phân lớp Mac trong IEEE 802.11n phần 2 pps

Chng 2: Gii thiu phân lp 802.11n MAC trong mô hình OSI
Nhóm 7 – lp D04VT1
7
Hình 2.4: Hot ng ca RTS/CTS gia hai máy trm không dây
 khác bit gia hai hot ng  hình 3 và hình 4 là  hình 3 thay vì máy trm c
nh tr li bn tin RTS thì AP sng ra tr li thay.
2.3.3. Thut toán thi gian ch ngu nhiên
Sau khi máy trm thc hin các bc cm nhn sóng mang theo các phng pháp
logic và vt lý, phát hin thy môi trng ri và giá tr NAV = 0 thì nó bt u quá trình
tranh chp môi trng trong mt khong thi gian c gi là mt ca s tranh chp.
t u khong thi gian này nó chn mt giá tr thi gian ch ngu nhiên. Giá tr này
c chn mt cách ngu nhiên trong di t 0 n giá tr ca s tranh chp khi to.
Giá tr ca s tranh chp khi to khác nhau tùy thuc vào k thut tri ph, ví d
DSSS là 31 khe thi gian hay FHSS là 15 khe thi gian.Cng cn lu ý giá tr mi khe
thi gian i vi FHSS bng 50µs còn DSSS bng 20µs. Sau khi chn c mt giá tr
thi gian ch, nó bt u quá trình m ngc, sau mi khe thi gian giá tr thi gian
ch này s gim i mt n v. Trong sut quá trình này, máy trm liên tc thc hin
m nhn sóng mang c mi khe thi gian. Nu phát hin môi trng chuyn sang
trng thái bn hay giá tr NAV c thit lp thì quá trình m lùi này s dng và máy
trm s quay tr li giai n cm nhn sóng mang. Nu n khi giá tr thi gian ch
c m lùi v 0 mà vn không có s thay i trng thái môi trng thì máy trm bt
u truyn dn. Nu sau khi truyn dn mà máy trm không nhn c bn tin ACK tr
i t trm thu thì máy trm này coi nh môi trng ang xy ra xung t. Giá tr ca
a s tranh chp trong ln tip sau s tng theo công thc T
n
=2*T
n-1
+1. Giá tr ln
nht ca ca s tranh chp là 1023 khe thi gian.
Chng 2: Gii thiu phân lp 802.11n MAC trong mô hình OSI
Nhóm 7 – lp D04VT1

8
Hình 2.5: Lc  hot ng ca mt máy trm trong ch DCF
2.3.4. Quá trình truyn thông trong ch PCF
Mô hình mng hot ng theo ch này phi tha mãn các yêu cu sau:
1. AP phi c cu hình thc hin chc nng thm dò.
2. Các máy trm không dây phi c cu hình sao cho AP nhn ra rng chúng có
kh nng thm dò c.
Chng 2: Gii thiu phân lp 802.11n MAC trong mô hình OSI
Nhóm 7 – lp D04VT1
9
Quá trình truyn thông c thc hin nh sau:
1. t u chu k CFP, AP gi các khung beacon (khung qun lý bao gm các
thông tin ng b, các tham s cn thit cho quá trình truyn thông) di dng
broadcast.
2. Trong sut chu k CFP, AP thng xuyên phát các tín hiu thm dò  xem có
máy trm nào cn gi d liu không.
3. u mt máy trm cn gi d liu nó s gi mt khung tr li v AP. Ngc li
u máy trm không cn gi d liu thì nó s gi mt khung rng v AP hay n
gin là li, không tr li.
4. Khi chu k CFP kt thúc, AP gi khung CF-End ti các máy trm  thông báo
t thúc chu k CFP và AP dng quá trình thm dò. Chu k CP bt u, tt c
các máy trm và AP chuyn sang hot ng  ch DCF.
5. t thúc chu k CP, mt chu trình mi li bt u.
Chng 3: Chc nng phân lp 802.11n MAC
Nhóm 7 – lp D04VT1
10
CHNG III: CHC NNG PHÂN LP 802.11n MAC
3.1. Các chc nng k tha t các chun trc
3.1.1. Chc nng quét tìm thit b
t máy trm mun kt ni ti AP thì u u tiên nó phi phát hin c AP.

