Локальные сети: Wi-Fi Toking Ring, FDDI, PPP Лекция 7

Cемейство рекомендаций working group –Специальный беспроводной интерфейс между беспроводным клиентом и базовой станцией или точкой доступа, а также к другими беспроводными клиентами IEEE a –Скорости до 54 Mбит/с, диапазон частот 5 гГц –Использует ортогональное частотное мультиплексирование (OFDM - orthogonal frequency division multiplexing) IEEE b (Wi-Fi) –Скорость до 11 Mбит/с (каналы на 5.5 Мбит/с, 2 Мбит/с и 1Мбит/с), диапазон частот 2.4 гГц. –В качестве доступа использует DSSS IEEE g –От 20 Mбит/с, диапазон частот 2.4 гГц IEEE n –От 100 Mбит/с, диапазон частот 2.4 гГц. Принят в январе 2006 г. –Использует дополнительные методы защиты канала

Базовые архитектуры WiFi, определяемых на MAC-уровне Ad Hoc (Independent Basic Service Set (IBSS) или Peer to Peer): станции непосредственно взаимодействуют друг с другом. Для этого режима требуется минимум оборудования: каждая станция должна быть оснащена беспроводным адаптером. Не требуется создания сетевой инфраструктуры. Основным недостатком режима Ad Hoc является ограниченный диапазон действия возможной сети и невозможность подключения к внешней сети.

Hot spot - станции взаимодействуют друг с другом не напрямую, а через точку доступа (Access Point). Рассматривают два режима взаимодействия с точками доступа : BSS (Basic Service Set) - все станции связываются между собой только через точку доступа, которая может выполнять также роль моста к внешней сети. ESS (Extended Service Set) -существует инфраструктура нескольких сетей BSS, причём сами точки доступа взаимодействуют друг с другом, что позволяет передавать трафик от одной BSS к другой. Сами точки доступа соединяются между собой с помощью либо сегментов кабельной сети, либо радиомостов.

Архитектура WiFi STA – рабочая станция

Беспроводная ЛВС с инфраструктурой

Метод доступа - метод коллективного доступа с обнаружением несущей и избежанием коллизий (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance, CSMA/CA). Идея:Перед тем как послать данные в "эфир", станция сначала отправляет специальное сообщение, называемое RTS (Ready To Send), которое трактуется как готовность данного узла к отправке данных. Такое RTS- сообщение содержит информацию о продолжительности предстоящей передачи и об адресате и доступно всем узлам в сети. Это позволяет другим узлам задержать передачу на время, равное объявленной длительности сообщения. Приёмная станция, получив сигнал RTS, отвечает посылкой сигнала CTS (Clear To Send), свидетельствующего о готовности станции к приёму информации. После этого передающая станция посылает пакет данных, а приёмная станция должна передать кадр ACK, подтверждающий безошибочный прием. Если АСК не получен, попытка передачи пакета данных будет повторена. Таким образом, с использованием подобного четырёхэтапного протокола передачи данных реализуется регламентирование коллективного доступа с минимизацией вероятности возникновения коллизий.

Data DIFS ACK SIFS Задержка доступа DIFS Случайный отрезок времени [0, Cwin] Data Cwin = размер окна t t t Станция отправитель Станция получатель Начало передачи данных по среде *DCF = Distributed Coordinated Function Основной метод доступа в , используемый для CSMA/CA DIFS = DCF Inter Frame Space Временной интервал между началом прослушивания среды станцией и началом передачи данных SIFS = Short Inter Frame Space, SIFS < DIFS Временной интервал между передачей данных и принятием их станцией-получателем

Основные характеристики WiFi Радиус действияДо 100 м. Разработан для использования в качестве локальной сети, в зданиях. Рабочий диапазон2,4 ГГц и 5 ГГц МасштабируемостьДесятки абонентов Ширина полосы пропускания 20 МГц БезопасностьWPA, WEP Защита на МАС-уровне (криптографическая) Поддержка качества обслуживания Best effort (т.е. никакой) Технология передачиСSMA/CA

Toking Ring Топология «кольцо» Маркерный метод доступа Скорости: 4 Мбит/с и 16 Мбит/с, обе скорости в одном кольце не допускаются (на скорости 16 Мбит/с используется метод раннего освобождения маркера). Максимальная длина сегмента : –16 Мбит/с – 200 м, –4 Мбит/с – 600 м.

Максимальное количество станций в одном кольце 250. Типы станций: обычные и активный монитор. Функции активного монитора: –Управление таймаутом (временем удержания маркера одной станцией) –Диагностика –Порождение новых маркеров Типы кадров: –Маркер ( в одном кольце может быть несколько маркеров) –Кадр данных –Прерывающая последовательность (2 байта, сигнализирует об отмене)

Форматы кадров Маркер Кадр данных флаг Приоритет 3 бита Тип 1 бит Монитор 1 бит Резерв 3 бита флаг Тип: 1-маркер 0-данные Монитор: 1-от монитора 0-от станции флаг Адрес получателя Адрес отправителя Данные Контрольная сумма (4) 2 или 4 байта

Физическая реализация STA Hub STA – рабочая станция

FDDI – Fiber Distributed Data Interface Топология двойное «кольцо» Скорость 100 Мбит/с Тип доступа маркерный Кодирование 4В/5В Типы станций: –DAS – dual attached station (подключаемые к двум кольцам) –SAS – single attached station (подключаемые к одному кольцу) На одном кольце может находиться до 500 DAS и до 1000 SAS Расстояние между узлами максимум 2 км Среда: – одномодовое волокно (до 100 км) –многомодовое волокно (до 40 км)

Подключение станций к кольцам FDDI DAS концентратор SAS

Варианты связей в случае обрыва Сопрягается с Toking Ring и Ethernet. Для управления используется протокол SNMP.

Подключение субсетей FDDI hub Сервер Субсеть

РРР РРР – Point-to-Рoint Protocol, 1980 г. Служит для непосредственной связи между двумя точками, обеспечивает передачу датаграмм через последовательные каналы связи. Multilink PPP – для организации одного канала данных по нескольким совмещенным В64.

Основные компоненты: HDLC (High Level Data Link Communocation) – семейство протоколов канального для формирования процесса передачи датаграмм. –LCP (Link Control Protocol) – организация, конфигурация и контроль соединения. Отсылает пилот-пакет и ожидает ответ. –NCP (Network Control Protocol) – организация и выбор протокола сетевого уровня (позволяет работать не только с IP)

Принцип работы: Проверка состояния канала и установление соединения (LCP и NCP) Конфигурация и выбор протокола сетевого уровня (NCP) Пересылка датаграмм Закрытие соединения (NCP и LCP) Формат пакета Адрес Управл Протокол (сетевого уровня) 2 байта Данные байт Контр. Сумма 2-4 байт флаг