Reti IEEE A. Flammini E. Sisinni P. Ferrari ing.unibs.it emiliano.sisinni@ing.unibs.it ing.unibs.

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1 Reti IEEE A. Flammini E. Sisinni P. Ferrari ing.unibs.it emiliano.sisinni@ing.unibs.it ing.unibs.it 1

2 IEEE802.11: architettura è una famiglia di protocolli, che comprende le specifiche originali, , le successive b, a, g e altre. Il nome ufficiale è IEEE Standard for WLAN MAC and PHY specifications è semplicemente un altro link layer per la è a volte chiamato wireless Ethernet, per via delle similitudini con Ethernet, Access Points e Bridges fungono da traduttori tra e

3 IEEE802.11: attività normativa a: 5GHz, 54Mbps b: 2.4GHz, 11Mbps d: Multiple regulatory domains e: Quality of Service (QoS) f: Inter-Access Point Protocol (IAPP) g: 2.4GHz, 54Mbps h: Dynamic Frequency Selection (DFS) e Transmit Power Control (TPC) i: Security j: Japan 5GHz Channels ( GHz) k: Measurement n: è un draft, MIMO e banda di 40MHz 3

4 IEEE802.11: modi di funzionamento Tre tipi di topologie WLAN: Independent Basic Service Sets (IBSS) Ad Hoc Basic Service Set (BSS) Extended Service Set (ESS) Service Set un raggrupamento logico di dispositivi. Le WLANs forniscono un accesso al mezzo regolato dalla trasmisisone broadcast di un pacchetto di Beacon. Il transmettitore fa precedere ai suoi dati un Service Set IDentifier (SSID) Una stazione (STA) può ricevere da trasmettitori con lo stesso SSID o con SSID differenti. 4

5 IEEE802.11: modi di funzionamento Modalità Ad Hoc un certo numero di dispositivi si autoorganizza, e forma una rete autonoma (detta IBSS Independent Basic Service Set) tramite la quale tali dispositivi possono comunicare tra loro non richiede particolari configurazioni; rappresenta una soluzione per strutture temporanee (meeting room, interconnessione di dispositivi personali, campi di battaglia) in ambito IETF, il gruppo di lavoro MANET (Mobile Ad hoc NETworks) si occupa delle problematiche di questo tipo di reti. 5

6 IEEE802.11: modi di funzionamento Modalità Infrastrutturata Un Access Point (AP) agisce da ponte tra la rete cablata e i dispositivi WLAN (STA) nel suo raggio di copertura. L'estensione della rete wireless può essere aumentata aggiungendo più Access Point in diversi punti della rete. Tale rete prende il nome di ESS (Extended Service Set), ed è identificata mediante un nome identificativo (ESSID ESS IDentifier) 6

7 IEEE802.11: modi di funzionamento Quindi se più BSSs sono collegate insieme con una backbone network di livello 2 a formano un Extended Service Set (ESS) non specifica il tipo di backbone network La backbone network è anche detta Distribution System (DS) e può essere cablata o wireless. Le Stations sono associate ad un solo AP alla volta. L SSID è generalmente lo stesso per tutte le aree BSS all interno dell ESS. 7

8 IEEE802.11: modi di funzionamento Roaming: come viene garantita la mobilità tra diversi access points senza accrescere la latenza dovuta alla ri-associazione e riautenticazione? Gli APs devono essere capaci di comunicare tra di loro poiché le stazioni possono associarsi solamente ad un AP alla volta. Attualmente, le comunicazioni inter-access point sono gestiste con tecnologie proprietarie, non-standard. IEEE working group (Task Group F) sta lavorando sulla standardizzazione dello IAPP (Inter-Access Point Protocol) 8

9 IEEE a,b,g: std correnti Speed Network Radio 860 Kbps 900 MHz 1 and 1 and 2 Mbps 2 Mbps Proprietary 11 Mbps 54 Mbps Standards-based 2.4 GHz 2.4 GHz 5 GHz a Up to 54 Mbps 5 GHz Not compatible with either b or g b Up to 11 Mbps 2.4 GHz g Up to 54 Mbps 2.4 GHz IEEE Begins Drafting Ratified a,b Ratified g è retro-compatibile con b g Ratified 9

