IEEE 802.11

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IEEE 802.11

• Lo standard per Wireless LAN

2
Parte 3

• Tecnologie e protocolli dello strato MAC
• Struttura dei frame

3
Parte 3.1

• Tecnologie e protocolli dello strato MAC
• Struttura dei frame

4
Scopo dello strato MAC

• A differenza dei sistemi di comunicazione
  punto-punto, nelle reti in cui il canale è
  condiviso tra più utenti bisogna stabilire chi ha
  il diritto di comunicare in un certo istante
  temporale
• Lo strato di controllo di accesso al mezzo
  (Medium Access Control, MAC) implementa un metodo
  per la gestione dellaccesso al mezzo (il canale)
  condiviso tra più stazioni

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Esempi di tecniche di accesso su radio

• Time Division Multiple Access (TDMA)
• Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance
  (CSMA/CA)

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TDMA

• Il tempo di accesso al canale è suddiviso in slot
  temporali organizzati in trame (dette anche
  frame), i quali sono ripetuti su base periodica
• Il coordinamento tra i nodi della rete è gestito
  dalla base station, che assegna a ciascun nodo un
  certo numero di slot della trama per la
  trasmissione
• Lallocazione degli slot è specificata in un
  opportuno slot di gestione (beacon)
• Le stazioni seguono le istruzioni specificate nel
  beacon per sapere quando possono comunicare
• Generalmente tutte le comunicazioni passano per
  la base station, e le trame sono organizzati in
  slot di tipo
• Downlink (dalla base station al nodo)
• Uplink (dal nodo alla base station)
• Possono esistere inoltre degli slot di servizio
  che un nodo può utilizzare per richiedere
  lallocazione di una connessione

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Esempio di frame TDMA

• Nota in alcuni sistemi gli slot uplink, downlink
  e di servizio possono essere su canali a
  frequenze diverse

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Proprietà del TDMA

• È di tipo connection oriented
• con il beacon viene stabilita una connessione
  logica tra il nodo e la base station prima che
  avvenga il trasferimento dati
• È adatto per applicazioni di telefonia (GSM,
  DECT) perché, assegnando staticamente a ciascun
  utente degli slot di uplink e downlink
• Soddisfa i requisiti sulla latenza
• Garantisce la banda
• È meno adatto per applicazioni di networking
  perché
• Usando slot di dimensione fissa, non si adatta al
  protocollo IP che genera traffico a burst e usa
  pacchetti di dimensione variabile
• Essendo connection oriented soffre delloverhead
  che IP, connectionless, richiede per creare
  connessioni

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Funzionalità del MAC IEEE 802.11

• Il MAC fornisce le funzionalità offerte dai
  servizi 802.11
• Consegna dei dati provenienti dagli strati
  superiori per la comunicazione tra stazioni
  remote sul mezzo radio
• Servizi di Data Delivery, Distribution,
  Integration, Association, Disassociation,
  Re-association
• Controllo degli accessi alla rete e protezione
  dei dati
• Servizi di Authentication, De-authentication,
  Privacy

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Modalità di accesso al mezzo per 802.11

• Laccesso al mezzo radio è controllato da
  opportune funzioni chiamate Coordination Function
• La Distributed Coordination Function (DCF)
  fornisce il servizio di accesso al mezzo tramite
  contesa
• Si basa sul Carrier Sense Multiple
  Access/Collision Avoidance (CSMA/CA), che deriva
  dal CSMA/CD di Ethernet (IEEE 802.3)
• La Point Coordination Function (PCF) è una
  funzione opzionale che garantisce un servizio di
  accesso al mezzo senza contesa solo per le reti
  di tipo Infrastructure
• Le stazioni che usano la PCF hanno priorità di
  traffico rispetto a quelle operanti in regime DCF

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Sistemi a contesa

• CSMA/CD e CSMA/CA sono sistemi per laccesso al
  mezzo a contesa
• Sono quei sistemi in cui laccesso al mezzo da
  parte di più utenti che condividono un canale
  comune è tale da poter generare conflitti, con
  conseguenti collisioni dei pacchetti trasmessi e
  perdita dei dati
• In generale tali sistemi sono progettati per
  risolvere i conflitti, e stabilire chi può
  trasmettere, entro un determinato intervallo
  temporale, detto tempo di contesa

