Khi muốn truy nhập vào một ô trạm cần có thông tin đồng bộ của điểm truy nhập (hoặc từ các trạm khác khi trong phơng thức ad-hoc)
Trạm có thể có đợc thông tin này bằng một trong hai cách sau:
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin 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
Hoãn truy nhập Chọn khe và giảm quay lui khi đường truyền rỗi Cửa sổ tranh
chấp
+ Quét thụ động: Trong trờng hợp này trạm chỉ đợi để nhận một khung báo hiệu từ điểm truy nhập
+ Quét chủ động: Trong trờng hợp này, trạm thử xác định một điểm truy nhập bằng cách các khung yêu cầu thăm dò, và đợi phản hồi thăm dò từ điểm truy nhập.
Cả hai phơng pháp đều hợp lý. Lựa chọn phơng pháp nào là tuỳ thuộc vào sự thoả hiệp giữa tiêu thụ năng lợng / hiệu suất.
Quá trình xác nhận
Khi đã xác định vị trí một điểm truy nhập, và quyết định gia nhập BSS của nó, trạm thực hiện quá trình xác nhận. Quá trình này trao đổi thông tin giữa điểm truy nhập và trạm, trong đó mỗi bên xác nhậnviệc nhận biết một password đa ra.
Quá trình liên kết
Khi đã nhận đợc xác nhận, trạm bắt đầu quá trình liên kết. Đó là sự trao đổi thông tin về các trạm và BSS, và cho phép DSS (tập các điểm truy nhập) biết về vị trí hiện tại của trạm. một trạm có thể phát và gửi dữ liệu sau khi hoàn thành quá trình liên kết.
3.3.6 Roaming
Roaming là quá trình di chuyển từ một ô (hay BSS) tới ô khác mà không làm mất kết nối. Chức năng này tơng tự nh chuyển vùng trong điện thoại tế bào, với hai điểm khác nhau chính sau đây:
+ Trong một hệ thống LAN chuyển mạch, việc chuyển từ ô này sang ô khác có thể đợc thực hiẹn giữa các cuộc truyền dẫn gói, ngợc lại trong hệ thống điện thoại tế bào, việc chuyển vùng có thể xảy ra trong khi đàm thoại, điều này làm cho Lan roaming dẽ hơn một chút, nhng
+ Trong một hệ thống thoại, việc ngắt liên kết tạm thời có thể ảnh hởng đến cuộc đàm thoại, còn trong một môi trờng chuyển mạch gói, nó làm giảm đáng kể hiệu suất do việc truyền dẫn lại sau đó thực hiện bởi các giao thức lớp cao hơn.
Tiêu chuẩn IEEE 802.11 không định nghĩa roaming đợc thực hiện nh thế nào, nhng định nghĩa các công cụ cơ bản. các công cụ này bao gồm quét thụ động / chủ động, và một quá trình liên kết lại, trong đó một trạm đang roaming từ điểm truy nhập này tới điểm truy nhập khác trở nên đợc liên kết với một điểm truy nhập mới..
3.3.7 Đồng bộ
Các trạm cần phải giữ đồng bộ. Đây là một việc cần thiết để giữ nhảy đồng bộ, và các chức năng khác nh tiết kiệm năng lợng. Trên một BSS của cơ sở hạ tầng, đồng bộ đợc thực hiện bằng cách tất cả các trạm cập nhận đồng hồ của chúng theo đồng hồ của điểm truy nhập, sử dụng kỹ thuật sau:
+ Điểm truy nhập phát trớc các khung đợc gọi là các khung báo hiệu. Các khung này cha giá trị đồng hồ của điểm truy nhập tại thời điểm cuộc truyền (chú ý đây là thời điểm khi cuộc truyền đã thực sự xảy ra, và không phải khio xếp hàng để truyền dẫn. Do khung báo hiệu đợc phát sử dụng các nguyên tắc của CSMA, cuộc truyền có thể bị trễ đáng kể).
