phân lớp Mac trong IEEE 802.11n phần 2 pps

Ph ng pháp mà máy tr m dùng phát hi n AP có th là ph ng pháp quét ch ng hay quét b ng... Khi s d ng PSP, client không dây c x hoàn toàn khác nhau trong BSS Basic Service Set và IBSS Inde

Ch ng 2: Gi i thi u phân l p 802.11n MAC trong mô hình OSI

Hình 2.4: Ho t ng c a RTS/CTS gi a hai máy tr m không dây

khác bi t gi a hai ho t ng hình 3 và hình 4 là hình 3 thay vì máy tr m c

nh tr l i b n tin RTS thì AP s ng ra tr l i thay

2.3.3 Thu t toán th i gian ch ng u nhiên

Sau khi máy tr m th c hi n các b c c m nh n sóng mang theo các ph ng pháp logic và v t lý, phát hi n th y môi tr ng r i và giá tr NAV = 0 thì nó b t u quá trình tranh ch p môi tr ng trong m t kho ng th i gian c g i là m t c a s tranh ch p

t u kho ng th i gian này nó ch n m t giá tr th i gian ch ng u nhiên Giá tr này

c ch n m t cách ng u nhiên trong d i t 0 n giá tr c a s tranh ch p kh i t o Giá tr c a s tranh ch p kh i t o khác nhau tùy thu c vào k thu t tr i ph , ví d DSSS là 31 khe th i gian hay FHSS là 15 khe th i gian.C ng c n l u ý giá tr m i khe

th i gian i v i FHSS b ng 50µs còn DSSS b ng 20µs Sau khi ch n c m t giá tr

th i gian ch , nó b t u quá trình m ng c, sau m i khe th i gian giá tr th i gian

ch này s gi m i m t n v Trong su t quá trình này, máy tr m liên t c th c hi n

m nh n sóng mang c m i khe th i gian N u phát hi n môi tr ng chuy n sang

tr ng thái b n hay giá tr NAV c thi t l p thì quá trình m lùi này s d ng và máy

tr m s quay tr l i giai n c m nh n sóng mang N u n khi giá tr th i gian ch

c m lùi v 0 mà v n không có s thay i tr ng thái môi tr ng thì máy tr m b t

u truy n d n N u sau khi truy n d n mà máy tr m không nh n c b n tin ACK tr

i t tr m thu thì máy tr m này coi nh môi tr ng ang x y ra xung t Giá tr c a

a s tranh ch p trong l n ti p sau s t ng theo công th c Tn=2*Tn-1+1 Giá tr l n

nh t c a c a s tranh ch p là 1023 khe th i gian

Hình 2.5: L c ho t ng c a m t máy tr m trong ch DCF

2.3.4 Quá trình truy n thông trong ch PCF

Mô hình m ng ho t ng theo ch này ph i th a mãn các yêu c u sau:

1 AP ph i c c u hình th c hi n ch c n ng th m dò

2 Các máy tr m không dây ph i c c u hình sao cho AP nh n ra r ng chúng có

kh n ng th m dò c

Ch ng 2: Gi i thi u phân l p 802.11n MAC trong mô hình OSI

Quá trình truy n thông c th c hi n nh sau:

1 t u chu k CFP, AP g i các khung beacon (khung qu n lý bao g m các thông tin ng b , các tham s c n thi t cho quá trình truy n thông) d i d ng broadcast

2 Trong su t chu k CFP, AP th ng xuyên phát các tín hi u th m dò xem có máy tr m nào c n g i d li u không

3 u m t máy tr m c n g i d li u nó s g i m t khung tr l i v AP Ng c l i

u máy tr m không c n g i d li u thì nó s g i m t khung r ng v AP hay n

gi n là l i, không tr l i

4 Khi chu k CFP k t thúc, AP g i khung CF-End t i các máy tr m thông báo

t thúc chu k CFP và AP d ng quá trình th m dò Chu k CP b t u, t t c các máy tr m và AP chuy n sang ho t ng ch DCF