Phng pháp mà máy trm dùng  phát hin AP có th là phng pháp quét chng
hay quét bng. Mt máy trm có th lng nghe AP (quét bng) hay tìm kim AP
(quét chng).
3.1.1.1. Quét bng
Dùng phng pháp này máy trm s lng nghe các khung beacon phát ra t AP mà
có cha trng SSID (Service Set Identifier – mt chui s gm 2-32 kí tc dùng
 nhn dng mng WLAN) ging vi SSID c cu hình t trc trên máy trm.
Trong trng hp máy trm nghe thy nhiu khung beacon t các AP khác nhau mà có
cùng giá tr trng SSID ging vi mình thì máy trm s xác nh AP nào có cht lng
tín hiu tt nht nó s th kt ni n AP ó. Phng pháp quét bng không c s
ng trong mng ad hoc vì trong mng này không có s tham gia ca AP.
Hình 3.1: Phng pháp quét bng
Chng 3: Chc nng phân lp 802.11n MAC
Nhóm 7 – lp D04VT1
11
3.1.1.2. Quét chng
Trong phng pháp này, máy trm s chng phát i các khung probe request, các
khung này có th cha mt giá tr SSID ca mng mà máy trm cn kt ni ti hoc bt
kì mng nào. Trng hp máy trm mun kt ni ti bt k mng nào thì trong khung
probe request trng SSID sc thit lp là null. Tt c các AP nghe c khung
probe request này nu nhn thy giá tr trng SSID phù hp mà nó h tr thì AP s tr
i bng cách gi tr li máy trm bng mt khung probe response. Khung probe
response cha tt c nhng thông tin cn thit cung cp cho máy trm  thc hin kt
i ti AP tham gia vào BSS.
u mt khung probe request cha giá tr trng SSID bng null thì tt c các AP
nghe c khung này s gi tr li mt khung probe response. Vì lí do bo mt, thông
thng AP c cu hình li các khung probe request loi này. u này giúp ngn
chn nhng ngi s dng không c cp quyn truy nhp vào mng, tuy nhiên ây
ch là mt bin pháp bo mt sng ch yu chc dùng  làm gim các kt ni
không mong mun vô tình tham gia vào mng không nhm mc ích phá hoi.

Hình 3.2: Quét chng
3.1.2. Chc nng xác thc
Xác thc là bc u tiên trong hai bc cn thc hin  kt ni vào mng. Quá
trình xác thc v thc cht là quá trình kt ni vt lý gia máy trm và AP hay các máy
Chng 3: Chc nng phân lp 802.11n MAC
Nhóm 7 – lp D04VT1
12
trm khác (mng ad hoc). Có hai phng pháp xác thc c s dng trong mng
WLAN gm: Xác thc h thng m (OSA – Open System Authentication) và Xác thc
khóa chia s (SKA – Shared Key Authentication).
3.1.2.1. Xác thc h thng m (OSA)
Xác thc OSA là mt phng pháp xác thc rng và mc nh c cài t trong
các thit b WLAN. Xác thc rng ngha là mt máy trm có th kt hp vi bt kì AP
nào cng s dng xác thc OSA min là có cùng SSID. Quá trình xác thc OSA din ra
nh sau:
1. Máy trm gi mt khung yêu cu xác thc n AP.
2. AP gi tr li bng khung ACK báo nhn.
3. AP gi khung xác thc v phía máy trm  khng nh quá trình xác thc hp
.
4. Máy trm gi tr li bng khung ACK báo nhn. Quá trình xác thc kt thúc.
Hình 3.3: Quá trình xác thc OSA
WEP có thc dùng cùng vi xác thc OSA. Tuy nhiên WEP chc dùng 
mã hóa các d liu lp trên sau khi quá trình xác thc và kt hp ã hoàn thành. Chính
i vì sn gin ca mình mà xác thc OSA thng c s dng cùng vi mt vài
phng pháp bo mt tiên tin hn nh WPA, 802.1X/EAP cho các mng yêu cu cn
có môi trng bo mt.
3.1.2.2. Xác thc khóa chia s (SKA)
Chng 3: Chc nng phân lp 802.11n MAC
Nhóm 7 – lp D04VT1
13

