Redes Locales inal

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Redes Locales inalámbricas

• IEEE 802.11
• Objetivo comunicación inalámbrica al estilo
  Ethernet, pero usando radio-frecuencia
• Pero ... CSMA/CD no sirve
• radios full-duplex muy caros (CD),
• no todas las estaciones se oyen entre sí (CSMA),
• mayor probabilidad de error
• Otras diferencias mobilidad, seguridad, consumo
  de potencia

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C
A
B
B escucha de A y C. C y A son mutuamente
escondidas
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Arquitectura 802.11

• Similar a la telefonía celular (estaciones,
  celdas)
• Basic service set (cell) BSS
• Conjunto de estaciones compartiendo medio y
  usando protocolo MAC (DWFMAC)
• Dos tipos de red
• Aisladas
• Conectadas a un backbone a trav?s de un puente
  (acces point)
• Extended service set (ESS)
• Dos o más BSS conectadas por un backbone
• Se v? como una misma red a nivel LLC (802.2)

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Tipos de estaciones

• Sin transición
• Fijas o que se mueven dentro del rango de una
  celda o BSS
• Transición de BSS
• Se mueven entre BSS del mismo ESS
• Transición de ESS
• De un BSS en un ESS a un BSS en otro ESS
• Posible interrupción de servicio

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Arquitectura en capas de 802.11
802.2 Data Link Layer 802.11
MAC (PCF/DCF) FH DS IR
PHY Layer
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Capafísica

• Infrarojo
• 1Mbps y 2Mbps
• Longitudes de onda 850-950nm
• Direct sequence spread spectrum
• Banda 2.4GHz ISM
• Hasta 7 canales
• 1Mbps o 2Mbps cada uno
• Frequency hopping spread spectrum
• 2.4GHz
• 1Mbps o 2Mbps
• Otros en desarrollo

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Spread Spectrum

• Expande datos sobre una banda más amplia
• Hace intercepción y confusión (jamming) más
  difícil (origen militar!)
• Salto en frecuencia (Frequency hoping)
• Se envía la señal sobre una serie
  seudo-aleatoria de frecuencias (por ejemplo,
  modulando en amplitud, demorando 20 ms en cada
  frecuencia)
• Secuencia directa (Direct Sequence)
• Cada bit es representado por múltiples bits en la
  señal transmitida
• Se usa una secuencia de bits seudo-aleatoria

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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Media Access Control

• Protocolo básico (DCF) y coordinado (PCF)
• Distributed coordination function (DCF)
• Distributed wireless foundation MAC (DWFMAC). Es
  un CSMA/CA (collision avoidance), con
  confirmación positiva
• Se escucha durante un tiempo si el canal esta
  libre, transmite sino, espera hasta que se
  desocupe, espera un tiempo, y transmite si no
  escucha nadie más.
• Point coordination function (PCF)
• Polling of central master

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Media Access Control

• Protocolo básico (DCF) y coordinado (PCF)
• Distributed coordination function (DCF)
• Distributed wireless foundation MAC (DWFMAC). Es
  un CSMA/CA (collision avoidance), con
  confirmación positiva
• Se escucha durante un tiempo (DIFS) si el canal
  esta libre, transmite. El receptor chequea el CRC
  y envía un ACK despu?s de un SIFS
  (inmediatamente). Si el transmisor no recibe un
  ACK, retransmite
• Problema estaciones escondidas

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Subcapa MAC (DCF)

• Virtual Carrier Sense
• Para reducir la probabilidad de colisión, el
  transmisor puede enviar primero un RTS (request
  to send) especificando tamaño y destinatario
• El destinatario, al escuchar un RTS, responde con
  un CTS (clear to send) luego de un SIFS,
  especificando el tamaño que va a recibir, su id y
  el del fuent
• Todas las estaciones que escuchen un RTS o CTS,
  colocan un timer por la duración indicada para
  inhibirse de transmitir hasta concluir ese tiempo

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Frgamentación y Reensamblaje

• Para atenuar el efecto negativo de la mayor
  probabilidad de colisión de los enlaces de radio,
  se usa Fragmentación y Reensamblaje a nivel MAC
  (transparente a la capa LLC). En caso de paquete
  corrupto, el costo de retransmisión es menor
• Si el emisor no recibe un ACK, retransmite el
  fragmento. Si falla al cabo de varios intentos,
  descarta la trama y reporta error a la capa
  superior

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PCF

• Point coordination function permite sondear a las
  estaciones para solicitar datos (síncronos)
• Se configura con varias estaciones que serán
  sondeadas por una estación coordinadora
• La coordinadora define un intervalo de
  supertrama. Al principio de una supertrama,
  sondea las estaciones. Estas responden despu?s de
  un SIFS. El resto de la supertrama se deja para
  libre competencia
• La coordinadora compite con un PIFS

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IFS

• SIFS (Short Inter Frame Space) usados en ACK,
  CTS, y respuesta ante sondeo (28 us)
• PIFS - Point Cooordination IFS. IFS intermedio,
  usado por el coordinador para obtener el canal y
  hacer sondeos (78us)
• DIFS - Distributed IFS (128us)
• EIFS - Extended IFS (usado por una estación
  cuando recibe un paquete que no entiende). Porsia!

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802.11 MAC Timing
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Inicialización

• Incorporarse a un BSS
• Barrido pasivo espera recibir un beacon frame.
  Este es mandado períodicamente por el AP con
  información de sincronización para poder
  engancharse en la secuencia de spread spectrum
• Barrido activo envía tramas de descubrimiento
  para encontrar un AP, y luego espera que este
  responda
• Autenticación
• Una vez encontrado un AP, intercambian
  información (password de acceso)

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Inicialización, ahorro de energía

• Asociación
• Una vez autenticado, hay un intercambio de
  capabilities entre estaciones para que los AP
  sepan donde esta cada una. Cuando culmina, ya
  pueden las estaciones mandar tramas
• Ahorro de energía
• La estaciones pueden irse a dormir. El AP
  mantiene las tramas dirigidas a estas, y
  periódicamente envía la lista de estaciones con
  tramas pendientes. Las estaciones de vez en
  cuando se despiertan, chequean la lista, y pueden
  pedirlas o seguir durmiendo

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Redes ad-hoc

• Son redes que no tienen un AP ni backbone al cual
  conectarse
• Pueden servir para intercambiar archivos entre
  dos laptops, PDA's, etc.
• Las estaciones deben suplir las funciones del AP
  (beacon frame, siincronización, etc.)
• Competencia Bluetooth