Đề tài Kiến thức cơ bản về mạng lan không dây (wireless lan)

giành xảy ra, cho biết tải cao hơn trên môi trường, đôi cửa sổ tranh giành lên tới giới hạn ví dụ CWmax=255 (cửa sổ có thể đạt các giá trị 7, 15, 31, 63, 127 và 255). Cửa sổ tranh giành rộng hơn, năng lượng giải quyết lớn hơn của cơ chế ngẫn nghiên. Nó là tối thiểu giống như chọn cùng thời gian backoff sử dụng CW rộng. Tuy nhiên, dưới tải ánh sáng, CW nhỏ bảo đảm độ trễ truy cập ngắn hơn. Thuật toán này được gọi là backoff hàm mũ và sẵn sàng gia nhập từ IEEE 802.3 CSMA/CD trong phiên bản tương tự. Trong khi xử lý này mô tả cơ chế truy cập hoàn thiện cho khung quảng bá, một vấn đề thêm vào là cung cấp bởi chuẩn cho dữ liệu truyền rộng. Hình 3.18 mô tả bên gửi truy cập môi trường và gửi dữ liệu. Nhưng bên nhận trả lời một cách chính xác với xác nhận (ACK) thế nào. Bên nhận truy cập môi trường sau khi chờ một khoảng SIFS và do đó không trạm nào có thể truy cập môi trương trong thời gian chính và nguyên nhân là tranh giành. Những trạm khác phải đợi DIFS cộng thêm thời gian backoff của chúng. Xác nhận này bảo đảm biên nhận đúng (đúng kiểm tra CRC tại bên nhận) của khung trên tầng MAC, mà nhất là quan trọng trong môi trường lỗi có thể xảy ra như là kết nối không dây. Nếu không có ACK nào trả lại, bên gửi tự động truyền lại khung. Nhưng bây giờ bên gửi không đợi lần nữa và hoàn thành truy cập đúng. Không đúng đặc biệt cho truyền thông. Số lần truyền lại là có giới hạn, và cuối cùng lỗi được báo cáo cho lớp trên. data DIFS ACK data DIFS SIFS Waiting time contention t sender receiver Other station Hình 3.18. IEEE 802.11 unicast data transfer 3.2.2.2. DFWMAC-DCF với RTS/CTS mở rộng Về vấn đề của các trạm cuối ẩn, tình trạng đó có thể cũng xảy ra trong mạng tiêu chuẩn IEEE 802.11. Hiện tượng này xảy ra nếu một trạm nào đó có thể nhận được từ hai trạm khác nhưng những trạm khác thì không nhận được gì. Tiếp theo hai trạm đó phát hiện (cảm giác) đường truyền rỗi, nó sẽ gửi một tín hiệu (frame) và xung đột xảy ra vì nhận cùng một lúc. Để giải quyết vấn đề này, những định nghĩa chuẩn được thêm vào kỹ thuật sử dụng sử dụng 2 gói tin điều khiển RTS và CTS. Việc sử dụng kỹ thuật này là không bắt buộc, tuy nhiên trong mọi bản 802.11 đều bổ xung thêm một chức năng để khắc phục vấn đề trên chấp nhận gói tin điều khiển RTS/CTS. Sử dụng RTS/CTS với phân đoạn: Sau đây là một mô tả sử dụng RTS/CTS cho một phân đoạn MSDU hoặc MMPDU. Các khung RTS/CTS định nghĩa khoảng thời gian của khung và báo nhận tiếp theo. Trường thời gian/ID định nghĩa khoảng thời gian của khung và báo nhận tiếp theo. Trường thời gian/ID trong các khung dữ liệu và báo nhận ACK xác định khoảng thời gian tổng của phân đoạn và báo nhận kế tiếp. Hình 3.19. RTS/CTS với MSDU được phân đoạn Mỗi khung chứa thông tin về khoảng thời gian của lần truyền dẫn kế tiếp. Thông tin khoảng thời gian từ các khung RTS sẽ được sử dụng để cập nhật NAV để chỉ thị bận cho đến khi kết thúc ACK 0. Thông tin khoảng thời gian từ khung CTS cũng sẽ được sử dụng để cập nhật NAV để chỉ thị bận cho đến khi kết thúc ACK 0. Tiếp theo trường thời gian/ID trong các khung Data và ACK sẽ được sử dụng. Nó sẽ tiếp diễn cho đến khung cuối cùng, trong khung cuối cùng trường Thời gian/ID sẽ có khoảng thời gian bằng một thời gian của ACK cộng với thời gian SIFS và trong khung ACK của khung cuối cùng, trường Thời gian/ID đặt về không. Mỗi phân đoạn và ACK hoạt động như một RTS/CTS ảo, do đó không có thêm khung RTS/CTS nào cần phải tạo ra sau khi RTS/CTS bắt đầu chu trình trao đổi khung mặc dù các phân đoạn kế tiếp có thể lớn hơn dot11RTSThreshold. Tại các STA sử dụng một PHY nhảy tần, khi không có đủ thời gian trước biên giới hạn ngưng tiếp theo để truyền phân đoạn kế tiếp, STA khởi tạo trình tự trao đổi khung có thể đặt trường Thời gian/ID trong khung dữ liệu hay quản lý cuối cùng để truyền đi trước biên giới hạn ngừng thành khoảng thời gian của một thời gian ACK cộng với một thời gian SIFS. Trong trường hợp một xác nhận được gửi đi nhưng không nhận được bởi STA nguồn, các STA nghe được phân đoạn hay ACK, sẽ đánh dấu kênh bận cho lần trao đổi khung tiếp theo do NAV đã được cập nhật từ các khung này. Đây là tình huống xấu nhất đã được chỉ ra. Hình 3.20 Nếu cho một báo nhận không được gửi đi bởi STA đích, các STA có thể chỉ nghe thấy STA đích sẽ không cập nhật NAV của chúng và có thể cố gắng truy nhập khi NAV của nó được cập nhật từ khung nhận được trước đó đạt đến 0. Tất cả các STA nghe nguồn sẽ có thể truy nhập kênh sau khi NAV đã cập nhật từ phân đoạn truyền đi kết thúc. Hình 3.20. RTS/CTS với ưu tiên bên truyền và báo nhận bị lỗi Hình 3.21 mô tả việc sử dụng RTS và CTS. Sau khi đợi DIFS - khoảng thời gian đồng bộ (cộng thêm khoảng thời gian backoff ngẫu nhiên nếu môi trường truyền thông bận), bên gửi có thể phát ra một yêu cầu để gửi gói điều khiển RTS. Do đó gói tin RTS chưa được cấp bất kỳ quyền ưu tiên nào cao hơn so với các gói dữ liệu khác. Gói RTS bao gồm thông tin bên nhận dữ liệu được truyền tới và khoảng thời gian của toàn bộ quá trình truyền dữ liệu. Khoảng thời gian này chỉ rõ khoảng thời gian cần thiết để truyền toàn bộ frame dữ liệu và những thông tin ghi nhận liên quan đến chúng. Mỗi nút nhận gói RTS này bây giờ sẽ phải đặt NAV (vectơ định vị mạng) của nó phù hợp với trường thời gian trống. Những vectơ định vị mạng (NAV) chỉ rõ khi đó một điểm sớm nhất trong khoảng thời gian của trạm cố gắng truy cập lại kênh truyền. Nếu bên nhận nhận được RTS, nó sẽ trả lời bằng thông điệp CTS (clear to send) sau khi đợi SIFS. Gói CTS này lại gồm một trường thời gian và mọi trạm nhận được gói tin này phải điều chỉnh lại NAV theo như dự định truyền dữ liệu (bằng cách trừ đi aSIFSTime và số miligiây yêu cầu để truyền một khung CTS tại tốc độ sử dụng để truyền khung RTS mà khung CTS này phản hồi lại cho nó). Những trạm nhận sau không cần phải đặt giống như những trạm nhận gói RTS đầu tiên. Lúc này, tất cả các nút trong tầm nhận xung quanh trạm gửi và trạm nhận đều có thông tin vì chúng phải đợi nhiều thời gian hơn trước khi truy cập môi trường. Về cơ bản, cơ chế này dự trữ môi trường cho một người gửi riêng (đây là lý do tại sao trước kia nó là một sơ đồ hạn chế thực tế). Sau khi truyền một khung RTS, STA