Xác thc SKA s dng WEP  xác thc các máy trm và yêu cu các khóa WEP
nh phi c cu hình trên c máy trm và AP. Quá trình xác thc SKA din ra nh
sau:
1. Máy trm gi khung yêu cu xác thc n AP.
2. AP gi tr li bng khung ACK báo nhn.
3. AP gi tip mt khung xác thc th 2 trong ó có cha mt n bn tin 128
octet di dng không mã hóa.
4. Máy trm gi tr li bng khung ACK báo nhn.
5. Máy trm dùng khóa WEP ca mình thc hin mã hóa n bn tin 128 octet
nhn c t AP sau ó gi n bn tin ã c mã hóa vào trong khung xác
thc th 3 tr li v AP.
6. AP gi tr li bng khung ACK báo nhn.
7. AP thc hin gii mã n bn tin mã hóa nhn c t máy trm. Nu n bn
tin sau khi gii mã phù hp vi n bn tin 128 octet khi to thì AP gi khung
xác thc cui cùng v phía máy trm khng nh quá trình xác thc hp l.
Trong trng hp không thy s phù hp, AP gi khung xác thc ch ra rng
khóa WEP không hp l, quá trình xác thc không thành công.
8. Máy trm gi tr li bng khung ACK báo nhn. Quá trình xác thc kt thúc.
Hình 3.4: Quá trình xác thc SKA
Chng 3: Chc nng phân lp 802.11n MAC
Nhóm 7 – lp D04VT1
14
Xác thc SKA bo mt kém hn xác thc OSA. Trong quá trình xác thc SKA,
khóa WEP c dùng  mã hóa n bn tin 128 octet. Nu mt ngi mun xâm
nhp vào mng trái phép, ngi ó có th s dng thit b nghe trm  bt và phân tích
các khung xác thc trao i gia máy trm và AP  tìm ra khóa WEP c dùng, sau
ó s dng chính khóa này  kt ni vào mng.
3.1.3. Quá trình kt hp
Mt khi client ã c xác thc thì nó s thc hin kt ni vi AP. c kt hp là
trng thái trong ó client ã c cho phép truyn d liu thông qua AP. Nu PC card

a bn ã c kt hp vi mt AP, thì có ngha là bn ã kt ni vi AP ó và cng
là vi mng không dây.
Tin trình  tr nên c kt hp c mô t nh sau: Khi mt client mun kt ni
vào mng, client ó s gi mt Khung yêu cu xác thc n AP và nhn tr li mt
khung tr li xác thc. Sau khi quá trình xác thc ã c hoàn thành, máy trm s gi
t khung yêu cu kt hp n AP và AP s tr li li cho client mt khung tr li kt
p trong ó cho phép hoc không cho phép kt hp.
Toàn b tin trình kt hp bao gm 3 trng thái khác nhau
+ Không c xác thc và không c kt hp
+ ã c xác thc và không c kt hp
+ ã c xác thc và c kt hp
Không c xác thc và không c kt hp
Trong trng thái khi u này, các node không dây hoàn toàn cha kt ni vi mng
và không th truyn d liu qua AP. AP lu gi mt bng các trng thái kt ni ca
client c gi là bng Kt hp. u quan trng cn chú ý là các nhà sn xut khác
nhau s cp n các trng thái Không c xác thc và không c kt hp trong
AP ca h mt cách khác nhau. Bng này sa ra trng thái “không c xác thc”
cho bt k client nào cha hoàn thành tin trình xác thc hoc quá trình xác thc b li.
ã c xác thc và không c kt hp
Trong trng thái th 2 này, các client không dây ã vt qua quá trình xác thc
thành công, nhng vn cha tht s kt hp vi AP. Trong trng thái này thi client vn
Chng 3: Chc nng phân lp 802.11n MAC
Nhóm 7 – lp D04VT1
15
không c phép truyn hay nhn d liu thông qua AP. Bng Kt hp ca AP s hin
th trng thái cho client là “ã c xác thc”. Bi vì client ã vt qua giai n xác
thc và ngay lp tc chuyn n giai n kt hp rt nhanh chóng (ch vài ms), vì vy
t him khi bn thy c trng thái “ã c xác thc” trong AP. Thng thì bn s
thy “không c xác thc” hay “c kt hp”.
c kt hp

