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IEEE 802.11. Lo standard per Wireless LAN. Parte 3. Tecnologie e protocolli dello strato MAC Struttura dei frame. Parte 3.1. Tecnologie e protocolli dello strato MAC Struttura dei frame. Scopo dello strato MAC.

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Presentation Transcript
Ieee 802 11

IEEE 802.11

Lo standard per Wireless LAN

S. Olivieri


Parte 3
Parte 3

  • Tecnologie e protocolli dello strato MAC

  • Struttura dei frame

S. Olivieri


Parte 3 1
Parte 3.1

  • Tecnologie e protocolli dello strato MAC

  • Struttura dei frame

S. Olivieri


Scopo dello strato mac
Scopo dello strato MAC

  • A differenza dei sistemi di comunicazione punto-punto, nelle reti in cui il canale è condiviso tra più utenti bisogna stabilire chi ha il diritto di comunicare in un certo istante temporale

  • Lo strato di controllo di accesso al mezzo (Medium Access Control, MAC) implementa un metodo per la gestione dell’accesso al mezzo (il canale) condiviso tra più stazioni

S. Olivieri


Esempi di tecniche di accesso su radio
Esempi di tecniche di accesso su radio

  • Time Division Multiple Access (TDMA)

  • Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance (CSMA/CA)

S. Olivieri


TDMA

  • Il tempo di accesso al canale è suddiviso in slot temporali organizzati in trame (dette anche frame), i quali sono ripetuti su base periodica

  • Il coordinamento tra i nodi della rete è gestito dalla base station, che assegna a ciascun nodo un certo numero di slot della trama per la trasmissione

    • L’allocazione degli slot è specificata in un opportuno slot di gestione (beacon)

    • Le stazioni seguono le istruzioni specificate nel beacon per sapere quando possono comunicare

  • Generalmente tutte le comunicazioni passano per la base station, e le trame sono organizzati in slot di tipo

    • Downlink (dalla base station al nodo)

    • Uplink (dal nodo alla base station)

  • Possono esistere inoltre degli slot di servizio che un nodo può utilizzare per richiedere l’allocazione di una connessione

S. Olivieri


Esempio di frame tdma
Esempio di frame TDMA

  • Nota: in alcuni sistemi gli slot uplink, downlink e di servizio possono essere su canali a frequenze diverse

S. Olivieri


Propriet del tdma
Proprietà del TDMA

  • È di tipo connection oriented

    • con il beacon viene stabilita una connessione logica tra il nodo e la base station prima che avvenga il trasferimento dati

  • È adatto per applicazioni di telefonia (GSM, DECT) perché, assegnando staticamente a ciascun utente degli slot di uplink e downlink

    • Soddisfa i requisiti sulla latenza

    • Garantisce la banda

  • È meno adatto per applicazioni di networking perché

    • Usando slot di dimensione fissa, non si adatta al protocollo IP che genera traffico a burst e usa pacchetti di dimensione variabile

    • Essendo connection oriented soffre dell’overhead che IP, connectionless, richiede per creare connessioni

S. Olivieri


Funzionalit del mac ieee 802 11
Funzionalità del MAC IEEE 802.11

  • Il MAC fornisce le funzionalità offerte dai servizi 802.11

    • Consegna dei dati provenienti dagli strati superiori per la comunicazione tra stazioni remote sul mezzo radio

      • Servizi di Data Delivery, Distribution, Integration, Association, Disassociation, Re-association

    • Controllo degli accessi alla rete e protezione dei dati

      • Servizi di Authentication, De-authentication, Privacy

S. Olivieri


Modalit di accesso al mezzo per 802 11
Modalità di accesso al mezzo per 802.11

  • L’accesso al mezzo radio è controllato da opportune funzioni chiamate Coordination Function

    • La Distributed Coordination Function (DCF) fornisce il servizio di accesso al mezzo tramite contesa

      • Si basa sul Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance (CSMA/CA), che deriva dal CSMA/CD di Ethernet (IEEE 802.3)

    • La Point Coordination Function (PCF) è una funzione opzionale che garantisce un servizio di accesso al mezzo senza contesa solo per le reti di tipo Infrastructure

      • Le stazioni che usano la PCF hanno priorità di traffico rispetto a quelle operanti in regime DCF

