第七章 区域网路原理II.pptVIP

第七章 區域網路原理II 無線區域網路協定 前言 以往大部分的區域網路都是有線的架構，但近年來因為學術界（如校園）、醫療界、製造業等對無線區域網路的需求日漸增加，再加上行動通訊技術的快速發展與成熟，使得無線區域網路的發展越來越快速、而價格也更便宜了。 802.11 無線區域網路 實體層與MAC子層 MAC子層的處理方式又區分為兩種 集中式協調功能 (PCF；Point Coordination Function) 分散式協調功能 (DCF；Distributed Coordination Function) 集中式協調功能 (PCF) 需有人扮演集中協調者角色 由協調者輪流詢問 (Polling) 各主機是否要發言 協調者通常由AP來擔任 PCF架構的主控權在協調者身上 各主機間不具競爭性，屬於免競爭式 (Contention Free) 傳送 傳送過程不會有碰撞發生 分散式協調功能 (DCF) 由要發送訊息的主機互相去爭取發送權 屬於競爭式 (Contention) 傳送機制 無論是Ad hoc或Infrastructure，每一個無線主機都具備這個功能 運用CSMA/CA進行通訊授權 CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance；載波感測多重存取/碰撞避免 兼具PCF與DCF PCF與DCF各有其優點 為了能同時具備PCF與DCF兩種機制 由協調者負責監督兩者間的切換 超級訊框 (Super Frame) 免競爭與競爭的一個循環 超級訊框的分派依實際情況進行調整 每個超級訊框的長短不固定 免競爭傳輸與競爭傳輸所占比例不一樣 各類型間隔時間(Inter-Frame Space) SIFS (Short IFS) 短的訊框間隔，用來做立即性的回應 RTS、CTS、ACK等 此類訊框比較重要，設定時間最短 PIFS (PCF IFS) PCF傳送 DIFS (DCF IFS) DCF傳送 EIFS (Extended IFS) 進行重送時 免競爭傳輸模式 PIFS；PCF Inter-Frame Space 免競爭結束 (CF-End；Contention Free End) 競爭傳輸模式 (CSMA/CA) DCF:CSMA/CA 無線網路不容易偵測碰撞 CSMA/CA改採碰撞避免 (Collision Avoidance) 方式減少碰撞發生的機率 有資料要傳送 偵測是否已有資料正在傳送 網路沒有資料傳送 等待一個訊框間隔 (IFS；Inter-Frame Space) 時間 確定網路上真的空閒後，再等待一個隨機產生的退讓時間 (Backoff Time)，以達成「碰撞避免」的目標 CSMA/CA CSMA/CA相關的時間值 「訊框間隔」與「退讓時間」 「訊框間隔」時間 因訊框類型不同有幾種型式，重要性越高的訊框類型，間隔時間越短 SIFSPIFSDIFSEIFS 退讓時間 以「時槽時間 (Slot Time)」為單位，依系統實體層與重傳次數的不同，以亂數產生 退讓過程 遇上相同間隔時間 = 發生碰撞 避免碰撞:以退讓時間進行等待 以「時槽時間 (Slot Time)」為單位 亂數隨機產生:競爭視窗 (CW；Contention Windows) 產生相同退讓時間導致碰撞 再重傳 CSMA/CA運作實例 碰撞發生的情形 Wireless LAN Problem 在Wireless LAN裏面，因為藉由空氣中傳輸，通常會遇到二個問題需要解決 網路配置向量 (NAV；Net Allocation Vector) 包含在RTS與CTS訊息中 告知需要多久時間才可以完成資料的傳送 其他主機看到RTS或CTS此記錄 將之記錄在自己節點的 NAV值內 這個向量值還沒歸零前 網路上的資料還在傳送 好像可偵測網路上是否有資料在傳送 也稱為虛擬載波偵測 (Virtual Carrier Sense) 運用NAV進行虛擬載波偵測 CSMA/CA 流程 傳送端： CS：Check Channel是否為Busy。 IFS：等待IFS的時間 CA：產生一random backoff window並等待backoff time RTS/CTS：傳送RTS (Request to Send)並等待CTS (Clear to Send) ACK：傳送並等待ACK 接收端： Channel active? 接收並等待Channel關閉 確認frame大小、位址、FCS驗證是否正確無誤 回傳ACK 問題與討論 * * SIFSPIFSDIFSEIFS