Эндрю Уэзеролл - Компьютерные сети. 5-е издание

Самый короткий интервал — это SIFS( Short InterFrame Interval— короткий межкадровый интервал). Он используется для того, чтобы одна из сторон в диалоге могла получить шанс начать первой. Примеры включают разрешение получателю послать ACK, другие последовательности кадров управления, такие как RTS и CTS, или разрешение отправителю передать пакет фрагментов. Отправка следующего фрагмента после ожидания только SIFS препятствует тому, чтобы другая станция вмешалась с кадром в середине обмена.

Рис. 4.25. Межкадровые интервалы в стандарте 802.11

Два интервала AIFS( Arbitration InterFrame Space— межкадровый арбитражный интервал) показывают примеры двух различных уровней приоритета. Короткий интервал, AIFS pкороче чем DIFS, но длиннее, чем SIFS. Он может использоваться точкой доступа, чтобы переместить голос или другой приоритетный трафик в начало очереди. Точка доступа будет ждать более короткого интервала, прежде чем пошлет голосовой трафик, и, таким образом, пошлет его раньше регулярного трафика. Длинный интервал, AIFS 4, больше чем DIFS. Он используется для фонового трафика, который может быть задержан до окончания регулярного трафика. Прежде чем послать этот трафик, точка доступа будет ждать в течение более длинного интервала, давая возможность сначала передать регулярный трафик. Полный механизм качества обслуживания определяет четыре различных приоритетных уровня, у которых есть различные параметры выдержки, а также различные параметры времени ожидания.

Последний временной интервал называется EIFS( Extended InterFrame Spacing— расширенный межкадровый интервал). Он используется только той станцией, которая только что получила испорченный или неопознанный кадр и хочет сообщить о проблеме. Идея в том, что приемник может сразу не сообразить, что происходит, и ему нужно выждать в течение какого-то интервала, чтобы не прервать своим возмущенным возгласом идущий в это время диалог между станциями.

Дальнейшая часть расширений, обеспечивающих качество обслуживания, — понятие возможности передачи(transmission opportunity) или TXOP. Первоначальный механизм CSMA/CA позволял станциям посылать один кадр за один раз. Эта схема была прекрасна, пока диапазон скоростей не увеличился. В 802.11a/g одна станция могла бы посылать кадры со скоростью 6 Мбит/с, а другая — 54 Мбит/с. Каждой из них надо послать один кадр, но первой станции нужно для отправки ее кадра в 9 раз больше времени (не считая фиксированных накладных расходов), чем второй. У этого неравенства есть неприятный побочный эффект замедления быстрого отправителя, который конкурирует с медленным отправителем, примерно до скорости медленного отправителя. Например, снова игнорируя фиксированные накладные расходы, работая по отдельности отправители реализовывали бы свои собственные скорости 6 Мбит/с и 54 Мбит/с, а работая вместе они оба получат в среднем скорость 5,4 Мбит/с. Что большая неприятность для быстрого отправителя. Эта проблема известна как аномалия скорости( rate anomaly) (Heusse и др., 2003).

При использовании TXOP каждая станция получает одинаковое количество эфирного времени, а не одинаковое количество кадров. Станции, которые посылают на более высокой скорости, получат в течение своего эфирного времени более высокую пропускную способность. В нашем примере отправители, совместно работающие со скоростями 6 и 54 Мбит/с, теперь достигнут скоростей 3 и 27 Мбит/с, соответственно.

4.4.4. Стандарт 802.11: структура кадра

Стандарт 802.11 определяет три класса кадров, передаваемых по радиоканалу: информационные, служебные и управляющие. Все они имеют заголовки с множеством полей, используемых подуровнем MAC. Кроме того, есть поля, используемые физическим уровнем, но они в основном относятся к методам модуляции, поэтому здесь мы их рассматривать не будем.

В качестве примера мы рассмотрим формат информационного кадра. Он показан на рис. 4.26. Вначале идет поле Управление кадром (Frame Control). Оно содержит 11 вложенных полей. Первое из них — Версия протокола, установлено в 00 (2 бита). Именно оно позволит будущим версиям 802.11 работать одновременно в одной ячейке сети. Затем следуют поля Тип (информационный, служебный или управляющий) и Подтип (например, RTS или CTS). Для обычного кадра данных (без указания качества обслуживания) они установлены как бинарные 10 и 0000. Биты К DS и От DS говорят о направлении движения кадра: в сеть или из сети, соединенной с точкой доступа, которая называется распределительной системой (distribution system). Бит Дополнительные фрагменты говорит о том, что далее следует еще один фрагмент. Бит Повтор маркирует повторно посылаемый кадр. Бит Управление питанием используется станцией-отправителем для указания на свое переключение в режим пониженного энергопотребления или на выход из этого режима. Бит Продолжение говорит о том, что у отправителя имеются еще кадры для пересылки. Бит Шифрование является индикатором использования шифрования в теле кадра. Наконец, установленный бит Порядок говорит приемнику о том, что кадры с этим битом должны обрабатываться строго по порядку.