Tiểu luận môn Mạng Máy Tính Cơ chế đa truy cập cảm nhận sóng mang CSMACA


Nhóm sinh viên:
Nguyễn Tiến Đạt.
Vũ Công Lực.
Cơ chế đa truy cập cảm nhận sóng
mang CSMA/CA.
1
Tài liệu tham khảo

Wireless LAN Medium Access Control (MAC) and Physical Layer (PHY)
Specifications, by IEEE Computer Society.

A Technical Tutorial on the IEEE 802.11 protocol, by Pablo Brenner.

WI-FI, BLUETOOTH, ZIGBEE AND WIMAX, by H. LABIOD.

.
Nội dung
1. Tổng quan các vấn đề liên quan tới CSMA/CA.
2. Chi tiết về cơ chế CSMA/CA.
1.
Tổng quan các vấn đề liên quan tới CSMA/CA.
CSMA/CA là một phương thức đa truy cập mạng sử dụng việc cảm nhận sóng
mang để cố gắng giảm khả năng xung đột trong quá trình chia sẻ tài nguyên.
Nhắc tới CSMA/CA  mạng LAN không dây, chuẩn 802.11, cơ chế CSMA.
1.1. Mạng WLAN.
1.2. Chuẩn IEEE 802.11.
1.3. Kiến trúc lớp con MAC.
1.4. Cơ chế đa truy cập CSMA.

1.2. Chuẩn IEEE 802.11


Dành cho mạng LAN không dây (WLAN).

Các chuẩn mở rộng từ IEEE 802.11a  IEEE 802.11y.
1.3. Kiến trúc lớp con MAC.
      
 !"#$$%&'()*+,-&'(

./&'(0$%!1,"234

5%6(7%(89:; 

5%6(7%8<(8/); 
1.3. Kiến trúc lớp con MAC.

Khối chức năng điều phối phân tán DCF:

DCF được triển khai bắt buộc ở tất cả các trạm trong mạng, dù mạng được
cấu hình loại ad-hoc hay infrastructure.

Đơn vị DCF này cho phép các trạm trong mạng WLAN truy cập môi trường
chia sẻ theo cách truy cập ngẫu nhiên dựa trên giao thức CSMA/CA.

Khối chức năng điều phối tập trung PCF:

PCF được triển khai tùy chọn ở các trạm chỉ ở trong mạng có cấu hình
infrastructure.

Sử dụng cơ chế hỏi vòng được điều khiển bởi node điều phối (PC – point
coodinator).

1.4. Cơ chế đa truy cập CSMA.

Đa truy cập và phân loại:

Xét theo kiểu truyền, ta có 2 loại mạng là broadcast và point – to – point.

Trong mạng broadcast, môi trường truyền thông là chia sẻ  vấn đề là ai sẽ
được quyền sử dụng tài nguyên. Lớp con MAC của lớp 2 sẽ giải quyết vấn đề
này.

Các giao thức đa truy cập trong mạng broadcast:
•
Có tranh chấp (contention – based): ALOHA, CSMA/CD, CSMA/CA,…
•
Tránh xung đột (collision – free): FDMA, TDMA, CDMA, Token bus, …
1.4. Cơ chế đa truy cập CSMA.

Cơ chế CSMA.

Khi một trạm trong mạng muốn phát một bản tin đi, trước hết nó cần phải nhận ra trạng thái rỗi/bận của kênh. Có một số phương
pháp để thực hiện được điều này, trong đó có cơ chế cảm nhận sóng mạng (CS).

Nếu kênh là rỗi  trạm đó được phép gửi gói tin.

Nếu kênh bận  trạm đó phải chờ một khoảng thời gian. Sau đó thử lại.

Vấn đề:
1.4. Cơ chế đa truy cập CSMA.

Để giải quyết vấn đề trên, ta sẽ lắng nghe trong khi truyền để phát hiện có xung đột không, nếu có thì gửi lại  CSMA/CD ( sử dụng trong mạng

LAN có dây).

Tuy nhiên, trong LAN không dây, CSMA/CD chưa chắc phát hiện được xung đột trong khi truyền. Lý do:

Cường độ tín hiệu bị suy giảm theo khoảng cách  các node chưa chắc nghe được nhau  vấn đề node ẩn:
1.4. Cơ chế đa truy cập CSMA

=>!6?%@4
A!B8/%?C!$8/68'%?B?0D8
0%E&%@!"F%?:CG%,H?I8/J%K$CB0J<L8/6M"M<,-8N8O%@
8/6E&%@:!PQ
1.4. Cơ chế đa truy cập CSMA.
%J%RS8P8S-T
1SUVWX%J%RS89,>!68/L
2. Cơ chế CSMA/CA.

Cơ chế CSMA/CA dùng để: Giảm xác suất xung đột giữa các trạm trong việc
truy cập kênh truyền.

Được thực hiện bởi khối DCF. Khối này cung cấp 3 chế độ:

Chế độ truy cập cơ bản.

Chế độ truy cập sử dụng ACK.

Chế độ truy cập sử dụng RTS/CTS.

Cơ chế CSMA/CA dựa trên:

Cảm nhận trạng thái kênh dựa vào thủ tục cảm nhận sóng mang (có thể là

PCS hoặc VCS).

