Відмінності між версіями «Висновок (WI-FI)»
| Рядок 1: | Рядок 1: | ||
| − | + | ==Загальний опис == | |
| + | WiFi - це сучасна бездротова технологія з'єднання комп'ютерів в локальну мережу і підключення їх до Internet. Саме завдяки цій технології Internet стає мобільним і дає користувачеві свободу переміщення не лише в межах кімнати, але і по всьому світу. | ||
| + | Абревіатура "Wi-Fi" (від англійського словосполучення "Wireless Fidelity", яку можна дослівно перекласти як "висока точність бездротової передачі даних") є назвою для стандарту бездротового (радіо) зв'язку передачі даних, який об'єднує декілька протоколів та ґрунтується на сімействі стандартів IEEE 802.11. | ||
| − | + | ==Стандарти IEEE 802.11.== | |
| − | + | IEEE 802.11 — набір стандартів для комунікації в бездротовій локальній мережевій зоні (WLAN) частотних діапазонів 2.4, 3.6 і 5 ГГц. | |
| + | Стек протоколів IEEE 802.11 відповідає загальній структурі стандартів комітету 802, тобто складається з фізичного рівня і канального рівня з підрівнями управління доступом до середовища MAC і логічної передачі даних LLC Як і у всіх технологій сімейства 802, технологія 802.11 визначається двома нижніми рівнями, тобто фізичним рівнем і рівнем MAC, а рівень LLC виконує свої стандартні загальні для всіх технологій LAN функції. | ||
| + | На фізичному рівні існує кілька варіантів специфікацій, які відрізняються використовуваним частотним діапазоном, методом кодування і як наслідок - швидкістю передачі даних. Всі варіанти фізичного рівня працюють з одним і тим же алгоритмом рівня MAC. | ||
| − | + | ==Фізичний рівень== | |
| − | + | ==Канальний рівень== | |
| + | |||
| + | На MAC-рівні в стандарті IEEE 802.11 визначено два режими колективного доступу до середовища передачі даних: | ||
| + | |||
| + | 1. Розподілений режим DCF (Distributed Coordination Function); | ||
| + | |||
| + | 2. Централізований режим PCF (Point Coordination Function). | ||
| + | ===Режим розподіленої координації=== | ||
| + | Режим DCF(Distributed Coordination Function) - заснований на методі колективного доступу з виявленням несучої і механізмом уникнення колізій (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance, CSMA / CA). | ||
| + | |||
| + | ===Алгоритм CSMA/CA=== | ||
| + | Алгоритм CSMA/CA можна описати наступним чином. | ||
| + | Перед передачею кадру, станція прослуховує середовище, якщо середовище не зайняте, станція передає кадр. | ||
| + | Якщо середовище зайняте, станція очікує коли воно звільниться і починає передачу кадру. | ||
| + | Якщо одержувач прийняв кадр неспотвореним, то він підтверджує отримання, посилаючи службовий кадр ACK - квитанцію про доставку. Якщо передавальна станція не отримала пакет ACK, передбачається, що сталася колізія і через випадковий проміжок часу кадр передається знову. | ||
| + | |||
| + | ===Режим централізованої координації === | ||
| + | У режимі PCF (Point Coordination function) - один з вузлів мережі (точка доступу) є центральним і називається центром координації (Point Coordinator, PC). Центр координації управляє колективним доступом всіх інших вузлів мережі і до середовища передачі даних на основі певного алгоритму опитування або виходячи з пріоритетів вузлів мережі. PCF повністю виключає конкуруючий доступ до середовища і унеможливлює виникнення колізій. Для роботи в режимі PCF станції повинні підписатися на цю послугу при реєстрації в мережі. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | ===Структура кадру MAC рівня === | ||
| + | |||
| + | На схемі поданій нижче зображено формат MAC кадру 802.11. Наведена загальна структура застосовується для всіх інформаційних і керуючих кадрів, хоча не всі поля використовуються у всіх випадках. | ||
| + | <center>[[Файл:802_11_sh5.jpg]]</center> | ||
| + | |||
| + | FC – Керування кадром. | ||
| + | |||
| + | D/I – Ідентифікатор тривалості / з’єднання. | ||
| + | |||
| + | SC – Керування черговістю. | ||
| + | |||
| + | |||
| + | Поля кадру мають наступні призначення: | ||
| + | |||
| + | *Управління кадром. Вказує тип кадру і надає керуючу інформацію | ||
