Висновок (WI-FI)

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.

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