phân lớp Mac trong IEEE 802.11n phần 2

Chia sẻ: Thái Duy Ái Ngọc | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:12

Thêm vào BST

Báo xấu

139
lượt xem 43
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tham khảo tài liệu 'phân lớp mac trong ieee 802.11n phần 2', công nghệ thông tin, phần cứng phục vụ nhu cầu học tập, nghiên cứu và làm việc hiệu quả

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: phân lớp Mac trong IEEE 802.11n phần 2

Ch ng 2: Gi i thi u phân l p 802.11n MAC trong mô hình OSI Hình 2.4: Ho t ng c a RTS/CTS gi a hai máy tr m không dây khác bi t gi a hai ho t ng hình 3 và hình 4 là hình 3 thay vì máy tr m c nh tr l i b n tin RTS thì AP s ng ra tr l i thay. 2.3.3. Thu t toán th i gian ch ng u nhiên Sau khi máy tr m th c hi n các b c c m nh n sóng mang theo các ph ng pháp logic và v t lý, phát hi n th y môi tr ng r i và giá tr NAV = 0 thì nó b t u quá trình tranh ch p môi tr ng trong m t kho ng th i gian c g i là m t c a s tranh ch p. t u kho ng th i gian này nó ch n m t giá tr th i gian ch ng u nhiên. Giá tr này c ch n m t cách ng u nhiên trong d i t 0 n giá tr c a s tranh ch p kh i t o. Giá tr c a s tranh ch p kh i t o khác nhau tùy thu c vào k thu t tr i ph , ví d DSSS là 31 khe th i gian hay FHSS là 15 khe th i gian.C ng c n l u ý giá tr m i khe th i gian i v i FHSS b ng 50µs còn DSSS b ng 20µs. Sau khi ch n c m t giá tr th i gian ch , nó b t u quá trình m ng c, sau m i khe th i gian giá tr th i gian ch này s gi m i m t n v . Trong su t quá trình này, máy tr m liên t c th c hi n m nh n sóng mang c m i khe th i gian. N u phát hi n môi tr ng chuy n sang tr ng thái b n hay giá tr NAV c thi t l p thì quá trình m lùi này s d ng và máy tr m s quay tr l i giai n c m nh n sóng mang. N u n khi giá tr th i gian ch c m lùi v 0 mà v n không có s thay i tr ng thái môi tr ng thì máy tr m b t u truy n d n. N u sau khi truy n d n mà máy tr m không nh n c b n tin ACK tr i t tr m thu thì máy tr m này coi nh môi tr ng ang x y ra xung t. Giá tr c a a s tranh ch p trong l n ti p sau s t ng theo công th c Tn=2*Tn-1+1. Giá tr l n nh t c a c a s tranh ch p là 1023 khe th i gian. Nhóm 7 – l p D04VT1 7
Ch ng 2: Gi i thi u phân l p 802.11n MAC trong mô hình OSI Hình 2.5: L c ho t ng c a m t máy tr m trong ch DCF 2.3.4. Quá trình truy n thông trong ch PCF Mô hình m ng ho t ng theo ch này ph i th a mãn các yêu c u sau: 1. AP ph i c c u hình th c hi n ch c n ng th m dò. 2. Các máy tr m không dây ph i c c u hình sao cho AP nh n ra r ng chúng có kh n ng th m dò c. Nhóm 7 – l p D04VT1 8
Ch ng 2: Gi i thi u phân l p 802.11n MAC trong mô hình OSI Quá trình truy n thông c th c hi n nh s au: 1. t u chu k CFP, AP g i các khung beacon (khung qu n lý bao g m các thông tin ng b , các tham s c n thi t cho quá trình truy n thông) d i d n g broadcast. 2. Trong su t chu k CFP, AP th ng xuyên phát các tín hi u th m dò xem có máy tr m nào c n g i d li u không. 3. u m t máy tr m c n g i d li u nó s g i m t khung tr l i v AP. Ng c l i u máy tr m không c n g i d li u thì nó s g i m t khung r ng v AP hay n gi n là l i, không tr l i. 4. Khi chu k CFP k t thúc, AP g i khung CF-End t i các máy tr m thông báo t thúc chu k CFP và AP d ng quá trình th m dò. Chu k CP b t u, t t c các máy tr m và AP chuy n sang ho t ng ch DCF. 5. t thúc chu k CP, m t chu trình m i l i b t u. Nhóm 7 – l p D04VT1 9