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Il meccanismo di accesso CSMA/CD

• La stazione che ha dati da inviare ascolta prima
  il canale (tecnica listen before talk) per
  determinare se qualcun altro sta trasmettendo
• Se il canale è libero, la stazione trasmette
• Se il canale è occupato, la stazione aspetta
  finché non si libera, e poi trasmette il frame
• Se avviene una collisione, la stazione aspetta
  per un intervallo casuale e poi ritenta la
  trasmissione
• Le stazioni terminano prematuramente le
  trasmissioni non appena rilevano una collisione
  (Collision Detection)
• Si ottiene un risparmio di tempo e di banda

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Il meccanismo di accesso CSMA/CD

• Va bene per Ethernet
• Il ricetrasmettitore per un cavo può ascoltare
  mentre trasmette (modalità Full Duplex)
• Tutte le trasmissioni hanno circa la stessa
  intensità di potenza e sono rilevabili da
  qualsiasi stazione
• Non va bene per una WLAN
• Una radio Full Duplex è molto costosa
• La potenza del segnale in trasmissione sarebbe
  comunque tale da mascherare tutti gli altri
  segnali in aria
• In un ambiente wireless non si può assumere che
  tutte stazioni possano ascoltarsi per via del
  raggio dazione limitato, quindi non sarebbe
  possibile rilevare collisioni avvenute fuori
  larea di copertura della stazione trasmittente

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Il meccanismo di accesso CSMA/CA

• Il passaggio dallo stato occupato allo stato
  libero del mezzo è il momento in cui la
  probabilità di avere collisioni è più elevata
• Infatti più stazioni potrebbero aver atteso la
  disponibilità del mezzo e decidere quindi di
  trasmettere contemporaneamente, con inevitabili
  collisioni che, come visto, non sarebbero
  rilevabili
• Poiché trasmettere non appena il canale risulta
  libero per poi eventualmente rilevare le
  collisioni (Collision Detection) non è una buona
  soluzione nel caso wireless, il CSMA/CA cerca di
  evitarle (Collision Avoidance), o almeno di
  ridurne la probabilità
• Per far ciò, Il CSMA/CA utilizza una procedura di
  backoff casuale per risolvere la contesa del
  mezzo tra più stazioni in attesa di trasmettere

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Funzionamento del CSMA/CA (I)

• Il tempo di trasmissione è suddiviso in slot
  temporali
• Il time slot vale
• 50 µs per 802.11 Frequency Hopping
• 20 µs per 802.11 Direct Sequence
• Una stazione può cominciare a trasmettere solo
  allinizio di uno slot
• Ciascuna stazione che abbia un nuovo frame da
  inviare, ascolta il canale (carrier sense) prima
  di trasmettere
• Il carrier sense è eseguito con un meccanismo
  fisico ed uno virtuale
• Se il canale è libero per un certo intervallo di
  tempo fisso (intervallo DIFS), il frame viene
  trasmesso

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Funzionamento del CSMA/CA (II)

• Se il canale è occupato da un pacchetto in aria
  destinato ad unaltra stazione, il frame potrà
  essere trasmesso dopo un intervallo di tempo
  totale (a partire dallistante in cui il mezzo
  viene rilevato come occupato) pari alla somma
• Del tempo necessario per terminare la
  trasmissione del frame che occupa correntemente
  il mezzo
• Di un intervallo di tempo fisso in cui il mezzo
  deve essere libero, pari a DIFS
• Del tempo necessario per risolvere la contesa del
  mezzo tramite la procedura di backoff

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Funzionamento del CSMA/CA (II)

• Se il canale è occupato da un pacchetto in aria
  destinato ad unaltra stazione, il frame potrà
  essere trasmesso dopo un intervallo di tempo
  totale (a partire dallistante in cui il mezzo
  viene rilevato come occupato) pari alla somma
• Del tempo necessario per terminare la
  trasmissione del frame che occupa correntemente
  il mezzo
• Di un intervallo di tempo fisso in cui il mezzo
  deve essere libero, pari a
• DIFS, se il frame che occupava il mezzo è stato
  ricevuto correttamente
• EIFS, se il frame che occupava il mezzo non è
  stato ricevuto correttamente
• Del tempo necessario per risolvere la contesa del
  mezzo tramite la procedura di backoff

