Tham khảo về 802.11

Để hiểu quá trình giao tiếp giữa các client trong WLAN diễn ra như thế nào thì chúng ta nên xem qua các khái niệm, các tham số có thể cấu hình được trên các thiết bị và làm thế nào để cấu hình các tham số này.
WLAN frames vs Ethernet frames
Khi các client tham gia vào mạng thì nó sẽ giao tiếp với các thiết bị khác bằng cách gởi các frames (layer 2), điều này cũng tương tự như trong mạng Ethernet. Nhưng các frames này hoàn toàn khác với các frames được dùng trong Ethernet, các frames của WLAN mang nhiều thông tin hơn các frames Ethernet thông thường.
Một điều cần nhớ là có nhiều kiểu frames trong mạng Ethernet(frame relay, ppp, hdlc, atm …), nhưng chỉ có một kiểu trong mạng WLAN. Cũng tương tự như trong mạng WLAN, một khi đã chọn kiểu của frames thì nó sẽ được dùng trong suốt quá trình truyền dữ liệu trong mạng. Một điều tương tự với Ethernet là kích thước tối đa của phần dữ liệu (payload) của cả 2 là giống nhau (1500 Bytes). Kích thước frame tối đa của Ethernet là 1514 bytes, trong khi đó của 802.11 là 1518 bytes

Các frames WLAN được phân loại dựa trên một kiểu định dạng chung của WLAN frames (như đã nói ở trên)
Có 3 loại frames trong WLAN

Các frames quản lý:
Association request frame
Association response frame
Reassociation request frame
Reassociation response frame
Probe request frame
Probe response frame
Beacon frame
ATIM frame
Disassociation frame
Authentication frame
Deauthentication frame

Các frames điều khiển
Request to send (RTS)
Clear to send (CTS)
Acknowledgement (ACK)
Power-Save Poll (PS Poll)
Contention-Free End (CF End)
CF End + CF Ack

Các frames dữ liệu
Mỗi loại frames trên đều sử dụng các trường khác nhau trong định dạng frame chung của WLAN. WLAN hổ trợ tất cả các giao thức từ layer 3 – 7 (IP, IPX, NetBEUI, AppleTalk, RIP, DNS, FTP, …). Điểm khác biệt chính giữa WLAN và Ethernet là WLAN frames được cài đặt ở lớp con MAC của Data Link Layer (Data Link layer bao gồm 2 lớp con là LLC và MAC) và toàn bộ Physical layer. Các giao thức lớp trên đơn giản chỉ được xem như là phần dữ liệu của WLAN frames.

Điều hòa xung đột (collision handling)
Vì môi trường vô tuyến là môi trường dùng chung nên WLAN phải có cách để ngăn chặn hiện tượng xung đột giống như trong mạng LAN có dây. Điều khác biệt ở chổ là trong mạng không dây không có cách nào để máy gởi có thể phát hiện được đã có sự xung đột xảy ra. Việc phát hiện xung đột là điều không thể làm được trong mạng không dây. Vì lý do này, WLAN đã sử dụng giao thức CSMA/CA (Carier sense multiple access/ collision avoidance) để tránh xung đột. CSMA/CA cũng tương tự như CSMA/CD được dùng trong LAN.
Điểm khác biệt lớn nhất giữa CSMA/CA và CSMA/CD là CSMA/CA tránh xung đột (CSMA/CD phát hiện xung đột) và sử dụng ACK để xác nhận thay vì tùy ý sử dụng môi trường truyền khi có xung đột xảy ra. Việc sử dụng ACK rất đơn giản, khi một thiết bị không dây gởi gói tin, đầu nhận sẽ đáp lại bằng ACK nếu như gói tin đó được nhận đúng và đầy đủ. Nếu đầu gởi không nhận được ACK thì nó xem như là đã có xung đột xảy ra và truyền lại gói tin.
CSMA/CA phát ra nhiều dữ liệu điều khiển trên WLAN, làm cho chi phí chiếm đến xấp xỉ 50% băng thông sẳn có của WLAN. Chi phí này cộng với các chi phí của các giao thức khác như RTS/CTS (được dùng để tránh xung đột) là nguyên nhân chính làm cho băng thông thực sự chỉ đạt xấp xỉ 5.0 – 5.5 Mbps đối với một mạng 802.11b (tốc độ lý thuyết là 11 Mbps). Mặc dù CSMA/CD cũng phát sinh chi phí, nhưng nó chỉ chiếm khoảng 30% băng thông của mạng. Khi một mạng Ethernet bắt đầu nghẽn thì CSMA/CD chiếm băng thông lên đến 70%, trong khi mạng không dây lúc bị nghẽn vẫn còn 50-55% băng thông để truyền dữ liệu.
Giao thức CSMA/CA tránh khả năng xung đột gữa các trạm dùng chung đường truyền (sóng vô tuyến) bằng cách sử dụng random back off time (khoảng thời gian bất kỳ phải đợi trước khi có thể giành quyền sử dụng đường truyền) nếu bộ cảm biến vật lý hay logic của máy trạm phát hiện đường truyền bận. Khoảng thời gian ngay sau khi đường truyền bận là khoảng thời gian dễ xảy ra xung đột nhất, đặc biệt là trong môi trường có nhiều người sử dụng. Tại thời điểm này, các máy trạm phải đợi cho đường truyền rảnh và sẽ cố truyền dữ liệu tại cùng một thời điểm. Một khi đường truyền rảnh, random back of time sẽ trì hoãn việc truyền dữ liệu của trạm, hạn chế tối đa khả năng xảy ra xung đột giữa các trạm.

