Ph−ơng pháp quay lui đ−ợc sử dụng để giải quyết xung đột giữa các trạm khác nhau đang muốn truy nhập đ−ờng truyền. Ph−ơng pháp này yêu cầu mỗi trạm lựa chọn một số ngẫu nhiên (nhiễu) giữa 0 và một số cho tr−ớc, và đợi n khe tr−ớc khi truy nhập đ−ờng truyền, th−ờng xuyên kiểm tra xem đd có một trạm khác đd truy nhập đ−ờng truyền tr−ớc đó hay không.
Thời gian của khe đ−ợc đụnh nghĩa theo một cách sao cho một trạm sẽ luôn có thể xác định có trạm khác truy nhập đ−ờng truyền vào lúc bắt đầu của khe tr−ớc đó hay ch−a. Điều này làm giảm khả năng xung đột đi còn một nửa.
Quay lui theo luật số mũ nghĩa là mỗi lần chọn một khe và gặp xung đột, trạm đó sẽ tăng tối đa số đ−ợc chọn lựa ngẫu nhiên theo hàm số mũ.
Tiêu chuẩn IEEE 802.11 định nghĩa một thuật toán quay lui theo luật mũ, mà phải đ−ợc thực hiện trong các tr−ờng hợp sau:
+ Khi một trạm cảm ứng đ−ờng truyền tr−ớc cuộc truyền đầu tiên của một gói, và đ−ờng truyền bận.
+ Sau mỗi cuộc truyền lại
+ Sau một cuộc truyền thành công.
Kỹ thuật này không đ−ợc sử dụng chỉ trong tr−ờng hợp mà trạm quyết định phát một gói mới và đ−ờng truyền rỗi lâu hơn DIFS.
Hình 3.9 cho thấy biểu đồ của kỹ thuật truy nhập đ−ờng truyền. 3.3.5 Gia nhập một ô (BSS)
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 ph−ơng thức ad-hoc)
Trạm có thể có đ−ợc thông tin này bằng một trong hai cách sau: DIFS đ−ờng truyền bận
Truy nhập ngay sau khi đ−ờng truyền rỗi >=DIFS
DIFS PIFS
SIFS Cửa sổ quay lui Khung tiếp theo Khe thời
gian
Hodn truy nhập Chọn khe và giảm quay lui khi đ−ờng truyền rỗi Cửa sổ tranh
chấp
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin 42
+ Quét thụ động: Trong tr−ờng hợp này trạm chỉ đợi để nhận một khung báo hiệu từ điểm truy nhập
+ Quét chủ động: Trong tr−ờng 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 ph−ơng pháp đều hợp lý. Lựa chọn ph−ơng pháp nào là tuỳ thuộc vào sự thoả hiệp giữa tiêu thụ năng l−ợng / hiệu suất.
Quá trình xác nhận
Khi đd 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 đ−a ra.
Quá trình liên kết
Khi đd nhận đ−ợc 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 t−ơng 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 đ−ợc thực hiẹn giữa các cuộc truyền dẫn gói, ng−ợc 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, nh−ng
+ Trong một hệ thống thoại, việc ngắt liên kết tạm thời có thể ảnh h−ởng đến cuộc đàm thoại, còn trong một môi tr−ờng 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 đ−ợc thực hiện nh− thế nào, nh−ng 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 đ−ợc liên kết với một điểm truy nhập mới..
3.3.7 Đồng bộ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
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 l−ợng. Trên một BSS của cơ sở hạ tầng, đồng bộ đ−ợc 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 tr−ớc các khung đ−ợc gọi là các khung báo hiệu. Các khung này ch−a giá trị đồng hồ của điểm truy nhập tại thời điểm cuộc truyền (chú ý đây là thời điểm khi cuộc truyền đd thực sự xảy ra, và không phải khio xếp hàng để truyền dẫn. Do khung báo hiệu đ−ợc 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 đ−ợc tín hiệu, và điều chỉnh lại để giữ đồng bộ của điểm truy nhập. Nhờ đó làm cho các đồng bộ tránh đ−ợc sự lệch lạc mà có thể gây ra mát đồng bộ sau một thời gian hoạt động.
3.3.8An toàn
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin 43
biệt là LAN không dây. Hội đồng 802.11 đd tập chung vào vấn đề này và cung cấp cho mạng lAN không dây một khả năng đ−ợc gọi là bí mật t−ơng đ−ơng hữu tuyến (WEP).
