greenleaf
08-07-2010, 10:53
I. Lớp liên kết dữ liệu (DATALINK LAYER):
I.1. Phân lớp MAC (Medium Access Control):
Làm chức năng giao diện giữa lớp vật lý và thiết bị ở lớp trên. Hai chức năng chính của lớp MAC là kiểm tra vòng dư thừa CRC và phân mảnh gói (Packet Fragmentation). Mỗi gói tin sẽ được tính toán và được gán và một giá trị CRC để đảm bảo rằng gói tin sẽ không bị sai khi trong quá trình truyền dẫn. Việc phân mảnh gói sẽ cắt các gói tin lớn thành các gói nhỏ hơn để truyền trong không gian. Việc này sẽ mang lại hai lợi ích: thứ nhất là giảm yêu cầu phát lại vì gói càng lớn thì khả năng gói bị sai càng lớn, lợi ích thứ hai là trong trường hợp gói bị sai thì các nút chỉ cần truyền lại một gói nhỏ, do đó việc truyền lại sẽ nhanh hơn.
I.2. Phân lớp Mac xác định cơ chế truy nhập cơ bản:
Đa truy nhập cảm nhận sóng mang tránh xung đột CSMA/CA( Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance).
− Một trạm muốn truyền thông trước hết nó kiểm tra môi trường truyền , nếu môi trường truyền rỗi thì nó mới truyền gói dữ liệu
− Tại trạm nhận sẽ truyền tín hiệu trả lời (ACK) cho trạm gởi rằng không có xung đột xảy ra.
− Nếu trạm gửi không nhận được tín hiệu trả lời (ACK) từ trạm nhận, nó sẽ gởi lại gói dữ liệu đầu tiên cho đến khi nào nhận được gói ACK từ trạm nhận.
CSMA/CA có một số quy luật chặt chẽ hơn CSMA/CD. Những quy luật này giúp ngăn chặn xung đột xảy ra.CSMA/CA thực hiện dò tìm xung đột khi trạm nhận không nhận được tín hiệu ACK. Khả năng thực thi của CSMA/CA được thể hiện rõ trong chức năng phối hợp phân tán DCF( Distributed Coodination Function). Sau đây là một số thành phần quan trọng 802.11 CSMA/CA:
− Cảm nhận sóng mang(Carrier sense)
− Chức năng phối hợp phân tán(DCF)
− Frame tín hiệu(Acknowledgment frames)
− Yêu cầu gởi/ xóa để gởi(Request to Send/Clear to Send RTS/CTS).
+ Carrier sense: một trạm muốn truyền thông phải thực hiện lắng nghe môi trường, nếu môi trường đang ở trạng thái bận, thì trạm gởi phải hoãn frame truyền lại cho đến khi môi trường rỗi. Việc xác định trạng thái môi trường sử dụng hai phương pháp:
• Kiểm tra layer 1 để dò tìm sóng
• Sử dụng chức năng cảm nhận sóng mang ảo, vector định vị mạng( NAV).
Trạm gởi có thể kiểm tra layer1 dò tìm xem môi trường có rỗi không?Trong một vài ví dụ: nếu môi trường truy xuất bị chiếm bởi một trạm khác qua đường NAV.
http://img244.imageshack.us/img244/6524/hinh1b.jpg (http://img244.imageshack.us/i/hinh1b.jpg/)
Hình 2.1- NAV.
NAV là thời gian được cập nhật khi gói dữ liệu được truyền. Frames 802.11 chứa một field thời gian. Giá trị thời gian này đủ lớn để frame có thể được truyền và nhận tín hiệu ACK. NAV chỉ được cập nhật khi field thời gian nhận được có giá trị lớn hơn giá trị thời gian hiện tại trong NAV. Ví dụ trong mô hình BSS Martha muốn gởi một frame đến George vì môi trường trong wireless là môi trường chia sẻ broadcast nên Vivian cũng sẽ nhận frame. Vivian sẽ cập nhật NAV với giá trị thời gian và không chấp nhận truyền cho đến khi nào NAV giảm xuống bằng không. Giá trị thời gian NAV chỉ được cập nhật khi Vivian nhận được frame có field thời gian lớn hơn giá trị NAV hiện tại.
http://img151.imageshack.us/img151/1550/hinh1moi.jpg http://img151.imageshack.us/i/hinh1moi.jpg/)
Hình 2.2- Tiến trình cập nhật NAV.