sẽ chờ một khoảng thời gian CTSTimeout, bắt đầu tại PHY-TXEND.confirm. Nếu một PHY-RXSTART.indication không xảy ra trong khoảng CTSTimeout, STA sẽ kết luận rằng truyền RTS đã bị lỗi và STA này sẽ kích hoạt thủ tục ngừng vào lúc kết thúc khoảng thời gian CTSTimeout, STA sẽ chờ PHY-RXEND tương ứng để xác định xem truyền RTS có thành công hay không. Cuối cùng, người gửi có thể gửi gói dữ liệu sau khi SIFS. Bên nhận đợi SIFS sau khi nhận gói dữ liệu (Nhận được khung CTS hợp lệ được gửi đi bởi bên nhận khung RTS, tương ứng với PHY-RXEND này) và sau đó xác nhận việc truyền thông đã chính xác. Lúc này việc truyền dẫn được hoàn thành và như vậy NAV trong nút đánh dấu môi trường như được tự do và chu trình chuẩn có thể bắt đầu lần nữa. Nếu nhận ra bất cứ khung nào khác, bao gồm cả các khung hợp lệ, sẽ được coi là lỗi truyền RTS. Trong trường hợp này STA sẽ kích hoạt thủ tục ngừng của nó tại PHY-RXEND.indication và có thể xử lý khung nhận được. RTS DIFS CTS SIFS data SIFS CTS SIFS NAV(RTS) NAV(CTS) data DIFS sender receiver Other station Deter access contention t Hình 3.21. Nút ẩn cung cấp tự do dành truy cập Bên trong kịch bản này (IEEE 802.11 sử dụng RTS và CTS để ngăn ngừa vấn đề trạm cuối ẩn), nhưng sự va chạm có thể chỉ xuất hiện tại lúc bắt đầu trong khi RTS được gửi. Hai hoặc nhiều hơn các trạm có thể bắt đầu gửi cùng một lúc (RTS hoặc gói dữ liệu khác). Việc sử dụng RTS/CTS có thể mang kết quả khác không đáng kể là sự lãng phí băng thông và tăng độ trễ lên cao hơn. Bởi vậy, một ngưỡng RTS có thể xác định khi nào sử dụng cơ chế bổ xung (về cơ bản tại những kích thước khung lớn hơn) và khi nào thì vô hiệu nó (những khung ngắn) Chhaya (1996) và Chhaya (1997) đưa ra tổng quan của dịch vụ không đồng bộ vào 802.11 và thảo luận hiệu suất khác nhau dưới tải những kịch bản ngoại lệ. Mạng LAN không dây tỷ lệ bit lỗi trong khi truyền, tiêu biểu là vài thứ tự của nó lớn hơn ví dụ như so với cáp quang. Như vậy xác suất một khung lỗi là nhiều hơn đối với những kết nối không dây nếu cùng một độ dài khung như trước. Một cách giảm bớt xác suất lỗi là sử dụng những khung ngắn hơn. Trong trường hợp này, tỷ lệ bit lỗi vẫn như thế nhưng chỉ những khung ngắn bị hỏng và như vậy tỷ lệ lỗi khung được giảm bớt. Tuy nhiên, cơ chế phân mảnh gói dữ liệu người dùng thành những phần nhỏ cần phải trong suốt đối với người dùng. Hơn nữa lớp MAC cần phải có khả năng điều chỉnh kích thước khung truyền phù hợp với tỷ lệ lỗi hiện thời trên môi trường truyền. Về vấn đề này tiêu chuẩn IEEE 802.11 chỉ rõ một kiểu phân mảnh (xem hình 3.22). Lần nữa, bên gửi có thể gửi một gói điều khiển RTS để dữ trữ môi trường truyền sau khi đợi một khoảng thời gian DIFS. Gói RTS này bây giờ bao gồm khoảng thời gian truyền của đoạn đầu tiên và sự ghi nhận tương ứng. Một tập hợp nhất định các nút có thể nhận RTS này và đặt NAV của chúng theo trường khoảng thời gian. Bên nhận sẽ trả lời bằng một CTS, lần nữa gồm khoảng thời gian của việc truyền lên trên tới sự ghi nhận. Một tập hợp (khả năng khác) bên nhận có thông điệp CTS này và đặt cho NAV. Trong hình 3.22, bên gửi bây giờ có thể gửi khung dữ liệu đầu tiên, frag1 sau khi chỉ đợi SIFS. Khía cạnh mới của kiểu phân mảnh này là gồm giá trị khoảng thời gian khác trong khung frag1. Trường thời gian dữ trữ môi trường truyền thông cho khoảng thời gian của việc truyền thông tiếp theo gồm đoạn thứ hai và sự ghi nhận của nó. Lần nữa vài nút có thể nhận những khoảng dự trữ này và điều chỉnh NAV của chúng. Nếu tất cả các nút đều tĩnh và truyền không thay đổi thì tập hợp những nút nhận trường thời gian trong frag1, nên như thế trong tập đã nhận những dữ trữ trong gói điều khiển RTS. Tuy nhiên, vì sự lưu động của các nút và những sữ thay đổi trong môi trường, điều này cũng có thể một tập hợp các nút khác. Bên nhận frag1, trả lời trực tiếp sau SIFS với gói ACK1 xác nhận, bao gồm dữ trữ cho sự truyền thông tiếp theo. Lần nữa, lần thứ tư tập hợp nút nhận được dữ trữ này và điều chỉnh NAV của chúng (mà lần nữa có thể giống như lần thứ hai các nút nhận được dự trữ trong khung CTS). Nếu frag2 không phải là khung cuối cùng của cuộc truyền, thì nó cũng bao gồm một khoảng thời gian mới cho việc truyền đoạn thứ ba. Trong ví dụ đoạn frag2 là đoạn cuối cùng của cuộc truyền do đó bên gửi không dữ trữ môi trường lâu hơn nữa. Bên nhận xác nhận đoạn thứ hai này và không dữ trữ môi trường lần nữa. Sau ACK2 mọi nút có thể dự tranh môi trường lần nữa sau khi đợi DIFS. RTS DIFS CTS SIFS Frag1 SIFS ACK1 SIFS NAV(RTS) NAV(CTS) data DIFS sender receiver Other station contention t Frag2 SIFS ACK2 SIFS NAV(frag1) NAV(ACK1) Hình 3.22. Phân mảnh dữ liệu người dùng 3.2.2.3. DFWMAC-PCF thăm dò Hai cơ chế truy cập được giới thiệu cho đến lúc này không thể đảm bảo một sự duy trì truy cập cực đại hoặc băng thông truyền tối thiểu. Cung cấp thêm dịch vụ giới hạn thời gian (time-bounded) tiêu chuẩn chỉ rõ một chức năng sắp đặt điểm (PCF) ở trên những cơ chế DCF chuẩn. Việc sử dụng PCF yêu cầu một điểm truy cập điều khiển môi trường truyền thông và lựa chọn những nút đơn. Những mạng đặc biệt không thể sử dụng chức năng này và như vậy cung cấp không QoS nhưng “sự cố gắng tốt nhất” trong IEEE 802.11 WLAN. Điểm điều phối truy cập điểm chia thời gian truy cập thành siêu khung (frame) các giai đoạn được thể hiện trong hình . Một siêu khung gồm có một giai đoạn tự do tranh giành và giai đoạn tranh giành. Giai đoạn tranh giành có thể sử dụng cho hai cơ chế truy cập được giới thiệu ở trên. Hình vẽ cũng chỉ rõ một vài trạm không dây (tất cả trên cùng một đường) và các NAV của trạm (cũng trên cùng một đường). Tại thời điểm t0 giai đoạn tranh giành tự do của siêu khung theo lý thuyết phải được bắt đầu, nhưng trạm khác vẫn đang truyền dữ liệu (ví dụ như môi trường truyền thông bận). Điều này có nghĩa là PCF cũng trì hoãn tới DCF và do đó việc bắt đầu của siêu khung có thể bị trì hoãn. Khả năng duy nhất để tránh các biến đổi là không có bất kỳ giai đoạn tranh giành nào. Sau đó môi trường truyền được nhàn rỗi cho đến thời điểm t1 điểm điều phối phải đợi PIFS trước khi truy cập môi trường truyền. Đến khi PIFS nhỏ hơn DIFS, không có một trạm nào khác có thể bắt đầu sớm hơn. Điểm điều phối bây giờ gửi dữ liệu D1 theo hướng tới trạm không dây