Стандартизация стимулирует развитие индустрии БЛВС

Стандартизация стимулирует развитие индустрии БЛВС. Благодаря принятию институтом IEEE стандарта 802.11 в 1997г. оборудование БЛВС перешло из разряда дорогих решений ограниченного применения в разряд доступных товаров широкого пользования. Однако продолжающийся процесс стандартизации БЛВС идёт отнюдь не гладко, поскольку сопровождается горячими спорами специалистов о достоинствах и недостатках альтернативных технических решений, к тому же они испытывают давление со стороны ведущих производителей, стремящихся защитить завоёванные ими рыночные позиции. При этом существует так много стандартов, уже принятых и ещё готовящихся, что мало кто из ИТ-профессионалов предприятий хорошо знаком со всеми ними. Ниже кратко описаны некоторые стандарты, о которых следует знать [5,6].

802.11 a/b/g. Это утвержденные стандарты, но их часто дополняют фирменными решениями. Например, есть несколько не совместимых друг с другом подходов к повышению пропускной способности оборудования стандарта 802.11g примерно до 100 Мбит/с. Другие расширения увеличивают дальность действия оборудования для БЛВС. Нет ничего плохого в инновациях, выходящих за рамки существующих стандартов. В конце концов, принятые стандарты нередко основываются не фирменных технологиях. Просто избегайте чрезмерной ориентации на использование фирменных расширений в своих сетевых проектах.

802.11e. Для поддержания мультимедийных приложений, работающих в реальном масштабе времени, включая средства передачи голоса и видео, необходимо в MAC-уровень технологии 802.11 добавить механизмы QoS. Эти механизмы и определены стандартом 802.11e. Первая его версия уже принята, но некоторые его элементы находятся в стадии разработки.

802.11i. Данный стандарт обеспечения информационной безопасности, имеет большое значение для развития рынка БЛВС. Он не совершенен, особенно в плане обеспечения быстрого и безопасного переключения клиентского устройства между точками доступа, но

Стек протоколов IEEE 802.11

Все протоколы, используемые семейством стандартов ЛВС IEE 802.x, схожи по структуре [2].

Часть стека протоколов 802.11 изображена на рис.3.1. Физический уровень практически соответствует физическому уровню в модели OSI, подуровень MAC (подуровень управления доступом к среде) отвечает за распределение канала, то есть за то, какая станция будет передавать следующей. Над MAC в иерархии находится подуровень LLC (управления логическим соединением), задача которого состоит в том, чтобы сделать различия стандартов 802.x невидимыми для сетевого уровня.

Рис.3.1 Стек протоколов 802.11

Стандарт 802.11 1997 года определяет три метода передачи, реализуемые на физическом уровне. Метод инфракрасной передачи сильно напоминает метод, используемый в системах дистанционного управления бытовой техникой. В двух других методах применяется радиосвязь небольшого радиуса действия (при этом работают методы FHSS и DSSS). Они оба используют не подлежащий лицензированию диапазон ISM от 2,4 до 2,4835 ГГц, вкотором работают такие бытовые устройства, как радиобрелоки открывания ворот гаражей, домашние радиотелефоны и СВЧ-печи. Вне зависимости от метода скорость работы составляет 1-2 Мбит/с, и сигнал используется относительно маломощный, что позволяет уменьшить количество конфликтов между передатчиками. С целью увеличения пропускной способности в 1999 году были разработаны два дополнительных метода передачи с расширенным спектром: OFDM и HR-DSSS. Они работают со скоростями 54 Мбит/с и 11 Мбит/с, соответственно. В 2001 году была представлена новая модификация OFDM, работающая в другом частотном диапазоне. Сейчас мы изучим вкратце все эти методы. Они относятся к физическому уровню, который быр рассомотрен нами ранее (раздел 2). Но из-за того, что они так тесно связаны с ЛВС вообще и с подуровнем MAC стандарта 802.11 в частности, мы обращаемся к ним здесь.

3 БЕСПРОВОДНЫЕ ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ

Технологии и характеристики беспроводных ЛВС (БЛВС), включая скорость передачи данных и ди­апазоны рабочих частот, специфицированы в семействе стандартов IEEE 802.11. В первоначаль­ном стандарте 802.11, принятом в 1997 г., была определена радиотехнология с максимальной скоростью передачи данных 2 Мбит/с. Современ­ные же стандарты на БЛВС предусматривают го­раздо более высокую скорость передачи.

Стандарты 802Л1 часто называют Wi-Fi (Wireless Fidelity). Эта аббревиатура была вве­дена ассоциацией Wi-Fi Alliance в качестве обозначения совместимых друг с другом беспроводных устройств стандартов 802.11. Знаком «Wi-Fi» маркировались (и сейчас маркируются) продукты, успешно прошедшие сертификационные испытания. Примерно через два года после того, как Wi-Fi Alliance иницииро­вал проведение этих испытаний, люди стали ши­роко использовать термин Wi-Fi для обозначения любых устройств и сетей, основанных на семей­стве стандартов 802.11.

Поскольку она не интерферирует с кадром CTS, она не обязана воздерживаться от передачи

6 станция С находится в зоне станции А, но не входит в зону станции В. Поэтому она слышит кадр RTS, передаваемый станцией А, но не слышит кадр CTS, которым отвечает станция В. Поскольку она не интерферирует с кадром CTS, она не обязана воздерживаться от передачи в то время, пока пересылается информационный кадр. Станция D, напротив, находится близко от станции В, но далеко от станции А. Она не слышит кадра RTS, но слышит кадр CTS, а это означает, что она находится вблизи станции, собирающейся принять кадр с данными. Поэтому ей нельзя вести передачу, пока этот кадр не будет передан. Станция Е слышит оба управляющих сообщения и так же, как и станция D, должна хранить молчание, пока не будет завершена передача информационного кадра.

Несмотря на все меры предосторожности, конфликты все равно могут произойти. Например, станции В и С могут одновременно послать кадры RTS станции А. При этом кадры столкнутся и не будут приняты. В этом случае передатчики, не услышав кадр CTS в установленный срок, ждут случайное время и после этого повторяют попытку.

На основе модели протокола МАСА был разработан новый протокол — MACAW (МАСА for Wireless — МАСА для беспроводных сетей). Для начала исследователи заметили, что без подтверждений на уровне передачи данных потерянные кадры не передавались повторно, пока их нехватку не обнаруживал транспортный уровень. Для решения этой проблемы был введен кадр подтверждения (АСК), которым получатель отвечал на каждый успешно принятый кадр данных. Кроме того, было использовано свойство протокола CSMA — станции научились прослушивать эфир и воздерживаться от передачи кадра RTS, если рядом уже кто-то передавал такой же кадр той же станции. Также было решено связать алгоритм выдержки времени (в случае конфликта) не с отдельной станцией, а с потоком данных, то есть с парой станций «источник — приемник». Это изменение протокола очень улучшило его. Наконец, был добавлен механизм обмена между станциями информацией о перегрузке. Кроме того, алгоритм выдержки времени в случае конфликта был несколько смягчен, что улучшило производительность системы