Nguyễn Thanh Phương – Lớp Điện Tử Viễn Thụng – K43 - 41 - DIFS đường truyền bận
Truy nhập ngay sau khi đường truyền rỗi
>=DIFS
DIFS PIFS
SIFS
Cửa sổ quay lui Khung tiếp theo Khe thời
gian
Hoón truy nhập Chọn khe và giảm quay lui khi đường truyền rỗi Cửa sổ tranh
chấp
Khi muốn truy nhập vào một ụ trạm cần cú thụng tin đồng bộ của điểm truy nhập (hoặc từ cỏc trạm khỏc khi trong phương thức ad-hoc)
Trạm cú thể cú được thụng tin này bằng một trong hai cỏch sau:
+ Quột thụ động: Trong trường hợp này trạm chỉ đợi để nhận một khung bỏo hiệu từ điểm truy nhập
+ Quột chủ động: Trong trường hợp này, trạm thử xỏc định một điểm truy nhập bằng cỏch cỏc khung yờu cầu thăm dũ, và đợi phản hồi thăm dũ từ điểm truy nhập.
Cả hai phương phỏp đều hợp lý. Lựa chọn phương phỏp nào là tuỳ thuộc vào sự thoả hiệp giữa tiờu thụ năng lượng / hiệu suất.
Quỏ trỡnh xỏc nhận
Khi đó xỏc định vị trớ một điểm truy nhập, và quyết định gia nhập BSS của nú, trạm thực hiện quỏ trỡnh xỏc nhận. Quỏ trỡnh này trao đổi thụng tin giữa điểm truy nhập và trạm, trong đú mỗi bờn xỏc nhậnviệc nhận biết một password đưa ra.
Quỏ trỡnh liờn kết
Khi đó nhận được xỏc nhận, trạm bắt đầu quỏ trỡnh liờn kết. Đú là sự trao đổi thụng tin về cỏc trạm và BSS, và cho phộp DSS (tập cỏc điểm truy nhập) biết về vị trớ hiện tại của trạm. một trạm cú thể phỏt và gửi dữ liệu sau khi hoàn thành quỏ trỡnh liờn kết.
2.4.6 Roaming
Roaming là quỏ trỡnh di chuyển từ một ụ (hay BSS) tới ụ khỏc mà khụng làm mất kết nối. Chức năng này tương tự như chuyển vựng trong điện thoại tế bào, với hai điểm khỏc nhau chớnh sau đõy:
+ Trong một hệ thống LAN chuyển mạch, việc chuyển từ ụ này sang ụ khỏc cú thể được thực hiẹn giữa cỏc cuộc truyền dẫn gúi, ngược lại trong hệ thống điện thoại tế bào, việc chuyển vựng cú thể xảy ra trong khi đàm thoại, điều này làm cho Lan roaming dẽ hơn một chỳt, nhưng
+ Trong một hệ thống thoại, việc ngắt liờn kết tạm thời cú thể ảnh hưởng đến cuộc đàm thoại, cũn trong một mụi trường chuyển mạch gúi, nú làm giảm đỏng kể hiệu suất do việc truyền dẫn lại sau đú thực hiện bởi cỏc giao thức lớp cao hơn.
Tiờu chuẩn IEEE 802.11 khụng định nghĩa roaming được thực hiện như thế nào, nhưng định nghĩa cỏc cụng cụ cơ bản. cỏc cụng cụ này bao gồm quột thụ động / chủ động, và một quỏ trỡnh liờn kết lại, trong đú một trạm đang roaming từ điểm truy nhập này tới điểm truy nhập khỏc trở nờn được liờn kết với một điểm truy nhập mới..
2.4.7 Đồng bộ
Cỏc trạm cần phải giữ đồng bộ. Đõy là một việc cần thiết để giữ nhảy đồng bộ, và cỏc chức năng khỏc như tiết kiệm năng lượng. Trờn một BSS của cơ sở hạ tầng, đồng bộ được thực hiện bằng cỏch tất cả cỏc trạm cập nhận đồng hồ của chỳng theo đồng hồ của điểm truy nhập, sử dụng kỹ thuật sau:
+ Điểm truy nhập phỏt trước cỏc khung được gọi là cỏc khung bỏo hiệu. Cỏc khung này chưa giỏ trị đồng hồ của điểm truy nhập tại thời điểm cuộc truyền (chỳ ý đõy là thời điểm khi cuộc truyền đó thực sự xảy ra, và khụng phải khio xếp hàng để truyền dẫn. Do khung bỏo hiệu được phỏt sử dụng cỏc nguyờn tắc của CSMA, cuộc truyền cú thể bị trễ đỏng kể). + Cỏc trạm thu kiểm tra giỏ trị của đồng hồ của chỳng tại thời điểm thu được tớn hiệu, và điều chỉnh lại để giữ đồng bộ của điểm truy nhập. Nhờ đú làm cho cỏc đồng bộ trỏnh được sự lệch lạc mà cú thể gõy ra mỏt đồng bộ sau một thời gian hoạt động.