S. Olivieri


Sistemi a contesa
Sistemi a contesa

  • CSMA/CD e CSMA/CA sono sistemi per l’accesso al mezzo a contesa

  • Sono quei sistemi in cui l’accesso al mezzo da parte di più utenti che condividono un canale comune è tale da poter generare conflitti, con conseguenti collisioni dei pacchetti trasmessi e perdita dei dati

  • In generale tali sistemi sono progettati per risolvere i conflitti, e stabilire chi può trasmettere, entro un determinato intervallo temporale, detto tempo di contesa

S. Olivieri


Il meccanismo di accesso csma cd
Il meccanismo di accesso CSMA/CD

  • La stazione che ha dati da inviare ascolta prima il canale (tecnica listen before talk) per determinare se qualcun altro sta trasmettendo

  • Se il canale è libero, la stazione trasmette

  • Se il canale è occupato, la stazione aspetta finché non si libera, e poi trasmette il frame

  • Se avviene una collisione, la stazione aspetta per un intervallo casuale e poi ritenta la trasmissione

  • Le stazioni terminano prematuramente le trasmissioni non appena rilevano una collisione (Collision Detection)

    • Si ottiene un risparmio di tempo e di banda

S. Olivieri


Il meccanismo di accesso csma cd1
Il meccanismo di accesso CSMA/CD

  • Va bene per Ethernet

    • Il ricetrasmettitore per un cavo può ascoltare mentre trasmette (modalità Full Duplex)

    • Tutte le trasmissioni hanno circa la stessa intensità di potenza e sono rilevabili da qualsiasi stazione

  • Non va bene per una WLAN

    • Una radio Full Duplex è molto costosa

    • La potenza del segnale in trasmissione sarebbe comunque tale da mascherare tutti gli altri segnali in aria

    • In un ambiente wireless non si può assumere che tutte stazioni possano ascoltarsi per via del raggio d’azione limitato, quindi non sarebbe possibile rilevare collisioni avvenute fuori l’area di copertura della stazione trasmittente

S. Olivieri


Il meccanismo di accesso csma ca
Il meccanismo di accesso CSMA/CA

  • Il passaggio dallo stato occupato allo stato libero del mezzo è il momento in cui la probabilità di avere collisioni è più elevata

  • Infatti più stazioni potrebbero aver atteso la disponibilità del mezzo e decidere quindi di trasmettere contemporaneamente, con inevitabili collisioni che, come visto, non sarebbero rilevabili

  • Poiché trasmettere non appena il canale risulta libero per poi eventualmente rilevare le collisioni (Collision Detection) non è una buona soluzione nel caso wireless, il CSMA/CA cerca di evitarle (Collision Avoidance), o almeno di ridurne la probabilità

  • Per far ciò, Il CSMA/CA utilizza una procedura di backoff casuale per risolvere la contesa del mezzo tra più stazioni in attesa di trasmettere

S. Olivieri


Funzionamento del csma ca i
Funzionamento del CSMA/CA (I)

  • Il tempo di trasmissione è suddiviso in slot temporali

    • Il time slot vale

      • 50 µs per 802.11 Frequency Hopping

      • 20 µs per 802.11 Direct Sequence

    • Una stazione può cominciare a trasmettere solo all’inizio di uno slot

  • Ciascuna stazione che abbia un nuovo frame da inviare, ascolta il canale (carrier sense) prima di trasmettere

    • Il carrier sense è eseguito con un meccanismo fisico ed uno virtuale

  • Se il canale è libero per un certo intervallo di tempo fisso (intervallo DIFS), il frame viene trasmesso

S. Olivieri


Funzionamento del csma ca ii
Funzionamento del CSMA/CA (II)

  • Se il canale è occupato da un pacchetto in aria destinato ad un’altra stazione, il frame potrà essere trasmesso dopo un intervallo di tempo totale (a partire dall’istante in cui il mezzo viene rilevato come occupato) pari alla somma

    • Del tempo necessario per terminare la trasmissione del frame che occupa correntemente il mezzo

    • Di un intervallo di tempo fisso in cui il mezzo deve essere libero, pari a DIFS

    • Del tempo necessario per risolvere la contesa del mezzo tramite la procedura di backoff

S. Olivieri


Gli intervalli temporali interframe ifs
Gli intervalli temporali interframe (IFS)

