Протоколы стандарта IEEE 802.11

Беспроводные локальные сети. Стандарт IEEE 802.11

Беспроводные сети сегодня рассматриваются как дополнение, а не замена проводным сетям. Основными областями применения беспроводных сетей являются:

Организация доступа в ЛВС или Интернет при отсутствии проводного канала от здания;

Организация доступа в аэропортах, вокзалах, гостиницах и т.д.;

Организация ЛВС в исторических зданиях с оригинальным интерьером;

Организация быстрого развертывания временных ЛВС, например, при проведении конференций;

Организация мобильных ЛВС, когда пользователь перемещается по территории предприятия.

Они имеют следующие преимущества:

быстрота и легкость разворачивания и модернизации;

мобильность пользователей.

К недостаткам беспроводных сетей следует отнести:

действие многочисленных техногенных и атмосферных помех;

ж/б стены зданий являются препятствием для радио сигнала;

неустойчивая, динамически меняющаяся зона покрытия.

Для снижения влияния помех на полезный сигнал применяются методы расширения спектра сигнала и прямая коррекция ошибок(FEC), а также методы исправления с помощью повторной передачи данных.

Хотя существует несколько стандартов беспроводных сетей, но стандарт IEEE 802.11 являлся международным стандартом WLAN и поддерживается большинством производителей сетевого оборудования. Совместимость продуктов различных производителей гарантируется независимой организацией, которая называется Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA). В настоящее время членами WECA являются более 80 компаний, в том числе такие известные производители, как Cisco, Lucent, 3Com, IBM, Intel, Apple, Compaq, Dell, Fujitsu, Siemens, Sony, AMD и пр.

Как и все стандарты IEEE 802, 802.11 работает на двух нижних уровнях модели ISO/OSI, физическом уровне и канальном уровне (рис. 4.25).

Рис. 4.25. Уровни модели ISO/OSI и их соответствие стандарту 802.11.

Канальный уровень 802.11 состоит из двух подуровней: из общего для всех технологий ЛВС уровня LLC (Logical Link Control) и уровня с (Media Access Control). Стандарт802.11 поддерживает такую же 48-битовую адресацию, как и другие сети стандарта 802, что позволяет легко объединять беспроводные и проводные сети.

Дополнительно MAC уровень 802.11 предоставляет возможность фрагментации пакетов. Каждый пакет получает свою контрольную сумму CRC. Фрагментация пакетов позволяет разбивать большие пакеты на более маленькие при передаче по радиоканалу, что полезно в загруженных сетях или при наличии значительных помех, так как для коротких пакетов уменьшается вероятность их повреждения и затраты времени на повторную передачу. Поскольку сборкой фрагментированных пакетов занимается MAC уровень, для вышележащих протоколов этот процесс не заметен.

На физическом уровне существует несколько спецификаций, отличающихся скоростью и дальностью передачи, которые обеспечиваются различными и достаточно сложными методами кодирования данных. Все спецификации работают с общим уровнем МАС, хотя некоторые временные параметры этого уровня зависят от типа физических спецификаций.

Режимы работы 802.11

802.11 определяет два типа оборудования – клиент, который обычно представляет собой компьютер, укомплектованный беспроводной сетевой картой (Network Interface Card, NIC), и точку доступа (Access point, AP), которая выполняет роль коммутирующего устройства для беспроводных станций, а также роль моста между беспроводной и проводной сетью.

Стандарт IEEE 802.11 определяет два режима работы сети – режим Ad-hoc-"точка-точка" и клиент/сервер (или режим инфраструктуры – infrastructure mode). В режиме клиент/сервер (рис. 2) беспроводная сеть состоит, как минимум, из одной точки доступа, подключенной к проводной сети, и некоторого набора беспроводных оконечных станций. Такая конфигурация носит название базового набора служб (Basic Service Set, BSS). Два или более BSS, образующих единую подсеть, формируют расширенный набор служб (Extended Service Set, ESS). Базовые станции могут быть связаны между собой либо той же беспроводной средой (радио- или инфракрасная передача) либо проводной средой. В задачи ESS входит объединение станций, принадлежащих разным BSS. В этом случае станция одной BSS передает данные своей точке доступа, передающей их другой точке доступа, к которой подключена станция – получатель. ESS-сеть обеспечивает станциям мобильность – они могут переходить из одной BSS в другую. Эти перемещения обеспечиваются функциями уровня МАС рабочих станций и точек доступа и не заметны для вышележащих протоколов.

Так как большинству беспроводных станций требуется получать доступ к файловым серверам, принтерам, Интернет, доступным в проводной локальной сети, они будут работать в режиме инфраструктуры.

Рис. 4.26. Архитектура сети "клиент/сервер".

Режим "Ad-hoc" (также называемый точка-точка, или независимый базовый набор служб, IBSS) – это простая сеть, в которой связь между многочисленными станциями устанавливается напрямую, без использования специальной точки доступа (рис. 4.27). Такой режим полезен в том случае, если инфраструктура беспроводной сети не сформирована (например, отель, выставочный зал, аэропорт).