Ch ng 3: Ch c n ng phân l p 802.11n MAC CH NG III: CH C N NG PHÂN L P 802.11n MAC 3.1. Các ch c n ng k th a t các chu n tr c 3.1.1. Ch c n ng quét tìm thi t b t máy tr m mu n k t n i t i AP thì u u tiên nó ph i phát hi n c AP. Ph ng pháp mà máy tr m dùng phát hi n AP có th là ph ng pháp quét ch ng hay quét b ng. M t máy tr m có th l ng nghe AP (quét b ng) hay tìm ki m AP (quét ch ng). 3.1.1.1. Quét b ng Dùng ph ng pháp này máy tr m s l ng nghe các khung beacon phát ra t AP mà có ch a tr ng SSID (Service Set Identifier – m t chu i s g m 2-32 kí t c dùng nh n d ng m ng WLAN) gi ng v i SSID c c u hình t tr c trên máy tr m. Trong tr ng h p máy tr m nghe th y nhi u khung beacon t các AP khác nhau mà có cùng giá tr tr ng SSID gi ng v i mình thì máy tr m s xác nh AP nào có ch t l n g tín hi u t t nh t nó s th k t n i n AP ó. Ph ng pháp quét b ng không cs ng trong m ng ad hoc vì trong m ng này không có s tham gia c a AP. Hình 3.1: Ph ng pháp quét b ng Nhóm 7 – l p D04VT1 10
Ch ng 3: Ch c n ng phân l p 802.11n MAC 3.1.1.2. Quét ch ng Trong ph ng pháp này, máy tr m s ch ng phát i các khung probe request, các khung này có th ch a m t giá tr SSID c a m ng mà máy tr m c n k t n i t i ho c b t kì m ng nào. Tr ng h p máy tr m mu n k t n i t i b t k m ng nào thì trong khung probe request tr ng SSID s c thi t l p là null. T t c các AP nghe c khung probe request này n u nh n th y giá tr tr ng SSID phù h p mà nó h tr thì AP s tr i b ng cách g i tr l i máy tr m b ng m t khung probe response. Khung probe response ch a t t c nh ng thông tin c n thi t cung c p cho máy tr m th c h i n k t i t i AP tham gia vào BSS. u m t khung probe request ch a giá tr tr ng SSID b ng null thì t t c các AP nghe c khung này s g i tr l i m t khung probe response. Vì lí do b o m t, thông th ng AP c c u hình l i các khung probe request lo i này. u này giúp ng n ch n nh ng ng i s d ng không c c p quy n truy nh p vào m ng, tuy nhiên ây ch là m t bi n pháp b o m t s ng ch y u ch c dùng làm gi m các k t n i không mong mu n vô tình tham gia vào m ng không nh m m c ích phá ho i. Hình 3.2: Quét ch ng 3.1.2. Ch c n ng xác th c Xác th c là b c u tiên trong hai b c c n th c hi n k t n i vào m ng. Quá trình xác th c v th c ch t là quá trình k t n i v t lý gi a máy tr m và AP hay các máy Nhóm 7 – l p D04VT1 11
Ch ng 3: Ch c n ng phân l p 802.11n MAC tr m khác (m ng ad hoc). Có hai ph ng pháp xác th c c s d ng trong m ng WLAN g m: Xác th c h th ng m (OSA – Open System Authentication) và Xác th c khóa chia s (SKA – Shared Key Authentication). 3.1.2.1. Xác th c h th ng m (OSA) Xác th c OSA là m t ph ng pháp xác th c r ng và m c nh c cài t trong các thi t b WLAN. Xác th c r ng ngh a là m t máy tr m có th k t h p v i b t kì AP nào c ng s d ng xác th c OSA mi n là có cùng SSID. Quá trình xác th c OSA di n ra nh sau: 1. Máy tr m g i m t khung yêu c u xác th c n AP. 2. AP g i tr l i b ng khung ACK báo nh n. 3. AP g i khung xác th c v phía máy tr m kh ng nh quá trình xác th c h p . 4. Máy tr m g i tr l i b ng khung ACK báo nh n. Quá trình xác th c k t thúc. Hình 3.3: Quá trình xác th c OSA WEP có th c dùng cùng v i xác th c OSA. Tuy nhiên WEP ch c dùng mã hóa các d li u l p trên sau khi quá trình xác th c và k t h p ã hoàn thành. Chính i vì s n gi n c a mình mà xác th c OSA th ng c s d ng cùng v i m t vài ph ng pháp b o m t tiên ti n h n nh WPA, 802.1X/EAP cho các m ng yêu c u c n có môi tr ng b o m t. 3.1.2.2. Xác th c khóa chia s (SKA) Nhóm 7 – l p D04VT1 12