2.4.8An toàn
An ninh là một trong cỏc vấn đề quan tõm đầu tiờn mà người thiết kế mạng núi chung và đặc biệt là LAN khụng dõy. Hội đồng 802.11 đó tập chung vào vấn đề này và cung cấp cho mạng lAN khụng dõy một khả năng được gọi là bớ mật tương đương hữu tuyến (WEP).
Quan tõm chớnh của những người sử dụng là một kẻ xõm nhập khụng thể
+ Truy nhập vào cỏc tài nguyờn mạng bằng cỏch sử dụng cỏc thiết bị LAN khụng dõy tương tự
+ Chiếm được lưu lượng khụng dõy (nghe trộm)
Ngăn ngừa việc truy nhập vào cỏc tài nguyờn
Việc này được thực hiện bằng cỏch sử dụng một kỹ thuật xỏc nhận trong đú một trạm cần phải chứng tỏ biết khoỏ hiện cú.
Nghe trộm
Nghe trộm được ngăn ngừa bằng cỏch sử dụng giả thuật WEP. Giải thuật này là một nguồn tạo ra một số giả ngẫu nhiờn được bắt đầu bởi một khoỏ bớ mật dựng chung. Nguồn tạo ra một số giả ngẫu nhiờn này cung cấp một chuỗi cỏc bit giả ngẫu nhiờn của khoỏ bằng chiều dài của gúi lớn nhất cú thể được kết hợp với gúi đi ra/ đi vào tạo ra gúi được phỏt trong khụng gian.
2.4.9 Cỏc loại khung
Cú ba loại khung chớnh:
+ Cỏc khung dữ liệu: được dựng để truyền dữ liệu
+ Cỏc khung điều khiển: được dựng để điều khiển truy nhập đường truyền
+ Cỏc khung quản lý: cỏc khung được phỏt theo cựng phương phỏp như cỏc khung dữ liệu để trao đổi thụng tin quản lý, nhưng khụng được phỏt lờn trờn cỏc tầng cao hơn (chẳng hạn cỏc khung bỏo hiệu).
Mỗi loại khung được chia thành cỏc loại nhỏ khỏc nhau, tuỳ theo chức năng cụ thể của chỳng.
Tất cả cỏc khung 802.11 gồm cỏc thành phần sau:
Preamble (Đầu khung)
Preamble đỏnh dấu điểm bắt đầu khung. Đõy là thành phần phụ thuộc vào tầng vật lý, và bao gồm:
+ Đồng bộ: Một chuỗi 80 bit 0 và 1 xen kẽ được sử dụng bởi kờnh vật lý để lựa chọn anten thớch hợp (nếu sử dụng đa dạng), và để đạt tới sự hiệu chỉnh bự lại tớnh thường xuyờn của trạng thỏi tham lam và đồng boọ với thời điểm quyết định của gúi nhận được.
+ SFD: Một bộ phận phõn định khung bắt đầu (Start frame) chứa 16 bit nhị phõn 0000 1100 1011 1101, được sử dụng để xỏc định thời điểm được quyết định của khung.
PLCP header (Đoạn đầu PLC P)
PLCP header thường được phỏt với tốc độ 1 Mb/s và chứa thụng tin logic được sử dụng bởi tầng vật lý để giải mó khung. PLCP header bao gồm
Nguyễn Thanh Phương – Lớp Điện Tử Viễn Thụng – K43 - 44 -
+ Từ (Word) chiều dài PLCP-PDU: biểu thị số byte được chứa trong gúi. Điều này rất cú lợi cho tầng vật lý để xỏc định chớnh xỏc điểm cuối của gúi.
+ Trường tớn hiệu PLCP: chỉ chứa thụng tin về tốc độ, được mó hoỏ ở 0,5 Mb/s tăng lờn từ 1 Mb/s đến 4,5 Mb/s.