đầu tiên. trạm này có thể trả lời một lần sau SIFS (xem hình 3.23). Sau khi đợi thêm một SIFS, điểm phân phối có thể thăm dò (bỏ phiếu) trạm thứ hai để gửi D2. Trạm này có thể trả lời ngược lại tới điểm điều phối với dữ liệu U2. Thăm dò tiếp với nút thứ ba. Thời gian này nút không có gì trả lời và do đó điểm điều phối sẽ không nhận một gói sau SIFS. Sau khi cho PIFS, điểm điều phối có thể lại thăm dò các trạm. Cuối cùng, điểm điều phối có thể đưa ra một ghi chép cuối (CFend) rằng điểm diều phối có thể bắt đầu mấy lần. Sử dụng PCF tự động đặt NAV, ngăn chặn những trạm khác gửi. Trong ví dụ, giai đoạn tranh giành tự do theo kế hoạch ban đầu phải từ t0 đến t3. tuy nhiên, điểm điều phối kết thúc việc thăm dò sớm hơn do thay đổi kết thúc giai đoạn tranh giành tự do tại t2. Tại t4 chu trình bắt đầu lại với siêu khung tiếp theo. Những thuộc tính của truyền thông trong mạng không dây bây giờ được xác định bằng hoạt động thăm dò của điểm truy cập. Nếu duy nhất PCF được dùng và thăm dò được phân bổ công bằng, băng thông cũng được phân bổ công bằng giữa mọi nút được thăm dò. Điều này giống như không thay đổi, trung tâm hệ thống điều khiển phân chia thời gian đa truy cập (TDMA) với thời gian được truyền được chia đúp (TDD). Phương thức này xảy ra ở phía trên nếu các nút không có gì để gửi, nhưng điểm truy cập thăm dò chúng thường xuyên. Anastasi (1998) nói thêm ví dụ truyền tiếng nói sử dụng gói 48 byte như tải trọng. Trong trường hợp này, PCF mô tả trên 75 byte. 3.2.2.4. MAC frames Mỗi khung MAC sẽ bao gồm các thành phần cơ bản liệt kê dưới đây: Mào đầu khung MAC: gồm thông tin điều khiển khung, khoảng thời gian, địa chỉ và thông tin điều khiển trình tự. Thân khung với chiều dài thay đổi bao gồm thông tin được chỉ định cho từng loại khung. Trật tự kiểm tra trong khung (FCS) bao gồm mã vòng dư (IEEE-CRC) 32 bít. Các đơn vị dữ liệu giao thức MAC (MPDUs) hoặc các khung trong phân lớp MAC được mô tả bằng một dãy các trường sắp xếp theo một trật tự nhất định. Các trường/ trường con theo trình tự sắp xếp của chúng trong khung MAC và theo thứ tự mà chúng đi qua giao thức hội tụ lớp vật lý (PLCP) tính từ trái qua phải. Trong tất cả các hình vẽ, tất cả các bít trong trường. Tất cả các bít trong trường đều được đánh số từ 0 tới k, trong đó chiều dài của trường là k+1 bit. Các đường biên giới về octet trong mỗi trường có thể phân biệt được bằng cách lấy số thứ tự bít trong môi trường theo từng khối 8 bít. Các octet trong các trường có độ dài lớn hơn một octet được biểu diễn tăng dần theo mức độ quan trọng, từ bít có trọng số nhỏ nhất đến bit có trọng số lớn nhất. Các octet trong các trường có độ dài lớn hơn một octet đơn sẽ được gửi tới PLCP theo trình tự từ octet chứa các bít có trọng số nhỏ nhất tới các octet chứa các bít có trọng số lớn nhất. Bất kỳ trường nào chứa CRC đều phải tuân theo qui ước này và được truyền theo trật tự cao nhất. Các địa chỉ MAC được ấn định một dãy bit sắp xếp theo trật tự. Bít Individual/Group luôn luôn được truyền trước tiên và đó là bit 0 của octet đầu tiên. Các giá trị thập phân được mã hoá theo mã nhị phân tự nhiên trừ phi ở trạng thái khác. Các giá trị trong bảng dưới đây là các giá trị nhị phân, với việc gán bít được chỉ ra trong bảng. Các giá trị trong các bảng khác nhau được biểu thị dưới các ký hiệu thập phân. Các trường và các trường con dự phòng được thiết lập giá trị 0 trong lúc truyền và bị bỏ qua khi nhận. Khuôn dạng và khung MAC bao gồm tập hợp các trường ở một trật tự cố định trong tất cả các khung. Hình dưới đây mô tả một khuôn dạng MAC tổng quát. Trong đó các trường địa chỉ 2, địa chỉ 3, trường điều khiển trật tự khung, trường địa chỉ 4 và thân khung chỉ có trong một số loại khung nhất định. Mỗi một trường và khuôn dạng của mỗi loại khung đều được giới thiệu ở các phần tiếp theo. « Các trường: Trường điều khiển khung: Trường điều khiển khung bao gồm các trường con sau đây: Protocol Version (Phiên bản giao thức), Type (Loại trường), Subtype (Phân loại trường), to DS, From DS, More Fragment, Retry, Power Management, More Data, Wired Equipvalent Privacy (WEP) và trường Order. Protocol Version Type Sub Type To DS From DS More Frag Retry Pwr Mng More Data WEP Order 2 bit 2 bit 4 bit 1 bit 1 bit 1 bit 1 bit 1 bit 1 bit 1bit 1 bit Hình 3.25. Khuôn dạng trường điều khiển khung Trường phiên bản giao thức (Protocol Version): Trường Protocol Version có độ dài 2 bit có kích thước không thay đổi. Với tiêu chuẩn IEEE 802.11 giá trị trường bằng 0, các giá trị khác đang để dự phòng cho các phiên bản giao thức WLAN sau. Giá trị của trường sẽ tăng dần khi xuất hiện sự thay đổi cơ bản tồn tại giữa phiên bản đã được sửa đổi với phiên bản trước đó. Nếu một thiết bị nhận khung mà khung đó có giá trị phiên bản giao thức mức cao hơn khả năng thiết bị hỗ trợ thì thiết bị này sẽ loại bỏ ngay khung nhận được mà không cần thông báo tới trạm gửi hoặc LLC. Trường Type và Subtype: Trường Type có độ dài 2 bit và trường Subtype có độ dài 4 bit. Các trường Type và Subtype đều dùng để xác định chức năng của khung. Có 3 loại khung: khung điều khiển, khung dữ liệu và khung quản lý. Mỗi loại khung này đều có một số trường Subtype được định nghĩa trước. Bảng sau đây biểu diễn sự kết hợp giữa trường Type và Subtype : Giá trị trường Type Loại trường Type Giá trị trường Subtype Loại trường Subtype 00 Quản lý 0000 Yêu cầu liên kết 00 Quản lý 0001 Trả lời liên kết 00 Quản lý 0010 Yêu cầu tái liên kết 00 Quản lý 0011 Trả lời tái liên kết 00 Quản lý 0100 Yêu cầu Probe 00 Quản lý 0101 Trả lời Probe 00 Quản lý 0110-0111 Dự phòng 00 Quản lý 1000 Beacon 00 Quản lý 1001 Bản tin chỉ thị lưu lượng thông báo ATIM 00 Quản lý 1010 Ngừng liên kết 00 Quản lý 1011 Nhận thực 00 Quản lý 1100 Ngừng nhận thực 00 Quản lý 1101-1111 Dự phòng 01 Điều khiển 0000-1001 Dự phòng 01 Điều khiển 1010 Power Save (PS)-Poll 01 Điều khiển 1011 Yêu cầu gửi (RTS) 01 Điểu khiển 1100 Sẵn sàng gửi (CTS) 01 Điều khiển 1101 ACK 01 Điều khiển 1110 Contention-Free (CF) – End 01 Điều khiển 1111 CF-End + CF - ACK 10 Dữ liệu 0000 Dữ liệu 10 Dữ liệu 0001 Dữ liệu + CF – ACK 10 Dữ liệu 0010 Dữ liệu + CF – Poll 10 Dữ liệu 0011 Dữ liệu + CF – ACK +CF - Poll 10 Dữ liệu 0100 NULL (Không có dữ liệu) 10 Dữ liệu 0101 CF – ACK (Không có dữ liệu) 10 Dữ liệu 0110 CF – Poll (Không có dữ liệu) 10 Dữ liệu 0111 CF – ACK + CF – Poll (Không có dữ liệu) 10 Dữ liệu 1000-1111 Dự phòng 10 Dự phòng 0000-1111 Dự phòng Hình 3.26. Sự kết hợp giữa trường Type và Subtype Trường To DS: có chiều dài 1 bit và được thiết lập giá trị là 1 trong các khung dữ liệu gửi tới cho DS, bao gồm tất cả các loại khung dữ liệu được gửi bởi các trạm STA liên kết với các AP. Trường To DS được thiết lập giá trị là 0 trong tất cả các khung khác. Trường From DS: Trường From DS có chiều dài là 1 bit và được thiết lập giá trị là 1 trong tất cả các khung dữ liệu tồn tại trong DS. Và trường này sẽ có giá trị là 0 trong tất cả các trường hợp còn lại. Giá trị Ý nghĩa To DS = 0 From DS=0 Một khung dữ liệu truyền trực tiếp từ một STA tới một STA khác trong cùng một IBSS, cũng giống như tất cả các khung loại quản lý và điều khiển. To DS = 1 From DS= 0 Khung dữ liệu đang đi tới DS To DS = 0 From DS =1 Khung dữ liệu xuất phát từ DS To DS = 1 From DS =1 Khung hệ thống phân phối vô tuyến (WDS) đang được phân phối từ một AP tới một AP khác. Khung này chỉ áp dụng cho các DS loại vô tuyến. Hình 3.27. Kết hợp giữa To DS và From DS trong các khung dữ liệu Trường More Fragment (phân mảnh thêm): Trường More Fragment có chiều dài là 1 bit và được thiết lập giá trị là 1 trong tất cả các khung dữ liệu hoặc trong các khung quản lý có 1 khung phân đoạn gửi tiếp theo nằm trong một MSDU (tham số dữ liệu chỉ định) hoặc MMPDU (Đơn vị dữ liệu giao thức MAC). Trường Retry: Có độ dài 1 bit và được thiết lập giá trị 1 trong bất kỳ khung dữ liệu hoặc khung quản lý nào là khung phát lại. Trường Retry được thiết lập giá trị 0 trong tất cả các khung còn lại. Phía trạm nhận sẽ sử dụng địa chỉ này để trợ giúp quá trình loại bỏ các khung giống nhau. Trường Power Management (Quản lý nguồn): Có độ dài là 1 bít và được sử dụng để chỉ thị chế độ quản lý nguồn của STA. Giá trị của trường này không thay đổi trong các khung xuất phát từ 1 STA trong một trật tự trao đổi khung. Giá trị của trường Power Management là 1 chỉ ra rằng STA sẽ ở trong chế độ tiết kiệm nguồn, giá trị là 0 chỉ ra STA đang ở trong chế độ kích hoạt. Trường này luôn được thiết lập giá trị là 0 trong các khung do AP truyền đi. Trường More Data (Thêm dữ liệu): Có độ dài là 1 bit và được sử dụng để thông báo cho STA đang trong chế độ tiết kiệm nguồn rằng có 1 hoặc nhiều MSDU, MMPDU gửi tới STA đó đang nằm trong bộ đệm của AP. Trường More Data chỉ hợp lệ trong các khung dữ liệu được gửi trực tiếp hoặc các khung quản lý được gửi từ một AP tới một STA đang nằm trong chế độ tiết kiệm nguồn. Giá trị của trường này là 1 chỉ ra rằng có ít nhất một MSDU hoặc MMPDU đang nằm trong bộ đệm dành cho STA. Trường More Data có thể được thiết lập giá trị 1 trong các khung dữ liệu có hướng phát đi từ một Contention – Free (CF)-Pollable STA gửi tới bộ điều phối điểm (PC) đáp ứng lại CF – Poll để chỉ ra rằng STA có thêm ít nhất một MSDU đang nằm trong bộ đệm sẵn sàng để truyền đáp ứng lại CF – Poll tiếp theo. Trường more data được thiết lập giá trị 1 trong các khung do AP gửi đi, khi vẫn còn các MSDU hoặc các MMPDU kiểu quảng bá /đa điểm mà AP truyền tiếp trong khoảng thời gian Beacon. Trường More Data được thiết lập giá trị 0 trong các khung quảng bá/đa điểm do điểm truy nhập AP truyền đi khi không còn MSDU hoặc MMPDU kiểu quảng bá/đa điểm để AP truyền đi trong khoảng thời gian Beacon và trường More Data được thiết lập giá trị 0 trong tất cả các khung quảng bá/đa điểm không phải trạm AP truyền đi. Trường WEP: Có độ dài 1 bit. Nó được thiết lập giá trị 1 nếu trường Frame Body chứa thông tin được xử lý bởi thuật toán WEP. Trường WEP chỉ được thiết lập giá trị1 trong các khung dữ liệu và các khung loại quản lý có phân loại Subtype là nhận thực. Trường WEP được thiết lập giá trị 0 cho tất cả các khung còn lại. Nếu bit WEP có giá trị là 1, khi đó trường Frame Body được giải nén theo thuật toán WEP. Trường Order: Có độ dài 1 bit và được thiết lập giá trị 1 trong bất kỳ khung dữ liệu nào chứa MSDU, hoặc thành phần của MSDU, được truyền ở lớp dịch vụ StrictlyOrderd. @ Trường thứ tự khoảng thời gian trống (Duration/ID): Trường này có độ dài 16 bit. Nội dung của trường này như sau: Trong các khung điều khiển có các khung Subtype loại Power Save (PS)-Poll, trường thời gian/ID mang chỉ số nhận dạng liên lạc (AID) của trạm gửi khung trong 14 bít trọng số thấp nhất (lsb) và 2 bit trọng số cao nhất (msb) đều được thiết lập giá trị 1. Giá trị của AID nằm trong khoảng 1-2007. Trong tất cả các khung khác, Trường thời gian/ ID chứa giá trị thời gian được chỉ định cho mỗi loại khung. Đối với các khung được truyền trong khoảng thời gian connection-free (CFP), trường thời gian ID được thiết lập giá trị là 32768. Bất kỳ khi nào nội dung của trường thời gian/ ID cũng có giá trị nhỏ hơn 32768, giá trị của trường được sử dụng để cập nhật véctơ phân phối mạng (NAV). Mã hoá trường thời gian được thể hiện trong hình sau: Bit 15 Bit 14 Bit 13 – 0 Cách sử dụng 0 0 - 32767 Khoảng thời gian 1 0 0 Giá trị cố định trong phạm vi các khung được truyền trong khoảng CFP 1 0 1 – 16383 Dự phòng 1 1 0 Dự phòng 1 1 1 – 2007 AID trong các khung PS - Poll 1 1 2008 - 16383 Dự phòng Hình 3.28. Mã hoá trường thời gian @ Trường Address: Có 4 dạng trường Address trong khuôn dạng khung MAC. Các trường đó được sử dụng để chỉ thị BSSID, địa chỉ nguồn, địa chỉ đích, địa chỉ trạm gửi và địa chỉ trạm nhận. Việc sử dụng 4 trường Address trong mỗi loại khung được biểu diễn bằng chữ viết tắt BSSID, DA, SA, RA và TA, tương ứng với địa chỉ nhận dạng BSS, địa chỉ đích, địa chỉ nguồn, địa chỉ trạm nhận và địa chỉ trạm truyền. Có thể có khung không chứa một số trường Address. Việc sử dụng trường Address được quy định bởi vị trí tương đối của các trường Address (1 - 4) trong mào đầu MAC, không phụ thuộc và loại địa chỉ trong trường đó. Ví dụ địa chỉ trạm nhận luôn nằm trong địa chỉ trường Address 1 trong các khung nhận được và địa chỉ trạm nhận của khung CTS và các khung ACK luôn luôn được lấy từ trường Address 2 trong khung RTS và trong các khung được ACK xác nhận tương ứng. Mỗi trường Address chứa một địa chỉ dài là 48 bit. Phân loại địa chỉ Địa chỉ con MAC là một trong hai loại sau đây: Địa chỉ cá