5 t thúc chu k CP, m t chu trình m i l i b t u

CH NG III: CH C N NG PHÂN L P 802.11n MAC

3.1 Các ch c n ng k th a t các chu n tr c

3.1.1 Ch c n ng quét tìm thi t b

t máy tr m mu n k t n i t i AP thì u u tiên nó ph i phát hi n c AP

Ph ng pháp mà máy tr m dùng phát hi n AP có th là ph ng pháp quét ch ng hay quét b ng M t máy tr m có th l ng nghe AP (quét b ng) hay tìm ki m AP (quét ch ng)

3.1.1.1 Quét b ng

Dùng ph ng pháp này máy tr m s l ng nghe các khung beacon phát ra t AP mà

có ch a tr ng SSID (Service Set Identifier – m t chu i s g m 2-32 kí t c dùng

nh n d ng m ng WLAN) gi ng v i SSID c c u hình t tr c trên máy tr m Trong tr ng h p máy tr m nghe th y nhi u khung beacon t các AP khác nhau mà có cùng giá tr tr ng SSID gi ng v i mình thì máy tr m s xác nh AP nào có ch t l ng tín hi u t t nh t nó s th k t n i n AP ó Ph ng pháp quét b ng không c s

ng trong m ng ad hoc vì trong m ng này không có s tham gia c a AP

Hình 3.1: Ph ng pháp quét b ng

Ch ng 3: Ch c n ng phân l p 802.11n MAC

3.1.1.2 Quét ch ng

Trong ph ng pháp này, máy tr m s ch ng phát i các khung probe request, các

khung này có th ch a m t giá tr SSID c a m ng mà máy tr m c n k t n i t i ho c b t

kì m ng nào Tr ng h p máy tr m mu n k t n i t i b t k m ng nào thì trong khung

probe request tr ng SSID s c thi t l p là null T t c các AP nghe c khung

probe request này n u nh n th y giá tr tr ng SSID phù h p mà nó h tr thì AP s tr

i b ng cách g i tr l i máy tr m b ng m t khung probe response Khung probe response ch a t t c nh ng thông tin c n thi t cung c p cho máy tr m th c hi n k t

i t i AP tham gia vào BSS

u m t khung probe request ch a giá tr tr ng SSID b ng null thì t t c các AP nghe c khung này s g i tr l i m t khung probe response Vì lí do b o m t, thông

th ng AP c c u hình l i các khung probe request lo i này u này giúp ng n

ch n nh ng ng i s d ng không c c p quy n truy nh p vào m ng, tuy nhiên ây

ch là m t bi n pháp b o m t s ng ch y u ch c dùng làm gi m các k t n i không mong mu n vô tình tham gia vào m ng không nh m m c ích phá ho i

Hình 3.2: Quét ch ng

3.1.2 Ch c n ng xác th c

Xác th c là b c u tiên trong hai b c c n th c hi n k t n i vào m ng Quá trình xác th c v th c ch t là quá trình k t n i v t lý gi a máy tr m và AP hay các máy

tr m khác (m ng ad hoc) Có hai ph ng pháp xác th c c s d ng trong m ng WLAN g m: Xác th c h th ng m (OSA – Open System Authentication) và Xác th c khóa chia s (SKA – Shared Key Authentication)

3.1.2.1 Xác th c h th ng m (OSA)

Xác th c OSA là m t ph ng pháp xác th c r ng và m c nh c cài t trong các thi t b WLAN Xác th c r ng ngh a là m t máy tr m có th k t h p v i b t kì AP nào c ng s d ng xác th c OSA mi n là có cùng SSID Quá trình xác th c OSA di n ra

nh sau:

1 Máy tr m g i m t khung yêu c u xác th c n AP

2 AP g i tr l i b ng khung ACK báo nh n

3 AP g i khung xác th c v phía máy tr m kh ng nh quá trình xác th c h p

4 Máy tr m g i tr l i b ng khung ACK báo nh n Quá trình xác th c k t thúc

Hình 3.3: Quá trình xác th c OSA

WEP có th c dùng cùng v i xác th c OSA Tuy nhiên WEP ch c dùng

mã hóa các d li u l p trên sau khi quá trình xác th c và k t h p ã hoàn thành Chính

i vì s n gi n c a mình mà xác th c OSA th ng c s d ng cùng v i m t vài

ph ng pháp b o m t tiên ti n h n nh WPA, 802.1X/EAP cho các m ng yêu c u c n

có môi tr ng b o m t

3.1.2.2 Xác th c khóa chia s (SKA)

Ch ng 3: Ch c n ng phân l p 802.11n MAC

Xác th c SKA s d ng WEP xác th c các máy tr m và yêu c u các khóa WEP

nh ph i c c u hình trên c máy tr m và AP Quá trình xác th c SKA di n ra nh sau:

1 Máy tr m g i khung yêu c u xác th c n AP

2 AP g i tr l i b ng khung ACK báo nh n

3 AP g i ti p m t khung xác th c th 2 trong ó có ch a m t n b n tin 128 octet d i d ng không mã hóa

4 Máy tr m g i tr l i b ng khung ACK báo nh n

5 Máy tr m dùng khóa WEP c a mình th c hi n mã hóa n b n tin 128 octet

nh n c t AP sau ó g i n b n tin ã c mã hóa vào trong khung xác

th c th 3 tr l i v AP

6 AP g i tr l i b ng khung ACK báo nh n

7 AP th c hi n gi i mã n b n tin mã hóa nh n c t máy tr m N u n b n tin sau khi gi i mã phù h p v i n b n tin 128 octet kh i t o thì AP g i khung xác th c cu i cùng v phía máy tr m kh ng nh quá trình xác th c h p l Trong tr ng h p không th y s phù h p, AP g i khung xác th c ch ra r ng khóa WEP không h p l , quá trình xác th c không thành công

8 Máy tr m g i tr l i b ng khung ACK báo nh n Quá trình xác th c k t thúc

Hình 3.4: Quá trình xác th c SKA

Xác th c SKA b o m t kém h n xác th c OSA Trong quá trình xác th c SKA, khóa WEP c dùng mã hóa n b n tin 128 octet N u m t ng i mu n xâm

nh p vào m ng trái phép, ng i ó có th s d ng thi t b nghe tr m b t và phân tích các khung xác th c trao i gi a máy tr m và AP tìm ra khóa WEP c dùng, sau

ó s d ng chính khóa này k t n i vào m ng

3.1.3 Quá trình k t h p

M t khi client ã c xác th c thì nó s th c hi n k t n i v i AP c k t h p là

tr ng thái trong ó client ã c cho phép truy n d li u thông qua AP N u PC card

a b n ã c k t h p v i m t AP, thì có ngh a là b n ã k t n i v i AP ó và c ng

là v i m ng không dây

Ti n trình tr nên c k t h p c mô t nh sau: Khi m t client mu n k t n i vào m ng, client ó s g i m t Khung yêu c u xác th c n AP và nh n tr l i m t khung tr l i xác th c Sau khi quá trình xác th c ã c hoàn thành, máy tr m s g i

t khung yêu c u k t h p n AP và AP s tr l i l i cho client m t khung tr l i k t

p trong ó cho phép ho c không cho phép k t h p

Toàn b ti n trình k t h p bao g m 3 tr ng thái khác nhau

+ Không c xác th c và không c k t h p

+ ã c xác th c và không c k t h p

+ ã c xác th c và c k t h p

Trong tr ng thái kh i u này, các node không dây hoàn toàn ch a k t n i v i m ng

và không th truy n d li u qua AP AP l u gi m t b ng các tr ng thái k t n i c a client c g i là b ng K t h p u quan tr ng c n chú ý là các nhà s n xu t khác nhau s c p n các tr ng thái Không c xác th c và không c k t h p trong

AP c a h m t cách khác nhau B ng này s a ra tr ng thái “không c xác th c” cho b t k client nào ch a hoàn thành ti n trình xác th c ho c quá trình xác th c b l i

Trong tr ng thái th 2 này, các client không dây ã v t qua quá trình xác th c thành công, nh ng v n ch a th t s k t h p v i AP Trong tr ng thái này thi client v n

Ch ng 3: Ch c n ng phân l p 802.11n MAC

không c phép truy n hay nh n d li u thông qua AP B ng K t h p c a AP s hi n

th tr ng thái cho client là “ ã c xác th c” B i vì client ã v t qua giai n xác

th c và ngay l p t c chuy n n giai n k t h p r t nhanh chóng (ch vài ms), vì v y

t hi m khi b n th y c tr ng thái “ ã c xác th c” trong AP Th ng thì b n s

th y “không c xác th c” hay “ c k t h p”

c k t h p

Trong tr ng thái cu i cùng này, node không dây c a b n ã hoàn toàn k t n i v i

ng, có th g i và nh n d li u thông qua AP Hình d i mô t quá trình k t h p c a

t client B n s th y tr ng thái “ c k t h p” trong b ng K t h p c a AP cho bi t

ng client này ã hoàn toàn k t n i và ã c ch ng nh n b i AP có th truy n d

li u thông qua AP T ây b n có th suy ra các ph ng th c b o m t s c cài t trong quá trình k t n i c a client

Hình 3.5: Quá trình k t h p

3.1.4 Tính n ng giám sát ngu n n

Các client không dây ho t ng m t trong 2 ch giám sát ngu n n c xác

nh trong chu n 802.11 Các ch này bao g m ch active, th ng c g i là CAM (Continuous Aware Mode) và ch power save, th ng c g i là PSP (power Save Polling) Vi c ti t ki m n n ng b ng cách s d ng ch power save là c

bi t quan tr ng cho ng i dùng di ng v i laptop hay PDA ch y b ng pin Vi c kéo dài tu i th c a pin cho phép ng i s d ng dùng thi t b lâu h n mà không c n ph i

p l i pin Các card m ng WLAN có th tiêu t n m t l ng n n ng áng k khi trong ch CAM, u này chính là lý do t i sao tính n ng ti t ki m n ng l ng l i

c a vào chu n 802.11

3.1.4.1 Continuous Aware Mode (CAM)

CAM là m t ch trong ó user s d ng toàn b ngu n n n ng s n có và

th ng xuyên giao ti p v i AP B t k m t máy tính nào (desktop hay server) c m vào ngu n n AC u ho t ng trong ch CAM Trong nh ng tr ng h p này, không

có m t lý do gì mà PC card c n ph i ti t ki m n n ng c

3.1.4.2 Power Save Polling (PSP)

Vi c s d ng ch PSP cho phép client không dây i vào tr ng thái “ng ” ây,

ng có ngh a là client th t s t t ngu n n trong m t kho ng th i gian r t ng n (kho ng m t ph n nh c a 1 giây) Th i gian ng này là ti t ki m c m t

ng n n ng áng k cho client không dây ng th i, nó cho phép client s d ng laptop làm vi c trong kho ng th i gian lâu h n, t ng n ng su t làm vi c

Khi s d ng PSP, client không dây c x hoàn toàn khác nhau trong BSS (Basic Service Set) và IBSS (Independent BSS) m t ng ng duy nh t trong cách c x trong BSS và IBSS là vi c truy n và nh n Beacon

Ti n trình ho t ng trong ch PSP (c BSS và IBSS) c mô t bên d i Hãy

nh r ng, các ti n trình này có th xu t hi n nhi u l n trong 1 giây u này cho phép

ng WLAN duy trì k t n i c a nó, nh ng ng th i c ng sinh ra thêm m t l ng overhead cho m ng Admin nên xem xét overhead này khi ho ch nh nhu c u c a user trên m ng WLAN

Ch PSP trong BSS (Basic Service Set)

Khi s d ng PSP trong m t BSS, tr c tiên, máy tr m s g i m t frame n AP báo cho AP bi t r ng chúng s p i vào tr ng thái “ng ” (t m th i t t ngu n n) AP s ghi nh n l i các tr m ang ng Sau ó, AP s buffer ( m) b t k frame nào g i n cho các tr m ang ng Traffic cho các tr m ang ng v n ti p t c g i n AP nh ng

AP không th g i nó n cho các tr m ang ng c Vì th , các gói tin c i trong buffer dành cho tr m ang ng

AP theo nh k s g i ra các Beacon Các client ( ã c ng b hóa th i gian v i AP) bi t chính xác lúc nào thì nh n Beacon Các client ang ng s ánh th c receiver (b nh n tín hi u) c a chúng l ng nghe các Beacon mà trong ó có ch a TIM (Traffic Indication Map = B n báo hi u có traffic) N u client th y chính nó c

li t kê trong TIM thì nó s th c d y và g i 1 frame n AP báo cho AP bi t r ng nó ang th c và s n sàng nh n các gói tin ã c buffer Khi client ã nh n xong các gói

Ch ng 3: Ch c n ng phân l p 802.11n MAC

tin dành cho nó, client s g i 1 thông p n AP báo hi u r ng nó s p tr l i tr ng thái

ng Ti n trình này c l p l i nhi u l n trong 1 giây Vì th nó gây ra m t s overhead so v i khi không s d ng PSP

Hình 3.6: PSP Mode in a BSS

PSP trong IBSS (Independent BSS)

Ch PSP trong IBSS ho t ng r t khác so v i trong BSS IBSS không có AP nên không có thi t b nào buffer các gói tin Vì th m i các tr m ph i buffer các gói tin

c g i t chính nó n các tr m khác trong m ng Ad-hoc Các tr m s luân phiên nhau g i các Beacon s d ng các ph ng th c khác nhau tùy thu c vào nhà s n xu t

Khi các tr m s d ng ch ti t ki m n n ng, s có m t kho ng th i gian c

i là ATIM window Trong kho ng th i gian này, m i tr m u th c và s n sàng nh n các data frame Ad-hoc Traffic Indication Map (ATIM) là các gói tin unicast c s

ng b i các tr m thông báo cho các tr m khác r ng có d li u dành cho chúng và chúng nên th c gi c trong kho ng th i gian nh n l ng d li u này Các ATIM

và Beacon u c g i trong su t kho ng th i gian ATIM window

Ti n trình các tr m g i traffic cho nhau di n ra nh sau:

+ Các tr m c ng b hóa v i nhau thông qua các Beacon chúng có th cùng th c gi c tr c khi ATIM window b t u

+ Kho ng th i gian ATIM window b t u, các tr m g i các Beacon Sau ó, các

tr m g i các ATIM frame thông báo cho các tr m khác có traffic buffer dành cho chúng

+ Các tr m nh n ATIM trong su t ATIM window s th c gi c nh n data frame N u không có ATIM nào c nh n thì tr m s i vào tr ng thái ng (khi ATIM window k t thúc)

+ ATIM window k t thúc, và các tr m b t u truy n data frame Sau khi nh n data frame, các tr m tr l i tr ng thái ng và i kho ng th i gian ATIM window

ti p theo ( th c l i)

3.1.5 S c t m nh khung.

Các gói m c cao và m t s khung quan lý l n c n c phân n thành các

nh nh có th truy n i phù h p v i m t kênh vô tuy n S c t m nh khung c ng làm t ng tin c y khi mà có giao thoa Các tr m vô tuy n LAN s c g ng truy n các

nh sao cho nhi u giao thoa ch có th anh h ng n các m nh nh , mà không ph i

là các khung l n u ó làm gi m ngay t c thì l ng d li u b h h ng do giao thoa.vi c c t m nh làm t ng cao h n hi u qu truy n d n Giao thoa có th n t nhi u ngu n khác nhau Giao thoa trong m ng th ng c gây ra b i các sóng có t n kho ng 2.4GHZ Sóng n t sinh ra b i ng magnetron v à luôn bi n i theo hình sin(ramp up and ramp down), vì th các sóng viba phát ra giao thoa n a th i gian.cá phone không dây c ng gây ra giao thoa Các m ng ngoài tr i ph thu c vào

ng mà giao thoa c ng khác nhau

S phân n x y ra khi m t gói tin m c cao có chi u dài v t quá ng ng c a phân n c nh hình b i ng i qu n tr m ng Dù t ng s n nh ng t t c các

n u có s chu i nh nhau h tr vi c t p h p, khôi ph c l i thông tin u khi n khung c ng ch báo s l ng n n có nhi u h n hay không T t c các khung, bao g m m t s khung bình th ng c a n n i n phân n (nh hình 3.7 d i ây):