+ Các trạm thu kiểm tra giá trị của đồng hồ của chúng tại thời điểm thu đợc tín hiệu, và điều chỉnh lại để giữ đồng bộ của điểm truy nhập. Nhờ đó làm cho các đồng bộ tránh đợc sự lệch lạc mà có thể gây ra mát đồng bộ sau một thời gian hoạt động.
An ninh là một trong các vấn đề quan tâm đầu tiên mà ngời thiết kế mạng nói chung và đặc biệt là LAN không dây. Hội đồng 802.11 đã tập chung vào vấn đề này và cung cấp cho mạng lAN không dây một khả năng đợc gọi là bí mật tơng đơng hữu tuyến (WEP).
Quan tâm chính của những ngời sử dụng là một kẻ xâm nhập không thể
+ Truy nhập vào các tài nguyên mạng bằng cách sử dụng các thiết bị LAN không dây tơng tự + Chiếm đợc lu lợng không dây (nghe trộm)
Ngăn ngừa việc truy nhập vào các tài nguyên
Việc này đợc thực hiện bằng cách sử dụng một kỹ thuật xác nhận trong đó một trạm cần phải chứng tỏ biết khoá hiện có.
Nghe trộm
Nghe trộm đợc ngăn ngừa bằng cách sử dụng giả thuật WEP. Giải thuật này là một nguồn tạo ra một số giả ngẫu nhiên đợc bắt đầu bởi một khoá bí mật dùng chung. Nguồn tạo ra một số giả ngẫu nhiên này cung cấp một chuỗi các bit giả ngẫu nhiên của khoá bằng chiều dài của gói lớn nhất có thể đợc kết hợp với gói đi ra/ đi vào tạo ra gói đợc phát trong không gian.
3.3.9 Các loại khung
Có ba loại khung chính:
+ Các khung dữ liệu: đợc dùng để truyền dữ liệu
+ Các khung điều khiển: đợc dùng để điều khiển truy nhập đờng truyền
+ Các khung quản lý: các khung đợc phát theo cùng phơng pháp nh các khung dữ liệu để trao đổi thông tin quản lý, nhng không đợc phát lên trên các tầng cao hơn (chẳng hạn các khung báo hiệu).
Mỗi loại khung đợc chia thành các loại nhỏ khác nhau, tuỳ theo chức năng cụ thể của chúng.
Tất cả các khung 802.11 gồm các thành phần sau:
Preamble (Đầu khung)
Preamble đánh dấu điểm bắt đầu khung. Đây là thành phần phụ thuộc vào tầng vật lý, và bao gồm:
+ Đồng bộ: Một chuỗi 80 bit 0 và 1 xen kẽ đợc sử dụng bởi kênh vật lý để lựa chọn anten thích hợp (nếu sử dụng đa dạng), và để đạt tới sự hiệu chỉnh bù lại tính thờng xuyên của trạng thái tham lam và đồng boọ với thời điểm quyết định của gói nhận đợc.
+ SFD: Một bộ phận phân định khung bắt đầu (Start frame) chứa 16 bit nhị phân 0000 1100 1011 1101, đợc sử dụng để xác định thời điểm đợc quyết định của khung.
PLCP header (Đoạn đầu PLC P)
PLCP header thờng đợc phát với tốc độ 1 Mb/s và chứa thông tin logic đợc sử dụng bởi tầng vật lý để giải mã khung. PLCP header bao gồm
+ Từ (Word) chiều dài PLCP-PDU: biểu thị số byte đợc chứa trong gói. Điều này rất có lợi cho tầng vật lý để xác định chính xác điểm cuối của gói.
+ Trờng tín hiệu PLCP: chỉ chứa thông tin về tốc độ, đợc mã hoá ở 0,5 Mb/s tăng lên từ 1 Mb/s đến 4,5 Mb/s.