Quan tâm chính của những ng−ời 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 t−ơng tự + Chiếm đ−ợc l−u l−ợng không dây (nghe trộm)
Ngăn ngừa việc truy nhập vào các tài nguyên
Việc này đ−ợc 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 đ−ợc ngăn ngừa bằng cách sử dụng giả thuật WEP. Giải thuật này là một nguồn tạo ra một số giả ngẫu nhiên đ−ợc 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 đ−ợc kết hợp với gói đi ra/ đi vào tạo ra gói đ−ợc phát trong không gian.
3.3.9 Các loại khung
Có ba loại khung chính:
+ Các khung dữ liệu: đ−ợc dùng để truyền dữ liệu
+ Các khung điều khiển: đ−ợc dùng để điều khiển truy nhập đ−ờng truyền
+ Các khung quản lý: các khung đ−ợc phát theo cùng ph−ơng pháp nh− các khung dữ liệu để trao đổi thông tin quản lý, nh−ng không đ−ợc phát lên trên các tầng cao hơn (chẳng hạn các khung báo hiệu).
Mỗi loại khung đ−ợc 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 đ−ợc 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 th−ờng xuyên của trạng thái tham lam và đồng boọ với thời điểm quyết định của gói nhận đ−ợc.
+ SFD: Một bộ phận phân định khung bắt đầu (Start frame) chứa 16 bit nhị phân 0000 1100 1011 1101, đ−ợc sử dụng để xác định thời điểm đ−ợc quyết định của khung.
PLCP header (Đoạn đầu PLC P)
PLCP header th−ờng đ−ợc phát với tốc độ 1 Mb/s và chứa thông tin logic đ−ợc sử dụng bởi tầng vật lý để giải md khung. PLCP header bao gồm
+ Từ (Word) chiều dài PLCP-PDU: biểu thị số byte đ−ợc chứa trong gói. Điều này rất có lợi cho tầng vật lý để xác định chính xác điểm cuối của gói.
+ Tr−ờng tín hiệu PLCP: chỉ chứa thông tin về tốc độ, đ−ợc md hoá ở 0,5 Mb/s tăng lên từ 1 Mb/s đến 4,5 Mb/s.
+ Tr−ờng kiểm tra lỗi Header: là một tr−ờng phát hiện lỗi kiểm d− vòng 16 bit
MAC Data
Các dạng khung MAC tổng quát đ−ợc trình bày trên hình 3.10 Preamble PLCP hea MAC Data CRC (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin 44
Điều khiển khung
Tr−ờng điều khiển khung có các thông tin sau: Protocol Version
Tr−ờng này có 2 bit kích th−ớc không thay đổi và sắp đặt chéo nhau các phiên bản tiếp theo của chuẩn IEEE 802.11, và sẽ đ−ợc sử dụng để thừa nhận các verrsion trong t−ơng lai có thể. Trong version hiện nay của tiêu chuẩn, giá trị đ−ợc đặt cố định là 0
Type và Subtype
6 bit này xác định Type và Subtype của khung đ−ợc 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 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 Subtyp e To DS Fro m DS Retr y More Frag Pwr Mgt WEP Order B0 B1 B2 B3 B4 B7 B8 B9 B10 B11 B12 B13 B14 B15 Mor e Data Bit: 2 2 4 1 1 1 1 1 1
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin 45
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 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 đ−ợc đặt là 1 khi khung đ−ợc gửi tới điểm truy nhập để chuyển đến hệ thống phân tán (kể cả tr−ờng hợp mà trạm đích ở trong vùng BSS, và điểm truy nhập chuyển tiếp khung).
Bit này đ−ợc dặt là 0 trong tất cả các khung khác. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
FromDS: Bit này đ−ợc dặt là 1 khi khung đ−ợc nhận từ hệ thống phân tán.
Mor Fragments: Bit này đ−ợc 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 tr−ớc đó. Bit này đ−ợc 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 l−ợng của trạm sau cuộc truyền khung này. bit này đ−ợc sử dụng bởi các trạm đang thay đổi trạng thái từ tiết kiệm năng l−ợng thành hoạt động hoặc ng−ợc lại.