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Gli intervalli temporali interframe (IFS)

• Short Interframe Space (SIFS)
• È il periodo che intercorre tra trasmissioni
  successive di un singolo dialogo (ad es.
  pacchetto dati ed ACK)
• È lIFS più breve, dando così priorità al
  completamento dello scambio di frame in corso
• Le altre stazioni, che devono aspettare che il
  mezzo sia libero per un intervallo di tempo più
  lungo, sono impossibilitate ad accedere al mezzo
• Il suo valore (28 µs) è calcolato in modo da
  consentire alla stazione trasmittente di
  commutare in modalità di ricezione

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Gli intervalli temporali interframe (IFS)

• PCF Interframe Space (PIFS)
• È il tempo di attesa (maggiore del SIFS) usato
  solo dalle stazioni che operano in regime PCF per
  guadagnare laccesso al mezzo prima di ogni altra
  stazione
• Il suo valore è dato dal SIFS più uno slot
  temporale
• DCF Interframe Space (DIFS)
• È il tempo minimo di attesa per una stazione che
  vuole iniziare una nuova trasmissione
• Il suo valore è dato dal PIFS più uno slot
  temporale

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Gli intervalli temporali interframe (IFS)

• Extended Interframe Space (EIFS)
• È usato quando il PHY segnala al MAC di non
  essere riuscito a ricevere correttamente un
  intero frame
• La durata dellEIFS è tale da garantire che la
  stazione non collida con un futuro frame
  appartenente al dialogo corrente

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Esempio di funzionamento del CSMA/CA
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La procedura di backoff

• È il meccanismo usato per risolvere la contesa
  tra stazioni che vogliono accedere al mezzo
• Minimizza le collisioni durante la contesa tra
  più stazioni che hanno ritardato la trasmissione
  in corrispondenza dello stesso evento
• È invocata
• Quando la stazione rileva il canale come occupato
  prima della trasmissione del primo frame
• Dopo ogni trasmissione/ritrasmissione
• Pacchetti trasmessi successivamente dalla stessa
  stazione sono sempre separati di almeno un tempo
  di backoff
• Non è invece invocata quando una stazione decide
  di trasmettere il primo frame ed il mezzo è
  risultato libero per un intervallo di tempo pari
  a DIFS

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Come funziona la procedura di backoff

• Come tempo di backoff, ciascuna stazione sceglie
  un numero casuale di slot, per un tempo totale
  compreso nella finestra di contesa 0, CW
  (Contention Window)
• CW è un valore compreso tra CWmin e CWmax
• CW è resettato a CWmin in caso di trasmissione
  avvenuta con successo
• CW viene raddoppiato ad ogni trasmissione
  avvenuta senza successo (backoff esponenziale)
  per adattare il backoff alle condizioni di carico
  della rete

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Come funziona la procedura di backoff

• In ciascuno slot temporale del tempo di backoff,
  la stazione controlla lo stato del canale facendo
  uso del meccanismo di carrier sense fisico
• Se il mezzo è rilevato occupato la procedura di
  backoff viene sospesa
• Il mezzo deve essere successivamente rilevato
  libero per un tempo pari a DIFS prima di poter
  riavviare la procedura di backoff
• Se non è rilevata alcuna attività nel mezzo per
  lintera durata del tempo di backoff, può
  avvenire la trasmissione del frame
• La stazione con il tempo di contesa più breve
  vince e trasmette il proprio frame
• Gli altri nodi aspettano la successiva contesa

25
Come funziona la procedura di backoff
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Proprietà del CSMA/CA a slot

• Aumenta il tempo di contesa
• Le collisioni diminuiscono in modo significativo
  perché si riduce lintervallo di vulnerabilità
• Si può mostrare che il throughput risulta
  superiore rispetto al caso non a slot

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Esempio Aloha puro ed Aloha a slot

• NellAloha puro la finestra di vulnerabilità è
  pari a 2T (T tempo di frame)
• Si ha che S Ge-2G
• G numero medio di frame trasmessi per tempo di
  frame (carico offerto)
• S numero medio di nuovi pacchetti trasmessi per
  tempo di frame (produttività o throughput)
• Il picco di throughput si ha per G 1/2 e vale S
  1/2e
• NellAloha a slot la finestra di vulnerabilità si
  riduce a T
• Il throughput ora vale S Ge-G
• Il picco di throughput vale S 1/e (per G 1)
• È doppio rispetto allAloha puro

