تحقیق شبكه هاي بي سيم محلي

تحقیق شبكه هاي بي سيم محلي در حجم 41 صفحه و در قالب word و قابل ویرایش و با قسمتی از متن زیر:

نگاهي بر CSMA/CD :

مي توان مكانيزم CSMA/CD را با كنفرانس تلفني مقايسه كرد. هر يك از دوطرفي كه مي خواهد صحبت كند، بايد منتظر بماند تا صحبت ديگري تمام شود. زمانيكه خط ازاد است، هر يك مي توانند صحبت كنند، اگر دو طرف همزمان شروع به صحبت كنند، بايد توقف كرده و بعد در فرصت مناسب دوباره صحبت كنند.

CSMA/CD منظم تر از CSMA/CD است. مجدداً در مقايسه با كنفرانس اما با كمي تفاوت:

– قبل از اينكه هر يك از دو طرف صحبت كنند بايد تصميم بگيرند كه چه مقدار قصد صحبت كردن دارند، اين به هر يك از نودهايي كه مثلاً‌ قصد ارسال دارند فرصت مي دهد كه بفهمند تا چه حد بايد منتظر بمانند تا نوبت ارسال آنها برسد.

• طرفين ( نودها) نمي توانند تا زمانيكه مدت زمان اعلام شده از سوي شخص قبلي ( نود قبلي ) تمام نشده،‌ صحبت كرده ( ارسال كنند).
• نودها از اينكه صدايشان در هنگام صحبت كردن شنيده شده يا خير، آگاه نيستند تا اينكه تأييده اي از سخنان خود را از نودهاي گيرنده دريافت كنند.
• بنابر اين اگر ناگهان دو نود همزمان شروع  به ارسال كنند، چون صدا را نمي شنوند، از اينكه همزمان درحال صحبت كردن هستند اطلاع ندارند، بعد از اينكه تأييده اي آن دريافت نكردند، نودها فهمندكه با هم صحبت كرده اند.
• نودها به طور رندم يك زمان را مجدداً‌ انتخاب و شروع به صحبت مي كنند.

بنابر آنچه گفته شد، CSMA/CD داراي قوانين منظم تري نسبت به CSMA/CD مي باشد. اين قوانين ازوقوع collison جلوگيري مي كنند. اين ممانعت براي شبكه هاي بي سيم بسيار كليدي و با اهميت است چرا كه صريحاً مكانيزصريحي براي تشخيص تصادم ندارند. CSMA/CD به طور ضمني collison را تشخيص مي دهد. يعني زمانيكه يك فرستنده تائيد مورد نظرش را دريافت نمي كند.

پياده سازي CSMA/CA در (DCF) Distributed Coordination Function آشكار مي شود، براي توضيح اينكه CSMA/CD چگونه كار مي كند، توضيح بعضي مفاهيم (اجزاء) اوليه كليدي در CSMA/CA 802.11 مهم است.

– Carrier Sense

– DCF

– Acknowlegment   Frames.

– Request to Send /clear to Send (RTS/CTS) medium reservation

به علاوه، دو مكانيزم ديگر، يعني دو بخش ديگر مكانيزم دسترسي به خط ها در  802.11 كه مستقيماً به CSMA/CA مرتبط نيستند، عبارتند از :

– Frame fragmentation

– Point coordination Function (PCF)

– Carrier Sense:

ايستگاهي كه مي خواهد روي محيط بي سيم ارسال كند بايد تشخيص دهد كه آيا خط مشغول است يا خير. اگر خط مشغول باشد، ايستگاه بايد ارسال فريم را تا زمانيكه خط آزاد شود به تعويق بياندازد. ايستگاه وضعيت خط را از دو طريق مي تواند تشخيص دهد:

– با چك كردن لايه فيزيكال  براي اينكه بفهمد / يا Carrier حاضر است.

– با استفاده از توابع سنس كرير مجازي (NAV)Network Allocation Vector ايستگاه مي تواند لايه فيزيكي را چك كند و تشخيص دهد كه محيط در دسترس است. اما در بعضي مواقع ممكن است خط توسط ايستگاه ديگري به وسيله NAVرزرو شده باشد. NAV يك تايمر است كه بر طبق فريمهاي ارسال شده روي خط Update مي شود. براي مثال در يك زير ساختار BSS فرض كنيد كه فردي فرعي را براي فردي ديگرارسال مي كند. فرديx) )فريمي(y )را براي فردي ديگر ارسال مي كند، چون محيط بي سيم يك محيطBroadcast است، افراد(z )ديگري هم فريم x را دريافت خواهند كرد.