  • Short Interframe Space (SIFS)

    • È il periodo che intercorre tra trasmissioni successive di un singolo dialogo (ad es. pacchetto dati ed ACK)

    • È l’IFS più breve, dando così priorità al completamento dello scambio di frame in corso

      • Le altre stazioni, che devono aspettare che il mezzo sia libero per un intervallo di tempo più lungo, sono impossibilitate ad accedere al mezzo

    • Il suo valore (28 µs) è calcolato in modo da consentire alla stazione trasmittente di commutare in modalità di ricezione

S. Olivieri


Gli intervalli temporali interframe ifs1
Gli intervalli temporali interframe (IFS)

  • PCF Interframe Space (PIFS)

    • È il tempo di attesa (maggiore del SIFS) usato solo dalle stazioni che operano in regime PCF per guadagnare l’accesso al mezzo prima di ogni altra stazione

    • Il suo valore è dato dal SIFS più uno slot temporale

  • DCF Interframe Space (DIFS)

    • È il tempo minimo di attesa per una stazione che vuole iniziare una nuova trasmissione

    • Il suo valore è dato dal PIFS più uno slot temporale

S. Olivieri



La procedura di backoff
La procedura di backoff

  • È il meccanismo usato per risolvere la contesa tra stazioni che vogliono accedere al mezzo

  • Minimizza le collisioni durante la contesa tra più stazioni che hanno ritardato la trasmissione in corrispondenza dello stesso evento

  • È invocata

    • Quando la stazione rileva il canale come occupato prima della trasmissione del primo frame

    • Dopo ogni trasmissione/ritrasmissione

      • Pacchetti trasmessi successivamente dalla stessa stazione sono sempre separati di almeno un tempo di backoff

  • Non è invece invocata quando una stazione decide di trasmettere il primo frame ed il mezzo è risultato libero per un intervallo di tempo pari a DIFS

S. Olivieri


Come funziona la procedura di backoff
Come funziona la procedura di backoff

  • Come tempo di backoff, ciascuna stazione sceglie un numero casuale di slot, per un tempo totale compreso nella finestra di contesa [0, CW] (Contention Window)

    • CW è un valore compreso tra CWmin e CWmax

    • CW è resettato a CWmin in caso di trasmissione avvenuta con successo

    • CW viene raddoppiato ad ogni trasmissione avvenuta senza successo (backoff esponenziale) per adattare il backoff alle condizioni di carico della rete

S. Olivieri


Come funziona la procedura di backoff1
Come funziona la procedura di backoff

  • In ciascuno slot temporale del tempo di backoff, la stazione controlla lo stato del canale facendo uso del meccanismo di carrier sense fisico

    • Se il mezzo è rilevato occupato la procedura di backoff viene sospesa

      • Il mezzo deve essere successivamente rilevato libero per un tempo pari a DIFS prima di poter riavviare la procedura di backoff

    • Se non è rilevata alcuna attività nel mezzo per l’intera durata del tempo di backoff, può avvenire la trasmissione del frame

  • La stazione con il tempo di contesa più breve vince e trasmette il proprio frame

  • Gli altri nodi aspettano la successiva contesa

S. Olivieri



Propriet del csma ca a slot
Proprietà del CSMA/CA a slot

  • Aumenta il tempo di contesa

  • Le collisioni diminuiscono in modo significativo perché si riduce l’intervallo di vulnerabilità

  • Si può mostrare che il throughput risulta superiore rispetto al caso non a slot

S. Olivieri


Esempio aloha puro ed aloha a slot
Esempio: Aloha puro ed Aloha a slot

  • Nell’Aloha puro la finestra di vulnerabilità è pari a 2T (T tempo di frame)

    • Si ha che S = Ge-2G

      • G numero medio di frame trasmessi per tempo di frame (carico offerto)

      • S numero medio di nuovi pacchetti trasmessi per tempo di frame (produttività o throughput)

    • Il picco di throughput si ha per G = 1/2 e vale S = 1/2e

  • Nell’Aloha a slot la finestra di vulnerabilità si riduce a T

    • Il throughput ora vale S = Ge-G

    • Il picco di throughput vale S = 1/e (per G = 1)

