[데이터통신] 14. Wireless LAN

SUbbb·2021년 12월 12일
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데이터통신

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Wired network - Isolated LAN \rarr Infra가 존재
Wireless network - Ad hoc network \rarr Infra가 X
모두 이동 가능하고, 무선으로 구성된 network

Ad Hoc Network

Infrastructure가 없는 network

  • base station이나 access point가 필요하지 않다. \rarr network이 단말기로만 구성

아래의 경우, A-B간의 연결이 이어지지 않아 Data의 전송이 불가

Characteristics

Attenuation

  • Signal이 모든 방향으로 퍼져나감

Interference

  • unguided이므로 방해와 간섭이 많다.

Multipath

  • Signal이 여러 path로 반사되어 전송될 수 있다.

Error

  • SNR (Signal-to-Noise Ratio)

Access Control

CSMA/CD algorithm은 아래 3가지 이유로 wireless LANs에서 사용 X

  • wireless hosts는 동시에 송,수신할 수 있는 power가 충분하지 않다.
  • hidden station problem이 collision detection을 막는다.
  • stations간 거리가 클 수 있다.

Collision Detection이 어려워지면서, Collision Avoidance가 탄생

Hidden Station Problem

아래에서, Station B & C는 서로를 감지하지 못하여 모두 Station A로 data를 전송
\rarr Station A에서 신호의 충돌이 발생

IEEE 802.11 Project

IEEE 802.11: wireless LAN(= Wi-Fi)에 대한 specifications

아래 두 종류의 services를 규정

  • Basic Service Set (BSS)
  • Extended Service Set (ESS)

Basic Service Set (BSS)

BSS: 하나의 Access Point에서 제공하는 Service Area

  • Infrastructure BSS: AP가 있는 경우
  • Ad hoc BSS: AP가 없는 경우

Extended Service Set (ESS)

ESS: AP를 가진 두 개 이상의 BSSs로 구성
AP간 유, 무선 연결 모두 가능

MAC Sub-layer

IEEE 802.11은 두 개의 MAC sublayers를 규정
PCF
AP에 의해 Centralized Pooling 수행
DCF
station에 의해 CSMA/CA 수행

layer 구조를 살펴보면,

  • LLC sublayer는 동일하게 IEEE 802.11을 사용
  • MAC sublayer로는 PCF, DCF 모두 access 가능
    • PCF로 접근하는 것은 Contention-free service, 이후 DCF도 이용
    • DCF로 접근하는 것은 Contention service
      • Carrier Sensing 이후 channel이 busy하면, DIFS동안 wait
      • 바로 전송하지 않고 mini slot을 기준으로 random한 시간을 선택
      • 각각의 mini slot count가 1씩 감소하다가 0이 되는 개체가 전송을 수행
      • 선택한 random time이 동일하다면 동시에 0이 되어 충돌 발생
        \rarr hidden station problem 해결 불가
  • Physical layer
    • 802.11 FHSS: Data 전송 시, 주파수를 계속 변화 (시간에 따라 사용하는 주파수를 다르게 함)
    • 802.11 Infrared: 적외선 사용

CSMA/CA and Network Allocation Vector (NAV)

Virtual Sensing(주기적인 Sensing이 필요 X)

Physical Sensing: 주기적인 Sensing을 수행

hidden station problem을 해결하기 위해 RTS, CTS를 사용

  • RTS: src가 dest에게 현재 전송이 가능한지를 물어보는 msg
  • CTS: dest가 현재 수신이 가능함을 broadcast하는 msg
  • RTS를 송신하고 CTS를 수신한 개체는 이후 data를 전송, CTS만 수신한 개체들은 다른 개체가 현재 data를 전송하고 있음을 인지하고 NAV동안 wait
    • NAV: CTS에 data 통신이 얼마동안 진행될지를 저장하고 있기에, 이를 이용하여 NAV 결정
  • size: RTS < CTS
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