Sử dụng bộ định thời space interframe (IFS).

Sử dụng Positive Ack và cơ chế tránh xung đột.

Thực thi thuật toán backoff.
2.1. Cơ chế cảm nhận sóng mang.

2 thủ tục lắng nghe kênh: cảm nhận sóng mang vật lý và cảm nhận sóng
mang ảo.

Cảm nhận sóng mang vật lý (PCS):

Được thực hiện bởi lớp PHY.

Phát hiện sự có mặt của các trạm khác thông qua việc cảm nhận xem có sóng
mang vô tuyến trong dải tần hoạt động không.

Cảm nhận sóng mang ảo (VCS):

Được thực hiện bởi lớp con MAC.

Dựa trên việc truyền nhận các bản tin RTS/CTS
1S8/<(1MJ

Y%D88/78/6B0WXWFZ8K8ZJ<W0$!N&[?L8/6

SL8/6!PQ\9!"&-&%L8Z/J8/J8]%%$^%&-:;UBR98/H8/6WX!PQ8%S-


SL8/6!PQ\9!"&-M<B0WX8_(%L8/6K$0&%8'%%S88`(%L8/6%@8%!$!PQ8O%@MG%?9U$
%(L8/6!0S88`B0WX]8LD8J8]%%$:;U,-8/$D8%98/"M$ab%L!PQ^8/J8cd B&-F$
We8/$>(CD!S8%?/WX!S%Jf8c%98/"M$a,6B%gW$L!PQJ<&-/h%8/J8]%%$:;US8/J8]%
%$-0D8(%L8/6%g/$BMD!S8%?/WX8P!SU$%(%L8/6-S88`B0WX]D8J:;U/i%8%S(8Z!S%JY%
MD!S8%?/!_,6B8/-WX8/6MJ8%07F%!%
1S8/<(1MJ

D8,jZ4
0k8/7F%8%!%%JWF8%8]%!%NM$!fB8/lWX8%S-8/6!f8%L
l1S8/<(UV,'%Y

=b08N\J/$\!D8S98/m8/6D8&`f(J%</$!Z!D%J%RS8T

1SUV,'%MJ8%(`!9(Y

U$%8/6!PQD8J8]%%$U;Un:;UBMJ8%YWX!PQML<(Ji%&%$-f(J%8O%@8K8ZJ
<W0$

S<!PQYW$J8]%%$8%?o8BML(98WX8/6&%
k8?/p/$?W($?;U 

;U!PQ%N&-J9%E$p/$? 8/6&%L8%S(

%$&-k&%,'%2!DP8%L9$TTTTTT4

U/8%8?/p/$?U;U 4

2P8%L$>8

-J9%E$E&%@,-YB%E$q.U,-.U


)%8%8?/p/$?);U 4

2P8%L8>(1U;U

5PQWFZ8/);,%@r%,s

);UtU;Uu8%?U&8

:%W8/%M8?%8?/p/$?:;U 4

2P8%L8>(1);U

98/v!PQ(w(F%'%&LW$%L&%L8Z/h%8/j8>88]%%$&-
:;U

:;UtU;Uu8%?U&8

\8??%8?/p/$?;U 4

YJ8]%%$-%>84;UtU;Uu:;UuY8%?

SML(98<!PQYB0WXj88<889M$aW$%L8/6&%L
8Z/h%8/J8]%%$;U
k8?/p/$?W($?;U 
x.<889?\(?8%$&M$a

-(P182(w(%J%RS8WO7%08/$>(%E$98/9$%
`78/<(L8/6


5PQ8O%@8/98/P]Q(W$4

98/J<%8/P]8/P'%8/6,-LM"M<

U$h%(%L8/6&%

U$h%(%L8/68-

Y!PQ8O%@8/98/P]Q(4

98/J<%8/P]8/P'%8/6,-L/J%61:;U

./60%'%
x.<889?\(?8%$&M$a
Mỗi khi kích hoạt thuật toán backoff, một giá trị
backoff sẽ được chọn ngẫu nhiên trong khoảng 0
đến CW. CW là kích thước cửa sổ tranh chấp, nằm
trong khoảng Cwmin đến CWmax. Sau mỗi phiên
truyền không thành công, kích thước cửa sổ tranh
chấp sẽ tăng gấp đôi cho đến CWmax. Khi ấy, nó sẽ
giữ nguyên giá trị này cho tới khi bị reset. Giá trị CW
sẽ bị reset về CWmin sau mỗi phiên truyền RTS
thành công (nhận được CTS), hoặc sau mỗi phiên
truyền dữ liệu thành công (nhận được ACK).
y1SUV,'%q.UV.U

./8/P]Q(-8/68/h%(%L8/6&'z0%6?B1S
UVS8Q(Y(mQ(=H%0\!D8B8/6!PQF%&%%J
%@W>8K$


%J%(9(48M98/P','%8>8J98/8/&-0M"8/6 1S
UV,'%MJ8%!z88/P'Lq.UV.U
y1SUV,'%q.UV.U

Y%D88/7(98B0WXF%&LD80%8%q.Uq?R?W8.U?
y1SUV,'%q.UV.U

SL8/6/JB8/8WXF%&%MJ8%.U