      • È doppio rispetto all’Aloha puro

S. Olivieri


Il meccanismo di carrier sense
Il meccanismo di Carrier Sense

  • Lo stato del mezzo è determinato usando una funzione fisica ed una virtuale

    • Il mezzo è considerato occupato quando una delle due funzioni di carrierr sense rileva la presenza di altri segnali su di esso

  • Il servizio di carrier sense fisico deve essere fornito dallo strato fisico

    • Ogni costruttore implementa la sua tecnica specifica

  • Il carrier sense virtuale è fornito dallo strato MAC

S. Olivieri


Limiti del carrier sense fisico
Limiti del carrier sense fisico

  • Con il carrier sense fisico il trasmettitore cerca di stimare lo stato del canale utilizzando solo l’informazione locale

  • In un canale wireless non è possibile rilevare trasmissioni in corso da parte di stazioni oltre il raggio d’azione

S. Olivieri


Problema del nodo nascosto
Problema del nodo nascosto

  • In base al meccanismo di carrier sensing fisico, stazioni non in visibilità si ignorano e possono trasmettere ad una stessa stazione collocata in posizione intermedia

  • Rispetto a tale stazione le stazioni remote hanno livelli di potenza comparabili e quindi collidono, impedendo alla stazione di ricevere correttamente il segnale

S. Olivieri


Il carrier sense virtuale
Il carrier sense virtuale

  • Si basa sulla distribuzione a tutte le stazioni dell’informazione di mezzo occupato

    • Prima di inviare un frame dati, la stazione trasmittente manda un frame Request To Send (RTS) ed aspetta un Clear To Send (CTS) dalla stazione ricevente

    • La ricezione da parte del trasmettitore del CTS indica che il ricevitore è in grado di ricevere l’RTS, e quindi anche un frame dati

    • Le stazioni nel raggio di copertura del trasmettitore ascoltano l’RTS e quindi capiscono che c’è una trasmissione in corso

    • Le stazioni nel raggio di copertura del ricevitore (ma non in quello del trasmettitore), che potenzialmente potrebbero creare collisioni al ricevitore, ascoltano il CTS (anche se non l’RTS) e quindi capiscono che c’è una trasmissione in corso

    • I pacchetti RTS/CTS contengono un campo durata che definisce il periodo di tempo in cui il mezzo è riservato per la trasmissione del frame dati e del relativo ACK

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Il carrier sense virtuale1
Il carrier sense virtuale

  • Ciascuna stazione che abbia ricevuto un RTS e/o un CTS usa il Network Allocation Vector (NAV) come indicatore del carrier sense virtuale

    • Tiene traccia del traffico futuro nel mezzo sulla base dell’informazione di durata fornita dal frame RTS (o dal frame CTS, per le stazioni che ricevono solo questo frame)

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Propriet del carrier sense virtuale
Proprietà del carrier sense virtuale

  • Diminuisce l’overhead di una collisione nel mezzo

    • Se due nodi tentano di trasmettere nello stesso slot della finestra di contesa

      • In uno scenario normale le stazioni perdono l’intero frame

      • Con il carrier sense virtuale, i loro RTS collidono e non ricevono alcun CTS, quindi si ha solo la perdita di un RTS

  • L’incremento di overhead dovuto allo scambio dei pacchetti RTS/CTS non è giustificato per pacchetti di dati piccoli o in condizioni di rete scarica

    • È posibile settare una soglia (RTS Threshold) che stabilisce la dimensione minima del frame al di sotto della quale il meccanismo RTS/CTS non è utilizzato

S. Olivieri


Supporto alla robustezza
Supporto alla robustezza

  • La trasmissione di dati su un canale wireless è affetta da errori a causa di rumore, attenuazione da multipath ed interferenze con altre stazioni

  • Il MAC 802.11 ha due funzioni di robustezza in genere non presenti in altri protocolli di link

    • Positive Acknowledge

    • Packet Fragmentation

S. Olivieri


Lo schema di positive acknowledge
Lo schema di Positive Acknowledge

  • Consiste in un meccanismo di controllo di conformità dei dati con eventuale ritrasmissione

    • Viene eseguito direttamente al livello MAC per evitare ritardi significativi che invece si avrebbero delegando agli strati superiori

  • Si basa sul controllo dell’integrità dei dati eseguito con un codice di tipo Cyclic Redundancy Check (CRC del campo FCS)