10 IEEE PHY Speed 860 Kbps 1 and 1 and 2 Mbps 2 Mbps 11 Mbps 54 Mbps Network Proprietary Standards-based Radio 900 MHz 2.4 GHz 2.4 GHz 5 GHz IEEE Begins Drafting Ratified a,b Ratified g Ratified Tre tipi di modulazione nella banda ISM-2.4-GHz: Frequency hopping spread spectrum (FHSS) b (non usato) Direct sequence spread spectrum (DSSS) b Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) g Un tipo di modulazione nella banda libera a 5-GHz : Orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) a 10

11 Il MAC fornisce le funzionalità offerte dai servizi 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 11

12 L accesso 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 12

13 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 d azione limitato, quindi non sarebbe possibile rilevare collisioni avvenute fuori l area di copertura della stazione trasmittente Uso CSMA/CA 13

14 Il tempo di trasmissione è suddiviso in slot temporali Il time slot vale 50 µs per Frequency Hopping 20 µs per Direct Sequence Una stazione può cominciare a trasmettere solo all inizio 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 14

15 Se il canale è occupato da un pacchetto in aria destinato ad un altra stazione, il frame potrà essere trasmesso dopo un intervallo di tempo totale (a partire dall istante 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 15

16 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 l IFS 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 16

17 Gli intervalli temporali interframe (IFS) PCF Interframe Space (PIFS) IEEE MAC È il tempo di attesa (maggiore del SIFS) usato solo dalle stazioni che operano in regime PCF per guadagnare l accesso 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 Extended Interframe Space (EIFS) È usato quando il PHY segnala al MAC di non essere riuscito a ricevere correttamente un intero frame La durata dell EIFS è tale da garantire che la stazione non collida con un futuro frame appartenente al dialogo corrente 17

18 Esempio di funzionamento del CSMA/CA 18

19 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 19

20 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 CW min e CW max CW è resettato a CW min 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 20

21 Contention Window La particolare sequenza dei valori di CW dipende dal PHY. Ad esempio, per il DSSS si ha CWMIN = 31 e CWMAX = 1023, per cui CW (nel caso di 6 tentativi di ritrasmissione) assume i valori 31, 63, 127, 255, 511, 1023, 1023 CW viene riportato al valore CWMIN dopo una trasmissione con successo o quando viene superato il Max Retry Limit Il valore Max Retry Limit è specificato nello standard; ne esistono due, uno per trame di lunghezza superiore ad una certa soglia, ed uno per quelle di lunghezza inferiore 21

22 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 l intera 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 22

23 Come funziona la procedura di backoff 23

24 Slotted backoff Aumenta il tempo di contesa Le collisioni diminuiscono in modo significativo perché si riduce l intervallo di vulnerabilità Si può mostrare che il throughput risulta superiore rispetto al caso non a slot (vedi Aloha e Aloha a slot) 24

25 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 carrier 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 25

26 Limiti del carrier sense fisico Con il carrier sense fisico il trasmettitore cerca di stimare lo stato del canale utilizzando solo l informazione locale In un canale wireless non è possibile rilevare trasmissioni in corso da parte di stazioni oltre il raggio d azione Problema del nodo nascosto e del nodo esposto 26

27 Il carrier sense virtuale Si basa sulla distribuzione a tutte le stazioni dell informazione 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 l RTS, e quindi anche un frame dati Le stazioni nel raggio di copertura del trasmettitore ascoltano l RTS e quindi capiscono che c è 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 l RTS) e quindi capiscono che c è 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 27

28 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 dell informazione di durata fornita dal frame RTS (o dal frame CTS, per le stazioni che ricevono solo questo frame) 28

