Архитектура IEEE 802.11

2) Централизованный режим доступа PCF

В том случае, когда в сети имеется станция, выполняющая функции точки доступа, может также применяться централизованный режим доступа PCF, обеспечивающий приоритетное обслуживание трафика. В этом случае говорят, что точка доступа играет роль арбитра среды.

Режим доступа PCF в сетях 802.11 сосуществует с режимом DCF. Оба режима координируются с помощью трех типов межкадровых интервалов ( рис. 2.5).

увеличить изображение
Рис. 2.5. Сосуществование режимов PCF и DCF

После освобождения среды каждая станция отсчитывает время простоя среды, сравнивая его с тремя значениями:

• короткий межкадровый интервал (Short IFS - SIFS);
• межкадровый интервал режима PCF (PIFS);
• межкадровый интервал режима DCF (DIFS).

Захват среды с помощью распределенной процедуры DCF возможен только в том случае, когда среда свободна в течение времени, равного или большего, чем DIFS. То есть в качестве IFS в режиме DCF нужно использовать интервал DIFS - самый длительный период из трех возможных, что дает этому режиму самый низкий приоритет.

Межкадровый интервал SIFS имеет наименьшее значение, он служит для первоочередного захвата среды ответными CTS-кадрами или квитанциями, которые продолжают или завершают уже начавшуюся передачу кадра.

Значение межкадрового интервала PIFS больше, чем SIFS, но меньше, чем DIFS. Промежутком времени между завершением PIFS и DIFS пользуется арбитр среды. В этом промежутке он может передать специальный кадр, который говорит всем станциям, что начинается контролируемый период. Получив этот кадр, станции, которые хотели бы воспользоваться алгоритмом DCF для захвата среды, уже не могут этого сделать, они должны дожидаться окончания контролируемого периода. Его длительность объявляется в специальном кадре, но этот период может закончиться и раньше, если у станций нет чувствительного к задержкам трафика. В этом случае арбитр передает служебный кадр, после которого по истечении интервала DIFS начинает работать режим DCF.

На управляемом интервале реализуется централизованный метод доступа PCF. Арбитр выполняет процедуру опроса, чтобы по очереди предоставить каждой такой станции право на использование среды, направляя ей специальный кадр. Станция, получив такой кадр, может ответить другим кадром, который подтверждает прием специального кадра и одновременно передает данные (либо по адресу арбитра для транзитной передачи, либо непосредственно станции).

Для того чтобы какая-то доля среды всегда доставалась асинхронному трафику, длительность контролируемого периода ограничена. После его окончания арбитр передает соответствующий кадр и начинается неконтролируемый период.

Каждая станция может работать в режиме PCF, для этого она должна подписаться на данную услугу при присоединении к сети.

Кадр МАС-подуровня

На рис. 2.6 изображен формат кадра 802.11. Приведенная общая структура применяется для всех информационных и управляющих кадров, хотя не все поля используются во всех случаях.

Рис. 2.6. Формат кадра MAC IEEE 802.11

Перечислим поля общего кадра:

• Управление кадром. Указывается тип кадра и предоставляется управляющая информация (объясняется ниже).
• Идентификатор длительности/соединения. Если используется поле длительности, указывается время (в микросекундах), на которое требуется выделить канал для успешной передачи кадра MAC. В некоторых кадрах управления в этом поле указывается идентификатор ассоциации или соединения.
• Адреса. Число и значение полей адреса зависит от контекста. Возможны следующие типы адреса: источника, назначения, передающей станции, принимающей станции.
• Управление очередностью. Содержит 4-битовое подполе номера фрагмента, используемое для фрагментации и повторной сборки, и 12-битовый порядковый номер, используемый для нумерации кадров, передаваемых между приемником и передатчиком.
• Тело кадра. Содержит модуль данных протокола LLC или управляющую информацию MAC.
• Контрольная последовательность кадр а. 32-битовая проверка четности с избыточностью.

Поле управления кадром, показанное на рис. 2.7, состоит из следующих полей:

• Версия протокола. Версия 802.11, текущая версия - 0.
• Тип. Определим тип кадра: контроль, управление или данные.
• Подтип. Дальнейшая идентификация функций кадра. Разрешенные сочетания типов и подтипов перечислены в таблице 2.1.

• К DS. Координационная функция MAC присваивает этому биту значение 1, если кадр предназначен распределительной системе.
• От DS. Координационная функция MAC присваивает этому биту значение 0, если кадр исходит от распределительной системы.
• Больше фрагментов. 1, если за данным фрагментом следует еще несколько.
• Повтор. 1, если данный кадр является повторной передачей предыдущего.
• Управление мощностью. 1, если передающая станция находится в режиме ожидания.
• Больше данных. Указывает, что станция передала не все данные. Каждый блок данных может передаваться как один кадр или как группа фрагментов в нескольких кадрах.
• WEP. 1, если реализован алгоритм конфиденциальности проводного эквивалента (Wired Equivalent Privacy - WEP). Протокол WEP используется для обмена ключами шифрования при безопасном обмене данными.
• Порядок. 1, если используется услуга строгого упорядочения, указывающая адресату, что кадры должны обрабатываться строго по порядку.

Рис. 2.7. Поле управления кадром

Рассмотрим теперь различные типы кадров MAC.