nhân: là địa chỉ liên kết với từng nhóm địa chỉ trên mạng. Địa chỉ nhóm: Là địa chỉ đa đích, liên kết với 1 nhóm hoặc nhiều trạm trên mạng. Có hai loại địa chỉ nhóm như sau: Địa chỉ nhóm Multicast: Là địa chỉ một nhóm các trạm liên quan về mặt logic được kết hợp với nhau bởi quy ước mức cao hơn Địa chỉ Broardcast: Là một địa chỉ đa điểm riêng biệt được định nghĩa trước mà luôn để chỉ tập hợp các trạm trong mạng LAN đang xét . Khi trường địa chỉ đích có tất cả các bit mang giá trị 1, nó sẽ được hiểu là địa chỉ Broadcast. Nhóm địa chỉ này được định nghĩa trước trong từng môi trường để tất cả các trạm hoạt động được kết nối tới môi trường đó. Tất cả các trạm đó có thể nhận dạng được địa chỉ Broadcast. Không nhất thiết một trạm phải có khả năng phát địa chỉ Broadcast. Không gian địa chỉ cũng được phân tách thành không gian địa chỉ quản lý cục bộ và không gian địa chỉ quản lý toàn cầu. Trường BSSID: Có độ dài 48 bit và có khuôn dạng giống như địa chỉ LAN MAC. Trường này được ấn định duy nhất cho từng BSS. Giá trị của trường này trong một BSS là địa chỉ MAC của trạm STA thực hiện chức năng điểm truy nhập AP của BSS đó. Giá trị của trường này trong IBSS nằm trong không gian địa chỉ MAC quản lý cục bộ và được tạo thành từ 46 bit đánh số ngẫu nhiên. Giá trị bit Individual/Group của trường địa chỉ được thiết lập là 1. Cơ chế này được sử dụng để cung cấp khả năng có thể xảy ra cao trong việc lựa chọn một BSSID duy nhất. Nếu trường này có tất cả các bit nhận giá trị 1 thì nó được xem là trường BSSID Broadcast. Trường BSSID Broadcast chỉ có thể được sử dụng trong trường BSSID đối với các khung quản lý có trường Subtype là yêu cầu kiểm tra. Trường địa chỉ đích (DA): Trường địa chỉ đích DA chứa địa chỉ MAC cá nhân hoặc địa chỉ nhóm để nhận dạng thực thể hoặc các thực thể là trạm nhận cuối cùng của MSDU (hoặc thành phần của MSDU) chứa trong trường Frame Body. Trường địa chỉ nguồn (SA): Trường địa chỉ SA chứa địa chỉ IEEE MAC để nhận dạng thực thể MAC phát MSDU (hoặc thành phần của MSDU) chứa trong trường Frame Body. Bit Individual/Group luôn luôn nhận giá trị 0 trong trong địa chỉ nguồn. Trường địa chỉ trạm nhận (RA): Trường RA chứa địa chỉ IEEE MAC cá nhân hoặc địa chỉ nhóm để nhận dạng các trạm STA trung gian, trong môi trường vô tuyến WM, nhận thông tin chứa trong trường Frame Body. Trường địa chỉ trạm phát (TA): Trường TA chứa địa chỉ IEEE MAC cá nhân để nhận dạng trạm STA phát MPDU chứa trong trường Frame Body. Bit Individual/Group luôn nhận giá trị 0 trong trường TA. @ Trường Sequence Control: Trường điều khiển trình tự (Sequence Control) có độ dài 16 bit và bao gồm 2 trường con là Fragment Number (Số phân đoạn) và Sequence Number (Số trình tự). Số phân đoạn Số trình tự 4 bit 12 bit Hình 3.29. Trường điều khiển trình tự Trường Sequence Number - Số trình tự: Trường số trình tự là trường có chiều dài 12 bit dùng để hiển thị số trình tự của MSDU hoặc MMPDU. Mỗi MSDU hoặc MMPDU do STA truyền đi đều được ấn định một số trình tự. Các trình tự được ấn định từ một bộ đếm mod đơn 4096, bắt đầu từ giá trị 0 và cộng tăng dần thêm 1 cho mỗi MSDU và MMPDU. Mỗi số phân đoạn của MSDU và MMPDU đều chứa số trình tự được ấn định. Số trình tự sẽ không thay đổi giá trị trong tất cả các trường hợp truyền lại MSDU, MMPDU hoặc các thành phần của chúng. Trường Fragment Number - Số phân đoạn: Trường Fragment Number có chiều dài 4 bit dùng để hiển thị số phân đoạn của mỗi phân đoạn của MSDU hoặc MMPDU. Số phân đoạn được thiết lậpgiá trị là 0 trong trường hợp nó là phân đoạn đầu tiên của MSDU, MMPDU và số phân đoạn được cộng thêm 1 đơn vị đối với mỗi phân đoạn kế tiếp của MSDU hoặc MMPDU. Số phân đoạn giữ nguyên giá trị trong trường hợp truyền lại các phân đoạn. @Trường Frame Body (Điều khiển khung): Là trường có chiều dài biến đổi chứa thông tin chỉ định cho từng loại khung (Type) và phân loại khung (Subtype) riêng biệt. Chiều dài tối thiểu của trường Frame Body là 0 octet. Chiều dài lớn nhất của trường Frame Body được xác định bằng chiều dài lớn nhất của (MSDU + ICV + IV), trong đó các ICV và IV là các trường của WEP. @Trường FCS: Là trường có độ dài 32 bit chứa 32 bit CRC. Trường FCS được tính toán dựa trên tất cả các trường của mào đầu MAC và trường Frame Body. Vì vậy trường này được coi như là trường tính toán (Calculation Field). Trường FCS được tính toán sử dụng đa thức sinh chuẩn bậc 32 dưới đây: G(x) = x32 + x26 + x23 + x22 + x16 + x12 + x11 + x10 + x8 + x7 + x5 + x4 + x2 + x + 1 Trường FCS là thành phần bù 1 của tổng (Modul 2) dưới đây: Số dư của xk * (x31 + x30 + x29 + ....+ x2x +1) cho đa thức sinh G(x) trong đó k là số bit trong trường tính toán Số dư sau khi nhân nội dung (được xem như đa thức) của trường Calculation với x32 sau đó chia cho đa thức sinh G(x). Trường FCS được truyền từ hệ số tới trường cao nhất. Khi thực hiện tại phía đầu phát số dư ban đầu của phép chia được đặt trước tất cả bằng 1 và sau đó thay đổi bằng cách chia các trường tính toán cho đa thức sinh G(x), kết quả thu được trong trường hợp không có lỗi truyền dẫn, cho một giá tri số dư khác 0 duy nhất. Giá trị số dư duy nhất đó là đa thức: x31 + x30+ x26 + x25 + x24 + x18 + x15 +x14 +x12 + x11 + x10 + x8 + x6 + x5 + x4+ x3 +x +1 3.2.2.5. Khuôn dạng của các loại khung Khung điều khiển: Dùng thuật ngữ khung ngay đằng trước để chỉ một khung đã được nhận hoàn tất trong khoảng thời gian SIFS phía trước. Các trường con trong trường Frame Control của các khung điều khiển được biểu diễn trong hình dưới đây: Protocol Version Type Sub type To DS From DS More Frag Retry Pwr Mng More Data WEP Order 2 bit 2 bit 4 bit 1 bit 1 bit 1 bit 1 bit 1 bit 1 bit 1 bit 1 bit Giá trị 0 0 0 0 0 0 0 Hình 3.30 : Các giá trị trường con của trường Frame Control trong các khung điều khiển Khuôn dạng khung Request To Send (RTS): Khuôn dạng khung RTS được minh Khuôn dạng khung Request To Send (RTS): được minh hoạ trong hình dưới đây: Hình 3.31: Khuôn dạng khung RTS Trong đó trường RA của khung RTS là địa chỉ của STA trung gian nhận khung. TA là địa chỉ của STA truyền khung RTS. Giá trị thời gian là thời gian tính bằng micro giây, đòi hỏi để truyền khung dữ liệu hoặc khung quản lý, cộng thêm khung CTS, cộng thêm khung ACK, cộng thêm 3 khoảng thời gian