  • Alla ricezione di un frame, la stazione ricevente risponde con un ACK se il controllo del CRC ha esito positivo

  • La mancata ricezione dell’ACK indica alla stazione trasmittente che (due casi non distinguibili)

    • Si è verificato un errore sul frame trasmesso

    • L’ACK non è stato ricevuto correttamente

  • la stazione trasmittente invia lo stesso frame fino alla corretta ricezione dell’ACK

    • Il frame viene buttato via dopo un numero prefissato di tentativi

S. Olivieri


Frammentazione dei pacchetti
Frammentazione dei pacchetti

  • La ritrasmissione al livello MAC è uno strumento per far fronte al problema dell’elevato tasso d’errore del mezzo radio

    • Se il frame da trasmettere è lungo (la dimensione massima di un frame Ethernet è di 1518 bytes) e contiene un solo errore, la stazione deve comunque ritrasmettere per intero il frame

    • Se il tasso di errore è molto elevato, la probabilità di avere un errore in un frame lungo può avvicinarsi ad 1

  • Con la frammentazione, i pacchetti lunghi sono suddivisi in frammenti prima di essere inviati nel mezzo

  • Il meccanismo di trasmissione dei frammenti è un algoritmo di tipo “send-and-wait”

    • La stazione trasmittente invia un nuovo frammento quando

      • Riceve un ACK per tale frammento

      • Decide che il frammento è stato inviato troppe volte e butta via l’intero frame

S. Olivieri


Propriet della frammentazione
Proprietà della frammentazione

  • In caso di mezzo molto rumoroso, diminuiscono le ritrasmissioni, perché la probabilità di avere un frame corrotto aumenta con la dimensione

  • In caso di corruzione, è più veloce perché la stazione deve ritrasmettere solo un frammento

  • Aumenta l’overhead perché bisogna duplicare l’header dei pacchetti per ciascun frammento

S. Olivieri


La point coordination function
La Point Coordination Function

  • L’obiettivo dell’accesso senza contesa della PCF è di supportare applicazioni che richiedono servizi real-time

  • La PCF è implementata in speciali stazioni chiamate Point Coordinators che risiedono nell’AP del BSS

    • Fungono da master del polling per determinare quale stazione attualmente ha il diritto di trasmettere

S. Olivieri


Funzionamento della pcf
Funzionamento della PCF

  • Garantisce l’accesso al mezzo prioritario senza contesa per un periodo di tempo limitato

    • la PCF guadagna il controllo del mezzo con il carrier sense virtuale

    • Il PIFS usato da tutti i frame trasmessi sotto il PCF è di durata inferiore rispetto al DIFS per il traffico DCF

      • Il traffico PCF ha accesso al mezzo prioritario rispetto alle stazioni di eventuali BSS sovrapposte che operano in modalità DCF

S. Olivieri


Parte 3 2
Parte 3.2

  • Tecnologie e protocolli dello strato MAC

  • Struttura dei frame

S. Olivieri


Formato del frame 802 11

PLCP Preamble

PLCP Header

MAC Header

Frame body

FCS

Strato PLCP (9, 18 o 24 byte)

Strato MAC

Formato del frame 802.11

  • Strato Physical Layer Convergence Protocol (PLCP)

    • Preambolo

    • Header

  • Strato MAC

    • Header

    • Corpo del frame

    • Frame Control Sequence (CRC a 32 bit)

S. Olivieri



Il preambolo plcp
Il preambolo PLCP

  • È trasmesso ad 1 Mbit/s

  • Dipende dallo strato fisico

  • È costituito dai seguenti campi

    • Il campo Sync

      • È una sequenza di 80 bit (FHSS) o 128 bit (DSSS) la cui funzione è quella di assicurare che il ricevitore possa compiere le necessarie funzioni di sincronizzazione

    • Il campo Start Frame Delimiter (SFD)

      • È un delimitatore di inizio frame costituito da una sequenza di 16 bit, usata per definire la temporizzazione del frame

S. Olivieri


L header plcp
L’header PLCP

  • È trasmesso ad 1 Mbit/s

  • Contiene informazioni logiche usate dal PHY per ricevere correttamente il frame