Trong trng thái cui cùng này, node không dây ca bn ã hoàn toàn kt ni vi
ng, có th gi và nhn d liu thông qua AP. Hình di mô t quá trình kt hp ca
t client. Bn s thy trng thái “c kt hp” trong bng Kt hp ca AP cho bit
ng client này ã hoàn toàn kt ni và ã c chng nhn bi AP  có th truyn d
liu thông qua AP. Tây bn có th suy ra các phng thc bo mt sc cài t
trong quá trình kt ni ca client.
Hình 3.5: Quá trình kt hp
3.1.4. Tính nng giám sát ngun n
Các client không dây hot ng  mt trong 2 ch giám sát ngun n c xác
nh trong chun 802.11. Các ch này bao gm ch active, thng c gi là
CAM (Continuous Aware Mode) và ch power save, thng c gi là PSP (power
Save Polling). Vic tit kim n nng bng cách s dng ch power save là c
bit quan trng cho ngi dùng di ng vi laptop hay PDA chy bng pin. Vic kéo
dài tui th ca pin cho phép ngi s dng dùng thit b lâu hn mà không cn phi
p li pin. Các card mng WLAN có th tiêu tn mt lng n nng áng k khi 
trong ch CAM, u này chính là lý do ti sao tính nng tit kim nng lng li
c a vào chun 802.11
Chng 3: Chc nng phân lp 802.11n MAC
Nhóm 7 – lp D04VT1
16
3.1.4.1. Continuous Aware Mode (CAM)
CAM là mt ch  trong ó user s dng toàn b ngun n nng sn có và
thng xuyên giao tip vi AP. Bt k mt máy tính nào (desktop hay server) cm vào
ngun n AC u hot ng trong ch CAM. Trong nhng trng hp này, không
có mt lý do gì mà PC card cn phi tit kim n nng c.
3.1.4.2. Power Save Polling (PSP)
Vic s dng ch PSP cho phép client không dây i vào trng thái “ng”. ây,
ng có ngha là client tht s tt ngun n trong mt khong thi gian rt ngn
(khong mt phn nh ca 1 giây). Thi gian ng này là   tit kim c mt
ng n nng áng k cho client không dây. ng thi, nó cho phép client s dng

laptop làm vic trong khong thi gian lâu hn, tng nng sut làm vic.
Khi s dng PSP, client không dây c x hoàn toàn khác nhau trong BSS (Basic
Service Set) và IBSS (Independent BSS). m tng ng duy nht trong cách c x
trong BSS và IBSS là vic truyn và nhn Beacon.
Tin trình hot ng trong ch PSP (c BSS và IBSS) c mô t bên di. Hãy
nh rng, các tin trình này có th xut hin nhiu ln trong 1 giây. u này cho phép
ng WLAN duy trì kt ni ca nó, nhng ng thi cng sinh ra thêm mt lng
overhead cho mng. Admin nên xem xét overhead này khi hoch nh nhu cu ca user
trên mng WLAN.
Ch PSP trong BSS (Basic Service Set)
Khi s dng PSP trong mt BSS, trc tiên, máy trm s gi mt frame n AP 
báo cho AP bit rng chúng sp i vào trng thái “ng” (tm thi tt ngun n). AP s
ghi nhn li các trm ang ng. Sau ó, AP s buffer (m) bt k frame nào gi n
cho các trm ang ng. Traffic cho các trm ang ng vn tip tc gi n AP nhng
AP không th gi nó n cho các trm ang ngc. Vì th, các gói tin c i
trong buffer dành cho trm ang ng.
AP theo nh k s gi ra các Beacon. Các client (ã c ng b hóa thi gian vi
AP) bit chính xác lúc nào thì nhn Beacon. Các client ang ng sánh thc receiver
(b nhn tín hiu) ca chúng  lng nghe các Beacon mà trong ó có cha TIM
(Traffic Indication Map = Bn  báo hiu có traffic). Nu client thy chính nó c
lit kê trong TIM thì nó s thc dy và gi 1 frame n AP báo cho AP bit rng nó
ang thc và sn sàng nhn các gói tin ã c buffer. Khi client ã nhn xong các gói
Chng 3: Chc nng phân lp 802.11n MAC
Nhóm 7 – lp D04VT1
17
tin dành cho nó, client s gi 1 thông p n AP báo hiu rng nó sp tr li trng thái
ng. Tin trình này c lp li nhiu ln trong 1 giây. Vì th nó gây ra mt s
overhead so vi khi không s dng PSP
Hình 3.6: PSP Mode in a BSS
PSP trong IBSS (Independent BSS)