فريمهاي 11-802 داراي يك فيلد duration هستند كه مقدار آن به اندازه كافي براي ارسال فريم و دريافت تاييده آن بزرگ است. z ، NAV مربوط به خودش را با مقدار Update duration  مي كند و تلاشي براي ارسال فريم نخواهد كرد تا زمانيكه NAV صفر شود.

توجه كنيد كه در ايستگاه ها فقط NAV زماني Update مي شود كه مقدار فيلد Duration دريافت شده از مقداري كه در NAV خودشان است، بزرگتر باشد. براي مثال اگرz ، داراي NAV با مقدار 10ms باشد و فريمي با NAV برابر 5ms دريافت كند، NAV اش را Update نمي كند اما اگر فريمي با مقدار NAV = 20ms دريافت كند، بايد NAV خود را Update كند.

DCF:

مكانيزم دسترسي كه IEEE براي شبكه 802.11 در نظر گرفته، DCF است. اين مكانيزم نيز بر مبناي CSMA/CA مي باشد. براي توضيح عملكرد DCF به مفاهيم زير توجه كنيد:

در عملكرد DCF ، يك ايستگاه منتظر براي ارسال فريم بايد مقدار مشخصي از زمان منتظر مانده و بعد از اينكه خط در دسترس قرار گرفت، ارسال كند. اين مقدار از زمان DCF Interframe Space (DIFS) ناميده مي شود. زمانيكه DIFS سپري شد، خط براي دسترسي ايستگاه آماده است.

احتمال زيادي وجود دارد كه دو ايستگاه به طور همزمان براي ارسال تلاش كنند، (زمانيكه خط بي كار مي شود)، و در نتيجه Collision به وجود مي آيد. براي اجتناب از اين وضعيت، DCF يك تايمر رندم Backoff به كار مي برد.

الگوريتم رندم Backoff به طور رندم مقداري  از ؟؟ تا مقدار آماده شدن پنجره (CW)Contention window را انتخاب خواهد كرد. پيش فرض مقداري  CW توسط توليد كنندگان تغيير مي كند و در NIC ايستگاه ذخيره مي شود.  مقادير محدوده رندم براي Backoff از تايم اسلات صفر شروع مي شود و به ماكزيمم مقدار مي رسد، (Cwmin cwmax ). يك ايستگاه به طور رندم يك مقدار بين صفر و مقداري جاري CW را انتخاب خواهد كرد. مقدار رندم ،تعداد تايم اسلات هاي 802.11 اي است كه ايستگاه بايد قبل از آغاز به ارسال در هنگام آزاد بودن خط صبر كند. يك تايم اسلات مقدار زماني است كه بر مبناي فيزيكال بر اساس ويژگيهاي RF در BSS استنتاج مي شود. بر اساس مشخصات 802.11 نياز است كه ايستگاه يك فريم تاييده به فرستنده فريم بفرستد. اين فريم تاييده به ايستگاه فرستنده اجازه مي دهد كه به طور غير مستقيم بفهمد كه آيا برخورد در محيط رخ داده است يا خير. اگر ايستگاه فرستنده فريم تاييده اي دريافت نكند، تصور مي كند كه برخورد در محيط رخ داده است ايستگاه فرستنده شمارنده هاي Retry اش را Update مي كند، مقدار CW را دو برابر مي كند و مراحل دسترسي به محيط را دوباره آغاز مي كند.

 

Acknow legment Frames:

يك ايستگاه گيرنده يك فريم تاييده به ايستگاه فرستنده به منظور آگاه ساختن او از عدم وجود خطا دو ارسال مي فرستد. با اطلاع از اينكه، ايستگاه گيرنده بايد به خط دسترسي پيدا كند و فريم تاييده را بفرستد، شما ممكن است تصور كنيد كه فريم تاييده ممكن است كه به علت وجود درگيري در خط تاخير كند در حاليكه ارسال يك فرم تاييده يك حالت خاص است. فريم تاييده مي تواند از مرحله رندم Backoff عبور كند و يك وقفه كوتاه  بعد از اينكه فريم دريافت شد براي ارسال تاييده منتظر بماند. اين وقفه كوتاهي كه ايستگاه گيرنده منتظر مي ماند Short Inter frame Space (Sips) ناميده مي شود.

1. 11 fragmentation Frame:

Frame Fragmetation يكي از توابع لايه MAC است كه قابليت اطمينان در ارسال فريم در محيطهاي بي سيم را افزايش مي دهد. فرضيه كنار اين مفهوم اين است كه يك فريم به تكه اي كوچكتري شكسته مي شود و هر تكه به طور مجزا مي تواند ارسال شود. فرض بر اين است كه احتمال ارسال موفقيت آميز يك فريم كوچكتر در محيط بي سيم بيشتر است. هر تكه از فريم به طور مجرد تاييد خواهد شد. بنابراين اگر تكه اي از آن خراب شود، يا دچار تصادم (Collision) شود، فقط ان تكه بايد مجدداً فرستاده شود و نه همه فريم ها كه اين باعث افزايش گذردهي خط مي شود.