Phân mảnh (Fragmentation)
Việc phân mảnh các gói làm tăng chi phí (overhead) và giảm hiệu quả sử dụng (giảm băng thông) khi không có lỗi xảy ra, tuy nhiên nó sẽ giảm được thời gian phải truyền lại gói khi có lỗi xảy ra. Các gói có kích thước lớn có nhiều khả năng sẽ gặp xung đột khi truyền trên mạng, vì thế chúng ta cần phải có phương pháp khắc phục bằng cách chia nhỏ (phân mảnh) gói. Việc phân mảnh này cũng được chuẩn 802.11 hỗ trợ.

Bằng cách giảm chiều dài của gói, khả năng gặp xung đột khi truyền trên mạng sẽ giảm hẳn. Có một điều cần phải cân nhắc giữa việc có được tỷ lệ gói bị lỗi thấp (bằng cách sử dụng gói có kích thước nhỏ) và việc tăng chi phí vì phải thực hiện phân mảnh. Rõ ràng, nếu không dùng phân mảnh, sẽ không tốn chi phí, nhưng lúc đó tỷ lệ gói bị lỗi sẽ cao hơn. Mỗi frame đều có header riêng và yêu cầu ACK khi nó được gởi đi. Vì thế, việc tính toán mức độ phân mảnh cũng gắn liền với việc tính toán tổng chi phí gắn liền với mỗi gói khi được truyền. Các máy trạm không bao giờ phân mảnh các frames multicast và broadcast mà chỉ phân mảnh unicast frame. Nhằm mục đích hạn chế những chi phí không cần thiết. Việc xác định mức độ phân mảnh tối ưu để đạt được băng thông tối đa trên mạng 802.11 là một phần quan trọng trong công việc của các quản trị viên mạng không dây. Hãy ghi nhớ là frame có kích thước 1518 là frame lớn nhất có thể truyền trên mạng không dây mà không bị phân mảnh.

Có một cách sử dụng phân mảnh để tăng băng thông của mạng trong trường hợp mạng có nhiều lỗi đó là quản lý tỷ số lỗi gói (packet error rate) trên mạng và điều chỉnh mức độ phân mảnh một cách thủ công. Trên thực tế, bạn nên giám sát mạng nhiều lần vào một ngày tiêu biểu nào đó để xem xét điều gì đã ảnh hưởng lên việc phân mảnh vào những thời điểm khác nhau. Một phương pháp khác là cấu hình ngưỡng phân mảnh (fragmentation threshold).

Nếu mạng của bạn có tỷ số lỗi gói cao (số các gói bị hỏng), bạn nên tăng ngưỡng phân mảnh trên máy trạm hay trên Access Point (AP) (tùy thuộc vào ở đâu cho phép việc điều chỉnh này). Hãy bắt đầu với giá trị cao nhất và giảm từ từ khích thước ngưỡng phân mảnh cho đến khi thấy được sự cải thiện về hiệu năng. Nếu việc phân mảnh được sử dụng, bạn sẽ cảm nhận được sự thay đổi (tốt hoặc xấu) vì nó làm tăng chi phí (overhead). Đôi khi điều này là có thể chấp nhận được để đạt được băng thông cao hơn bằng cách giảm tỷ lệ lỗi gói nhờ đó cũng giảm được việc truyền lại (do các gói bị hỏng).

