IEEE 802.11
Vikipēdijas raksts
Piecu slāņu TCP/IP modelis |
5. Lietojuma slānis |
DHCP • DNS • FTP • HTTP • IMAP4 • IRC • MIME • POP3 • SIP • SMTP • SNMP • SSH • TELNET • BGP • RPC • RTP • RTCP • TLS/SSL • SDP • SOAP • L2TP • PPTP • … |
4. Transporta slānis |
3. Tīkla slānis |
IP (IPv4 • IPv6) • ARP • RARP • ICMP • IGMP • RSVP • IPSec • … |
2. Kanāla slānis |
1. Fizikālais slānis |
Ethernet physical layer • ISDN • Modemi • PLC • RS232 • SONET/SDH • G.709 • Wi-Fi • … |
IEEE 802.11 ir bezvadu datortīklu standartu kopa. Šie standarti definē fizisko un kanāla slāni. Šos standartus parasti atšķir pēc fiziskā slāņa definīcijas.
Satura rādītājs |
[izmainīt šo sadaļu] Fizikālais slānis
Sākotnējajā 802.11 standartā, kurš tika pieņemts 1997. gadā bija definēti 3 fiziskā slāņa veidi:
- FHSS modulēts radio 2,4-2,5 GHz frekvencēs
- DHSS modulēts radio 2,4-2,5 GHz frekvencēs
- Infrasarkanais starojums
Šeit bija divi ātrumi: 1 un 2 Mbit/s. Iekārtas, kas darbojās ar infrasarkanajiem stariem neražoja, tāpēc tam nebija lielas nozīmes. Ātrumi bija pārāk mazi un dažādu ražotāju izstrādājumi bija slikti savietojami savā starpā.
[izmainīt šo sadaļu] 802.11a
Tā, kā sākotnējā standarta ātrumi bija pārāk mazi, 1999. gadā pieņēma 802.11 papildinājumu - 802.11a, kur maksimālais fiziskā slāņa datu pārraides ātrums ir 54Mbit/s. Šis standarts lieto tādus pašus kanāla slāņa protokolus kā sākotnējais 802.11 standarts, taču darbojas 5GHz frekvencē un lieto OFDM modulāciju. Šim standartam atbilstošie izstrādājumi bija pieejami relatīvi vēlu un bija dārgi, jo 5GHz elektronika bija dārga un maz pieejama. Sākotnējajiem izstrādājumiem bija arī problēmas ar attālumu (bezvadu tīkls tālu nevilka). Šī standarta galvenās priekšrocības ir lielāks lietojamo kanālu skaits (4-8 reizes vairāk kā 2,4GHz standartiem, atkarībā no jurisdikcijas) un mazāk traucējumu (2,4GHz ierīces ir izplatītākas).
[izmainīt šo sadaļu] 802.11b
Šo standartu arī pieņema 1999. gadā. Tas lieto 2,4 GHz frekvenci un DSSS modulāciju. Te maksimālais fiziskā slāņa datu pārraides ātrums ir 11Mbit/s. 802.11b ir visizplatītākais bezvadu tīklu standarts, un ar to sākās bezvadu tīklu izplatība.
[izmainīt šo sadaļu] 802.11g
2003. gadā pieņema vēlvienu papildinājumu sākotnējam 802.11 standartam. Šeit lieto 802.11a modulāciju (OFDM) 2,4GHz frkvencē un maksimālais fiziskā slāņa datu pārraides ātrums ir 54Mbit/s. Šis standarts ir guvis plašāku izplatību nekā 802.11a, jo šādām frekvencēm aparatūru izgatavot sanāk lētāk.
[izmainīt šo sadaļu] 802.11n
Šis standarts vēl nav pieņemts, taču sagaidāms, ka te būs lielāks maksimālais datu pārraides ātrums (~200Mbit/s). To paredzēts panākt lietojot vienlaicīgi vairākas antenas. Lai arī standarts vēl nav pabeigts, jau ir pieejama draft standart aparatūra.
[izmainīt šo sadaļu] Kanāla slānis
Kanāla slāņa protokols ir bāzēts uz ethernet, tomēr te ir dažas atšķirības, kuras nosaka fizikālā slāņa daba. Atšķirībā no ethernet, šeit ierīces nevar vienlaikus raidīt un uztvert, tāpēc ethernet lietotā CSMA/CD metode šeit nedarbojas. 802.11 tīklos lieto CSMA/CA (carrier sense multiple access / collision avoidance). Raidot gaisā arī ir ievērojami lielāka iespējamība, ka dati pazudīs vai tiks bojāti, salīdzinot ar kabeli. Ethernet tīklā visi datori ir vienlīdzīgi. 802.11 ir iespējami divi veidi:
- ad-hoc - analogs ethernet, visi datori ir vienlīdzīgi. Šī metode dažādu iemeslu dēļ nav īpaši populāra.
- Infrastruktūra - šādos tīklos viena no ierīcēm (access point) ir priviliģētā stāvoklī un nosaka kad raidīt pārējām ierīcēm.
[izmainīt šo sadaļu] Freima struktūra
802.11 freimi sastāv no 3 daļām: hedera (10-30 baiti), datiem (0-2312 baiti) un kontrolsummas (treilera)(FCS)(4 baiti).