+ DCF: một trạm muốn truyền frame phải chờ một khoảng thời gian để môi trường ở trạng thái sẵn sàng, giá trị thời gian này được gọi là DCF interframe space(DIFS).
http://img440.imageshack.us/img440/2628/hinh23.jpg (http://img440.imageshack.us/i/hinh23.jpg/)
Hình 2.3- Thời gian để truy cập môi trường.
Khi khoảng thời gian DIFS trôi qua, môi trường mới ở trạng thái sẵn sàng và các trạm mới có thể truy cập.
Ở hình 2.5, Vivian và George muốn truyền frame thì Martha phải truyền xong. Cả 2 trạm cùng nhận giá trị NAV bằng nhau, và cả hai cùng lắng nghe môi trường rỗi và chấp nhận truyền frame đều đó dẫn đến xung đột, để tránh tình trạng này DCF sử dụng thuật toán lùi thời gian ngẫu nhiên( random backoff timer).
Thuật toán lùi thời gian ngẫu nhiên chọn lựa một giá trị từ 0 đến giá trị tranh chấp contention windown(CW). Các giá trị CW mặc định khác nhau phụ thuộc vào nhà sản xuất và giá trị này được lưu trữ trong card mạng(NIC) của các máy trạm. Dãy các giá trị lùi ngẫu nhiên này bắt đầu từ 0 và tăng dần đến giá trị lớn nhất CW, CW cũng sẽ thay đổi từ giá trị nhỏ nhất CWmin và dừng lại ở giá trị CWmax.
http://img41.imageshack.us/img41/6586/hinh24.jpg (http://img41.imageshack.us/i/hinh24.jpg/)
Hình 2.4- DCF sử dụng Random Backoff để truy cập môi trường.
Một trạm sẽ chọn ngẫu nhiên một giá trị giữa 0 và giá trị CW hiện tại. Giá trị ngẫu nhiên này là khe thời gian (slot time) mà máy trạm phải chờ trong suốt thời gian mà môi trường rỗi xảy ra tranh chấp. Thời gian rãnh là thời gian nhận được từ lớp vật lý dựa trên những đặc tính tần số của BSS.
Trở lại ví dụ, Vivian sẵn sàng để truyền dữ liệu. Giá trị thời gian đã giảm xuống bằng 0, và môi trường truyền cũng đã ở trạng thái rỗi. Vivian chọn ngẫu nhiên một giá trị thời gian từ 0 đến cw để lùi về chờ đợi chọn giá trị thời gian rãnh(slot times) trước khi truyền.
http://img8.imageshack.us/img8/1605/hinh25.jpg (http://img8.imageshack.us/i/hinh25.jpg/)
Hình 2.5- Truyền Frame sau khi Random Backoff.
http://img35.imageshack.us/img35/8534/hinh26.jpg (http://img35.imageshack.us/i/hinh26.jpg/)
Hình 2.6- Tiến trình truy cập môi trường DCF.
+ Frame tín hiệu( frame ACK): khi máy thu nhận một frame và nó sẽ gởi lại cho máy phát frame ACK để xác định rằng nó đã nhận Frame, nhưng trước khi truyền frame ACK máy thu cũng sẽ truy xuất môi trường.
http://img4.imageshack.us/img4/9682/hinh27.jpg (http://img4.imageshack.us/i/hinh27.jpg/)
Hình 2.7- Quá trình truyền frame ACK.
Đối với việc truyền frame ACK thì bỏ qua tiến trình random backoff . Sau khi nhận frame máy thu cũng sẽ chờ một khoảng thời gian rất ngắn trước khi truyền ACK, khoảng thời gian ngắn này được gọi SIFS( short interframe space). SIFS có giá trị ngắn hơn cả DIFS 2 slot time. SIFS bảo đảm tốt nhất cho máy thu có thể truy xuất được môi trường.
