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Grundlagen moderner Netzwerktechnologien im Überblick – Teil 64

MAC-Frame Struktur und Hidden Stations bei Wireless LANs nach IEEE 802.11b

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Nach dem Aufbau der Assoziation und der Authentisierung

Nach dem Aufbau der Assoziation und der Authentisierung zwischen Stationen und Access Points stellen Control-Frames Funktionalität zur Unterstützung bei der Auslieferung von Datenrahmen zur Verfügung. Ein üblicher Ablauf zwischen einer Station A und einem Access Point oder einer anderen Station B wäre RTS von A nach B, CTS von B nach A, Daten von A nach B und ACK von B nach A

Eine Station sendet einen RTS-Frame (Request to Send) an eine andere Station, um die Sendung eines Datenframes auszuhandeln. Durch das aRTSThreshold-Attribut kann man einstellen, dass Stationen immer, nie oder nur bei Frames einer bestimmten Länge ein RTS abschicken. Der Wert des Duration-Feldes in Mikrosekunden ist die Zeit, die eine Station braucht um den Frame, einen CTS-Frame, einen ACK-Frame und drei Zwischenräume zu übertragen.

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Nach Empfang eines RTS sendet die Station einen CTS um das Recht zur Sendung für die sendewillige Station anzuerkennen .Stationen achten immer auf die Duration-Angabe und antworten auf einen RTS-Frame, auch wenn die Station nicht konfiguriert wurde, um RTS-Frame-Sequenzen zu initiieren. Der Wert des Duration-Feldes (in Mikrosekunden) ist der Wert des vorangehenden RTS-Duration-Feldes abzüglich der Zeit, die man benötigt, um einen CTS-Frame und sein SIFS-Intervall zu übertragen.

Eine Station, die einen fehlerfreien Frame erhält, kann an den Sender einen ACK-Frame schicken, um den fehlerfreien Empfang zu quittieren. Der Wert des Duration-Feldes ist gleich Null, wenn das More-Fragment-Bit im Frame-Kontroll Feld des vorhergehenden Daten- oder Management-Frames Null ist. Ist dieses Feld 1, enthält das Duration-Feld die Zeitangabe des Duration-Feldes des vorhergehenden Frames abzüglich der Zeit, die man benötigt, um einen ACK-Frame einschließlich seines SIFS Intervalls zu senden.

Wenn eine Station einen Power-Safe-Poll-Frame empfängt, updatet sie ihren Network-Allocation-Vector, NAV, der angibt, wie lange eine Station keine Übertragung initiieren wird. Der NAV enthält damit eine Vorhersage über zukünftigen Verkehr im Netz

Das CF-End-Feld zeigt das Ende einer konfliktfreien Periode an, die Bestandteil der Point Coordination Function, PCF, ist. Das Duration-Feld ist immer 0 und die Receiver Adress enthält die Broadcast Gruppenadresse.

CF-End + CF-ACK bestätigt das durch den CF-End-Frame angezeigte Ende einer konfliktfreien Phase. Das Duration-Feld ist immer 0 und die Receiver Adress enthält die Broadcast-Gruppenadresse.

Hidden Stations

In einem Netzwerk, wie es in Abbildung 4 dargestellt ist, können die Knoten A und B direkt mit dem Access Point kommunizieren, aber wegen des Hindernisses nicht direkt untereinander. Das Problem ist, dass es eine Kollision geben kann, wenn Station A versucht, auf das Medium zu gehen und dabei leider nicht merken kann, dass B bereits sendet. Das nennt man das Problem versteckter Knoten.

Um sich vor Kollisionen durch versteckte Knoten zu schützen, sollte die sendende Station B einen RTS-Frame zum Access Point schicken und damit Service für eine gewisse Zeitspanne verlangen. Wenn der Access Point darauf eingeht, schickt er einen CTS-Frame, der ja in jedem Fall von allen Stationen gehört werden kann. Also versucht keine Station, auch nicht A, während dieser Zeit das Medium zu besetzen.

Der RTS/CTS Austausch funktioniert sowohl als schneller Eingriff bei Kollisionen als auch zur Überprüfung von Wegen. Wenn eine Station, die ein RTS aussendet nicht den dazu passenden Antwort-CTS empfangen kann, kann sie diesen Prozess viel schneller wiederholen, als wenn sie einen langen Frame geschickt hätte und auf diesen wäre kein ACK gekommen. Man braucht den RTS/CTS-Mechanismus nicht für jede Übertragung einzusetzen, weil ja damit auch ein Mehr an Overhead verbunden ist, der sich besonders bei kleinen Datenframes nicht rechtfertigen lässt.