Tự động chuyển đổi tốc độ (Dynamic Rate Switching – DRS)
Là phương pháp điều chỉnh tốc độ trên các client cho phù hợp. Việc điều chỉnh tốc độ xảy ra khi khoảng cách giữa client và Access Point (AP) được tăng lên hay lúc mức độ nhiễu càng trầm trọng. Hiểu biết vấn đề này là một điều quan trọng đối với Admin để có thể hoạch định băng thông sử dụng, kích thước bao phủ của AP, công suất phát ra của AP và client, và quan trọng nhất là bảo mật.

Các hệ thống trải phổ hiện đại được thiết kế để chỉ chuyển đến một tốc độ xác định trước, ví dụ, 1Mbps, 2Mbps, 5.5Mbps, 11Mbps. Khi khoảng cách giữa AP và client gia tăng thì độ mạnh của tín hiệu càng giảm đến một điểm mà tốc độ hiện tại không thể duy trì được nữa. Lúc đó bên truyền tín hiệu sẽ giảm tốc độ truyền đến mức tốc độ thấp hơn kế tiếp sau nó. Ví dụ, từ 11Mbps sẽ xuống 5.5Mbps; 2Mbps sẽ xuống 1Mbps. Mạng WLAN sẽ không bao giờ giảm trực tiếp từ 11Mbps xuống 10Mbps như bạn tưởng vì 10Mbps không phải là mức đã được định nghĩa trước. Phương pháp chuyển dịch tốc độ này được gọi là ARS (Adaptive (or automatic) Rate Shifting) hay DRS (Dynamic Rate Shifting) tùy thuộc vào nhà sản xuất. Cả FHSS và DSSS đều cài đặt để có thể hỗ trợ DRS. Các chuẩn như 802.11, 802.11b, HomeRF, và OpenAir đều yêu cầu hỗ trợ DRS.

Chức năng phối hợp phân phối ( Distributed Co-ordination Function = DCF)
DCF là một phương pháp truy cập được chỉ rõ trong chuẩn 802.11 cho phép tất cả các client trong WLAN đấu tranh đề giành quyền truy cập đường truyền dùng chung là sóng vô tuyến RF (Radio Frequency) sử dụng giao thức CSMA/CA. Trong trường hợp này, môi trường truyền là một phần của băng tần sóng vô tuyến mà WLAN sử dụng để truyề dữ liệu. Tập dịch vụ cơ sở (BSS), tập dịch vụ mở rộng (ESS) và tập dịch vụ cơ sở độc lập (IBSS) đều có thể sử dụng chế độ DCF. AP trong trường hợp này hoạt động tương tự như HUB trong môi trường Ethernet để truyền dữ liệu của chúng (DCF là chế độ trong đó AP gởi dữ liệu).

Chức năng phối hợp điểm (Point Co-ordination Function = PCF)
PCF là chế độ truyền cho phép các frames trên WLAN được truyền một cách tự do (không cần phải đấu tranh giành lấy quyền truy cập như ở trong chế độ DCF) bằng cách sử dụng cơ chế bầu cử. Điểm thuận lợi của PCF là nó bảo đảm một độ trễ xác định trước, vì thế các ứng dụng đòi hỏi chất lượng dịch vụ như âm thanh, hình ảnh … có thể sử dụng ở chế độ này. Khi sử dụng PCF, AP thực hiện việc bầu cử. Vì lý do này mà mạng Ad-hoc không thể sử dụng chế độ PCF, bởi vì mạng Ad-hoc không có AP để thực hiện việc bầu cử.
Tiến trình PCF
Trước tiên, các client phải thông báo với AP là nó có khả năng trả lời trong quá trình bầu cử. Sau đó, AP sẽ hỏi (bầu cử) từng client xem chúng có dữ liệu cần truyền hay không. Thông qua quá trình bầu cử, PCF sẽ phát sinh một lượng chi phí (overhead) khá lớn vào mạng WLAN. Có một khuyến cáo là khi sử dụng chế độ PCF, bạn chỉ nên để 1 AP vào mỗi kênh không trùng lặp (kênh 1, 6, 11) để tránh giảm hiệu năng sử dụng vì nhiễu đồng kênh.
DCF có thể sử dụng mà không cần PCF nhưng PCF không thể sử dụng nếu thiếu DCF. Chúng ta sẽ giải thích việc 2 chế độ này cùng tồn tại như thế nào trong phần sau. DCF có thể mở rộng được vì nó được thiết kế dựa trên việc đấu tranh, trong khi PCF giới hạn khả năng mở rộng bởi vì nó phát sinh nhiều chi phí cho các frames bầu chọn.