More Data: Bit này đ−ợc sử dụng cho việc quản lý năng l−ợng cũng nh− bởi điểm truy nhập để chỉ ra rằng có nhiều khung nữa đ−ợc 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 ph−ơng thức hoạt động.
WEP: Bit này cho biết khung đ−ợc md hoá theo giải thuật WEP.
Order: Bit này cho biết khung đang đ−ợc sử dụng loại dịch vụ hoàn oàn theo thứ tự
Duration/ID
Tr−ờng này có hai ý nghĩa tuỳ thuộc vào loại khung:
+ Trong các bản tin thăm dò tiết kiệm năng l−ợng, đây là Station ID
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin 46
NAV (NAV Calculation).
Các tr−ờng địa chỉ
Một khung có thể có tới bốn địa chỉ tuỳ thuộc vào các bit ToDS và FromDS đ−ợc xác định trong tr−ờng điều khiển (Control Field), nh− sau:
+ Address-1 th−ờng 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 đ−ợc đặt thì đây là địa chỉ trạm cuối.
+ Address-2 th−ờng là địa chỉ của nơi phát (tức là trạm đang phát). Nếu From DS đ−ợc đặt, đây là địa chỉ điểm truy nhập, nếu không đ−ợc đặt thì đây là địa cỉ của trạm.
+ Address-3 là trong hầu hết các tr−ờng 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 đ−ợc sử dụng trong các tr−ờng hợp đặc biệt dùng hệ thống phân tán không dây, và khung đang đ−ợc phát từ một điểm truy nhập tớ một điểm truy nhập khác. Trong các tr−ờng hợp nh− vậy, các bit ToDS và FromDS đều đ−ợc 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.
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin 47
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)
Tr−ờng điều khiển chuỗi đ−ợc sử dụng để biểu thị thứ tự các đoạn khác nhauthuộc cùng một khung, và để nhận ra việc nhân đôi các gói. Tr−ờng này bao gồm hai tr−ờng con, số đoạn và số chuỗi, xác định khung và số của đoạn trong khung.
CRC (Kiểm d− vòng)
CRC là một tr−ờng 32 bit chứa một kiểm d− vòng 32 bit. 3.3.10 Các khung thông dụng
Dạng khung RTS (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Dạng khung RTS đ−ợc mô tả trên hình 3.12
RA của khung RTS là địa chỉ của STA trên đ−ờng 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 đ−ợc trình bày trên hình 5.13
Địa chỉ máy thu (RA) của khung CTS đ−ợc copy từ tr−ờng địa chỉ máy phát (TA) của khung 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
Nguyễn quang huy – lớp 0712E3b khoa công nghệ điện tử thông tin 48
RTS ngay tr−ớc đó mà CTS là một khung phản hồi.
Giá trị Duration là giá trị nhận đ−ợc từ tr−ờng Duration của khung RTS ngay tr−ớc 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 đ−ợc mô tả trên hình 3.14
Địa chỉ máy thu (RA) của khung ACK đ−ợc sao chép từ tr−ờng địa chỉ –2 của khung ngay tr−ớc đó.
Nếu bit More Fragment đ−ợc đặt là 0 trong tr−ờng điều khiển khung của khung tr−ớc đó, giá trị Duration đ−ợc đặt là 1, nếu không thì giá trị Duration nhận đ−ợc từ tr−ờng Duration của khung tr−ớc đó, trừ đi thời gian, cần thiết để phát ACK và khoảng SIFS của nó.
3.3.11 Chức năng phối hợp điểm (PCF)
Ngoài chức năng phối hợp phân tán cơ bản, có một chức năng phối hợp điểm không bắt buộc, có thể đ−ợc xác định để thực hiện các dịch vụ thời gian hạn chế, nh− truyền dẫn thoại và video. Chức năng phối hợp điểm này l−ọi dụng tính −u tiên cao hơn mà điểm truy nhập có thể giành đ−ợc nhờ sử dụng một khoảng cách giữa khung phối hợp điểm (PIFS) nhỏ hơn.
Bằng cách sử dụng quyền −u tiên cao hơn này, điểm truy nhập đ−a ra yêu cầu thăm dò tới các trạm để truyền dữ liệu, do đó điều khiển truy nhập đ−ờng truyền. Để vẫn cho phép các trạm hợp pháp truy nhập đ−ờng truyền, có một qui định là điểm truy nhập phải để đủ thời gian để truy nhập