+ Trờng kiểm tra lỗi Header: là một trờng phát hiện lỗi kiểm d vòng 16 bit
MAC Data
Các dạng khung MAC tổng quát đợc trình bày trên hình 3.10
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin 43
Điều khiển khung
Trờng điều khiển khung có các thông tin sau:
Protocol Version
Trờng này có 2 bit kích thớc không thay đổi và sắp đặt chéo nhau các phiên bản tiếp theo của chuẩn IEEE 802.11, và sẽ đợc sử dụng để thừa nhận các verrsion trong tơng lai có thể. Trong version hiện nay của tiêu chuẩn, giá trị đợc đặt cố định là 0
Type và Subtype
6 bit này xác định Type và Subtype của khung đợc chỉ ra trong bảng sau: Giá trị Type
b3b2
Mô tả Type Gia trị Subtype b7b6b5b4
Mô tả Subtype 00 Quản lý 0000 Yêu cầu liên kết 00 Quản lý 0001 Phản hồi liên kết 00 Quản lý 0010 Yêu cầu liên kết 00 Quản lý 0011 Phản hồi liên kết lại 00 Quản lý 0100 Yêu cầu thăm dò 00 Quản lý 0101 Phản hồi thăm dò 00 Quản lý 0110-0111 Dự phòng
00 Quản lý 1000 Báo hiệu
00 Quản lý 1001 ATIM 00 Quản lý 1010 Phân tách 00 Quản lý 1011 Xác nhận 00 Quản lý 1100 Huỷ xác nhận 00 Quản lý 1101-1111 Dự phòng 01 Điều khiển 0000-0001 Dự phòng 01 Điều khiển 1010 PS-poll
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 Hình 3.10: 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 Hình 3.11: Trường điều khiển khung
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 Vô hiệu chức năng (không có
dữ liệu)
10 Dữ liệu 0101 CF-ACK (không có dữ liệu) 10 Dữ liệu 0110 CF-Poll (không có dữ liệu) 10 Dữ liệu 0111 CF-ACK + CF-Poll (không có
dữ liệu) 10 Dữ liệu 1000-1111 Dự phòng 10 Dữ liệu 0000-1111 Dự phòng
ToDS: Bit này đợc đặt là 1 khi khung đợc gửi tới điểm truy nhập để chuyển đến hệ thống phân tán (kể cả trờng hợp mà trạm đích ở trong vùng BSS, và điểm truy nhập chuyển tiếp khung).
Bit này đợc dặt là 0 trong tất cả các khung khác.
FromDS: Bit này đợc dặt là 1 khi khung đợc nhận từ hệ thống phân tán.
Mor Fragments: Bit này đợc đặt là 1 khi có nhiều đoạn nữa thuộc cùng một khung tiếp theo đoạn hiện tại
Retry: Bit này cho biết đoạn này là một cuộc truyền lại của một đoạn trớc đó. Bit này đợc trạm thu sử dụng để nhận biết các cuộc truyền các khung giống hệt nhau xảy ra khi một gói tín hiệu báo nhận bị mất.
Power Management: Bit này cho biết chức năng quản lý năng lợng của trạm sau cuộc truyền khung này. bit này đợc sử dụng bởi các trạm đang thay đổi trạng thái từ tiết kiệm năng lợng thành hoạt động hoặc ngợc lại.
More Data: Bit này đợc sử dụng cho việc quản lý năng lợng cũng nh bởi điểm truy nhập để chỉ ra rằng có nhiều khung nữa đợc đệm cho các trạm này.trạm đó có thể quyết định sử dụng thông tin này để tiếp tục thăm df hoặc thậm chí thay đổi phơng thức hoạt động.
WEP: Bit này cho biết khung đợc mã hoá theo giải thuật WEP.
Order: Bit này cho biết khung đang đợc sử dụng loại dịch vụ hoàn oàn theo thứ tự
Duration/ID
Trờng này có hai ý nghĩa tuỳ thuộc vào loại khung:
+ Trong các bản tin thăm dò tiết kiệm năng lợng, đây là Station ID
+ Trong tất cả các khung khác, đây là giá trị khoảng thời gian đợc sử dụng cho việc tính toán NAV (NAV Calculation).