Interframe Spacing nghe có vẻ là 1 điều không cần biết đối với các admin, tuy nhiên, nếu bạn không hiểu các kiểu Interframe Spacing thì bạn không thể hiểu được nguyên lý của giao thức RTS/CTS (giúp bạn trong việc giải quyết vấn đề) và các chế độ PCF, DCF (được cấu hình thủ công trên AP). Cả RTS/CTS và PCF/DCF đều được sử dụng trong quá trình truyền thông trong WLAN. Trước hết, chúng ta định nghĩa các loại Interframe Spacing (IFS), sau đó chúng ta sẽ giải thích mỗi loại làm việc như thế nào trong WLAN.

Như chúng ta đã biết, các trạm trong WLAN đều được đồng bộ với nhau về thời gian (sử dụng beacon). Interframe Spacing là một thuật ngữ dùng để đề cập đến việc chuẩn hóa các khoảng thời gian được sử dụng trong WLAN.

Bốn loại Interframe Spacing
Có 3 loại IFS chính: SIFS, DIFS, PIFS, EIFS. Mỗi kiểu được các trạm sử dụng để gởi các kiểu messages nào đó trên mạng hay quản lý các khoảng thời gian trong đó các trạm đấu tranh giành quyền truy cập.

IFS | DSSS | FHSS | Diffused Infrared
SIFS | 10 uS | 28 uS | 7 uS
PIFS | 30 uS | 78 uS | 15 uS
DIFS | 50 uS | 128 uS | 23 uS

Đơn vị của Interframe Spacing sử dụng là Microseconds và nó được sử dụng để trì hoãn việc truy cập đường truyền của một trạm nào đó hay được dùng để cung cấp các mức ưu tiên khác nhau. Trong một mạng không dây, mọi thứ đều được đồng bộ, các trạm và AP sử dụng các khoảng thời gian chuẩn (Spaces) để thực hiện các tác vụ khác nhau. Các trạm đều biết các khoảng thời gian này và sử dụng chúng một cách thích hợp. Một tập các khoảng thời gian chuẩn được định nghĩa cho FHSS, DSSS và Infrared (hồng ngoại) như ở trên đã nêu. Bằng cách sử dụng các khoảng thời gian này, mỗi trạm đều biết khi nào và liệu chúng có được phép thực hiện một hành động nào đó trên mạng hay không.
Short Interframe Space (SIFS)

Là Interframe Space cố định và ngắn nhất. SIFS là khoảng thời gian trước và sau khi các loại messages sau được gởi đi (đây không phải là danh sách đầy đủ):
RTS: Request to Send frame, được các trạm gởi để giành quyền sử dụng đường truyền
CTS: Clear to Send frame, được sử dụng bởi AP để hồi đáp lại RTS frame của máy trạm, điều này đảm bảo tất cả các trạm khác tạm dừng việc truyền của mình lại để nhường cho trạm đã gởi RTS.
ACK: Acknowledgement frame, được sử dụng để thông báo cho trạm gởi rằng dữ liệu đã được nhận ở dạng đọc được.

SIFS cung cấp mức ưu tiên cao nhất trên một mạng WLAN. Lý do SIFS có mức ưu tiên cao nhất là các trạm thường xuyên lắng nghe đường truyền (carrier senses) đợi cho đường truyền rỗi. Một khi đường truyền đã rỗi, mỗi trạm phải đợi một khoảng thời gian (spacing) trước khi thực hiện việc truyền. Khoảng thời gian một trạm phải đợi được xác định bởi việc mà trạm đó muốn thực hiện. Mỗi việc trên mạng không dây đều được xếp vào một loại Interfram space nào đó. Các tác vụ có độ ưu tiên cao rơi vào SIFS. Nếu một trạm chỉ phải đợi một khoảng thời gian ngắn sau khi đường truyền rỗi để thực hiện việc truyền thì nó sẽ có độ ưu tiên cao hơn các trạm phải đợi một khoảng thời gian dài hơn. SIFS được sử dụng cho các công việc đòi hỏi một khoảng thời gian rất ngắn có nghĩa là cần độ ưu tiên cao để hoàn thành công việc.


