difficult to detect collisions and Hidden node problem 44 Tổng quan CSMA/CA CSMA/CA – Giao thức CSMA/CA tránh khả xung đột gữa trạm dùng chung đường truyền (sóng vơ tuyến) cách sử dụng random back off time (là khoảng thời gian phải đợi trước giành quyền sử dụng đường truyền) – Nếu cảm biến vật lý hay logic máy trạm phát đường truyền bận máy trạm phải đợi cho đường truyền rảnh cố truyền liệu thời điểm khác – Một đường truyền rảnh, random back of time trì hỗn việc truyền liệu trạm, hạn chế tối đa khả xảy xung đột trạm 45 CSMA/CA Q trình truyền thơng WLAN: CSMA/CA 46 CSMA/CA Ta mơ tả CSMA/CA hội thảo qua điện thoại: Trước người muốn nói chuyện, người phải phải thơng báo cho biết họ muốn nói chuyện Lời thơng báo phải có người khác buổi hội thảo biết họ phải đợi trước họ nói Các người tham gia hội thảo khơng thể nói chuyện thời gian chờ kết thúc Các người tham gia khơng biết liệu lời nói người khác nghe chưa trừ họ nhận lời khẳng định từ người nghe Nếu người nói chuyện lúc họ họ gây nhiễu lẫn Người nói nhận biết có người nói với họ họ khơng nhận khẳng định người mà họ cần nói Các người tham gia phải đợi khoảng thời gian ngẫu nhiên thử nói lại lần (khi họ nhận biết có người gây nhiễu với họ) 47 CSMA/CA vs CSMA/CD Điểm khác biệt lớn giữa CSMA/CA CSMA/CD là CSMA/CA tránh xung đột (CSMA/CD phát xung đột) sử dụng ACK để xác nhận thay tùy ý sử dụng mơi trường truyền có xung đột xảy 48 Đa truy nhập hệ thống không dây Các nốt mạng không dây chia sẻ môi trường truyền dẫn chung cho việc truyền tín hiệu Các giao thức MAC (Multiple Access Protocol) – Là thuật toán xác định cách thức chia sẻ môi trường truyền dẫn không dây nốt tham gia – Được chia thành loại Gán cố định: ví dụ TDMA, FDMA Truy nhập ngẫu nhiên: ALOHA, CSMA/CA Gán theo nhu cầu: thăm dò (polling) Time Division Multiple Access (TDMA) TDMA công nghệ đa truy nhập phân chia theo thời gian, thời gian làm việc tài nguyên thông tin chia làm nhiều khung, khung chia làm nhiều khe, khe cho phép user làm việc Cơ sở việc phân biệt user dựa vào khung thời gian Tín hiệu thu phát gián đoạn Ưu điểm TDMA: Hiệu việc sử dụng tần số cao sử dụng lại tần số Dung lượng tương đối Việc chuyển kênh dễ dàng linh hoạt Nhược điểm: Cần đồng Độ bảo mật chưa cao 50 Frequency Division Multiple Access (FDMA) FDMA chia phổ thành băng nhỏ cấp phát băng (kênh) cho người dùng Trong hệ thống di động, việc cấp phát kênh thực theo cặp – Một kênh cho lưu lượng từ BS đến người dùng, kênh theo chiều ngược lại – Tần số kênh chiều xuống cao kênh chiều lên để giảm tiêu hao lượng phía người dùng Hai vấn đề FDMA – Kênh chiều xuống chiều lên có băng thơng – Nhiễu kênh khơng có băng gác Code Division Multiple Access (CDMA) Hoạt động theo nguyên tắc khác hẳn với FDMA TDMA Được đặc tả tiêu chuẩn International Standard IS-95 CDMA cho phép người dùng sử dụng toàn phổ sử dụng lý thuyết mã hóa (coding theory) cho tín hiệu cộng tuyến tính Chip – Mỗi bit thời gian chia thành m khoảng thời gian nhỏ gọi chip – Mỗi trạm gắn chip m bit gọi dãy chip (Ví dụ 00011011) – Tất dãy chip có đặc điểm trực giao cặp m S T S i Ti 0 m i 1 TDMA – FDMA - CDMA 53 So sánh 54 Phát sóng mang Một trạm không dây muốn truyền liệu phải kiểm tra xem đường truyền có bận khơng, đường truyền bận trạm đó phải trì hỗn việc truyền lại đường truyền rỗi Các trạm xác định trạng thái đường truyền dựa chế : – Phát sóng mang vật lý (Physical Carrier Sence)- Kiểm tra lớp vật lý xem có sóng mang hay khơng? – Phát sóng mang ảo (Vitual Carrier Sence): Sử dụng chức phát sóng mang ảo Vectơ phân phối mạng NAV (Network Allocation Vector) để kiểm tra độ mạnh tín hiệu để xem có trạm truyền không? 55 Phân mảnh Phân mảnh khung chức lớp MAC, thiết kế để làm tăng độ tin cậy việc truyền khung qua mơi trường khơng dây Mục đích chia nhỏ khung thành mảnh nhỏ hơn, mảnh truyền độc lập với có ACK khác truyền lại mảnh bị lỗi Phân mảnh cân độ tin cậy chi phí đường truyền 56 Tự động chuyển tốc độ Tự động chuyển tốc độ DRS (Dynamic Rate Shifting) phương pháp điều chỉnh tốc độ client cho phù hợp Khi khoảng cách client AP tăng lên hay lúc mức độ nhiễu ngày cao việc tự động chuyển tốc độ giúp cho trình truyền đảm bảo 57 ... Frames – Request to send (RTS) – Clear to send (CTS) – Acknowledgement (ACK) – Power-Save Poll (PS Poll) – Contention-Free End (CF End) – CF End + CF Ack 36 Định dạng khung lớp MAC Data Frames –... (time stamp) – Beacon interval – Tập tham số FH hay DS – Thông tin SSID – Bản đồ báo hiệu lưu lượng-TIM – Tốc độ hỗ trợ Beacon frame Đồng thời gian – Việc đồng đồng hồ thiết bị truyền thông giúp... Client biết AP phát Beacon Beacon frame Tập tham số FH hay DS – Beacon chứa thông tin xác định công nghệ trải phổ mà hệ thống sử dụng – Ví dụ: Hệ thống FHSS tham số thời gian nhảy, thời gian