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Il meccanismo di Carrier Sense

• Lo stato del mezzo è determinato usando una
  funzione fisica ed una virtuale
• Il mezzo è considerato occupato quando una delle
  due funzioni di carrierr sense rileva la presenza
  di altri segnali su di esso
• Il servizio di carrier sense fisico deve essere
  fornito dallo strato fisico
• Ogni costruttore implementa la sua tecnica
  specifica
• Il carrier sense virtuale è fornito dallo strato
  MAC

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Limiti del carrier sense fisico

• Con il carrier sense fisico il trasmettitore
  cerca di stimare lo stato del canale utilizzando
  solo linformazione locale
• In un canale wireless non è possibile rilevare
  trasmissioni in corso da parte di stazioni oltre
  il raggio dazione

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Problema del nodo nascosto

• In base al meccanismo di carrier sensing fisico,
  stazioni non in visibilità si ignorano e possono
  trasmettere ad una stessa stazione collocata in
  posizione intermedia
• Rispetto a tale stazione le stazioni remote hanno
  livelli di potenza comparabili e quindi
  collidono, impedendo alla stazione di ricevere
  correttamente il segnale

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Il carrier sense virtuale

• Si basa sulla distribuzione a tutte le stazioni
  dellinformazione di mezzo occupato
• Prima di inviare un frame dati, la stazione
  trasmittente manda un frame Request To Send (RTS)
  ed aspetta un Clear To Send (CTS) dalla stazione
  ricevente
• La ricezione da parte del trasmettitore del CTS
  indica che il ricevitore è in grado di ricevere
  lRTS, e quindi anche un frame dati
• Le stazioni nel raggio di copertura del
  trasmettitore ascoltano lRTS e quindi capiscono
  che cè una trasmissione in corso
• Le stazioni nel raggio di copertura del
  ricevitore (ma non in quello del trasmettitore),
  che potenzialmente potrebbero creare collisioni
  al ricevitore, ascoltano il CTS (anche se non
  lRTS) e quindi capiscono che cè una
  trasmissione in corso
• I pacchetti RTS/CTS contengono un campo durata
  che definisce il periodo di tempo in cui il mezzo
  è riservato per la trasmissione del frame dati e
  del relativo ACK

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Il carrier sense virtuale

• Ciascuna stazione che abbia ricevuto un RTS e/o
  un CTS usa il Network Allocation Vector (NAV)
  come indicatore del carrier sense virtuale
• Tiene traccia del traffico futuro nel mezzo sulla
  base dellinformazione di durata fornita dal
  frame RTS (o dal frame CTS, per le stazioni che
  ricevono solo questo frame)

33
Il carrier sense virtuale
34
Proprietà del carrier sense virtuale

• Diminuisce loverhead di una collisione nel mezzo
• Se due nodi tentano di trasmettere nello stesso
  slot della finestra di contesa
• In uno scenario normale le stazioni perdono
  lintero frame
• Con il carrier sense virtuale, i loro RTS
  collidono e non ricevono alcun CTS, quindi si ha
  solo la perdita di un RTS
• Lincremento di overhead dovuto allo scambio dei
  pacchetti RTS/CTS non è giustificato per
  pacchetti di dati piccoli o in condizioni di rete
  scarica
• È posibile settare una soglia (RTS Threshold) che
  stabilisce la dimensione minima del frame al di
  sotto della quale il meccanismo RTS/CTS non è
  utilizzato

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Supporto alla robustezza

• La trasmissione di dati su un canale wireless è
  affetta da errori a causa di rumore, attenuazione
  da multipath ed interferenze con altre stazioni
• Il MAC 802.11 ha due funzioni di robustezza in
  genere non presenti in altri protocolli di link
• Positive Acknowledge
• Packet Fragmentation

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Lo schema di Positive Acknowledge