SIFS. Nếu khoảng thời gian tính toán chứa phần nhở của micrô giây, khi đó giá trị được làm tròn thành số nguyên có giá trị cao hơn kế tiếp. Khuôn dạng khung Clear To Send (CTS): Được minh hoạ trong hình dưới đây: Frame Control Thời gian RA FCS 2 octet 2 octet 6 octet 4 octet Mào đầu MAC Hình 3.32 : Khung CTS Giá trị RA trong khung ACK được sao chép từ trường TA của khung RTS ngay trước đó mà trong khung CTS đáp ứng. Giá trị trường Thời gian là giá trị thu được từ trường Thời gian thuộc khung RTS trực tiếp trước đó, trừ đi thời gian tính bằng micrô giây yêu cầu để truyền khung CTS và khoảng SIFS của nó. Nếu thời gian tính toán chứa phần nhỏ của micrô giây, khi đó giá trị sẽ được làm tròn thành số nguyên có giá trị cao hơn kế tiếp. Khuôn dạng khung ACK: Khuôn dạng ACK được minh hoạ trong hình 3.33: Giá trị RA của khung ACK được sao chép từ trường Address 2 của khung dữ liệu, khung quản lý trực tiếp trước đó, khung điều khiển PS – Poll. Nếu bit More Fragment được thiết lập giá trị 0 trong trường Frame Control của khung dữ liệu hoặc khung quản lý gửi trực tiếp trước đó, khi đó trường thời gian được thiết lập giá trị 0. Nếu bit More Fragment được thiết lập giá trị là 1 trong trường Frame Control của khung dữ liệu hoặc khung quản lý gửi trực tiếp trước đó, khi đó giá trị thời gian là giá trị thu được từ trường thời gian thuộc khung dữ liệu hoặc khung quản lý gửi trực tiếp trước đó trừ đi thời gian tính bằng micrô giây đòi hỏi để truyền khung ACK và khoảng SIFS của nó. Nếu thời gian tính toán bao gồm cả phần nhỏ của micrô giây, khi đó giá trị sẽ được làm tròn thành số nguyên có giá trị cao hơn kế tiếp. Khuôn dạng khung Power – Save Poll (PS - Poll): Frame Control AID BSSID TA FCS 2 octet 2 octet 6 octet 6 octet 4 octet Mào đầu MAC Hình 3.34: Khung PS - Poll Khuôn dạng khung BSSID là địa chỉ của trạm STA nằm trong AP. TA là địa chỉ của trạm STA đang truyền khung. AID là giá trị do AP gán cho STA đang truyền trong khung đáp ứng liên lạc dùng để thiết lập liên lạc hiện thời của trạm STA. Giá trị của AID luôn luôn có hai bit trọng số cao nhất được thiết lập giá trị là 1. Tất cả các STA trong lúc nhận khung PS – Poll sẽ cập nhật các cấu hình NAV phù hợp sử dụng giá trị thời gian bằng với thời gian tính theo micrô giây, đòi hỏi để truyền 1 khung ACK cộng với một khoảng SIFS. Khuôn dạng khung CF – End: CF – End được minh hoạ trong hình: Khuôn dạng khung CF – End Frame Control Thời gian RA BSSID FCS 2 octet 2 octet 6 octet 6 octet 4 octet Mào đầu MAC Hình 3.35 : Khung CF - End BSSID là địa chỉ của STA thực hiện chức năng điểm truy nhập AP và RA là địa chỉ nhóm quảng bá. Trường thời gian được thiết lập giá trị là 0. Khuôn dạng khung CF – End + CF – Ack: Khuôn dạng khung CF – END + CF – Ack được minh hoạ trong hình 3.36: Frame Control Thời gian RA BSSID FCS 2 octet 2 octet 6 octet 6 octet 4 octet Mào đầu MAC Hình 3.36: Khung CF – End + CF - Ack BSSID là địa chỉ của STA nằm trong AP, RA là địa chỉ nhóm quảng bá. Trường thời gian được thiết lập giá trị là 0. Khung dữ liệu: Cấu trúc cơ bản của IEEE 802.11 MAC data frame.Bao gồm các trường sau: Frame control: Điều khiển khung, 2 byte đầu tiên phục vụ những mục đích riêng và do đó bao gồm những trường con riêng. Những trường này cho biết phiên bản giao thức, kiểu của khung (quản lý, điều khiển hay dữ liệu) thông tin riêng của khung được phân mảnh và 2 bit DS (bit hệ thống phân tán) cho biết nghĩa của địa chỉ thứ 4 trong khung. Duration ID: Thứ tự khoảng thời gian trống, dùng cho cơ chế dành trước ảo sử dụng RTS/CTS và trong quá trình phân mảnh, trường thời gian trống bao gồm giá trị mô tả giai đoạn thời gian môi trường truyền đang được sử dụng. Address 1 .. 4: Địa chỉ 1 tới 4, 4 trường địa chỉ bao gồm địa chỉ MAC của chuẩn IEEE 802 (mỗi trường 48 bit), chúng cho biết sự khác nhau giữa các phiên bản mạng LAN 802.x. Nghĩa của mỗi địa chỉ phụ thuộc và bit DS trong trường điều khiển khung và được giải thích chi tiết hơn trong một đoạn riêng khác. Sequence control: Điều khiển tuần tự, nhờ cơ chế xác nhận nó có thể chỉ ra hiện tượng khung đó bị trùng lặp. Vì vậy số tuần tự được sử dụng để lọc việc trùng lặp. Data: Dữ liệu, khung MAC có thể chứa dữ liệu bất kỳ (tối đa 2312 byte). FCS: Trường FCS là trường có độ dài 32 bit chứa 32 bít CRC, Checksum (CRC), được dùng để bảo vệ khung như là thủ tục chung trong moi mạng theo chuẩn 802.x. Nội dung các trường địa chỉ của khung dữ liệu phụ thuộc vào các giá trị của trương To DS và From DS như minh hoạ trong bảng dưới đây. Những chỗ nào nội dung của một trường được biểu diễn là không áp dụng (N/A) thì trường này bị loại bỏ. Lưu ý rằng trường địa chỉ 1 luôn luôn nắm giữ địa chỉ trạm nhận và trong trường hợp đó trường địa chỉ 2 luôn luôn nắm giữ địa chỉ của trạm truyền khung. Mọi trạm, điểm truy cập hoặc nút không dây, được lọc từ địa chỉ 1. Địa chỉ này định danh bên nhận vật lý của khung. Dựa vào địa chỉ này mà trạm có thể quyết định khung có liên quan hay không. Địa chỉ 2 mô tả máy phát vật lý của khung. Thông tin này quan trọng vì chi tiết bên gửi này cũng được tiếp thu khi xác nhận lớp MAC. Địa chỉ 3 và 4 phần lớn cần thiết cho phần logic của frame(logic phía gửi BSS định danh và logic phía nhận). Khung MAC có thể truyền giữa các trạm di động, giữa các trạm di động với các điểm truy cập, và giữa các điểm truy cập quá DS (xem hình 3.1). Hai bit bên trong trường điều khiển “ DS tới’ và “DS từ” chỉ ra những trường hợp khác nhau và do đó điều khiển ý nghĩa sử dụng của bốn trường địa chỉ. Hình 4.36 đưa ra 4 khả năng các giá trị bit DS và kết hợp giải thích 4 trường địa chỉ. To DS From DS Address 1 Address 2 Address 3 Address 4 0 0 1 1 0 1 0 1 DA DA BSSID RA SA BSSID SA TAS BSSID SA DA SA N/A N/A N/A SA Hình 3.38. Mô tả chi tiết địa chỉ MAC trong 802.11 của khung dữ liệu MAC 00: Mạng đặc biệt: Nếu cả hai bit DS đều là 0, frame MAC tạo thành một gói trao đổi giữa hai nút không dây không xác nhận hệ thống phân tán (Khung dữ liệu truyền từ một STA tới một STA khác trong cùng một IBSS, cũng giống như tất cả các khung loại quản lý và khung điều khiển). DA cho biết địa chỉ đích, SA địa chỉ nguồn của frame, là các định danh để tách biệt địa chỉ gửi và nhận vật lý. Địa chỉ thứ ba định danh dịch vụ cơ bản (BSSID) (xem hình 3.2), địa chỉ thứ tư không dùng. 01: cơ sở hạ tầng mạng, từ AP: Nếu chỉ có bít DS từ được đặt, khung vật ký bắt đầu từ một điểm truy cập. DA là bên nhận logic và vật lý, địa chỉ thứ hai định danh BSS, địa chỉ thứ ba chỉ rõ bên gửi logic, địa chỉ nguồn của khung MAC. Trường hợp này là ví dụ về gói gửi tới bên nhận qua điểm truy cập (khung dữ liệu xuất phát từ DS). 