Point Co-ordination Function Interframe Space (PIFS)
PIFS là interframe cố định nhưng không phải là ngắn nhất hay dài nhất, vì thế, nó có độ ưu tiên cao hơn DIFS nhưng thấp hơn SIFS. Access Point (AP) sử dụng PIFS chỉ khi mạng đang ở trong chế độ PCF (Point Co-ordination Function). PIFS có khoảng thời gian ngắn hơn DIFS, vì thế, AP sẽ luôn luôn chiếm quyền điều khiển đường truyền trước khi các trạm bắt đầu đấu tranh giành quyền truy cập trong chế độ DCF. PCF chỉ làm việc với DCF, nó không phải là một chế độ hoạt động độc lập, vì thế, một khi AP kết thúc việc bầu chọn, các trạm khác có thể tiếp tục đấu tranh giành quyền truy cập đường truyền trong chế độ DCF.

Distributed Co-ordinate Function Interframe Space (DIFS)
DIFS là interframe cố định và dài nhất, nó được sử dụng mặc định ở các trạm (tương thích với chuẩn 802.11) đang ở trong chế độ DCF. Mỗi trạm trên mạng sử dụng chế độ DCF đều phải đợi cho đến khi DIFS trôi qua trước khi bất kỳ một trạm nào có thể đấu tranh giành quyền truy cập. Tất cả các trạm hoạt động dựa trên chế độ DCF sử dụng DIFS để truyền các frame dữ liệu và frame điều khiển. Khoảng thời gian DIFS này làm cho việc truyền các frame sẽ có độ ưu tiên thấp hơn các frame trong chế độ PCF. Thay vì tất cả các trạm đều cho rằng đường truyền đang rỗi và tùy ý bắt đầu việc truyền frame đồng thời ngay sau khi khoảng thời gian DIFS vừa kết thúc (điều này sẽ gây nên xung đột), mỗi trạm đều sử dụng 1 thuật toán gọi là Random Back-Off Algorithm để xác định phải đợi thêm bao lâu trước khi bắt đầu việc truyền dữ liệu của nó.

Khoảng thời gian ngay sau DIFS được gọi là Contention Period (CP). Tất cả các trạm trong chế độ DCF đều sử dụng thuật toán Random Back-Off trong suốt CP. Trong suốt tiến trình Random Back-Off, mỗi trạm sẽ chọn một số ngẫu nhiên và nhân nó với Slot Time (sẽ giải thích ở phần sau) để có được khoảng thời gian cần phải đợi thêm.Các trạm sẽ đếm lùi những Slot Time này theo từng Slot Time một, sau mỗi lần đếm lùi đều thực hiện việc kiểm tra xem kênh truyền có rỗi không (được gọi là Clear Channel Assessment = CCA). Bất cứ khi nào có một trạm nào đó có khoảng thời gian Random Back-Off kết thúc trước, trạm đó sẽ thực hiện CCA, nếu đường truyền rỗi thì nó sẽ bắt đầu truyền dữ liệu.

Một khi có trạm đã bắt đầu truyền dữ liệu, tất cả các trạm khác sẽ nhận thấy đường truyền bận. Chúng sẽ ghi nhớ lại khoảng thời gian Random Back-Off còn lại cần phải đợi. Khoảng thời gian còn lại này sẽ được sử dụng trong CP tiếp theo thay vì phải chọn một số ngẫu nhiên khác. Tiến trình này đảm bảo cho việc truy cập đường truyền một cách công bằng giữa các trạm.