• Consiste in un meccanismo di controllo di
  conformità dei dati con eventuale ritrasmissione
• Viene eseguito direttamente al livello MAC per
  evitare ritardi significativi che invece si
  avrebbero delegando agli strati superiori
• Si basa sul controllo dellintegrità dei dati
  eseguito con un codice di tipo Cyclic Redundancy
  Check (CRC del campo FCS)
• Alla ricezione di un frame, la stazione ricevente
  risponde con un ACK se il controllo del CRC ha
  esito positivo
• La mancata ricezione dellACK indica alla
  stazione trasmittente che (due casi non
  distinguibili)
• Si è verificato un errore sul frame trasmesso
• LACK non è stato ricevuto correttamente
• la stazione trasmittente invia lo stesso frame
  fino alla corretta ricezione dellACK
• Il frame viene buttato via dopo un numero
  prefissato di tentativi

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Frammentazione dei pacchetti

• La ritrasmissione al livello MAC è uno strumento
  per far fronte al problema dellelevato tasso
  derrore del mezzo radio
• Se il frame da trasmettere è lungo (la dimensione
  massima di un frame Ethernet è di 1518 bytes) e
  contiene un solo errore, la stazione deve
  comunque ritrasmettere per intero il frame
• Se il tasso di errore è molto elevato, la
  probabilità di avere un errore in un frame lungo
  può avvicinarsi ad 1
• Con la frammentazione, i pacchetti lunghi sono
  suddivisi in frammenti prima di essere inviati
  nel mezzo
• Il meccanismo di trasmissione dei frammenti è un
  algoritmo di tipo send-and-wait
• La stazione trasmittente invia un nuovo frammento
  quando
• Riceve un ACK per tale frammento
• Decide che il frammento è stato inviato troppe
  volte e butta via lintero frame

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Proprietà della frammentazione

• In caso di mezzo molto rumoroso, diminuiscono le
  ritrasmissioni, perché la probabilità di avere un
  frame corrotto aumenta con la dimensione
• In caso di corruzione, è più veloce perché la
  stazione deve ritrasmettere solo un frammento
• Aumenta loverhead perché bisogna duplicare
  lheader dei pacchetti per ciascun frammento

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La Point Coordination Function

• Lobiettivo dellaccesso senza contesa della PCF
  è di supportare applicazioni che richiedono
  servizi real-time
• La PCF è implementata in speciali stazioni
  chiamate Point Coordinators che risiedono nellAP
  del BSS
• Fungono da master del polling per determinare
  quale stazione attualmente ha il diritto di
  trasmettere

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Funzionamento della PCF

• Garantisce laccesso al mezzo prioritario senza
  contesa per un periodo di tempo limitato
• la PCF guadagna il controllo del mezzo con il
  carrier sense virtuale
• Il PIFS usato da tutti i frame trasmessi sotto il
  PCF è di durata inferiore rispetto al DIFS per il
  traffico DCF
• Il traffico PCF ha accesso al mezzo prioritario
  rispetto alle stazioni di eventuali BSS
  sovrapposte che operano in modalità DCF

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Parte 3.2

• Tecnologie e protocolli dello strato MAC
• Struttura dei frame

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Formato del frame 802.11

• Strato Physical Layer Convergence Protocol (PLCP)
• Preambolo
• Header
• Strato MAC
• Header
• Corpo del frame
• Frame Control Sequence (CRC a 32 bit)

43
Formato del frame PLCP (802.11 DSSS)
44
Il preambolo PLCP

• È trasmesso ad 1 Mbit/s
• Dipende dallo strato fisico
• È costituito dai seguenti campi
• Il campo Sync
• È una sequenza di 80 bit (FHSS) o 128 bit (DSSS)
  la cui funzione è quella di assicurare che il
  ricevitore possa compiere le necessarie funzioni
  di sincronizzazione
• Il campo Start Frame Delimiter (SFD)
• È un delimitatore di inizio frame costituito da
  una sequenza di 16 bit, usata per definire la
  temporizzazione del frame

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Lheader PLCP

• È trasmesso ad 1 Mbit/s
• Contiene informazioni logiche usate dal PHY per
  ricevere correttamente il frame
• Campo Signal
• Indica il rate di trasmissione
• Campo Service
• Riservato per usi futuri
• Non è presente nei sistemi FHSS
• Campo Length
• Rappresenta il numero di byte contenuti nel
  pacchetto
• È usato dal PHY per rilevare correttamente la
  fine del pacchetto
• Campo CRC
• È un CRC a 16 bit per il controllo di errori
  dellheader