Nguồn : http://www.wimaxpro.org/forum/archiv...php/t-812.html (http://www.wimaxpro.org/forum/archive/index.php/t-812.html)
I.1. Phân lớp MAC (Medium Access Control):
Làm chức năng giao diện giữa lớp vật lý và thiết bị ở lớp trên. Hai chức năng chính của lớp MAC là kiểm tra vòng dư thừa CRC và phân mảnh gói (Packet Fragmentation). Mỗi gói tin sẽ được tính toán và được gán và một giá trị CRC để đảm bảo rằng gói tin sẽ không bị sai khi trong quá trình truyền dẫn. Việc phân mảnh gói sẽ cắt các gói tin lớn thành các gói nhỏ hơn để truyền trong không gian. Việc này sẽ mang lại hai lợi ích: thứ nhất là giảm yêu cầu phát lại vì gói càng lớn thì khả năng gói bị sai càng lớn, lợi ích thứ hai là trong trường hợp gói bị sai thì các nút chỉ cần truyền lại một gói nhỏ, do đó việc truyền lại sẽ nhanh hơn.
I.2. Phân lớp Mac xác định cơ chế truy nhập cơ bản:
Đa truy nhập cảm nhận sóng mang tránh xung đột CSMA/CA( Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance).
− Một trạm muốn truyền thông trước hết nó kiểm tra môi trường truyền , nếu môi trường truyền rỗi thì nó mới truyền gói dữ liệu
− Tại trạm nhận sẽ truyền tín hiệu trả lời (ACK) cho trạm gởi rằng không có xung đột xảy ra.
− Nếu trạm gửi không nhận được tín hiệu trả lời (ACK) từ trạm nhận, nó sẽ gởi lại gói dữ liệu đầu tiên cho đến khi nào nhận được gói ACK từ trạm nhận.
CSMA/CA có một số quy luật chặt chẽ hơn CSMA/CD. Những quy luật này giúp ngăn chặn xung đột xảy ra.CSMA/CA thực hiện dò tìm xung đột khi trạm nhận không nhận được tín hiệu ACK. Khả năng thực thi của CSMA/CA được thể hiện rõ trong chức năng phối hợp phân tán DCF( Distributed Coodination Function). Sau đây là một số thành phần quan trọng 802.11 CSMA/CA:
− Cảm nhận sóng mang(Carrier sense)
− Chức năng phối hợp phân tán(DCF)
− Frame tín hiệu(Acknowledgment frames)
− Yêu cầu gởi/ xóa để gởi(Request to Send/Clear to Send RTS/CTS).
+ Carrier sense: một trạm muốn truyền thông phải thực hiện lắng nghe môi trường, nếu môi trường đang ở trạng thái bận, thì trạm gởi phải hoãn frame truyền lại cho đến khi môi trường rỗi. Việc xác định trạng thái môi trường sử dụng hai phương pháp:
• Kiểm tra layer 1 để dò tìm sóng
• Sử dụng chức năng cảm nhận sóng mang ảo, vector định vị mạng( NAV).
Trạm gởi có thể kiểm tra layer1 dò tìm xem môi trường có rỗi không?Trong một vài ví dụ: nếu môi trường truy xuất bị chiếm bởi một trạm khác qua đường NAV.
http://img244.imageshack.us/img244/6524/hinh1b.jpg (http://img244.imageshack.us/i/hinh1b.jpg/)
Hình 2.1- NAV.
NAV là thời gian được cập nhật khi gói dữ liệu được truyền. Frames 802.11 chứa một field thời gian. Giá trị thời gian này đủ lớn để frame có thể được truyền và nhận tín hiệu ACK. NAV chỉ được cập nhật khi field thời gian nhận được có giá trị lớn hơn giá trị thời gian hiện tại trong NAV. Ví dụ trong mô hình BSS Martha muốn gởi một frame đến George vì môi trường trong wireless là môi trường chia sẻ broadcast nên Vivian cũng sẽ nhận frame. Vivian sẽ cập nhật NAV với giá trị thời gian và không chấp nhận truyền cho đến khi nào NAV giảm xuống bằng không. Giá trị thời gian NAV chỉ được cập nhật khi Vivian nhận được frame có field thời gian lớn hơn giá trị NAV hiện tại.
http://img151.imageshack.us/img151/1550/hinh1moi.jpg http://img151.imageshack.us/i/hinh1moi.jpg/)
Hình 2.2- Tiến trình cập nhật NAV.