Ch PSP trong IBSS hot ng rt khác so vi trong BSS. IBSS không có AP nên
không có thit b nào  buffer các gói tin. Vì th mi các trm phi buffer các gói tin
c gi t chính nó n các trm khác trong mng Ad-hoc. Các trm s luân phiên
nhau gi các Beacon s dng các phng thc khác nhau tùy thuc vào nhà sn xut.
Khi các trm s dng ch tit kim n nng, s có mt khong thi gian c
i là ATIM window. Trong khong thi gian này, mi trm u thc và sn sàng nhn
các data frame. Ad-hoc Traffic Indication Map (ATIM) là các gói tin unicast c s
ng bi các trm  thông báo cho các trm khác rng có d liu dành cho chúng và
chúng nên thc gic trong khong thi gian  nhn lng d liu này. Các ATIM
và Beacon u c gi trong sut khong thi gian ATIM window.
Tin trình các trm gi traffic cho nhau din ra nh sau:
+ Các trm c ng b hóa vi nhau thông qua các Beacon  chúng có th
cùng thc gic trc khi ATIM window bt u.
+ Khong thi gian ATIM window bt u, các trm gi các Beacon. Sau ó, các
Chng 3: Chc nng phân lp 802.11n MAC
Nhóm 7 – lp D04VT1
18
trm gi các ATIM frame  thông báo cho các trm khác có traffic buffer dành
cho chúng.
+ Các trm nhn ATIM trong sut ATIM window s thc gic  nhn data
frame. Nu không có ATIM nào c nhn thì trm si vào trng thái ng (khi
ATIM window kt thúc).
+ ATIM window kt thúc, và các trm bt u truyn data frame. Sau khi nhn
data frame, các trm tr li trng thái ng và i khong thi gian ATIM window
tip theo ( thc li).
3.1.5. S ct mnh khung.
Các gói  mc cao và mt s khung quan lý ln cn c phân n thành các
nh nh có th truyn i phù hp vi mt kênh vô tuyn. S ct mnh khung cng
làm tng  tin cy khi mà có giao thoa. Các trm vô tuyn LAN s c gng truyn các
nh sao cho nhiu giao thoa ch có th anh hng n các mnh nh, mà không phi

là các khung ln. u ó làm gim ngay tc thì lng d liu b h hng do giao
thoa.vic ct mnh làm tng cao hn hiu qu truyn dn. Giao thoa có th n t
nhiu ngun khác nhau . Giao thoa trong mng thng c gây ra bi các sóng có tn
 khong 2.4GHZ . Sóng n t sinh ra bi ng magnetron v à luôn bin i theo
hình sin(ramp up and ramp down), vì th các sóng viba phát ra giao thoa na thi
gian.cá phone không dây cng gây ra giao thoa. Các mng ngoài tri ph thuc vào 
ng mà giao thoa cng khác nhau.
S phân n xy ra khi mt gói tin mc cao có chiu dài vt quá ngng ca
phân n c nh hình bi ngi qun tr mng. Dù tng sn nhng tt c các
n u có s chui nh nhau  h tr vic tp hp, khôi phc li. thông tin u
khin khung cng ch báo s lng n n có nhiu hn hay không. Tt c các
khung, bao gm mt s khung bình thng c a n ni n phân n (nh hình
3.7 di ây):