10: cơ sở hạ tầng mạng, tới AP: Nếu trạm gửi một gói tới một trạm khác qua điểm truy cập, chỉ bit tới DS được thiết lập. Bây giời địa chỉ đầu tiên mô tả bên nhận vật lý của khung, điểm truy cập, qua BSS định danh. Địa chỉ thứ hai là bên gửi logic và vật lý của khung, trong khi địa chỉ thứ ba chỉ rõ bên nhận logic (khung dữ liệu đang đi tới DS). 11: cơ sở hạ tầng mạng, trong DS: Cuối cùng, để gói truyền được giữa hai điểm truy cập qua hệ thống phân tán, cả hai bit đều được đặt. Địa chỉ bên nhận đầu tiên (RA), mô tả địa chỉ MAC của điểm truy cập nhận. Tương tự như vậy, địa chỉ thứ hai địa chỉ truyền (TA), chỉ ra điểm truy cập đang gửi trong hệ thống phân tán. Lúc này hơn hai địa chỉ cần được nhận biết đích đầu tiên DA của khung và nguồn đầu tiên của khung SA. Không thêm những địa chỉ này, một vài cơ chế gói gọn cần thiết để truyền khung MAC qua hệ thống phân tán trong suốt (Khung hệ thống phân phối vô tuyến (WDS) đang được phân phối từ một AP tới một AP khác. Khung này chỉ áp dụng cho các DS loại vô tuyến). Khung quản lý: Khuôn dạng khung quản lý độc ập với trường Subtype và được minh hoạ trong hình sau: Trường điều khiển khung Thời gian DA SA BSSID Điều khiển trật tự Thân khung FCS 2 octet 2 octet 6 octet 6 octet 6 octet 2 octet 0-2312 4 Mào đầu MAC Hình 3.39: Khuôn dạng khung quản lý STA sử dụng các nội dung của trương Address 1 để thực hiện việc chuyển địa chỉ thành các quyết định thu nhận. Trong trường hợp Address 1 chứa địa chỉ nhóm và loại khung không phải là Beacon, BSSID cũng được công nhận hợp lệ để đảm bảo rằng Broardcast hay đa điểm xuất phát từ cùng một BSS. Nếu loại khung là Beacon, qui luật chuyển đổi địa chỉ khác được áp dụng. Các trường Address đối với các khung quản lý sẽ không bị thay đổi theo giá trị trường Subtype. BSSID thuộc khung quản lý được xác định như sau: - Nếu trạm là một AP hoặc đã liên lạc với AP, BSSID là địa chỉ hiện tại của STA nằm trong AP. - Nếu trạm là một thành viên của IBSS, khi đó BSSID là BSSID thuộc IBSS. - Trong các khung quản lý có trường Subtype là Probe Request, khi đó BSSID hoặc là BSSID cá nhân, hoặc là BSSID quảng bá. DA là địa chỉ đích đến của khung, SA là địa chỉ trạm phát khung. Trong tất cả các loại khung quản lý được gửi trong khoảng thời gian CFP, trường Thời gian được thiết lập giá trị là 32768. Trong tất cả các loại khung quản lý được gửi trong giai đoạn CP, trường Thời gian được thiết lập giá trị theo các qui luật sau đây: - Nếu trường DA chứa địa chỉ nhóm, Khi đó trường thời gian được thiết lập giá trị là 0. - Nếu bit More Fragment được thiết lậpgiá trị là 0 trong trường Frame Control của khung và trường DA chứa địa chỉ riêng, khi đó trường Thời gian có giá trị theo thời gian tính bằng micro giây, đòi hỏi để truyền một khung ACK, cộng thêm một khoảng SIFS. - Nếu bit More Fragment được thiêts lập giá trị là 1 trong trường Frame Control của khung và trường DA chứa địa chỉ riêng, khi đó trường thời gian có giá trị theo thời gian, tính bằng micro giây cần thiết để truyền phân đoạn tiếp theo của khung quản lý này cộng thêm hai khung ACK và cộng thêm 3 khoảng SIFS. Việc tính toán giá trị Thời gian đối với khung quản lý dựa vào các quy tắc để xác định tốc độ mà tại đó các khung điều khiển trong trình tự trao đổi khung được truyền đi . Nếu khoảng tính toán bao gồm cả phần thập phân của micro giây. Khi đó giá trị được làm tròn tới số nguyên có giá trị cao hơn. Tất cả các trạm xử lý các giá trị của trường Thời gian nhỏ hơn hoặc bằng 32767 lấy từ các khung quản lý hợp lệ để cập nhật NAV. Trường Frame Body bao gồm các trường cố định và các thành phần thông tin được xác định cho mỗi loại khung quản lý. Tất cả các trường cố định và các thành phần thông tin có tính bắt buộc và chúng chỉ xuất hiện theo trật tự được quy định trước. Trong trường hợp trạm nhận được thành phần thông tin mà nó không hiểu nó sẽ loại bỏ phần thông tin đó. 3.2.3. Quản lý MAC Thi hành việc quản lý MAC là việc trọng tâm trong trạm theo IEEE 802.11 như là thêm hoặc giảm việc điều khiển tất cả chức năng liên quan đến hệ thống tích hợp, ví dụ tích hợp giữa trạm không dây vào trong BSS, khuôn dạng của ESS đồng bộ của các trạm .v.v. những chức năng theo từng nhóm phải được định danh và sẽ được thảo luận chi tiết trong phân tiếp theo đây: Đồng bộ: Chức năng này để hỗ trợ tìm kiếm mạng LAN không dây, đồng bộ xung nhịp đồng hồ bên trong, thế hệ của các tín hiệu mốc. Quản lý năng lượng (nguồn nuôi): chức năng này điều khiển hoạt động truyền thông bảo toàn được sức mạnh (khả năng) ví dụ chu kỳ ngủ, bộ đệm, không có khung lỗi. Roaming: chức năng này để kết nối vào mạng, thay đổi điểm truy cập, quét các điểm truy cập. Quản lý thông tin cơ sở (MIB): tất cả tham số mô tả trạng thái hiện tại của trạm không dây và điểm truy cập được dự trữ trong một MIB bên trong và truy cập bên ngoài. Một MIB có thể được truy cập qua các giao thức chuẩn như giao thức quản lý mạng đơn giản (SNMP). Dưới đây là những trình bày cụ thể về đồng bộ và Roaming. 