Một khi Random Back-Off trôi qua (kết thúc), trạm truyền sẽ gởi dữ liệu của nó và trạm nhận sẽ hồi đáp lại một frame ACK nếu nó nhận thành công. Toàn bộ quá trình này sẽ được lặp lại. Có thể nói là các trạm sẽ chọn các số ngẫu nhiên khác nhau nên điều này sẽ hạn chế hầu hết các xung đột xảy ra. Tuy nhiên, một điều quan trọng cần nhớ là xung đột có thể xảy ra trên mạng WLAN, nhưng nó không thể được phát hiện trực tiếp được. Việc xung đột được cho là đã xảy ra khi trạm truyền không được frame ACK từ trạm nhận

Slot Time
Là thời gian đã được lập trình sẵn tương tự như SIFS, PIFS, DIFS. Slot Time được sử dụng tương tự như kim giây đồng hồ. Một trạm không dây sẽ đếm từng Slot Time tương tự như đồng hồ đếm từng giây. Những Slot Time này được xác định tùy thuộc vào công nghệ WLAN được sử dụng:
FHSS Slot Time = 50 uS
DSSS Slot Time = 20 uS
Infrared Slot Time = 8 uS
Chú ý:
PIFS = SIFS + 1 Slot Time
DIFS = PIFS + 1 Slot Time

Cũng cần lưu ý là FHSS có Slot Time, DIFS, PIFS, SIFS lớn hơn đáng kể so với DSSS. Mà thời gian càng lớn thì chi phí (overhead) càng lớn nên sẽ giảm băng thông.

Quá trình truyền thông
Hãy nhớ lại tiến trình PIFS ở bài trước, dường như là AP luôn luôn có được quyền điều khiển đường truyền vì AP không cần phải đợi cho DIFS trôi qua, nhưng các trạm lại phải đợi cho DIFS trôi qua mới bắt đầu đấu tranh giành quyền truy cập. Điều này sẽ là sự thật nếu ta không dùng một cơ chế được gọi là SupperFrame. Một supperframe là một khoảng thời gian bao gồm 3 phần:
1. Beacon
2. Contention Free Period (CFP)
3. Contention Period (CP)

Mục đích của supperframe là cho phép sự tồn tại hòa bình và công bằng giữa các trạm hoạt động trong chế độ DCF và PCF, cho phép cung cấp QoS cho một số trạm cần thiết (sử dụng PCF).

Hãy nhớ, PIFS và supperframe chỉ xuất hiện khi:
1. Mạng đang ở trong chế độ PCF
2. AP đã được cấu hình để thực hiện bầu cử
3. Các trạm đã được cấu hình để thông báo cho AP rằng chúng có thể chấp nhận việc bầu cử.

Nếu các điều kiện trên được thỏa mãn, quá trình hoạt động sẽ như sau:
1. AP quảng bá Beacon
2. Trong suốt khoảng thời CFP, AP thực hiện việc bầu chọn để xem có trạm nào cần gởi dữ liệu không
3. Nếu một trạm nào đó cần gởi dữ liệu, nó sẽ gởi một frame đến AP xem như là một lời hồi đáp với việc bầu chọn của AP
4. Nếu máy trạm không cần gởi dữ liệu, nó sẽ gởi lại một null frame cho AP.
5. Quá trình bầu chọn tiếp tục cho đến hết CFP
6. Khi CFP kết thúc, CP sẽ bắt đầu, AP sẽ không còn thực hiện việc bầu chọn nữa. Trong suốt khoảng thời gian CP, các trạm sử dụng chế độ DCF sẽ đấu tranh giành đường truyền, AP cũng sử dụng chế độ DCF.
7. Khi CP kết thúc thì supperframe cũng kết thúc. Quá trình bắt đầu lại với CFP tiếp theo.

Hãy tưởng tượng việc dùng CFP cũng giống như sử dụng một “chính sách truy cập có điều khiển”, còn việc dùng CP giống như sử dụng “chính sách truy cập ngẫu nhiên”. Trong suốt CFP, AP điều khiển hoàn toàn các hoạt động của mạng, trong khi đó, trong CP, các trạm tùy ý và ngẫu nhiên giành được quyền điều khiển đường truyền. AP trong chế độ PCF, không phải đợi DIFS kết thúc, mà chỉ đợi PIFS kết thúc. Vì PIFS ngắn hơn DIFS nên AP sẽ giành được quyền điều khiển trước tất cả các trạm đang trong chế độ DCF. Vì AP có được đường truyền và bắt đầu truyền các bầu chọn trong suốt CFP, các trạm sử dụng DCF nhận thấy đường truyền đang bận nên phải đợi. Sau khi CFP kết thúc, CP bắt đầu, trong suốt CP, tất cả các trạm sử dụng chế độ DCF có thể đấu tranh giành đường truyền, AP cũng chuyển sang chế độ DCF.

