c) Mô hình mạng mở rộng: Extended Service Set (ESS)
2.1.7 Các giao thức truyền dữ liệu trong WLAN 1 Điều hòa xung đột
2.1.7.1 Điều hòa xung đột
Vì môi trường vô tuyến là môi trường dùng chung nên WLAN phải có cách để ngăn chặn hiện tượng xung đột giống như trong mạng LAN có dây. Điều khác biệt ở chổ là trong mạng không dây không có cách nào để máy gởi có thể phát hiện được đã có sự xung đột xảy ra. Việc phát hiện xung đột là điều không thể làm được trong mạng không dây. Vì lý do này, WLAN đã sử dụng giao thức CSMA/CA (Carier sense multiple access/ collision avoidance) để
tránh xung đột. CSMA/CA cũng tương tự như CSMA/CD được dùng trong LAN.
Điểm khác biệt lớn nhất giữa CSMA/CA và CSMA/CD là CSMA/CA tránh xung đột (CSMA/CD phát hiện xung đột) và sử dụng ACK để xác nhận thay vì tùy ý sử dụng môi trường truyền khi có xung đột xảy ra. Việc sử dụng ACK rất đơn giản, khi một thiết bị không dây gởi gói tin, đầu nhận sẽ đáp lại bằng ACK nếu như gói tin đó được nhận đúng và đầy đủ. Nếu đầu gởi không nhận được ACK thì nó xem như là đã có xung đột xảy ra và truyền lại gói tin.
CSMA/CA phát ra nhiều dữ liệu điều khiển trên WLAN, làm cho chi phí chiếm đến xấp xỉ 50% băng thông sẳn có của WLAN. Chi phí này cộng với các chi phí của các giao thức khác như RTS/CTS (được dùng để tránh xung đột) là nguyên nhân chính làm cho băng thông thực sự chỉ đạt xấp xỉ 5.0 – 5.5 Mbps đối với một mạng 802.11b (tốc độ lý thuyết là 11 Mbps). Mặc dù CSMA/CD cũng phát sinh chi phí, nhưng nó chỉ chiếm khoảng 30% băng thông của mạng. Khi một mạng Ethernet bắt đầu nghẽn thì CSMA/CD chiếm băng thông lên đến 70%, trong khi mạng không dây lúc bị nghẽn vẫn còn 50- 55% băng thông để truyền dữ liệu.
Giao thức CSMA/CA tránh khả năng xung đột gữa các trạm dùng chung đường truyền (sóng vô tuyến) bằng cách sử dụng random back off time (khoảng thời gian bất kỳ phải đợi trước khi có thể giành quyền sử dụng đường
truyền) nếu bộ cảm biến vật lý hay logic của máy trạm phát hiện đường truyền bận. Khoảng thời gian ngay sau khi đường truyền bận là khoảng thời gian dễ xảy ra xung đột nhất, đặc biệt là trong môi trường có nhiều người sử dụng. Tại thời điểm này, các máy trạm phải đợi cho đường truyền rảnh và sẽ cố truyền dữ liệu tại cùng một thời điểm. Một khi đường truyền rảnh, random back of time sẽ trì hoãn việc truyền dữ liệu của trạm, hạn chế tối đa khả năng xảy ra xung đột giữa các trạm.
2.1.7.2 Phân mảnh
Việc phân mảnh các gói làm tăng chi phí và giảm hiệu quả sử dụng (giảm băng thông) khi không có lỗi xảy ra, tuy nhiên nó sẽ giảm được thời gian phải truyền lại gói khi có lỗi xảy ra. Các gói có kích thước lớn có nhiều khả năng sẽ gặp xung đột khi truyền trên mạng, vì thế chúng ta cần phải có phương pháp khắc phục bằng cách chia nhỏ (phân mảnh) gói. Việc phân mảnh này cũng được chuẩn 802.11 hỗ trợ.
Bằng cách giảm chiều dài của gói, khả năng gặp xung đột khi truyền trên mạng sẽ giảm hẳn. Có một điều cần phải cân nhắc giữa việc có được tỷ lệ gói bị lỗi thấp (bằng cách sử dụng gói có kích thước nhỏ) và việc tăng chi phí vì phải thực hiện phân mảnh. Rõ ràng, nếu không dùng phân mảnh, sẽ không tốn chi phí, nhưng lúc đó tỷ lệ gói bị lỗi sẽ cao hơn. Mỗi frame đều có header riêng và yêu cầu ACK khi nó được gởi đi. Vì thế, việc tính toán mức độ phân mảnh cũng gắn liền với việc tính toán tổng chi phí gắn liền với mỗi gói khi được truyền. Các máy trạm không bao giờ phân mảnh các frames multicast và
broadcast mà chỉ phân mảnh unicast frame. Nhằm mục đích hạn chế những chi phí không cần thiết. Việc xác định mức độ phân mảnh tối ưu để đạt được băng thông tối đa trên mạng 802.11 là một phần quan trọng trong công việc của các quản trị viên mạng không dây. Hãy ghi nhớ là frame có kích thước 1518 là frame lớn nhất có thể truyền trên mạng không dây mà không bị phân mảnh. Có một cách sử dụng phân mảnh để tăng băng thông của mạng trong trường hợp mạng có nhiều lỗi đó là quản lý tỷ số lỗi gói (packet error rate) trên mạng và điều chỉnh mức độ phân mảnh một cách thủ công. Trên thực tế, bạn nên giám sát mạng nhiều lần vào một ngày tiêu biểu nào đó để xem xét điều gì đã ảnh hưởng lên việc phân mảnh vào những thời điểm khác nhau. Một phương pháp khác là cấu hình ngưỡng phân mảnh.
Nếu mạng có tỷ số lỗi gói cao (số các gói bị hỏng), nên tăng ngưỡng phân mảnh trên máy trạm hay trên Access Point (tùy thuộc vào ở đâu cho phép việc điều chỉnh này). Hãy bắt đầu với giá trị cao nhất và giảm từ từ khích thước ngưỡng phân mảnh cho đến khi thấy được sự cải thiện về hiệu năng. Nếu việc phân mảnh được sử dụng, ta sẽ cảm nhận được sự thay đổi (tốt hoặc xấu) vì nó làm tăng chi phí. Đôi khi điều này là có thể chấp nhận được để đạt được băng thông cao hơn bằng cách giảm tỷ lệ lỗi gói nhờ đó cũng giảm được việc truyền lại (do các gói bị hỏng).