3.2.3.1. Đồng bộ Mỗi nút của mạng 802.11 giữ đồng hồ bên trong. Để đồng bộ các đồng hồ của các nút, IEEE 802.11 chỉ rõ chức năng đồng bộ thời gian (TSF). Đồng bộ đồng hồ cần cho quản lý sức mạnh, nhưng cũng cần cho việc sắp đặt của PCF và đồng bộ của việc di chuyển tuần tự trong hệ thống FHSS. Sử dụng PCF, một thời gian cục bộ của nút có thể báo trước việc bắt đầu của một siêu khung, ví dụ giai đoạn tranh giành tự do và giai đoạn tranh giành. Tầng FHSS vật lý cần di chuyển tuần tự trong mọi nút có khả năng kết nối trong BSS. Trong BSS, thời gian được truyền bởi (hầu như là) chu kỳ truyền của khung dẫn đường (khung tín hiệu). Một beacon (thành phần dẫn đường) bao gồm một nhãn thời gian và các thông tin quản lý khác sử dụng trong quản lý sức mạnh và roaming (ví dụ như định danh BSS). Nhãn thời gian được dùng để điều chỉnh đồng hồ cục bộ của nút. Nút không yêu cầu nghe mọi beacon để đồng bộ tại chỗ, tuy nhiên từ thời gian này đến thời gian đồng hồ bên trong có thể được điều chỉnh. Việc truyền khung dẫn đường không theo chu kỳ nó cũng khác nếu môi trường truyền thông bận. Bên trong cơ sở hạ tầng của mạng, điểm truy cập thực hiện đồng bộ bằng cách (hầu như) truyền tín hiệu dẫn đường chu kỳ, ở tại mọi nút không dây khác điều chỉnh lại thời gian cục bộ của chúng theo nhãn thời gian. Trường hợp này được mô tả trong hình 3.40. Điểm truy cập không liên tục có khả năng gửi beacon B chu kỳ nếu môi trường truyền thông bận. Tuy nhiên, điểm truy cập luôn cố gắng sắp xếp việc truyền theo các khoảng thời gian dẫn đường trông đợi (mục tiêu thời gian truyền dẫn đường). Ví dụ khoảng thời gian dẫn đường không thay đổi nếu một beacon đang bị trễ. Nhãn thời gian của beacon luôn phản ánh thời gian truyền thực, không phải thời gian dự định. B B B B t Busy Busy Busy Busy B Giá trị của nhãn thời gian Beacon interval Môitrường truyền thông Khung beacon Hình 3.40. Truyền beacon trong hạ tầng mạng 802.11 bận Điểmtruy cập Trong những mạng đặc biệt, vị trí làm tăng thêm các phức tạp không đáng kể như là chúng làm cho không có các điểm truy cập trong khi truyền beacon. Trong trường hợp này, mỗi nút duy trì thời gian đồng bộ của chúng và bắt đầu truyền các khung dẫn đường sau khoảng thời gian dẫn đường. Hình 3.41 mô tả ví dụ nơi nhiều trạm cố gắng gửi các beacon của chúng. Tuy nhiên thuật toán backoff ngẫu nhiên chuẩn cũng chấp nhận các khung dẫn đường và do đó điển hình chỉ một beacon được dùng. Bây giờ các trạm khác điều chỉnh đồng hồ bên trong của chúng theo beacon nhận được và giữ các beacon của nó trong chu trình này. Khi sự xung đột xảy ra, beacon bị mất. Trong trường hợp này, khoảng thời gian dẫn đường có thể thay đổi không đáng kể trong thời gian vì mọi đồng hồ có thể biến đổi do đó cũng bắt đầu khoảng thời gian dẫn đường từ nút điểm của tầm nhìn (quan sát). Tuy nhiên sau khi được đồng bộ mọi nút lại có cùng tầm nhìn nhất định. B1 t Busy Busy Busy Busy B Giá trị của nhãn thời gian Trạm 1 Khung beacon Hình 3.41 Truyền beacon trong mạng 802.11 đặc biệt khi bận Beacon interval 1 2 B2 Độ trễ ngẫu nhiên Trạm 2 Môi trường 3.2.3.2. Roaming Mạng không dây điển hình trong các tòa nhà yêu cầu nhiều hơn một điểm truy cập để bao trùm mọi phòng. Phụ thuộc vào tính vững chắc và nguyên liệu của tường, một điểm truy cập có thể truyền khoảng 10-20 m nếu là truyền thông chất lượng cao. Nếu người dùng đi lại xung quanh trạm không dây, trạm phải dời khỏi một điểm truy cập tới một đơn vị dịch vụ cung cấp khác. Di chuyển giữa các điểm truy cập được gọi là Roaming. Các bước trong roaming giữa các điểm truy cập như sau: Một trạm quyết định rằng chất lượng liên kết hiện thời để điểm truy cập AP1 là quá nghèo. Trạm sau đó bắt đầu quét các điểm truy cập khác. Quá trình quét bao gồm cả hoạt động tìm kiếm BSS khác và có thể cũng sử dụng để cài đặt một BSS mới trong trường hợp mạng đặc biệt. IEEE 802.11 chỉ rõ quét trên đơn hay đa kênh (nếu tầng vật lý có khả năng) sự khác nhau giữa quét thụ động và quét chủ động. Quét thụ động đơn giản là nghe môi trường truyền để tìm một mạng khác, ví dụ đạng nhận beacon của mạng khác đưa (phát) ra bằng chức năng đồng bộ trong điểm truy cập. Quét chủ động bao gồm gửi thăm dò trên mỗi kênh truyền và chờ phản hồi. Beacon và phản hồi thăm dò bao gồm thông tin cần thiết để kết nối một BSS mới. Trạm sau đó sẽ lựa chọn điểm truy cập tốt nhất cho roaming cơ sở, ví dụ tín hiệu khỏe và gửi yêu cầu kết nối điểm truy cập AP2 lựa chọn. Điểm truy cập mới AP2 trả lời với một đáp ứng kết nối. Nếu đáp ứng thành công trạm sẽ rời sang điểm truy cập mới Ap2. Mặt khác, trạm vẫn tiếp tục quét các điểm truy cập mới. Điểm truy cập chấp nhận yêu cầu kết nối với trạm mới trong BSS để hệ thống phân tán (DS). Hệ thống DS sau đó cập nhật dữ liệu bao gồm địa phương hiện tại của trạm không dây. Dữ liệu này là cần thiết cho việc chuyển tiếp các khung giữa các BSS khác nhau. KẾT LUẬN Mạng Wireless Lan hiện nay đang có một vị trí rất quan trọng và bước đầu mang lại sức hấp dẫn trong đời sống hiện đại. Phương thức kết nối mới này thực sự đã mở ra cho người sử dụng 1 sự lựa chọn tối ưu, bổ sung cho các phương thức kết nối truyền thống dùng dây. Chính vì vậy mà Wireless Lan trở thành đề tài “nóng” trên các diễn đàn. Việc bạn muốn tìm hiểu về nó trở nên rất dễ dàng. Một số trường đại học cũng trang bị hệ thống mạng không dây để mang lại sự mới mẻ trong việc đào tạo. Trường Đại Học DLHP, nơi mà em đang theo học, cũng là một trong những số đó. Thiết nghĩ như vậy nên em đã lựa chọn đề tài Wireless Lan làm đề tài báo cáo của mình với hy vọng rằng mình sẽ hoàn thành được những mục tiêu mà đồ án đặt ra. Với sự lỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ từ nhiều phía như nhà trường, thầy giáo hướng dẫn, em đã hoàn thành song đồ án của mình. Em đã trình bày được những hiểu biết của mình về mạng WLAN và thiết lập một mạng WLAN dựa trên những cơ sở vật chất kỹ thuật hiện đại của nhà trường tại phòng A101 với diện tích gần 40m2, cho 9 máy. Đồng thời em đã trình bày về kiến trúc hệ thống, kiến trúc giao thức của mạng WLAN. Em hy vọng rằng với tính chất cô đọng và dễ hiểu thì đồ án này sẽ đem lại được cái nhìn tổng quan và hoàn thiện nhất về mạng WLAN cho bất kỳ ai đọc nó. Hướng phát triển tiếp theo của đề tài chính là thiết lập một hệ thống mạng WLAN ở quy mô lớn hơn như: WMAN, WGAN, hay xa hơn nữa là WIMAX chẳng hạn. CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO: TS. Lê Ngọc Giao, KS. Phan Hà Trung - Hiệu đính TS Nguyễn Quý Sỹ, Công nghệ WLAN ứng dụng trong Internet không dây, Nhà Xuất Bản Bưu Điện, Hà nội tháng 11/2004. Ron Schmitt, Handbook for Wireless and RF EMC and High Speed Electronics 2002. Rob Flickenger,Building Wireless Community Networks 2nd Edition. Davis Tse, Fundamentals Of Wireless Communication. Joseph Davies , Develoying Secure 802.11 Wireless Network with Microsoft Windows. Gilbert Help & Wiley, securing wireless lan. Đỗ Trọng Tuấn, Một phương pháp đảm bảo cho dịch vụ truyền thông đa hướng thời gian thực qua mạng IP, Luận án Tiến sĩ Trường Đại Học Bách Khoa Hà Nội. Mạng máy tính, Trung tâm truyền số liệu và phương tiện truyền dẫn. Tìm kiếm trên trang chủ