29 Il carrier sense virtuale 29

30 Proprietà del carrier sense virtuale Diminuisce l overhead 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 l intero frame Con il carrier sense virtuale, i loro RTS collidono e non ricevono alcun CTS, quindi si ha solo la perdita di un RTS L incremento 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 30

31 Limiti di RTS/CTS Uno dei problemi principali è che, per motivi di compatibilità, i messaggi RTS e CTS vengono trasmessi al massimo a 2 Mbps (anche gli ACK!), mentre le trame dati a 11 Mbps e oltre (se le condizioni radio lo permettono) La portata dei messaggi RTS e CTS può perciò risultare ben superiore a quella dell effettiva trasmissione dati verrà settato il NAV anche su stazioni che non sono interessate dalla trasmissione dati, causando inefficienza nell uso del mezzo radio 31

32 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 ha due funzioni di robustezza in genere non presenti in altri protocolli di data link Positive Acknowledge Packet Fragmentation 32

33 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 dell integrità 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 dell ACK indica alla stazione trasmittente che (due casi non distinguibili) Si è verificato un errore sul frame trasmesso L ACK non è stato ricevuto correttamente la stazione trasmittente invia lo stesso frame fino alla corretta ricezione dell ACK Il frame viene buttato via dopo un numero prefissato di tentativi 33

34 Frammentazione dei pacchetti La ritrasmissione al livello MAC è uno strumento per far fronte al problema dell elevato tasso d errore 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 l intero frame 34

35 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 l overhead perché bisogna duplicare l header dei pacchetti per ciascun frammento 35

36 La Point Coordination Function L obiettivo dell accesso 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 nell AP del BSS Fungono da master del polling per determinare quale stazione attualmente ha il diritto di trasmettere 36

37 Funzionamento della PCF Garantisce l accesso 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 37

38 IEEE quindi supporta un servizio best-effort Nom garantisce alcun servizio agli utenti/applicazioni Applicazioni come VoIP richiedono QoS(Quality of Service) IEEE e MAC è una modifica emergente alle WLAN per il supporto della QoS e MAC è basato sia su un controllo dell accesso distribuito che centralizzato EDCF(Enhanced DCF) fornisce accesso al mezzo in funzione della priorità dei frame 38

39 Schema proposto: uso delle Access Categories EDCF fornisce un accesso differenziato al mezzo: 8 different ipriorities (P) 4 Access Categories (AC) P AC Designation (Informative) 1 0 Best Effort 2 0 Best Effort 0 0 Best Effort 3 1 Video Probe 4 2 Video 5 2 Video 6 3 Voice 7 3 Voice Priority to access category mappings Formazione Intellimech - Università di Brescia; PARTE 5 39

40 Cambio dei contention parameters: DCF DIFS CWmin CWmax Random[0, CW] EDCF AIFSD[AC] CWmin[AC] CWmax[AC] Random[1, 1+CW[AC]] AIFSD[AC] = SIFS + AIFS[AC]*SlotTime (dove AIFS[AC] è un intero > 0) I parameteri EDCF sono annunciati dall AP tramite i beacon frames Formazione Intellimech - Università di Brescia; PARTE 5 40

41 IEEE e EDCF Channel Access Formazione Intellimech - Università di Brescia; PARTE 5 41

42 Schema proposto - EDCF : quattro code di trasmissione per ogni AC Legacy IEEE IEEE e EDCF Formazione Intellimech - Università di Brescia; PARTE 5 42

43 Contention-Free Burst (CFB) Transmission opportunity (TXOP) Intervallo di tempo nel quale una particulare STA ha il diritto di iniziare la trasmissione Permette di trasmettere più MPDUs con lo stesso AC con un unico SIFS L AP determina e annoncia nel beacon TXOPLimit[AC] CFB timing structure Formazione Intellimech - Università di Brescia; PARTE 5 43

44 Frame dati Tipi di frame al livello MAC Usati per la trasmissione di dati Frame di controllo Per controllare l accesso al mezzo (RTS, CTS, ACK) Frame di gestione Scambiano informazioni di gestione 44