| + | *Ідентифікатор тривалості / з'єднання. Якщо використовується поле тривалості, вказується час (у мікросекундах ), на який потрібно виділити канал для успішної передачі кадру MAC. У деяких кадрах управління в цьому полі вказується ідентифікатор асоціації або з'єднання. | ||
| + | *Адреса. Число і значення полів адреси залежить від контексту. Можливі наступні типи адреси : джерела, призначення, передавальної станції , приймаючої станції. | ||
| + | *Управління черговістю. Містить 4 - бітове підполе номера фрагмента , що використовується для фрагментації і повторної збірки, і 12 - бітовий порядковий номер, який використовується для нумерації кадрів , переданих між приймачем і передавачем. | ||
| + | *Тіло кадру. Містить модуль даних протоколу LLC або керуючу інформацію MAC. | ||
| + | *Контрольна послідовність кадра. | ||
| + | |||
| + | ==Принцип роботи== | ||
| + | Зазвичай схема Wi-Fi мережі містить не менш однієї точки доступу та може легко масштабуватись. | ||
| + | Також можливо підключення двох клієнтів в режимі точка-точка (Ad-hoc), коли точка доступу не використовується, а клієнти з'єднуються за участю мережевих адаптерів «напряму». Точка доступу передає свій ідентифікатор мережі (SSID) з допомогою спеціальних сигнальних пакетів на швидкості 0,1 Мбіт/с кожні 100 мс. Тому 0,1 Мбіт/с — найменша швидкість передачі даних для Wi-Fi. Знаючи SSID мережі, клієнт може вияснити, чи можливо підключення до даної точки доступу. При потраплянні в зону дії двох точок доступу з ідентичними SSID приймач може вибирати між ними на основі даних про рівень сигналу. Стандарт Wi-Fi дає клієнту повну свободу при виборі критеріїв для з'єднання. | ||
| + | Однак, стандарт не описує всі аспекти побудови безпровідних локальних мереж Wi-Fi. Тому кожен виробник устаткування вирішує цю задачу по-своєму, застосовуючи ті підходи, які він вважає за якнайкращі з тієї або іншої точки зору. Тому виникає необхідність класифікації способів побудови безпровідних локальних мереж. | ||
| + | |||
| + | За способом об'єднання точок доступу в єдину систему можна виділити: | ||
| + | *Автономні точки доступу (називаються також самостійні, децентралізовані, розумні) | ||
| + | *Точки доступу, що працюють під управлінням контролера (називаються також «легковагі», централізовані) | ||
| + | *Безконтролерні, але не автономні (керовані без контролера) | ||
| + | |||
| + | За способом організації і управління радіоканалами можна виділити безпровідні локальні мережі: | ||
| + | *Із статичними налаштуваннями радіоканалів | ||
| + | *З динамічними (адаптивними) налаштуваннями радіоканалів | ||
| + | *З «шаруватою» або багатошаровою структурою радіоканалів | ||
| − | |||
Версія за 22:04, 16 січня 2014
Зміст
Загальний опис
WiFi - це сучасна бездротова технологія з'єднання комп'ютерів в локальну мережу і підключення їх до Internet. Саме завдяки цій технології Internet стає мобільним і дає користувачеві свободу переміщення не лише в межах кімнати, але і по всьому світу. Абревіатура "Wi-Fi" (від англійського словосполучення "Wireless Fidelity", яку можна дослівно перекласти як "висока точність бездротової передачі даних") є назвою для стандарту бездротового (радіо) зв'язку передачі даних, який об'єднує декілька протоколів та ґрунтується на сімействі стандартів IEEE 802.11.
Стандарти IEEE 802.11.
IEEE 802.11 — набір стандартів для комунікації в бездротовій локальній мережевій зоні (WLAN) частотних діапазонів 2.4, 3.6 і 5 ГГц. Стек протоколів IEEE 802.11 відповідає загальній структурі стандартів комітету 802, тобто складається з фізичного рівня і канального рівня з підрівнями управління доступом до середовища MAC і логічної передачі даних LLC Як і у всіх технологій сімейства 802, технологія 802.11 визначається двома нижніми рівнями, тобто фізичним рівнем і рівнем MAC, а рівень LLC виконує свої стандартні загальні для всіх технологій LAN функції. На фізичному рівні існує кілька варіантів специфікацій, які відрізняються використовуваним частотним діапазоном, методом кодування і як наслідок - швидкістю передачі даних. Всі варіанти фізичного рівня працюють з одним і тим же алгоритмом рівня MAC.