    • Campo Signal

      • Indica il rate di trasmissione

    • Campo Service

      • Riservato per usi futuri

      • Non è presente nei sistemi FHSS

    • Campo Length

      • Rappresenta il numero di byte contenuti nel pacchetto

      • È usato dal PHY per rilevare correttamente la fine del pacchetto

    • Campo CRC

      • È un CRC a 16 bit per il controllo di errori dell’header

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Il sottostrato plcp di 802 11b
Il sottostrato PLCP di 802.11b

  • Esistono due formati per il frame PLCP, uno col preambolo lungo ed uno con il preambolo corto

    • Tutti i sistemi 802.11b devono supportare il preambolo lungo per compatibilità con 802.11 DSSS

    • L’opzione con preambolo corto ha come obiettivo quello di migliorare l’efficienza del throughput di una rete durante la trasmissione di dati speciali come la voce, VoIP e streaming

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Tipi di frame al livello mac
Tipi di frame al livello MAC

  • Frame dati

    • Usati per la trasmissione di dati

  • Frame di controllo

    • Per controllare l’accesso al mezzo (RTS, CTS, ACK)

  • Frame di gestione

    • Scambiano informazioni di gestione

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Formato del frame mac
Formato del frame MAC

  • L’header MAC (30 byte)

  • Il corpo del frame

    • È di lunghezza variabile

    • È presente solo in certi tipi di frame

    • Contiene informazioni relative al tipo di frame specifico

  • Il Frame Control Sequence (FCS)

    • È il CRC a 32 bit per il Positive ACK

S. Olivieri


Header mac il campo frame control

Protocol Version

Type

Subtype

To DS

From DS

More Fragments

Retry

Power management

More data

Wired Equivalent Privacy (WEP)

Order

Header MAC – Il campo Frame Control

S. Olivieri


Il campo frame control i
Il campo Frame Control (I)

  • Protocol Version (2 bit)

    • Vale 0 in modo invariante

    • Il suo valore sarà incrementato solo in eventuali nuove revisioni con incompatibilità fondamentali con la versione corrente

      • Una unità che riceve un frame relativo ad una versione successiva a quella supportata scarterà tale frame senza alcuna segnalazione alla stazione trasmittente

  • Type (2 bit) e Subtype (4 bit)

    • Insieme identificano la funzione del frame (controllo, dati, gestione)

  • To DS (1 bit)

    • Vale 1 quando il frame è indirizzato all’AP per essere girato al Distribution System

    • È incluso il caso in cui la stazione di destinazione è nello stesso BSS e l’AP deve semplicemente ritrasmettere il frame

  • From DS (1 bit)

    • Vale 1 per i frame dati che vanno fuori il DS

S. Olivieri



Il campo frame control ii
Il campo Frame Control (II)

  • More fragments (1 bit)

    • Vale 1 quando ci sono altri frammenti appartenenti allo stesso frame che seguono il frammento corrente

  • Retry (1 bit)

    • Indica che il frame corrente (dati o gestione) è la ritrasmissione di un frame trasmesso precedentemente

    • È usato dalla stazione ricevente per riconoscere duplicazioni di frame trasmessi che possono capitare quando si perde un ACK

  • Power Management (1 bit)

    • Indica la modalità di Power Management in cui si trova la stazione

      • Vale 1 per le stazioni in Power Save

      • Vale 0 per le stazioni in Active Mode

      • Vale sempre 0 per i frame trasmessi da un AP

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Power management
Power Management

  • Esistono due modalità di funzionamento

    • Active Mode (AM)

      • La stazione può ricevere frame in qualsiasi istante

    • Power Save (PS)

      • La stazione ascolta determinati beacon ed invia dei frame di polling all’AP se il beacon più recente indica che ci sono dei frame bufferizzati nell’AP per quella stazione

      • L’AP trasmette alla stazione i frame bufferizzati in risposta ai frame di polling

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Il campo frame control iii
Il campo Frame Control (III)

  • More Data (1 bit)

    • È usato per indicare ad una stazione in modalità power save che ci sono dei frame per la stazione bufferizzati nell’AP

  • WEP (1 bit)

    • Vale 1 se l’informazione contenuta nel Frame Body è stata criptata

  • Order (1 bit)

    • Indica che il frame corrente sta per essere inviato usando il servizio Strictly-Ordered, cioè l’ordine dei frame trasmessi è sempre mantenuto

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Header mac campo duration id
Header MAC – Campo Duration/ID

