《区域网路原》PPT课件.ppt

第七章 區域網路原理II無線區域網路協定無線區域網路協定1前言n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。2802.11n無線區域網路n實體層與MAC子層nMAC子層的處理方式又區分為兩種n集中式協調功能(PCF；Point Coordination Function)n分散式協調功能(DCF；Distributed Coordination Function)3集中式協調功能(PCF)n需有人扮演集中協調者角色n由協調者輪流詢問(Polling)各主機是否要發言n協調者通常由AP來擔任nPCF架構的主控權在協調者身上n各主機間不具競爭性，屬於免競爭式(Contention Free)傳送n傳送過程不會有碰撞發生 4分散式協調功能(DCF)n由要發送訊息的主機互相去爭取發送權n屬於競爭式(Contention)傳送機制n無論是Ad hoc或Infrastructure，每一個無線主機都具備這個功能n運用CSMA/CA進行通訊授權 nCSMA/CAnCarrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance；載波感測多重存取/碰撞避免5兼具PCF與DCFnPCF與DCF各有其優點n為了能同時具備PCF與DCF兩種機制n由協調者負責監督兩者間的切換n超級訊框(Super Frame)n免競爭與競爭的一個循環n超級訊框的分派依實際情況進行調整n每個超級訊框的長短不固定n免競爭傳輸與競爭傳輸所占比例不一樣 6各類型間隔時間(Inter-Frame Space)nSIFS(Short IFS)n短的訊框間隔，用來做立即性的回應nRTS、CTS、ACK等n此類訊框比較重要，設定時間最短nPIFS(PCF IFS)nPCF傳送nDIFS(DCF IFS)nDCF傳送nEIFS(Extended IFS)n進行重送時SIFSPIFSDIFSEIFS7免競爭傳輸模式nPIFS；PCF Inter-Frame Space n免競爭結束(CF-End；Contention Free End)8競爭傳輸模式(CSMA/CA)nDCF:CSMA/CAn無線網路不容易偵測碰撞nCSMA/CA改採碰撞避免(Collision Avoidance)方式減少碰撞發生的機率n有資料要傳送n偵測是否已有資料正在傳送n網路沒有資料傳送n等待一個訊框間隔(IFS；Inter-Frame Space)時間n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 9CSMA/CA10CSMA/CA相關的時間值n訊框間隔與退讓時間n訊框間隔時間n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 nSIFSPIFSDIFS 發生碰撞n避免碰撞:以退讓時間進行等待n以時槽時間(Slot Time)為單位n亂數隨機產生:競爭視窗(CW；Contention Windows)n產生相同退讓時間導致碰撞n再重傳12CSMA/CA運作實例 13碰撞發生的情形14Wireless LAN Problemn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 15網路配置向量(NAV；Net Allocation Vector)n包含在RTS與CTS訊息中n告知需要多久時間才可以完成資料的傳送n其他主機看到RTS或CTS此記錄n將之記錄在自己節點的 NAV值內n這個向量值還沒歸零前n網路上的資料還在傳送n好像可偵測網路上是否有資料在傳送n也稱為虛擬載波偵測(Virtual Carrier Sense)16運用NAV進行虛擬載波偵測17CSMA/CA 流程流程n傳送端：nCS：Check Channel是否為Busy。nIFS：等待IFS的時間nCA：產生一random backoff window並等待backoff timenRTS/CTS：傳送RTS(Request to Send)並等待CTS(Clear to Send)nACK：傳送並等待ACKn接收端：nChannel active?n接收並等待Channel關閉n確認frame大小、位址、FCS驗證是否正確無誤n回傳ACK18問題與討論19