Nosaukums | Garums (baitos) |
---|---|
Frame control | 2 |
Garums | 2 |
Adrese1 | 6 |
Adrese2 | 6 |
Adrese3 | 6 |
Sequence control | 2 |
Adrese4 | 6 |
Dati | 0-2312 |
FCS | 4 |
- Frame control - šis lauks sastāv no 11 apakšlaukiem un satur informāciju par protokola versiju un freima tipu (skatīt tālāk).
- Garums - šis lauks apraksta freima garumu un ļauj citiem datoriem noteikt cik ilgu laiku būs aizņemts kanāls
- Adrese - šie lauki satur informāciju par to no kurienes freims nāk, un kur tam jānonāk. Pārējās 2 adreses lieto, ja freimu ir jāpārsūta caur vairākiem access pointiem.
- Adrese1 ir saņēmēja adrese, to lieto vienmēr
- Adrese2 ir sūtītāja adrese, uz turieni sūta ACK
- Adrese3 ad-hoc (IBSS) tīklā ir SSID, infrastruktūras tīklā tā ir sākotnējā sūtītāja adrese (paketēm, kas nāk no access pointa, galvenā sūtītāja adrese ir access pointa adrese)
- Adrese4 - to lieto tikai tīklos ar vairākiem savienotiem access pointiem, sakariem starp tiem access pointiem (ESS) un tā ir sākotnējā sūtītāja adrese
- Sequence control - šo lieto fragmentu numurēšanai, no 16 pieejamajiem bitiem, 12 lieto lai identificētu freimu un 4 - lai identificētu fragmentu.
- Dati - pārsūtāmie dati. garums var būt no 0 līdz 2312 baitiem.
- FCS (frame check sequence) - kontrolsumma. To aprēķina visam freimam pēc tāda paša algoritma kā ethernet.
Frame control lauka struktūra:
Lauks | Versija | Tips | Apakštips | uz DS | no DS | MF | retry | PWR | more | W | O |
Garums (bitos) | 2 | 2 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
- Versija - protokola versija, lai nodrošinātu iespēju vienā bāzes stacijā lietot divu veidu protokolus
- Tips - freima tips (datu freims, control frame, management frame)
- Apakštips - šo lieto freimiem ar control frame vai management frame funkcijām (tās ir iespējams piesaistīt datu freimiem). (piem RTS vai CTS freimi).
- uz DS un no DS - norāda ka freims tiek nosūtīts uz vai pienāk no plašāka tīkla (ESS) (ir ienācis access pointā no cita access pointa caur kabeli, vai arī iet atpakaļ pa to pašu ceļu)
- MF - norāda, ka freims ir fragmentēts un šis nav pēdējais fragments
- retry - norāda, ka šis nav pirmais šī freima nosūtīšanas mēģinājums (iepriekšēji visi ir bijuši neveiksmīgi)
- PWR (power management) - šo lieto bāzes stacija lai izslēgtu vai ieslēgtu uztvērēju (lai samazinātu to ierīču elektrības patēriņu)
- More - norāda, ka sūtītājam ir vēl nosūtāmi freimi tam pašam saņēmējam
- W - norāda, ka freima datu lauks ir šifrēts lietojot WEP algoritmu.
- O - freimus, kam šis lauks ir 1, jāapstrādā secīgi vienu pēc otra, nevis jauktā secībā.
[izmainīt šo sadaļu] Adresācija
802.11 atšķirībā no 802.3 (ethernet) freima hederī var būt līdz 4 adresēm. Šiem tīkliem ir iespējami arī vairāki darba režīmi (ad-hoc (IBSS), infrastruktūra (ar access pointu) un ESS (extended service set)(ar vairākiem savienotiem access pointiem). Tīklā izšķir divu veidu ierīces - datorus un access pointus. Paketēm, kuras nāk no vai iet uz access pointu ir aktīvs "no DS" un "uz DS" flag frame control laukā.
no DS | uz DS | Apraksts |
---|---|---|
0 | 0 | ad-hoc (IBSS) tīkls, paketes datori cits citam sūta pa taisno, visas paketes ir vienāda veida. Lieto 3 adreses (sūtītāja adrese, saņēmēja adrese un tīkla SSID (tā parasti ir pirmā adhoc tīklu izveidojušā datora adrese, tā te identificē tīklu)) |
0 | 1 | infrastruktūras tīkls, pakete nosūtīta no access pointa uz datoru. Lieto 3 adreses (sūtītāja adrese (tā datora adrese, kas to paketi piegādāja access pointam), saņēmēja adrese un access point adrese) |
1 | 0 | infrastruktūras tīkls, pakete nosūtīta no datora uz access pointu. Lieto 3 adreses (sūtītāja adrese, saņēmēja adrese (kam to paketi būs beigās jāpiegādā) un access pointa adrese) |
1 | 1 | ESS tīkls (ar vairākiem access pointiem), pakete nosūtīta no viena access pointa uz citu access pointu. Lieto 4 adreses (sūtītāja adrese (kas to paketi piegādāja raidošajam access pointam), saņēmēja adrese (dators, kam to paketi beigās jāpiegādā, tas atrodas aiz saņemošā access pointa), raidošā access pointa adrese un saņemošā access pointa adrese) |
[izmainīt šo sadaļu] Izmantotā literatūra
- http://wow.eecs.berkeley.edu/ergen/docs/ieee.pdf
- http://www.apl.jhu.edu/~hhsu/cs771/cs771-II.pdf - kautkādi lekciju materiāli
- Computer networks, fourth edition. Andrew. S. Tanenbaum. Prentice Hall 2003.