مدير شبكه مي تواند اندازه تكه ها را تعيين كند. اين عمل فقط روي فريمهاي Unicast انجام مي شود. فرميهاي Broadcast يا Multicast به طور كامل فرستاده مي شوند.

تكه هاي فريم به صورت توده اي (Burst) فرستاده مي شوند، با استفاده از مكانيزم دسترسي خط DCF. اگرچه Fragmentation مي تواند قابليت اطمينان در ارسال فريم در يك شبكه بي سيم محلي را افزايش دهد، ولي Overhead را در پروتكل MAC 802.11 زياد مي كند. هر تكه از فريم حاوي اطلاعات يك هدر MAC – 802.11 است، همچنين به يك فريم تاييده متناظر نياز دارد. اين افزايش Overhead در MAC باعث كاهش گذردهي واقعي ايستگاه بي سيم مي شود.

PCF:

يك مكانيزم دسترسي به خط به صورت انتخابي است كه علاوه بر DCF به كار مي رود. PCF مكانيزمي است كه از بر خورد فريم ها در هنگام تحويل به AP يا از AP را جلوگيري مي كند. اغلب توليد كنندگان به اين خصيصه (PCF) توجهي ندارند چون Overhead را زياد مي كند و اين باعث شده كه توسعه چنداني پيدا كند.

خصوصيت (QOS) Quality of Service در استاندارد 802.11 بر اساس PCF براي ايجاد دسترسي مفيدتر و ارسال بهتر صوت و Video صورت گرفته است.

– وسايل غير استاندارد.NoN Stondard Device                                              وسايل ويژه زير مدنظر هستند:

– Repeater APS

– Universal clients (workgroup bridgs(

– Wirless Bridge

اگر چه هر كدام از اين وسايل، ابزار مفيدي براي شبكه محسوب مي شوند، اما بايد توجه كنيد كه هيچ كدام در استاندارد 802.11 تعريف نشده اند و هيچ تضميني براي استفاده از آنها وجود ندارد چرا كه هر يك ارائه كنندگان مختلف ممكن است مكانيزمهاي متفاوتي براي پياده سازي اين ابزارها تعيين كنند. براي اطمينان به شبكه،در صورت استفاده از اين وسايل، بايد مطمئن باشيد كه آنها دو ديواسي كه از يك فروشنده ارائه شده اند را به هم مرتبط مي كنند.

Repeater APS

شما (بايد خودتان راهي) ممكن است است، خودتان را در وضعيتي ببينيد كه برقراري ارتباط يك AP به يك زير ساختار سيمي به سادگي صورت نگيرد يا مانعي براي برقراري ارتباط AP با كلانيت ها مشكل ايجاد كند. در چنين وضعيتي، مي توانيد از يك Repeater AP استفاده كنيد.

بسيار شبيه تكرار كننده هاي سيمي است، آنچه تكرار كننده بي سيم انجام مي دهد، تنها ارسال همه پكت هايي است كه در سطح بي سيم خود  دريافت مي كند، تكرار كننده AP بر روي گسترش BSS و همچنين Callision domain اثر دارد.

اگر چه مي تواند يك ابزار موثر باشد، بايد توجه داشت كه در موقع به كارگيري آن،Overlap ناشي از Broadcast Domian مي تواند روي گذردهي اثر بسيار گذاشته و گذردهي را نصف كند.

مشكل مي تواند با زنجيره اي از تكرار كننده هاي AP تشديد شود. به علاوه، استفاده از تكرار كننده AP ممكن است شما را محدود بكند كه كلانيت ها با تعميم هايي كه آنها را قادر با برقراري ارتباط به تكرار كننده هاي AP و اجراي خدمات از روي تكرار كننده هاي AP مي سازد، استفاده كنند. علي رغم اين محدوديت ها، برنامه هاي زيادي پيدا خواهيد كرد كه به استفاده از تكرار كننده نياز دارند.

Universal clients and workgroup Bridge:

ممكن است يك وسيله پيدا كنيد كه اترنت سيمي يا واسط سريال را فراهم كند اما داراي اسلات براي NIC بي سيم نباشد، اگر داشتن چنين وسيله اي براي شما مفيد است ( در شبكه بي سيم)، مي توانيد از Unirersal client و Workgroup Bnidge استفاده كنيد.

بعضي از وسايلي كه در اين تقسيم بندي قرار مي گيرند، عبارتند از :

Retial Point of Sale Devices پرينترها، PC هاي قديمي، Copies و شبكه هاي كوچك موبايل.