Redes Locales inalámbricas
Ñ IEEE 802.11
Ñ Objetivo: comunicación inalámbrica al estilo
Ethernet, pero usando radio-frecuencia
Ñ Pero ... CSMA/CD no sirve:
Ñ radios full-duplex muy caros (CD),
Ñ no todas las estaciones se oyen entre sí (CSMA),
Ñ mayor probabilidad de error
Ñ Otras diferencias: mobilidad, seguridad,
consumo de potencia
C
A
B
B escucha de A y C. C y A son mutuamente escondidas
Arquitectura 802.11
Ñ Similar a la telefonía celular (estaciones, celdas)
Ñ Basic service set (cell) BSS
Ñ Conjunto de estaciones compartiendo medio y
usando protocolo MAC (DWFMAC)
Ñ Dos tipos de red
Ñ Aisladas
Ñ Conectadas a un backbone a trav₫s de un puente (acces
point)
Ñ Extended service set (ESS)
Ñ Dos o más BSS conectadas por un backbone
Ñ Se v₫ como una misma red a nivel LLC (802.2)
Tipos de estaciones
Ñ Sin transición
Ñ Fijas o que se mueven dentro del rango de una celda
o BSS
Ñ Transición de BSS
Ñ Se mueven entre BSS del mismo ESS
Ñ Transición de ESS
Ñ De un BSS en un ESS a un BSS en otro ESS
Ñ Posible interrupción de servicio
Arquitectura en capas de 802.11
802.2
Layer
Data Link
802.11 MAC (PCF/DCF)
FH
DS
Layer
IR
PHY
Capafísica
Ñ Infrarojo
Ñ 1Mbps y 2Mbps
Ñ Longitudes de onda 850-950nm
Ñ Direct sequence spread spectrum
Ñ Banda 2.4GHz ISM
Ñ Hasta 7 canales
Ñ 1Mbps o 2Mbps cada uno
Ñ Frequency hopping spread spectrum
Ñ 2.4GHz
Ñ 1Mbps o 2Mbps
Ñ Otros en desarrollo
Spread Spectrum
Ñ Expande datos sobre una banda más amplia
Ñ Hace intercepción y confusión (jamming) más
difícil (origen militar!)
Ñ Salto en frecuencia (Frequency hoping)
Ñ Se envía la señal sobre una serie seudo-aleatoria de
frecuencias (por ejemplo, modulando en amplitud,
demorando 20 ms en cada frecuencia)
Ñ Secuencia directa (Direct Sequence)
Ñ Cada bit es representado por múltiples bits en la señal
transmitida
Ñ Se usa una secuencia de bits seudo-aleatoria
Media Access Control
Ñ Protocolo básico (DCF) y coordinado (PCF)
Ñ Distributed coordination function (DCF)
Ñ Distributed wireless foundation MAC (DWFMAC). Es
un CSMA/CA (collision avoidance), con confirmación
positiva
Ñ Se escucha durante un tiempo; si el canal esta libre,
transmite; sino, espera hasta que se desocupe,
espera un tiempo, y transmite si no escucha nadie
más.
Ñ Point coordination function (PCF)
Ñ Polling of central master
Media Access Control
Ñ Protocolo básico (DCF) y coordinado (PCF)
Ñ Distributed coordination function (DCF)
Ñ Distributed wireless foundation MAC (DWFMAC). Es
un CSMA/CA (collision avoidance), con confirmación
positiva
Ñ Se escucha durante un tiempo (DIFS); si el canal
esta libre, transmite. El receptor chequea el CRC y
envía un ACK despu₫s de un SIFS (inmediatamente).
Si el transmisor no recibe un ACK, retransmite
Ñ Problema: estaciones escondidas
Subcapa MAC (DCF)
Ñ Virtual Carrier Sense
Ñ Para reducir la probabilidad de colisión, el transmisor
puede enviar primero un RTS (request to send)
especificando tamaño y destinatario
Ñ El destinatario, al escuchar un RTS, responde con un
CTS (clear to send) luego de un SIFS, especificando
el tamaño que va a recibir, su id y el del fuent
Ñ Todas las estaciones que escuchen un RTS o CTS,
colocan un timer por la duración indicada para
inhibirse de transmitir hasta concluir ese tiempo
Frgamentación y Reensamblaje
Ñ Para atenuar el efecto negativo de la mayor
probabilidad de colisión de los enlaces de radio,
se usa Fragmentación y Reensamblaje a nivel
MAC (transparente a la capa LLC). En caso de
paquete corrupto, el costo de retransmisión es
menor
Ñ Si el emisor no recibe un ACK, retransmite el
fragmento. Si falla al cabo de varios intentos,
descarta la trama y reporta error a la capa
superior
PCF
Ñ Point coordination function permite sondear a las
estaciones para solicitar datos (síncronos)
Ñ Se configura con varias estaciones que serán
sondeadas por una estación coordinadora
Ñ La coordinadora define un intervalo de
supertrama. Al principio de una supertrama,
sondea las estaciones. Estas responden despu₫s
de un SIFS. El resto de la supertrama se deja
para libre competencia
Ñ La coordinadora compite con un PIFS
IFS
Ñ SIFS (Short Inter Frame Space): usados en ACK,
CTS, y respuesta ante sondeo (28 us)
Ñ PIFS - Point Cooordination IFS. IFS intermedio,
usado por el coordinador para obtener el canal y
hacer sondeos (78us)
Ñ DIFS - Distributed IFS (128us)
Ñ EIFS - Extended IFS (usado por una estación
cuando recibe un paquete que no entiende). Porsia!
802.11 MAC Timing
Inicialización
Ñ Incorporarse a un BSS
Ñ Barrido pasivo: espera recibir un beacon frame. Este
es mandado períodicamente por el AP con
información de sincronización para poder engancharse
en la secuencia de spread spectrum
Ñ Barrido activo: envía tramas de descubrimiento para
encontrar un AP, y luego espera que este responda
Ñ Autenticación
Ñ Una vez encontrado un AP, intercambian
información (password de acceso)
Inicialización, ahorro de energía
Ñ Asociación
Ñ Una vez autenticado, hay un intercambio de
capabilities entre estaciones para que los AP
sepan donde esta cada una. Cuando culmina, ya
pueden las estaciones mandar tramas
Ñ Ahorro de energía
Ñ La estaciones pueden irse a dormir. El AP
mantiene las tramas dirigidas a estas, y
periódicamente envía la lista de estaciones con
tramas pendientes. Las estaciones de vez en
cuando se despiertan, chequean la lista, y
pueden pedirlas o seguir durmiendo
Redes ad-hoc
Ñ Son redes que no tienen un AP ni backbone al
cual conectarse
Ñ Pueden servir para intercambiar archivos entre
dos laptops, PDA's, etc.
Ñ Las estaciones deben suplir las funciones del AP
(beacon frame, siincronización, etc.)
Ñ Competencia: Bluetooth
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Wireless Lan 802.11