Các trờng địa chỉ
Một khung có thể có tới bốn địa chỉ tuỳ thuộc vào các bit ToDS và FromDS đợc xác định trong trờng điều khiển (Control Field), nh sau:
+ Address-1 thờng là địa chỉ nơi nhận (tức là trạm BSS là nơi nhận trực tiếp gói). Nếu ToDS đ- ợc đặt, đây là chỉ điểm truy nhập, nếu ToDS không đợc đặt thì đây là địa chỉ trạm cuối.
+ Address-2 thờng là địa chỉ của nơi phát (tức là trạm đang phát). Nếu From DS đợc đặt, đây là địa chỉ điểm truy nhập, nếu không đợc đặt thì đây là địa cỉ của trạm.
+ Address-3 là trong hầu hết các trờng hợp còn lại, thiếu địa chỉ.trên một khung có From DS đặt là 1, Address-3 là địa chỉ nguồn ban đầu, nếu khung có đặt ToDS thì Address-3 là địa chỉ đích.
+ Address-4 đợc sử dụng trong các trờng hợp đặc biệt dùng hệ thống phân tán không dây, và khung đang đợc phát từ một điểm truy nhập tớ một điểm truy nhập khác. Trong các trờng hợp nh vậy, các bit ToDS và FromDS đều đợc đặt, vì vậy cả địa chỉ đích và nguồn ban đầu đều thiếu.
Bảng sau đây tóm tắt cách sử dụng các địa chỉ khác nhau tuỳ theo việc đặt các 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)
Trờng điều khiển chuỗi đợc sử dụng để biểu thị thứ tự các đoạn khác nhauthuộc cùng một khung, và để nhận ra việc nhân đôi các gói. Trờng này bao gồm hai trờng con, số đoạn và số chuỗi, xác định khung và số của đoạn trong khung.
CRC (Kiểm d vòng)
CRC là một trờng 32 bit chứa một kiểm d vòng 32 bit.
3.3.10 Các khung thông dụng
Dạng khung RTS
Dạng khung RTS đợc mô tả trên hình 3.12
RA của khung RTS là địa chỉ của STA trên đờng truyền không dây, tức là nơi thu trực tiếp dữ liệu hoặc khung quản lý.
TA là địa chỉ của STA đang phát RTS.
Giá trị Duration là thời gian, tính bằng micrô giây, cần thiết để phát dữ liệu hoặc khung quản lý tiếp theo, cộng với một khung ACK, cộng với ba khoảng SIFS.
Dạng khung CTS
Dạng khung CTS đợc trình bày trên hình 5.13
Địa chỉ máy thu (RA) của khung CTS đợc copy từ trờng địa chỉ máy phát (TA) của khung RTS ngay trớc đó mà CTS là một khung phản hồi.
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin 47
Frame Control Duration RA TA CRC Octets: 2 2 6 6 4 MAC header Hình 3.13: Dạng khung CTS Frame Control Duration RA TA CRC Octets: 2 2 6 6 4 MAC header Hình 3.12: Dạng khung RTS
Giá trị Duration là giá trị nhận đợc từ trờng Duration của khung RTS ngay trớc đó, trừ đi thời gian, tính bằng micrô giây, cần thiết để phát CTS và khoảng SIFS của nó.
Dạng khung ACK
Dạng khung này đợc mô tả trên hình 3.14
Địa chỉ máy thu (RA) của khung ACK đợc sao chép từ trờng địa chỉ –2 của khung ngay trớc đó.
Nếu bit More Fragment đợc đặt là 0 trong trờng điều khiển khung của khung trớc đó, giá trị Duration đợc đặt là 1, nếu không thì giá trị Duration nhận đợc từ trờng Duration của khung trớc đó, trừ đi thời gian, cần thiết để phát ACK và khoảng SIFS của nó.