Фізичний рівень
Канальний рівень
На MAC-рівні в стандарті IEEE 802.11 визначено два режими колективного доступу до середовища передачі даних:
1. Розподілений режим DCF (Distributed Coordination Function);
2. Централізований режим PCF (Point Coordination Function).
Режим розподіленої координації
Режим DCF(Distributed Coordination Function) - заснований на методі колективного доступу з виявленням несучої і механізмом уникнення колізій (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance, CSMA / CA).
Алгоритм CSMA/CA
Алгоритм CSMA/CA можна описати наступним чином. Перед передачею кадру, станція прослуховує середовище, якщо середовище не зайняте, станція передає кадр. Якщо середовище зайняте, станція очікує коли воно звільниться і починає передачу кадру. Якщо одержувач прийняв кадр неспотвореним, то він підтверджує отримання, посилаючи службовий кадр ACK - квитанцію про доставку. Якщо передавальна станція не отримала пакет ACK, передбачається, що сталася колізія і через випадковий проміжок часу кадр передається знову.
Режим централізованої координації
У режимі PCF (Point Coordination function) - один з вузлів мережі (точка доступу) є центральним і називається центром координації (Point Coordinator, PC). Центр координації управляє колективним доступом всіх інших вузлів мережі і до середовища передачі даних на основі певного алгоритму опитування або виходячи з пріоритетів вузлів мережі. PCF повністю виключає конкуруючий доступ до середовища і унеможливлює виникнення колізій. Для роботи в режимі PCF станції повинні підписатися на цю послугу при реєстрації в мережі.
Структура кадру MAC рівня
На схемі поданій нижче зображено формат MAC кадру 802.11. Наведена загальна структура застосовується для всіх інформаційних і керуючих кадрів, хоча не всі поля використовуються у всіх випадках.
FC – Керування кадром.
D/I – Ідентифікатор тривалості / з’єднання.
SC – Керування черговістю.
Поля кадру мають наступні призначення:
- Управління кадром. Вказує тип кадру і надає керуючу інформацію
- Ідентифікатор тривалості / з'єднання. Якщо використовується поле тривалості, вказується час (у мікросекундах ), на який потрібно виділити канал для успішної передачі кадру MAC. У деяких кадрах управління в цьому полі вказується ідентифікатор асоціації або з'єднання.
- Адреса. Число і значення полів адреси залежить від контексту. Можливі наступні типи адреси : джерела, призначення, передавальної станції , приймаючої станції.
- Управління черговістю. Містить 4 - бітове підполе номера фрагмента , що використовується для фрагментації і повторної збірки, і 12 - бітовий порядковий номер, який використовується для нумерації кадрів , переданих між приймачем і передавачем.
- Тіло кадру. Містить модуль даних протоколу LLC або керуючу інформацію MAC.
- Контрольна послідовність кадра.
Принцип роботи
Зазвичай схема Wi-Fi мережі містить не менш однієї точки доступу та може легко масштабуватись. Також можливо підключення двох клієнтів в режимі точка-точка (Ad-hoc), коли точка доступу не використовується, а клієнти з'єднуються за участю мережевих адаптерів «напряму». Точка доступу передає свій ідентифікатор мережі (SSID) з допомогою спеціальних сигнальних пакетів на швидкості 0,1 Мбіт/с кожні 100 мс. Тому 0,1 Мбіт/с — найменша швидкість передачі даних для Wi-Fi. Знаючи SSID мережі, клієнт може вияснити, чи можливо підключення до даної точки доступу. При потраплянні в зону дії двох точок доступу з ідентичними SSID приймач може вибирати між ними на основі даних про рівень сигналу. Стандарт Wi-Fi дає клієнту повну свободу при виборі критеріїв для з'єднання. Однак, стандарт не описує всі аспекти побудови безпровідних локальних мереж Wi-Fi. Тому кожен виробник устаткування вирішує цю задачу по-своєму, застосовуючи ті підходи, які він вважає за якнайкращі з тієї або іншої точки зору. Тому виникає необхідність класифікації способів побудови безпровідних локальних мереж.
За способом об'єднання точок доступу в єдину систему можна виділити:
- Автономні точки доступу (називаються також самостійні, децентралізовані, розумні)
- Точки доступу, що працюють під управлінням контролера (називаються також «легковагі», централізовані)
- Безконтролерні, але не автономні (керовані без контролера)
За способом організації і управління радіоканалами можна виділити безпровідні локальні мережі:
- Із статичними налаштуваннями радіоканалів
- З динамічними (адаптивними) налаштуваннями радіоканалів
- З «шаруватою» або багатошаровою структурою радіоканалів
Перейти до Технологія WI-FI