+ Trường kiểm tra lỗi Header: là một trường phỏt hiện lỗi kiểm dư vũng 16 bit
MAC Data
Cỏc dạng khung MAC tổng quỏt được trỡnh bày trờn hỡnh 2-12
Điều khiển khung
Trường điều khiển khung cú cỏc thụng tin sau:
Protocol Version
Trường này cú 2 bit kớch thước khụng thay đổi và sắp đặt chộo nhau cỏc phiờn bản tiếp theo của chuẩn IEEE 802.11, và sẽ được sử dụng để thừa nhận cỏc verrsion trong tương lai cú thể. Trong version hiện nay của tiờu chuẩn, giỏ trị được đặt cố định là 0
Type và Subtype
6 bit này xỏc định Type và Subtype của khung được chỉ ra trong bảng sau: Giỏ trị Type
b3b2
Mụ tả Type Gia trị Subtype b7b6b5b4
Mụ tả Subtype
Nguyễn Thanh Phương – Lớp Điện Tử Viễn Thụng – K43 - 45 - Điều khiển khung Duration ID Địa chỉ 1 Địa chỉ 2 Địa chỉ 3 điều khiển chuỗi Địa chỉ 4 Khung CRC MAC header Octets: 2 2 6 6 6 2 0-2312 4 Hỡnh 2-12: Dạng khung MAC Protocol
version Type Subtype To DS
From
DS Retry MoreFrag Pwr Mgt WEP Order B0 B1 B2 B3 B4 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 More Data Bit: 2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1
00 Quản lý 0000 Yờu cầu liờn kết
00 Quản lý 0001 Phản hồi liờn kết
00 Quản lý 0010 Yờu cầu liờn kết
00 Quản lý 0011 Phản hồi liờn kết lại
00 Quản lý 0100 Yờu cầu thăm dũ
00 Quản lý 0101 Phản hồi thăm dũ
00 Quản lý 0110-0111 Dự phũng
00 Quản lý 1000 Bỏo hiệu
00 Quản lý 1001 ATIM 00 Quản lý 1010 Phõn tỏch 00 Quản lý 1011 Xỏc nhận 00 Quản lý 1100 Huỷ xỏc nhận 00 Quản lý 1101-1111 Dự phũng 01 Điều khiển 0000-0001 Dự phũng
01 Điều khiển 1010 PS-poll
01 Điều khiển 1011 RTS
01 Điều khiển 1100 CTS
01 Điều khiển 1101 ACK
01 Điều khiển 1110 CF nd
01 Điều khiển 1111 CF End + CF ACK
10 Dữ liệu 0000 Data
10 Dữ liệu 0001 Data + CF-ACK
10 Dữ liệu 0010 Data + CF-Poll
10 Dữ liệu 0011 Data + CF-ACK + CF-Poll
10 Dữ liệu 0100 Vụ hiệu chức năng (khụng cú dữ
liệu)
10 Dữ liệu 0101 CF-ACK (khụng cú dữ liệu)
10 Dữ liệu 0110 CF-Poll (khụng cú dữ liệu)
10 Dữ liệu 0111 CF-ACK + CF-Poll (khụng cú dữ
liệu)
10 Dữ liệu 1000-1111 Dự phũng
10 Dữ liệu 0000-1111 Dự phũng
ToDS: Bit này được đặt là 1 khi khung được gửi tới điểm truy nhập để chuyển đến hệ thống phõn tỏn (kể cả trường hợp mà trạm đớch ở trong vựng BSS, và điểm truy nhập chuyển tiếp khung).
Bit này được dặt là 0 trong tất cả cỏc khung khỏc.
FromDS: Bit này được dặt là 1 khi khung được nhận từ hệ thống phõn tỏn.
Mor Fragments: Bit này được đặt là 1 khi cú nhiều đoạn nữa thuộc cựng một khung tiếp theo đoạn hiện tại
Retry: Bit này cho biết đoạn này là một cuộc truyền lại của một đoạn trước đú. Bit này được trạm thu sử dụng để nhận biết cỏc cuộc truyền cỏc khung giống hệt nhau xảy ra khi một gúi tớn hiệu bỏo nhận bị mất.
Power Management: Bit này cho biết chức năng quản lý năng lượng của trạm sau cuộc truyền khung này. bit này được sử dụng bởi cỏc trạm đang thay đổi trạng thỏi từ tiết kiệm năng lượng thành hoạt động hoặc ngược lại.
More Data: Bit này được sử dụng cho việc quản lý năng lượng cũng như bởi điểm truy nhập để chỉ ra rằng cú nhiều khung nữa được đệm cho cỏc trạm này.trạm đú cú thể quyết định sử dụng thụng tin này để tiếp tục thăm df hoặc thậm chớ thay đổi phương thức hoạt động.
WEP: Bit này cho biết khung được mó hoỏ theo giải thuật WEP.