Tiến trình hoạt động của WLAN trong DCF khá đơn giản, có thể mô tả như sau:
1. Các trạm đợi cho đến khi DIFS kết thúc
2. Trong suốt CP (ngay sau khi DIFS kết thúc), các trạm tính toán thời gian Random Back-Off dựa trên một số ngẫu nhiên nhân với Slot Time.
3. Các trạm đếm lùi (từng Slot Time) khoảng thời gian Random Back-Off của chúng, thực hiện kiểm tra đường truyền (CCA) sau mỗi Slot Time. Trạm nào có khoảng thời gian Random Back-Off ngắn nhất sẽ giành được đường truyền trước tiên.
4. Trạm đó sẽ bắt đầu gởi dữ liệu.
5. Trạm nhận nhận được dữ liệu và đợi 1 khoảng SIFS trước khi đáp lại frame ACK cho trạm truyền.
6. Trạm truyền nhận được ACK và tiến trình bắt đầu lại từ đầu với một DIFS mới.

Request to Send/Clear to Send (RTS/CTS)
Có 2 cơ chế phát hiện sóng mang được sử dụng trên WLAN. Cơ chế đầu tiên là phát hiện sóng mang vật lý (Physical Carrier Sense). Physical Carrier Sense hoạt động bằng cách kiểm tra độ mạnh của tín hiệu (được gọi là Received Signal Strength Indicator = RSSI ) trên tín hiệu sóng mang để xem có client nào đang truyền hay không. Cơ chế thứ 2 là phát hiện sóng mang ảo (Virtual Carrier Sense). Virtual Carrier Sense hoạt động bằng cách sử dụng một trường được gọi là Network Allocation Vector (NAV hoạt động như là một timer trên client). Nếu một client muốn quảng bá ý định sử dụng mạng của nó, nó sẽ gởi một frame đến client đích, frame này sẽ thiết lập trường NAV trên tất cả các client đang lắng nghe dọc đường đi của nó, sang một giá trị thời gian cần thiết để client có thể hoàn thành việc truyền và nhận lại ACK. Bằng cách này, bất cứ một client nào cũng có thể giành quyền sử dụng đường truyền trong một khoảng thời gian nào đó. Virtual Carrier Sense được cài đặt trong giao thức RTS/CTS.

Giao thức RTS/CTS là một mở rộng của giao thức CSMA/CA. Là một nhà quản trị WLAN, bạn có thể tận dụng ưu điểm của giao thức này để giải quyết các vấn đề như Hidden Node. Sử dụng RTS/CTS cho phép các client quảng bá ý định truyền dữ liệu của chúng.

Bạn có thể thấy là RTS/CTS sẽ gây nên một lượng chi phí (overhead) đáng kể cho mạng. Vì lý do này mà mặc định trên WLAN thì RTS/CTS được tắt. Nếu bạn nhận thấy một lượng lớn xung đột xảy ra trên WLAN của bạn (có dấu hiệu độ trễ cao và băng thông thấp) thì việc sử dụng RTS/CTS có thể thật sự làm tăng dòng dữ liệu trên mạng bằng cách giảm số xung đột. Việc sử dụng RTS/CTS không nên làm một cách cẩu thả, nó phải được cấu hình sau khi bạn đã tìm hiểu cẩn thận về xung đột mạng, băng thông mạng, độ trễ, …

Một số nhà sản xuất không cho phép các administrator những thiết lập RTS/CTS trên client trừ khi họ có được mật mã đặc biệt từ nhà sản xuẩt. Theo mặc định, các administrator không được phép truy cập vào các tính năng đó trên phần mềm driver của client. Thông thường, việc có được mật mã này không phải là điều dễ dàng. Các nhà sản xuất yêu cầu các administrator phải trải qua 1-2 ngày hội thảo về sản phẩm trước khi họ cho phép administrator điền vào các giấy tờ cần thiết để có được password.

