第七章 區域網路原理
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第七章 區域網路原理 II - PowerPoint PPT Presentation


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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).

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Presentation Transcript

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
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


Pcf dcf
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


Inter frame space
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

SIFS<PIFS<DIFS<EIFS


免競爭傳輸模式

  • PIFS;PCF Inter-Frame Space

  • 免競爭結束 (CF-End;Contention Free End)


Csma ca
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 ca2
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

    • SIFS<PIFS<DIFS<EIFS

  • 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 ca3
CSMA/CA運作實例



Wireless lan problem
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


Nav net allocation vector
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 ca4
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



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