  • Ha due significati diversi in funzione del tipo di frame

    • Frame di polling in modalità Power-Save

      • Rappresenta l’identificativo della stazione che trasmette tale frame

    • Tutti gli altri frame

      • Dipende dal tipo di frame

      • Esprime un tempo di durata

S. Olivieri


Header mac campi indirizzo
Header MAC – Campi indirizzo

  • Un frame può contenere fino a 4 indirizzi a secondo del valore dei bit dei campi ToDS e FromDS

    • Address-1 è sempre l’indirizzo della stazione ricevente

      • Se ToDS vale 1, questo è l’indirizzo dell’AP, altrimenti è l’indirizzo della stazione destinazione

    • Address-2 è sempre l’indirizzo della stazione trasmittente

      • Se FromDS vale 1, è l’indirizzo dell’AP, altrimenti è l’indirizzo della stazione

    • Address-3è utilizzato per assegnare un indirizzo mancante

      • Nei frame in cui FromDS vale 1, è l’indirizzo di sorgente

      • Nei frame in cui ToDS vale 1, è l’indirizzo di destinazione

    • Address-4

      • Usato nei casi in cui si è in presenza di un Wireless Distribution System, ed il frame è trasmesso da un AP ad un altro

      • In questi casi, ToDS e FromDS valgono entrambi 1, quindi mancano sia l’indirizzo di sorgente che l’indirizzo di destinazione originali

S. Olivieri


Header mac campo sequence control
Header MAC – Campo Sequence Control

  • È usato per rappresentare l’ordine di frammenti appartenenti allo stesso frame e per identificare eventuali duplicazioni di pacchetti

  • È composto da due campi

    • Il SequenceNumber definisce il frame

    • Il Fragment Number definisce il numero del frammento nel frame

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Struttura dei frame di controllo
Struttura dei frame di controllo

  • Esempio: trasmissione di un frame dati in seguito alla prenotazione del canale mediante RTS/CTS

  • Le stazioni si scambiano i frame di controllo RTS, CTS, ACK che hanno il campo Frame Control dell’header MAC con caratteristiche comuni

    Campo Frame Control

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Il frame rts
Il frame RTS

  • RA è l’indirizzo della stazione destinataria del frame dati

  • TA è l’indirizzo della stazione che trasmette il frame RTS

  • Il campo Durata è la somma dei tempi corrispondenti a

    • La trasmissione di un frame CTS

    • La trasmissione del frame dati

    • La trasmissione di un frame ACK

    • Tre intervalli SIFS

S. Olivieri


Il frame cts
Il frame CTS

  • RA (stazione destinataria) è copiato dal campo TA del frame RTS immediatamente precedente a cui il frame CTS sta rispondendo

  • Il valore del campo Durata è ottenuto da quello del frame RTS meno

    • il tempo in microsecondi necessario per trasmettere il frame CTS

    • Il corrispondente intervallo SIFS

S. Olivieri


Il frame ack
Il frame ACK

  • RA (stazione destinataria) è copiato dal campo Address-2 del frame dati (indirizzo stazione trasmittente)

  • il campo Durata vale

    • Zero, se il bit More Fragment nel campo Frame Control del frame precedente valeva zero

    • Il valore del campo Durata del frame precedente meno il tempo in microsecondi necessario per trasmettere il frame ACK ed il relativo intervallo SIFS

S. Olivieri


Ieee 802 11 network analysis

802.11

stazione

AP

Network analyser

IEEE 802.11 network analysis

  • Sincronizzazione di una stazione ad un AP

    • Active Scanning

  • Autenticazione

    • Open System Authentication

  • Associazione

S. Olivieri


Sincronizzazione
Sincronizzazione

  • Tutte le stazioni di un BSS devono essere sincronizzate ad un clock comune

  • La sincronizzazione si basa sullo scambio di opportuni frame di gestione

  • L’AP invia periodicamente dei frame chiamati beacon contenenti il valore del timer

  • Per poter acquisire la sincronizzazione, una stazione può operare in due modalità

    • Passive Scanning: la stazione si mette in ascolto dei beacon inviati dall’AP

    • Active Scanning: la stazione invia dei frame chiamati probe (probe request), ai quali l’AP risponde con una probe response per confermare l’avvenuta sincronizzazione

S. Olivieri


ad