45 Frames Data Frames (molti della PCF) Data Null data Data+CF+Ack Data+CF+Poll Data+CF+Ac+CF+Poll CF-Ack CF-Poll CF-Cak+CF-Poll Control Frames RTS CTS ACK CF-End CF-End+CF-Ack Management Frames Beacon Probe Request Probe Response Authentication Deauthentication Association Request Association Response Reassociation Request Reassociation Response Disassociation Announcement Traffic Indication 45

46 Formato del frame Strato Physical Layer Convergence Protocol (PLCP) Preambolo Header Strato MAC Header Corpo del frame Frame Control Sequence (CRC a 32 bit) PLCP Preamble PLCP Header MAC Header Frame body FCS Strato PLCP (9, 18 o 24 byte) Strato MAC 46

47 Formato del frame PLCP ( DSSS) 47

48 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 48

49 L header 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 dell header 49

50 Il sottostrato PLCP di b Esistono due formati per il frame PLCP, uno col preambolo lungo ed uno con il preambolo corto Tutti i sistemi b devono supportare il preambolo lungo per compatibilità con DSSS L opzione con preambolo corto ha come obiettivo quello di migliorare l efficienza del throughput di una rete durante la trasmissione di dati speciali come la voce, VoIP e streaming 50

51 Formato del frame MAC L header 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 51

52 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 52

53 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 all AP per essere girato al Distribution System È incluso il caso in cui la stazione di destinazione è nello stesso BSS e l AP deve semplicemente ritrasmettere il frame From DS (1 bit) Vale 1 per i frame dati che vanno fuori il DS 53

54 Esempi di tipi e sottotipi Type Value Type Description Subtype Value Subtype Description b3 b2 b7 b6 b5 b4 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 54

55 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 55

56 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 all AP se il beacon più recente indica che ci sono dei frame bufferizzati nell AP per quella stazione L AP trasmette alla stazione i frame bufferizzati in risposta ai frame di polling 56

57 More Data (1 bit) Il campo Frame Control (III) È usato per indicare ad una stazione in modalità power save che ci sono dei frame per la stazione bufferizzati nell AP WEP (1 bit) Vale 1 se l informazione 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 l ordine dei frame trasmessi è sempre mantenuto 57

58 Header MAC Campo Duration/ID Ha due significati diversi in funzione del tipo di frame Frame di polling in modalità Power-Save Rappresenta l identificativo della stazione che trasmette tale frame Tutti gli altri frame Dipende dal tipo di frame Esprime un tempo di durata 58

59 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 l indirizzo della stazione ricevente Se ToDS vale 1, questo è l indirizzo dell AP, altrimenti è l indirizzo della stazione destinazione Address-2 è sempre l indirizzo della stazione trasmittente Se FromDS vale 1, è l indirizzo dell AP, altrimenti è l indirizzo della stazione 59

60 Header MAC Campi indirizzo Un frame può contenere fino a 4 indirizzi a secondo del valore dei bit dei campi ToDS e FromDS Address-3 è utilizzato per assegnare un indirizzo mancante Nei frame in cui FromDS vale 1, è l indirizzo di sorgente Nei frame in cui ToDS vale 1, è l indirizzo 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 l indirizzo di sorgente che l indirizzo di destinazione originali 60

61 Uso degli indirizzi To DS FromDS Address-1 (Recipient) Address-2 (Transmitter) Address-3 Address 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 Università 61 di Brescia IEEE

62 Header MAC Campo Sequence Control È usato per rappresentare l ordine 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

63 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 dell header MAC con caratteristiche comuni Campo Frame Control 63

64 Il frame RTS RA è l indirizzo della stazione destinataria del frame dati TA è l indirizzo 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 64

65 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 65

66 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 66

67 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 L AP 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 dall AP Active Scanning: la stazione invia dei frame chiamati probe (probe request), ai quali l AP risponde con una probe response per confermare l avvenuta sincronizzazione 67