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Il sottostrato PLCP di 802.11b

• Esistono due formati per il frame PLCP, uno col
  preambolo lungo ed uno con il preambolo corto
• Tutti i sistemi 802.11b devono supportare il
  preambolo lungo per compatibilità con 802.11 DSSS
• Lopzione con preambolo corto ha come obiettivo
  quello di migliorare lefficienza del throughput
  di una rete durante la trasmissione di dati
  speciali come la voce, VoIP e streaming

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Tipi di frame al livello MAC

• Frame dati
• Usati per la trasmissione di dati
• Frame di controllo
• Per controllare laccesso al mezzo (RTS, CTS,
  ACK)
• Frame di gestione
• Scambiano informazioni di gestione

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Formato del frame MAC

• Lheader MAC (30 byte)
• Il corpo del frame
• È di lunghezza variabile
• È presente solo in certi tipi di frame
• Contiene informazioni relative al tipo di frame
  specifico
• Il Frame Control Sequence (FCS)
• È il CRC a 32 bit per il Positive ACK

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Header MAC Il campo Frame Control

• Protocol Version
• Type
• Subtype
• To DS
• From DS
• More Fragments

• Retry
• Power management
• More data
• Wired Equivalent Privacy (WEP)
• Order

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Il campo Frame Control (I)

• Protocol Version (2 bit)
• Vale 0 in modo invariante
• Il suo valore sarà incrementato solo in eventuali
  nuove revisioni con incompatibilità fondamentali
  con la versione corrente
• Una unità che riceve un frame relativo ad una
  versione successiva a quella supportata scarterà
  tale frame senza alcuna segnalazione alla
  stazione trasmittente
• Type (2 bit) e Subtype (4 bit)
• Insieme identificano la funzione del frame
  (controllo, dati, gestione)
• To DS (1 bit)
• Vale 1 quando il frame è indirizzato allAP per
  essere girato al Distribution System
• È incluso il caso in cui la stazione di
  destinazione è nello stesso BSS e lAP deve
  semplicemente ritrasmettere il frame
• From DS (1 bit)
• Vale 1 per i frame dati che vanno fuori il DS

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Esempi di tipi e sottotipi
Type Value b3 b2 Type Description Subtype Value b7 b6 b5 b4 Subtype Description
00 Management 0100 Probe request
00 Management 1000 Beacon
00 Management 1011 Authentication
00 Management 1100 Deauthentication
01 Control 1011 RTS
01 Control 1100 CTS
10 Data 0000 Data
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Il campo Frame Control (II)

• More fragments (1 bit)
• Vale 1 quando ci sono altri frammenti
  appartenenti allo stesso frame che seguono il
  frammento corrente
• Retry (1 bit)
• Indica che il frame corrente (dati o gestione) è
  la ritrasmissione di un frame trasmesso
  precedentemente
• È usato dalla stazione ricevente per riconoscere
  duplicazioni di frame trasmessi che possono
  capitare quando si perde un ACK
• Power Management (1 bit)
• Indica la modalità di Power Management in cui si
  trova la stazione
• Vale 1 per le stazioni in Power Save
• Vale 0 per le stazioni in Active Mode
• Vale sempre 0 per i frame trasmessi da un AP

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Power Management

• Esistono due modalità di funzionamento
• Active Mode (AM)
• La stazione può ricevere frame in qualsiasi
  istante
• Power Save (PS)
• La stazione ascolta determinati beacon ed invia
  dei frame di polling allAP se il beacon più
  recente indica che ci sono dei frame bufferizzati
  nellAP per quella stazione
• LAP trasmette alla stazione i frame bufferizzati
  in risposta ai frame di polling

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Il campo Frame Control (III)

• More Data (1 bit)
• È usato per indicare ad una stazione in modalità
  power save che ci sono dei frame per la stazione
  bufferizzati nellAP
• WEP (1 bit)
• Vale 1 se linformazione contenuta nel Frame Body
  è stata criptata
• Order (1 bit)
• Indica che il frame corrente sta per essere
  inviato usando il servizio Strictly-Ordered, cioè
  lordine dei frame trasmessi è sempre mantenuto

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Header MAC Campo Duration/ID