+ DCF: một trạm muốn truyền frame phải chờ một khoảng thời gian để môi trường ở trạng thái sẵn sàng, giá trị thời gian này được gọi là DCF interframe space(DIFS).
http://img440.imageshack.us/img440/2628/hinh23.jpg (http://img440.imageshack.us/i/hinh23.jpg/)
Hình 2.3- Thời gian để truy cập môi trường.
Khi khoảng thời gian DIFS trôi qua, môi trường mới ở trạng thái sẵn sàng và các trạm mới có thể truy cập.
Ở hình 2.5, Vivian và George muốn truyền frame thì Martha phải truyền xong. Cả 2 trạm cùng nhận giá trị NAV bằng nhau, và cả hai cùng lắng nghe môi trường rỗi và chấp nhận truyền frame đều đó dẫn đến xung đột, để tránh tình trạng này DCF sử dụng thuật toán lùi thời gian ngẫu nhiên( random backoff timer).
Thuật toán lùi thời gian ngẫu nhiên chọn lựa một giá trị từ 0 đến giá trị tranh chấp contention windown(CW). Các giá trị CW mặc định khác nhau phụ thuộc vào nhà sản xuất và giá trị này được lưu trữ trong card mạng(NIC) của các máy trạm. Dãy các giá trị lùi ngẫu nhiên này bắt đầu từ 0 và tăng dần đến giá trị lớn nhất CW, CW cũng sẽ thay đổi từ giá trị nhỏ nhất CWmin và dừng lại ở giá trị CWmax.
http://img41.imageshack.us/img41/6586/hinh24.jpg (http://img41.imageshack.us/i/hinh24.jpg/)
Hình 2.4- DCF sử dụng Random Backoff để truy cập môi trường.
Một trạm sẽ chọn ngẫu nhiên một giá trị giữa 0 và giá trị CW hiện tại. Giá trị ngẫu nhiên này là khe thời gian (slot time) mà máy trạm phải chờ trong suốt thời gian mà môi trường rỗi xảy ra tranh chấp. Thời gian rãnh là thời gian nhận được từ lớp vật lý dựa trên những đặc tính tần số của BSS.
Trở lại ví dụ, Vivian sẵn sàng để truyền dữ liệu. Giá trị thời gian đã giảm xuống bằng 0, và môi trường truyền cũng đã ở trạng thái rỗi. Vivian chọn ngẫu nhiên một giá trị thời gian từ 0 đến cw để lùi về chờ đợi chọn giá trị thời gian rãnh(slot times) trước khi truyền.
http://img8.imageshack.us/img8/1605/hinh25.jpg (http://img8.imageshack.us/i/hinh25.jpg/)
Hình 2.5- Truyền Frame sau khi Random Backoff.
http://img35.imageshack.us/img35/8534/hinh26.jpg (http://img35.imageshack.us/i/hinh26.jpg/)
Hình 2.6- Tiến trình truy cập môi trường DCF.
+ Frame tín hiệu( frame ACK): khi máy thu nhận một frame và nó sẽ gởi lại cho máy phát frame ACK để xác định rằng nó đã nhận Frame, nhưng trước khi truyền frame ACK máy thu cũng sẽ truy xuất môi trường.
http://img4.imageshack.us/img4/9682/hinh27.jpg (http://img4.imageshack.us/i/hinh27.jpg/)
Hình 2.7- Quá trình truyền frame ACK.
Đối với việc truyền frame ACK thì bỏ qua tiến trình random backoff . Sau khi nhận frame máy thu cũng sẽ chờ một khoảng thời gian rất ngắn trước khi truyền ACK, khoảng thời gian ngắn này được gọi SIFS( short interframe space). SIFS có giá trị ngắn hơn cả DIFS 2 slot time. SIFS bảo đảm tốt nhất cho máy thu có thể truy xuất được môi trường.
Nguồn : http://www.wimaxpro.org/forum/archiv...php/t-812.html (http://www.wimaxpro.org/forum/archive/index.php/t-812.html)