Материал: конспект-лекций

356

На рисунку 2.52 показано використання описаних часових проміжків. Кожна станція, що використовує SIFS для визначення можливості передачі, має щонайвищий пріоритет, оскільки при отриманні доступу вона завжди має перевагу перед станцією, що очікує протягом часу PIFS або

DIFS. Інтервал PIFS використовується централізованим засобом управління при організації впоря-

дкованих запитів і має перевагу перед звичним конкуруючим інформаційним потоком. Інтервал

DIFS використовується для організації асинхронного інформаційного потоку.

Рисунок 2.52 – Часова діаграма управління доступом до середовища IEEE 802.11

Існує велика ймовірність виникнення колізії після звільнення середовища через одночасну спробу декількох станцій розпочати передачу даних. Для уникнення подібних ситуацій викорис-

товується таймер випадкової затримки (random backoff timer). Значення параметра випадкової за-

тримки розраховується перемноженням випадкового числа та фіксованого значення тривалості передачі слоту (Slot Time), що залежить від швидкості передачі, і значення вікна колізії

(Contention Window, CW). У разі неотримання підтвердження переданого пакету (виникнення ко-

лізії) станція експоненціально збільшує значення CW, щоб зменшити ймовірність повторення ко-

лізії в завантаженій мережі. Наприклад, в мережах 802.11g значення цього параметра змінюється від 15 для першої спроби передачі до 1024 для шостої і подальших спроб передачі. Таким чином, в

середовищах з високим рівнем помилок час очікування перед передачею збільшується, що знижує ймовірність одночасного початку передачі даних різними станціями і як наслідок – колізії.

357

Для механізму CSMA/CA характерна наявність наступних компонентів і механізмів:

-контроль несучої,

-розподілена функція координації (DSF),

-точкова функція координації (point coordination function, PCF),

-кадри підтвердження,

-резервування середовища за допомогою механізму "готовність до передачі/готовність до прийому" (RTS/CTS),

-фрагментація кадрів,

-перемикання каналів.

Контроль несучої. Станція, в якій є дані для передачі, перед початком передачі повинна пе-

ревіряти зайнятість середовища передачі. Це здійснюється двома методами:

-перевірка фізичного рівня PSY на наявність несучої,

-використання віртуальної функції контролю несучої, вектора зайнятості мережі NAV.

Перевірка фізичного рівня може показувати, що несуча вільна. Але в деяких випадках середо-

вище може бути все ще зайнятим іншою станцією через NAV. Наприклад, припустимо, що в ін-

фраструктурі BSS станція 1 посилає кадр станції 3 (рис. 2.53). Оскільки безпроводове середовище

— це середовище, в якому для передачі використовується широкомовленнєві сигнали, станція 2

також одержує цей кадр. Кадри стандарту 802.11 містять поле тривалості (duration field). Значення тривалості достатньо велике для того, щоб здійснити передачу кадра і одержати підтвердження його прийому. Станція 2 згідно зі значеннями, що вказані в прийнятому кадрі, обновляє свій век-

тор NAV значенням поля тривалості і, поки NAV не зменшиться до нуля, спроби доступу для по-

чатку передачі не будуть відновлені.

AP2

СтанціяAccounting

Провідна мережа 1 (розподілена

система)

AP1

Рисунок 2.53 – Процес зміни вектора зайнятості мережі

На станції значення вектора зайнятості мережі обновляється тільки у тому випадку, коли зна-

чення вектора NAV в отриманому кадры перевищує поточне. Так, в даному випадку, якщо NAV

358

станції 2 складає 10 мс, прийнято кадр із значенням поля тривалості 5 мс, то на станції NAV не зазнає змін. У випадку, якщо прийнятий кадр із значенням поля тривалості 20 мс, на станції зна-

чення NAV буде змінено.

Розподілена функція координації (DCF). Механізм доступу до середовища для мереж стандарту 802.11, що базується на методі CSMA/CA, також називається розподіленою функцією координації (механізм розподіленого координування доступу – Distributed Coordination Function,).

Він є обов'язковим для пристроїв, сумісних із стандартом 802.11, використовується за умовчанням і направлений на забезпечення однакової пропускної спроможності для всіх станцій в мережі.

Приведемо алгоритм функціонування DCF з урахуванням часових інтервалів, що приведені на рис. 2.54, та інших описаних вище особливостях.

Рисунок 2.54 – Процес доступу до середовища з використанням механізму DSF

Централізоване координування (PSF). У разі потреби виділення трафіку з різним пріори-

тетом або при необхідності забезпечення необхідної якості обслуговування може бути використа-

но централізоване координування (Point Coordination Function, PSF). За допомогою його відбува-

ється підтримка потокових даних, таких як відео або мова. В порівнянні з DCF, режим PCF має вищий пріоритет і робить можливим безконфліктний доступ до середовища (Contention free Access). Станції, які використовують PCF передають дані на протязі визначеного інтервалу часу.

Робота PCF полягає в опитуванні станцій централізованою точкою координування. Пері-

од, проміжок часу, протягом якого здійснюється робота механізму PCF, називається періодом вільним від конкуренції (contention free period, CFP). Період CFP починається з набору інтервалів,

що слідують за сигнальним (маячковим) кадром (beacon frame), який містить інформаційний еле-

359

мент з картою маршрутів трафіку (delivery traffic indication map, DTIM). Частота періодів CFP ви-

значається адміністратором мережі. Після початку періоду CFP точка доступу починає виконувати роль точки координації. Кожен клієнт 802.11 встановлює значення NAV рівним максимальному значенню тривалості для механізму CFP (CFPMaxDuration). Це значення включається в інформа-

ційний елемент, що містить набір параметрів функції координації. Точка координації може закін-

чити роботу відповідно до механізму CFP раніше, ніж закінчиться час, заданий значенням

CFPMaxDuration. Сигнальні кадри, котрі передаються через регулярні проміжки часу на протязі

CFP, містять поле CFPDurationRemaining (тривалість CFP, що залишилася), за допомогою якого

NAV станції приймає значення, яке відповідає тривалості CFP, що залишилось. На рис. 2.55

представлена часова діаграма CFP і періоду конкуренції (contention period, CP).

CFPMaxDuration

PCF (CFP)

Час

Рисунок 2.55 – Часова діаграма CFP і CP

При роботі під управлінням механізму PCF, на відміну від DCF, станції не мають вільного доступу до середовища і не можуть передавати дані в вільний проміжок часу. Станції можуть пе-

редавати дані (по одному кадру за один раз) тільки у тому випадку, коли точка координації вико-

нує їх опитування. Точка координації може посилати кадри станціям, опитувати їх на наявність кадрів для передачі, підтверджувати прийом кадрів відповідно до вимог МАС-рівня або закінчити

CFP.

Коли починається CFP, точка координації отримує доступ до середовища в такому ж поряд-

ку, як і при механізмі DCF: точка координації намагається отримати доступ до середовища в пері-

од інтервалу часу PIFS, що дозволяє станціям, що використовують механізм PCF, отримувати до-

ступ до середовища раніше станцій, котрі працюють згідно механізму DCF. До того ж, при PCF

використовуються управляючі кадри, такі як кадри підтвердження, для забезпечення найвищої ймовірності отримання доступу до середовища.

Після очікування протягом інтервалу PIFS точка координації посилає початковий сигналь-

ний кадр, що містить інформаційний елемент з параметром функції координації (CF). На протязі одного інтервалу SIFS точка координації чекає наступної за сигнальним кадром передачі, а потім посилає CFопитуваної станції один з наступних кадрів: кадр даних, кадр опитування (CF-Poll),