Ch ng 3: Ch c n ng phân l p 802.11n MAC Xác th c SKA s d ng WEP xác th c các máy tr m và yêu c u các khóa WEP nh ph i c c u hình trên c máy tr m và AP. Quá trình xác th c SKA di n ra nh sau: 1. Máy tr m g i khung yêu c u xác th c n AP. 2. AP g i tr l i b ng khung ACK báo nh n. 3. AP g i ti p m t khung xác th c th 2 trong ó có ch a m t n b n tin 128 octet d i d ng không mã hóa. 4. Máy tr m g i tr l i b ng khung ACK báo nh n. 5. Máy tr m dùng khóa WEP c a mình th c hi n mã hóa n b n tin 128 octet nh n c t AP sau ó g i n b n tin ã c mã hóa vào trong khung xác th c th 3 tr l i v AP. 6. AP g i tr l i b ng khung ACK báo nh n. 7. AP th c hi n gi i mã n b n tin mã hóa nh n c t máy tr m. N u nb n tin sau khi gi i mã phù h p v i n b n tin 128 octet kh i t o thì AP g i khung xác th c cu i cùng v phía máy tr m kh ng nh quá trình xác th c h p l . Trong tr ng h p không th y s phù h p, AP g i khung xác th c ch ra r ng khóa WEP không h p l , quá trình xác th c không thành công. 8. Máy tr m g i tr l i b ng khung ACK báo nh n. Quá trình xác th c k t thúc. Hình 3.4: Quá trình xác th c SKA Nhóm 7 – l p D04VT1 13
Ch ng 3: Ch c n ng phân l p 802.11n MAC Xác th c SKA b o m t kém h n xác th c OSA. Trong quá trình xác th c SKA, khóa WEP c dùng mã hóa n b n tin 128 octet. N u m t ng i mu n xâm nh p vào m ng trái phép, ng i ó có th s d ng thi t b nghe tr m b t và phân tích các khung xác th c trao i gi a máy tr m và AP tìm ra khóa WEP c dùng, sau ó s d ng chính khóa này k t n i vào m ng. 3.1.3. Quá trình k t h p M t khi client ã c xác th c thì nó s th c hi n k t n i v i AP. c k t h p là tr ng thái trong ó client ã c cho phép truy n d li u thông qua AP. N u PC card ab n ã c k t h p v i m t AP, thì có ngh a là b n ã k t n i v i AP ó và c n g là v i m ng không dây. Ti n trình tr nên ck th p c mô t nh sau: Khi m t client mu n k t n i vào m ng, client ó s g i m t Khung yêu c u xác th c n AP và nh n tr l i m t khung tr l i xác th c. Sau khi quá trình xác th c ã c hoàn thành, máy tr m s g i t khung yêu c u k t h p n AP và AP s tr l i l i cho client m t khung tr l i k t p trong ó cho phép ho c không cho phép k t h p. Toàn b ti n trình k t h p bao g m 3 tr ng thái khác nhau + Không c xác th c và không ck th p +ã c xác th c và không ck th p +ã c xác th c và ck th p Không c xác th c và không ck th p Trong tr ng thái kh i u này, các node không dây hoàn toàn ch a k t n i v i m n g và không th truy n d li u qua AP. AP l u gi m t b ng các tr ng thái k t n i c a client c g i là b n g K t h p. u quan tr ng c n chú ý là các nhà s n xu t khác nhau s c p n các tr ng thái Không c xác th c và không c k t h p trong AP c a h m t cách khác nhau. B ng này s a ra tr ng thái “không c xác th c” cho b t k client nào ch a hoàn thành ti n trình xác th c ho c quá trình xác th c b l i. ã c xác th c và không ck th p Trong tr ng thái th 2 này, các client không dây ã v t qua quá trình xác th c thành công, nh ng v n ch a th t s k t h p v i AP. Trong tr ng thái này thi client v n Nhóm 7 – l p D04VT1 14
Ch ng 3: Ch c n ng phân l p 802.11n MAC không c phép truy n hay nh n d li u thông qua AP. B ng K t h p c a AP s hi n th tr ng thái cho client là “ ã c xác th c”. B i vì client ã v t qua giai n xác th c và ngay l p t c chuy n n giai n k t h p r t nhanh chóng (ch vài ms), vì v y t hi m khi b n th y c tr ng thái “ ã c xác th c” trong AP. Th ng thì b n s th y “không c xác th c” hay “ c k t h p”. ck th p Trong tr ng thái cu i cùng này, node không dây c a b n ã hoàn toàn k t n i v i ng, có th g i và nh n d li u thông qua AP. Hình d i mô t quá trình k t h p c a t client. B n s th y tr ng thái “ c k t h p” trong b ng K t h p c a AP cho bi t ng client này ã hoàn toàn k t n i và ã c ch ng nh n b i AP có th truy n d li u thông qua AP. T ây b n có th suy ra các ph ng th c b o m t s c cài t trong quá trình k t n i c a client. Hình 3.5: Quá trình k t h p 3.1.4. Tính n ng giám sát ngu n n Các client không dây ho t ng m t trong 2 ch giám sát ngu n n c xác nh trong chu n 802.11. Các ch này bao g m ch active, th ng c g i là CAM (Continuous Aware Mode) và ch power save, th ng c g i là PSP (power Save Polling). Vi c ti t ki m n n ng b ng cách s d ng ch power save là c bi t quan tr ng cho ng i dùng di ng v i laptop hay PDA ch y b ng pin. Vi c kéo dài tu i th c a pin cho phép ng i s d ng dùng thi t b lâu h n mà không c n ph i p l i pin. Các card m ng WLAN có th tiêu t n m t l ng n n ng áng k khi trong ch CAM, u này chính là lý do t i sao tính n ng ti t ki m n ng l ng l i c a vào chu n 802.11 Nhóm 7 – l p D04VT1 15
Ch ng 3: Ch c n ng phân l p 802.11n MAC 3.1.4.1. Continuous Aware Mode (CAM) CAM là m t ch trong ó user s d ng toàn b ngu n n n ng s n có và th ng xuyên giao ti p v i AP. B t k m t máy tính nào (desktop hay server) c m vào ngu n n AC u ho t ng trong ch CAM. Trong nh ng tr ng h p này, không có m t lý do gì mà PC card c n ph i ti t ki m n n ng c . 3.1.4.2. Power Save Polling (PSP) Vi c s d ng ch P SP cho phép client không dây i vào tr ng thái “ng ”. ây, ng có ngh a là client th t s t t ngu n n trong m t kho ng th i gian r t ng n (kho ng m t ph n nh c a 1 giây). Th i gian ng này là ti t ki m cmt ng n n ng áng k cho client không dây. ng th i, nó cho phép client s d n g laptop làm vi c trong kho ng th i gian lâu h n, t ng n ng su t làm vi c. Khi s d ng PSP, client không dây c x hoàn toàn khác nhau trong BSS (Basic Service Set) và IBSS (Independent BSS). m t ng ng duy nh t trong cách c x trong BSS và IBSS là vi c truy n và nh n Beacon. Ti n trình ho t ng trong ch P SP (c BSS và IBSS) c mô t bên d i. Hãy nh r ng, các ti n trình này có th xu t hi n nhi u l n trong 1 giây. u này cho phép ng WLAN duy trì k t n i c a nó, nh ng ng th i c ng sinh ra thêm m t l n g overhead cho m ng. Admin nên xem xét overhead này khi ho ch nh nhu c u c a user trên m ng WLAN. Ch PSP trong BSS (Basic Service Set) Khi s d ng PSP trong m t BSS, tr c tiên, máy tr m s g i m t frame n AP báo cho AP bi t r ng chúng s p i vào tr ng thái “ng ” (t m th i t t ngu n n). AP s ghi nh n l i các tr m ang ng . Sau ó, AP s buffer ( m) b t k frame nào g i n cho các tr m ang ng . Traffic cho các tr m ang ng v n ti p t c g i n AP nh n g AP không th g i nó n cho các tr m ang ng c. Vì th , các gói tin ci trong buffer dành cho tr m ang ng . AP theo nh k s g i ra các Beacon. Các client ( ã c ng b hóa th i gian v i AP) bi t chính xác lúc nào thì nh n Beacon. Các client ang ng s ánh th c receiver (b nh n tín hi u) c a chúng l ng nghe các Beacon mà trong ó có ch a TIM (Traffic Indication Map = B n báo hi u có traffic). N u client th y chính nó c li t kê trong TIM thì nó s th c d y và g i 1 frame n AP báo cho AP bi t r ng nó ang th c và s n sàng nh n các gói tin ã c buffer. Khi client ã nh n xong các gói Nhóm 7 – l p D04VT1 16
Ch ng 3: Ch c n ng phân l p 802.11n MAC tin dành cho nó, client s g i 1 thông p n AP báo hi u r ng nó s p tr l i tr ng thái ng . Ti n trình này c l p l i nhi u l n trong 1 giây. Vì th nó gây ra m t s overhead so v i khi không s d ng PSP Hình 3.6: PSP Mode in a BSS PSP trong IBSS (Independent BSS) Ch PSP trong IBSS ho t ng r t khác so v i trong BSS. IBSS không có AP nên không có thi t b nào buffer các gói tin. Vì th m i các tr m ph i buffer các gói tin c g i t chính nó n các tr m khác trong m ng Ad-hoc. Các tr m s luân phiên nhau g i các Beacon s d ng các ph ng th c khác nhau tùy thu c vào nhà s n xu t. Khi các tr m s d ng ch ti t ki m n n ng, s có m t kho ng th i gian c i là ATIM window. Trong kho ng th i gian này, m i tr m u th c và s n sàng nh n các data frame. Ad-hoc Traffic Indication Map (ATIM) là các gói tin unicast cs ng b i các tr m thông báo cho các tr m khác r ng có d li u dành cho chúng và chúng nên th c gi c trong kho ng th i gian nh n l ng d li u này. Các ATIM và Beacon u c g i trong su t kho ng th i gian ATIM window. Ti n trình các tr m g i traffic cho nhau di n ra nh sau: + Các tr m c ng b hóa v i nhau thông qua các Beacon chúng có th cùng th c gi c tr c khi ATIM window b t u. + Kho ng th i gian ATIM window b t u, các tr m g i các Beacon. Sau ó, các Nhóm 7 – l p D04VT1 17
Ch ng 3: Ch c n ng phân l p 802.11n MAC tr m g i các ATIM frame thông báo cho các tr m khác có traffic buffer dành cho chúng. + Các tr m nh n ATIM trong su t ATIM window s th c gi c nh n data frame. N u không có ATIM nào c nh n thì tr m s i vào tr ng thái ng (khi ATIM window k t thúc). + ATIM window k t thúc, và các tr m b t u truy n data frame. Sau khi nh n data frame, các tr m tr l i tr ng thái ng và i kho ng th i gian ATIM window ti p theo ( th c l i). 3.1.5. S c t m nh khung. Các gói m c cao và m t s khung quan lý l n c n c phân n thành các nh nh có th truy n i phù h p v i m t kênh vô tuy n. S c t m nh khung c n g làm t ng tin c y khi mà có giao thoa. Các tr m vô tuy n LAN s c g ng truy n các nh sao cho nhi u giao thoa ch có th anh h ng n các m nh nh , mà không ph i là các khung l n. u ó làm gi m ngay t c thì l ng d li u b h h ng do giao thoa.vi c c t m nh làm t ng cao h n hi u qu truy n d n. Giao thoa có th nt nhi u ngu n khác nhau . Giao thoa trong m ng th ng c gây ra b i các sóng có t n kho ng 2.4GHZ . Sóng n t sinh ra b i ng magnetron v à luôn bi n i theo hình sin(ramp up and ramp down), vì th các sóng viba phát ra giao thoa n a th i gian.cá phone không dây c ng gây ra giao thoa. Các m ng ngoài tr i ph thu c vào ng mà giao thoa c ng khác nhau. S phân n x y ra khi m t gói tin m c cao có chi u dài v t quá ng ng c a phân n c nh hình b i ng i qu n tr m ng. Dù t ng s n nh ng t t c các n u có s chu i nh nhau h tr vi c t p h p, khôi ph c l i. thông tin u khi n khung c ng ch báo s l ng n n có nhi u h n hay không. T t c các khung, bao g m m t s khung bình th ng c a n n i n phân n (nh hình 3.7 d i ây): Nhóm 7 – l p D04VT1 18