Order: Bit này cho biết khung đang được sử dụng loại dịch vụ hoàn oàn theo thứ tự Duration/ID
Trường này cú hai ý nghĩa tuỳ thuộc vào loại khung:
+ Trong cỏc bản tin thăm dũ tiết kiệm năng lượng, đõy là Station ID
+ Trong tất cả cỏc khung khỏc, đõy là giỏ trị khoảng thời gian được sử dụng cho việc tớnh toỏn NAV (NAV Calculation).
Cỏc trường địa chỉ
Một khung cú thể cú tới bốn địa chỉ tuỳ thuộc vào cỏc bit ToDS và FromDS được xỏc định trong trường điều khiển (Control Field), như sau:
+ Address-1 thường là địa chỉ nơi nhận (tức là trạm BSS là nơi nhận trực tiếp gúi). Nếu ToDS được đặt, đõy là chỉ điểm truy nhập, nếu ToDS khụng được đặt thỡ đõy là địa chỉ trạm cuối.
+ Address-2 thường là địa chỉ của nơi phỏt (tức là trạm đang phỏt). Nếu From DS được đặt, đõy là địa chỉ điểm truy nhập, nếu khụng được đặt thỡ đõy là địa cỉ của trạm.
+ Address-3 là trong hầu hết cỏc trường hợp cũn lại, thiếu địa chỉ.trờn một khung cú From DS đặt là 1, Address-3 là địa chỉ nguồn ban đầu, nếu khung cú đặt ToDS thỡ Address-3 là địa chỉ đớch.
+ Address-4 được sử dụng trong cỏc trường hợp đặc biệt dựng hệ thống phõn tỏn khụng dõy, và khung đang được phỏt từ một điểm truy nhập tớ một điểm truy nhập khỏc. Trong cỏc trường hợp như vậy, cỏc bit ToDS và FromDS đều được đặt, vỡ vậy cả địa chỉ đớch và nguồn ban đầu đều thiếu.
Bảng sau đõy túm tắt cỏch sử dụng cỏc địa chỉ khỏc nhau tuỳ theo việc đặt cỏc bit ToDS và From DS. ToDS From DS Address- 1 Address- 2 Address- 3 Address- 4 0 0 DA SA BSSID N/A 0 1 DA BSSID SA N/A 1 0 BSSID SA DA N/A 1 1 RA TA DA SA
Sequence control (điều khiển chuỗi)
Trường điều khiển chuỗi được sử dụng để biểu thị thứ tự cỏc đoạn khỏc nhauthuộc cựng một khung, và để nhận ra việc nhõn đụi cỏc gúi. Trường này bao gồm hai trường con, số đoạn và số chuỗi, xỏc định khung và số của đoạn trong khung.
CRC (Kiểm dư vũng)
CRC là một trường 32 bit chứa một kiểm dư vũng 32 bit.
2.4.10 Cỏc khung thụng dụng Dạng khung RTS
Dạng khung RTS được mụ tả trờn hỡnh 2-14
RA của khung RTS là địa chỉ của STA trờn đường truyền khụng dõy, tức là nơi thu trực tiếp dữ liệu hoặc khung quản lý.
TA là địa chỉ của STA đang phỏt RTS.
Giỏ trị Duration là thời gian, tớnh bằng micrụ giõy, cần thiết để phỏt dữ liệu hoặc khung quản lý tiếp theo, cộng với một khung ACK, cộng với ba khoảng SIFS.
Dạng khung CTS
Nguyễn Thanh Phương – Lớp Điện Tử Viễn Thụng – K43 - 48 - Fram control Duration RA TA CRC Octets:2 2 6 6 4 MAC header Hỡnh 2-14: Dạng khung RTS
Dạng khung CTS được trỡnh bày trờn hỡnh 2-15
Địa chỉ mỏy thu (RA) của khung CTS được copy từ trường địa chỉ mỏy phỏt (TA) của khung RTS ngay trước đú mà CTS là một khung phản hồi.
Giỏ trị Duration là giỏ trị nhận được từ trường Duration của khung RTS ngay trước đú, trừ đi thời gian, tớnh bằng micrụ giõy, cần thiết để phỏt CTS và khoảng SIFS của nú.
Dạng khung ACK
Dạng khung này được mụ tả trờn hỡnh 2-16
Địa chỉ mỏy thu (RA) của khung ACK được sao chộp từ trường địa chỉ –2 của khung ngay trước đú.
Nếu bit More Fragment được đặt là 0 trong trường điều khiển khung của khung trước đú, giỏ trị Duration được đặt là 1, nếu khụng thỡ giỏ trị Duration nhận được từ trường Duration của khung trước đú, trừ đi thời gian, cần thiết để phỏt ACK và khoảng SIFS của nú.