Cấu hình RTS/CTS
Có 3 thiết lập về RTS/CTS trên các AP:
+ On
+ Off
+ On with Threshold

Khi RTS/CTS được bật lên, mọi gói truyền qua mạng không dây sẽ được thông báo quảng bá cho các node gữa node truyền và node nhận trước khi thực hiện truyền thực sự, tạo ra một lượng lớn overhead và làm giảm băng thông đáng kể. Thông thường, RTS/CTS chỉ được sử dụng trong việc chẩn đoán lỗi mạng và chỉ khi các gói rất lớn truyền qua một mạng bị nghẽn (rất hiếm).

Tuy nhiên, tính năng “On with Threshold” cho phép administrator điều khiển gói nào (có kích thước xác định được gọi là ngưỡng (Threshold) ) là được thông báo quảng bá bởi client truyền. Vì nghẽn thường xảy ra với các gói có kích thước lớn hơn là các gói nhỏ, bạn có thể thiết lập ngưỡng RTS/CTS để kích hoạt chỉ khi một node nào đó truyền gói có kích thước vượt qúa kích thước xác định. Thiết lập này cho phép bạn tùy biến cấu hình RTS/CTS cho thích hợp với luồng lưu thông dữ liệu của mạng và tối ưu băng thông trên WLAN đồng thời ngăn chặn các vấn đề như Hidden Node.

Modulation
Modulation (điều chế) là chức năng của lớp vậy lý, là quá trình trong đó bộ thu/phát sóng vô tuyến chuẩn bị các tín hiệu số cho card mạng (Network Interface Card = NIC) để truyền thông qua sóng vô tuyến. Modulation là quá trình thêm dữ liệu vào sóng mang bằng cách thay đổi biên độ, tần số hay pha của sóng mang theo một cách có điều khiển. Việc biết nhiều loại modulation được sử dụng trong WLAN là một điều hữu ích khi bạn đang cố gắng xây dựng một mạng tương thích với nhau theo từng bộ phận nhỏ.

Hình trên hiển thị chi tiết về modulation và loại mã trãi phổ được sử dụng với mạng WLAN FHSS và DSSS trong băng tần 2.4 GHz ISM. Differential Binary Phase Shift Keying (DBPSK), Differential Quadrature Phase Shift Keying (DQPSK), và Gaussian Frequency Shift Keying (GFSK) là các loại modulation được sử dụng bởi các sản phẩm 802.11 và 802.11b trên thị trường hiện nay. Barker Code và Complimentary Code Keying (CCK) là các loại mã trãi phổ được sử dụng bởi mạng 802.11 và 802.11b WLAN.

Ở tốc độ truyền cao hơn ( như khi hệ thống sử dụng DRS) chỉ định sử dụng các kỹ thuật modulation khác để đạt được tốc độ truyền cao. Ví dụ, các thiết bị WLAN tương thích 802.11a và 802.11g chỉ định sử dụng Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM) cho phép tốc độ lên đến 54Mbps, là một sự cải thiện đáng kể so với 11Mbps trong chuẩn 802.11b. Hình dưới cho thấy các kiểu modulation được sử dụng cho mạng 802.11g. Chuẩn 802.11g cung cấp tính tương thích ngược bằng cách hỗ trợ mã CCK và thậm chí hỗ trợ cả Packet Binary Convolution Coding (PBCC) như là một tùy chọn. Cả Bluetooth và HomeRF đều sử dụng công nghệ FHSS, công nghệ này sử dụng kỹ thuật modulation GFSK trong băng tần 2.4GHz ISM.

Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) là một kỹ thuật truyền thông chia các kênh truyền thông thành một số các băng tần bằng nhau và cách đều nhau. Một sóng mang phụ (sub-carrier) sẽ mang một phần thông tin người dùng và được truyền trong mỗi băng tần. Mỗi sub-carrier là trực giao (Orthogonal) với nhau (hay độc lập với nhau) hoàn toàn khác với kỹ thuật Frequency Division Multiplexing (FDM) thường được sử dụng.

Chúc các bạn thành công!

Một phản hồi

  1. em chào anh chị hiện tại em đang tìm hiểu về csma/ca nhưng em ko có tìa liệu nhiều và cặn cẽ.anh chị có tài liệu cặn cẽ về csma/ca ko cho em với cảm ơn anh chị rất nhiều.
    nếu được anh chị gửi wak mail này cho em nhé:
    tuoihoctrothomong92@yahoo.com

Gửi phản hồi

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Log Out / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Log Out / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Log Out / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Log Out / Thay đổi )

Connecting to %s

%d bloggers like this: