WLAN ответы

16. Функция гибридной координации (HCF). Расширенный распределенный доступ к каналу (EDCA).

Метод доступа к каналу EDCA

Улучшенный доступ к распределенному каналу Расширенный распределенный доступ к каналу (EDCA) - это метод беспроводного доступа к мультимедиа, обеспечивающий дифференцированный доступ, который направляет трафик в четыре очереди с приоритетом QoS категории доступа.

Метод доступа к среде EDCA определяет приоритет трафика с использованием тегов приоритета, идентичных тегам приоритета 802.1D.

Теги приоритета обеспечивают механизм реализации QoS на уровне MAC.

Доступны различные классы обслуживания, представленные в 3-разрядном поле приоритета пользователя в заголовке IEEE 802.1Q, добавленном к фрейму

Ethernet.

802.1D включает постановку в очередь с приоритетом (позволяя некоторым кадрам Ethernet пересылаться раньше других в коммутируемой сети Ethernet).

EDCA определяет четыре категории доступа на основе восьми ИБП.

Существуют четыре категории доступа от низшего приоритета до наивысшего приоритета:

1.AC_BK(Фон)

2.AC_BE (Наилучшие усилия)

3.AC_VI (Видео)

4.AC_VO (Голос)

Для каждой категории доступа используется улучшенная версия DCF, известная как функция расширенного доступа к распределенному каналу (EDCAF), для борьбы за TXOP.

Кадры с категорией доступа с наивысшим приоритетом имеют наименьшие значения задержки и, следовательно, с большей вероятностью получат TXOP.

режиме «инфраструктуры», когда станции подключаются к сети через точку доступа (AP). Этот режим не является обязательным, и только очень немногие точки доступа или адаптеры Wi-Fi действительно его реализуют. Точки доступа отправляют кадры маяка через равные промежутки времени (обычно каждые 0,1024 секунды). Между этими кадрами маяка PCF определяет два периода: период отсутствия конкуренции (CFP) и период конкуренции (CP). В CFP точка доступа отправляет пакеты с опросом без конкуренции (CF-Poll) на каждую станцию по одному, чтобы дать им право на отправку пакета. AP является координатором. Хотя это позволяет лучше управлять QoS, PCF не определяет классы трафика, как это обычно бывает с другими системами QoS (например, 802.1p и DiffServ )).

Однако, в отличие от PCF, в котором взаимодействие между двумя каркасами маяка разделено на два периода CFP и CP, HCCA допускает инициирование CFP почти в любое время, вызываемое в течение фазы 8CP. AP инициирует CAP независимо от того, хочет ли он послать кадр на станцию или принять кадр от станции бесконфликтным способом. Фактически, CFP также является CAP. Во время CAP Координационный (HC), который также является AP управляет доступом к среде. Во время CP все станции функционируют в EDCA. Другое отличие с PCF заключается в том, что определены класс трафика (TC) и потоки трафика (TS). Кроме того, HC может координировать эти потоки или сеансы любым способом, который он выберет (не просто циклический). Кроме того, станции предоставляют информацию о продолжительности своих очередей для каждого класса трафика (TC). HC может использовать эту информацию, чтобы дать приоритет одной станции, они могут настроить свою разницу между двумя станциями.

HCCA обычно считается наиболее совершенной (и сложной) координационной функцией. С помощью HCCA QoS можно настроить с большей точностью. Станции с поддержкой QoS имеют возможность запрашивать конкретные параметры передачи (скорость передачи данных, дрожание и т.д.), которые должны позволять передовым приложениям, таким как VoIP и потоковая передача видео, более эффективно работать в сети Wi-Fi.

Поддержка HCCA не является обязательной для AP 802.11e. Фактически, для HCCA в настоящее время доступно мало точек доступа (если таковые имеются). Реализация HCCA на конечных станциях использует существующий

механизм DCF для доступа к каналу (не требуется никаких изменений в работе DCF или EDCA). Станции должны иметь возможность только отвечать на сообщения опроса. На стороне AP необходим планировщик и механизм организации очередей.

18. Wi-Fi Multimedia (WMM) – IEEE 802.11е. Фрагментация кадров. Функция оптимизации производительности band steering.

WMM 802.11e вносит изменения в MAC-уровень:

–улучшенное распределение функций координации (EDCF) – расширение DCF (Distributed Coordination Function), разделяющего беспроводный ресурс между станциями;

–функция гибридной координации (HCF) – расширение опционального режима PCF (Point Coordination Function), позволяющего централизовано реализовывать координацию станций.

Задает 4 класса трафика: категории доступа AC (access category) В оригинальном MAC-уровне

DCF

Базовый 802.11 MAC уровень использует Distributed Coordination Function (DCF),

чтобы разделить эфир между множеством станций. Это создаёт несколько ограничений:

при одновременном взаимодействии большого количества станций происходит

множество коллизий, которые снижают общую доступную ширину канала.

нет разделения на трафик по приоритету.

если станция «выигрывает» доступ к эфиру, она может занимать его столько, сколько ей нужно. И если эта станция имеет низкую пропускную способность (например, 1 Mbit/s), то ей понадобится продолжительное время для передачи данных, и все остальные станции будут страдать от этого.

и самое важное — это отсутствие гарантий QoS.

В WMM 802.11e

EDCF

Механизм EDCF подобен механизму DCF, но для того, чтобы гарантировать приоритетный доступ различного типа приложениям к среде передачи данных, вводятся некоторые изменения, касающиеся размера CW-окна и промежутка ожидания. В среднем, станция с трафиком более высокого приоритета ждёт немного меньше перед отправкой пакета, чем станция с трафиком меньшего приоритета.

В оригинальном MAC-уровне

PCF

Оригинальный 802.11 MAC определяет также другую функцию координации, названную Point Coordination Function (PCF), она доступна только в режиме «инфраструктуры», в котором станции соединены с сетью через Точку Доступа (Access Point — AP). Этот режим опционален и очень немногие AP и WiFi адаптеры реализуют его. AP посылает «сигнальные» фреймы через постоянные промежутки времени (обычно 0.1 секунды). Между этими фреймами, PCF определяет два периода: Contention Free Period (CFP) и Contention Period (CP). В CP просто используется DCF. А в CFP AP посылает Contention Free — Poll (CF-Poll) пакеты каждой станции по одному за раз, чтобы дать им право посылать пакеты. AP является координатором. Это позволяет лучше управлять QoS. К несчастью, PCF имеет ограниченную поддержку и некоторые ограничения (например, она не определяет классы трафика).

В WMM 802.11e

HPF

Режим гибридной функции координации (Hybrid Coordination Function, HCF) является развитием централизованной функции координации PCF:

–Точка доступа является центром координации (HC) и управляет коллективным доступом всех узлов сети к среде передачи данных, для чего опрашивает все узлы сети, внесенные в ее список, и на основании этого опроса организует передачу данных между всеми узлами сети.

–В сетях с механизмом HCF в течение определенного промежутка времени CFP реализуется механизм бесконкурентного доступа, когда доступ к среде контролируется точкой доступа, затем следует промежуток конкурентного доступа CP с механизмом EDCF. Чередующиеся режимы бесконкурентного и конкурентного доступа образуют суперфрейм.

–Чтобы точка доступа имела бы самый высокий приоритет по доступу к среде, промежуток ожидания для точки доступа (PIFS) меньше, чем для всех остальных узлов сети.

–Точка доступа также может получать внеочередной доступ к среде, образуя периоды CAP

–CAP используются точкой доступа для опроса узлов сети.