• Ha due significati diversi in funzione del tipo
  di frame
• Frame di polling in modalità Power-Save
• Rappresenta lidentificativo della stazione che
  trasmette tale frame
• Tutti gli altri frame
• Dipende dal tipo di frame
• Esprime un tempo di durata

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Header MAC Campi indirizzo

• Un frame può contenere fino a 4 indirizzi a
  secondo del valore dei bit dei campi ToDS e
  FromDS
• Address-1 è sempre lindirizzo della stazione
  ricevente
• Se ToDS vale 1, questo è lindirizzo dellAP,
  altrimenti è lindirizzo della stazione
  destinazione
• Address-2 è sempre lindirizzo della stazione
  trasmittente
• Se FromDS vale 1, è lindirizzo dellAP,
  altrimenti è lindirizzo della stazione
• Address-3 è utilizzato per assegnare un indirizzo
  mancante
• Nei frame in cui FromDS vale 1, è lindirizzo di
  sorgente
• Nei frame in cui ToDS vale 1, è lindirizzo di
  destinazione
• Address-4
• Usato nei casi in cui si è in presenza di un
  Wireless Distribution System, ed il frame è
  trasmesso da un AP ad un altro
• In questi casi, ToDS e FromDS valgono entrambi 1,
  quindi mancano sia lindirizzo di sorgente che
  lindirizzo di destinazione originali

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Uso degli indirizzi
To DS FromDS Address-1 (Recipient) Address-2 (Transmitter) Address-3 Address-4
0 0 DA SA BSSID N/A
0 1 DA AP-Tx SA N/A
1 0 AP-Rx SA DA N/A
1 1 AP-Rx AP-Tx DA SA
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Header MAC Campo Sequence Control

• È usato per rappresentare lordine di frammenti
  appartenenti allo stesso frame e per identificare
  eventuali duplicazioni di pacchetti
• È composto da due campi
• Il Sequence Number definisce il frame
• Il Fragment Number definisce il numero del
  frammento nel frame

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Struttura dei frame di controllo

• Esempio trasmissione di un frame dati in seguito
  alla prenotazione del canale mediante RTS/CTS
• Le stazioni si scambiano i frame di controllo
  RTS, CTS, ACK che hanno il campo Frame Control
  dellheader MAC con caratteristiche comuni
• Campo Frame Control

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Il frame RTS

• RA è lindirizzo della stazione destinataria del
  frame dati
• TA è lindirizzo della stazione che trasmette il
  frame RTS
• Il campo Durata è la somma dei tempi
  corrispondenti a
• La trasmissione di un frame CTS
• La trasmissione del frame dati
• La trasmissione di un frame ACK
• Tre intervalli SIFS

61
Il frame CTS

• RA (stazione destinataria) è copiato dal campo TA
  del frame RTS immediatamente precedente a cui il
  frame CTS sta rispondendo
• Il valore del campo Durata è ottenuto da quello
  del frame RTS meno
• il tempo in microsecondi necessario per
  trasmettere il frame CTS
• Il corrispondente intervallo SIFS

62
Il frame ACK

• RA (stazione destinataria) è copiato dal campo
  Address-2 del frame dati (indirizzo stazione
  trasmittente)
• il campo Durata vale
• Zero, se il bit More Fragment nel campo Frame
  Control del frame precedente valeva zero
• Il valore del campo Durata del frame precedente
  meno il tempo in microsecondi necessario per
  trasmettere il frame ACK ed il relativo
  intervallo SIFS

63
IEEE 802.11 network analysis

• Sincronizzazione di una stazione ad un AP
• Active Scanning
• Autenticazione
• Open System Authentication
• Associazione

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Sincronizzazione

• Tutte le stazioni di un BSS devono essere
  sincronizzate ad un clock comune
• La sincronizzazione si basa sullo scambio di
  opportuni frame di gestione
• LAP invia periodicamente dei frame chiamati
  beacon contenenti il valore del timer
• Per poter acquisire la sincronizzazione, una
  stazione può operare in due modalità
• Passive Scanning la stazione si mette in ascolto
  dei beacon inviati dallAP
• Active Scanning la stazione invia dei frame
  chiamati probe (probe request), ai quali lAP
  risponde con una probe response per confermare
  lavvenuta sincronizzazione