Bài tập lớn Phân lớp MAC trong IEEE 802.11n - Phần 1

Nhóm 7 – lӟp D04VT1 1 +ӐC VIӊN CÔNG NGHӊ BѬU CHÍNH VIӈN THÔNG KHOA VIӈN THÔNG 1 -------***------- BÁO CÁO BÀI TҰP LӞN PHÂN LӞP MAC TRONG IEEE 802.11n Giáo viên hѭӟng dүn: Th.S NguyӉn ViӋt Hùng Sinh viên thӵc hiӋn: 1. Ĉào Nhѭ Ngӑc 2. Ĉoàn Văn Trӏnh 3. NguyӉn Trӑng Ĉӭc /ӟp: D04VT1 Hà Nӝi, 11-2007 /ͥi nói ÿ̯u Nhóm 7 – lӟp D04VT1 i /ӠI NÓI ĈҪU Xã hӝi càng phát triӇn, nhu cҫu vӅÿӡi sӕng ngày càng cao, con ngѭӡi càng cҫn có nhiӅu phѭѫng tiӋn ÿӇ thӓa mãn nhӳng nhu cҫu vӅ công viӋc và sinh hoҥt. Sӵ phát triӇn Fӫa các ӭng dөng phân tán trên nӅn mҥng mà có xu hѭӟng ngày càng dӵa trên môi trѭӡng vô tuyӃn ÿã thúc ÿҭy sӵ ra ÿӡi cӫa các công nghӋ mӟi ÿӇ giҧi quyӃt các vҩn ÿӅ yêu cҫu ÿó. Các mҥng không dây ngày nay theo các chuҭn IEEE 802.11 a/b/g ÿã thӓa mãn phҫn nào nhu cҫu thiӃt yӃu cӫa con ngѭӡi. Tuy nhiên theo thӡi gian và sӵ phát triӇn cӫa xã hӝi yêu cҫu cҫn có nhӳng mҥng không dây ÿҥt ÿѭӧc các yêu cҫu vӅ khҧ Qăng di ÿӝng, ÿӝ tin cұy, tính sҹn sàng cӫa mҥng, thông lѭӧng cao và bҧo mұt tӕt. Nhұn thҩy rõ ÿLӅu ÿó IEEE năm 2004 thành lұp TGn có nhiӋm vө xây dӵng mӝt chuҭn mӟi 802.11n ÿáp ӭng nhu cҫu vӅ thông lѭӧng cao lên ÿӃn 600 Mbps thӇ hiӋn sӵ vѭӧt trӝi so Yӟi các chuҭn khác ÿã có. Tháng 6/2007, Wifi Alliance ÿã ÿѭa ra bҧn draft 2.0 cho 802.11n xác ÿӏnh các thông sӕ cѫ bҧn ÿӕi vӟi các thiӃt bӏ tuân theo chuҭn này. IEEE Kӭa hҽn sӁ thông qua bҧn 802.11n chính thӭc vào năm 2009. Tài liӋu này tұp chung tìm hiӇu các ÿһc tính cѫ bҧn cӫa phân lӟp MAC trong chuҭn IEEE 802.11n. Tài liӋu ÿѭӧc trình bày thành 3 chѭѫng gӗm: Ø Chѭѫng 1: Giӟi thiӋu chung vӅ chuҭn IEEE 802.11n Ø Chѭѫng 2: Giӟi thiӋu phân lӟp 802.11n MAC trong mô hình OSI Ø Chѭѫng 3: Chӭc năng phân lӟp 802.11n MAC Cuӕi cùng chúng em xin chân thành cҧm ѫn sӵ hѭӟng dүn và tҥo ÿLӅu kiӋn cӫa thҫy ThS. NguyӉn ViӋt Hùng trong quá trình chúng em làm bài tұp lӟn này. 0ͭc lͭc Nhóm 7 – lӟp D04VT1 ii 0ӨC LӨC /ӠI NÓI ĈҪU ................................................................................................................... i 0ӨC LӨC ........................................................................................................................ ii DANH MӨC HÌNH VӀ .................................................................................................. iii THUҰT NGӲ VIӂT TҲT ............................................................................................... iv CHѬѪNG I: GIӞI THIӊU CHUNG Vӄ IEEE 802.11n .................................................. 1 CHѬѪNG II: GIӞI THIӊU PHÂN LӞP 802.11n MAC TRONG MÔ HÌNH OSI ........ 3 2.1. Khӕi chӭc năng DCF ............................................................................................. 3 2.2. Khӕi chӭc năng PCF .............................................................................................. 4 2.3. Giao thӭc, thuұt toán và hoҥt ÿӝng ........................................................................ 4 2.3.1. Giao thӭc CSMA/CA ...................................................................................... 4 2.3.2. Giao thӭc RTS/CTS ........................................................................................ 5 2.3.3. Thuұt toán thӡi gian chӡ ngүu nhiên ............................................................... 7 2.3.4. Quá trình truyӅn thông trong chӃÿӝ PCF ....................................................... 8 CHѬѪNG III: CHӬC NĂNG PHÂN LӞP 802.11n MAC ........................................... 10 3.1. Các chӭc năng kӃ thӯa tӯ các chuҭn trѭӟc .......................................................... 10 3.1.1. Chӭc năng quét tìm thiӃt bӏ ........................................................................... 10 3.1.2. Chӭc năng xác thӵc ....................................................................................... 11 3.1.3. Quá trình kӃt hӧp ........................................................................................... 14 3.1.4. Tính năng giám sát nguӗn ÿLӋn ..................................................................... 15 3.1.5. Sӵ cҳt mҧnh khung. ....................................................................................... 18 3.2. Các chӭc năng riêng có trong 802.11n (dҥng ÿӅ nghӏ) ........................................ 19 3.2.1. KӃt hӧp khung ............................................................................................... 19 3.2.2. Báo nhұn theo khӕi (Block ACK) ................................................................. 22 3.3. Bҧo mұt ................................................................................................................ 22 3.3.1. ThiӃt lұp khoá ................................................................................................ 22 3.3.2. Nhұn thӵc ...................................................................................................... 25 3.3.3. Sӵ bí mұt ........................................................................................................ 28 3.3.4. Sӵ toàn vҽn .................................................................................................... 29 .ӂT LUҰN .................................................................................................................... 30 TÀI LIӊU THAM KHҦO .............................................................................................. 31 Danh mͭc hình vͅ Nhóm 7 – lӟp D04VT1 iii DANH MӨC HÌNH VӀ Hình 2.1: Mô hình OSI và kiӃn trúc phân lӟp MAC ........................................................ 3 Hình 2.2 : Hoҥt ÿӝng cӫa giao thӭc RTS/CTS ................................................................. 5 Hình 2.3: Hoҥt ÿӝng cӫa RTS/CTS giӳa mӝt máy trҥm không dây và mӝt máy trҥm có dây ..................................................................................................................................... 6 Hình 2.4: Hoҥt ÿӝng cӫa RTS/CTS giӳa hai máy trҥm không dây .................................. 7 Hình 2.5: Lѭӧc ÿӗ hoҥt ÿӝng cӫa mӝt máy trҥm trong chӃÿӝ DCF ................................ 8 Hình 3.1: Phѭѫng pháp quét bӏÿӝng .............................................................................. 10 Hình 3.2: Quét chӫÿӝng................................................................................................. 11 Hình 3.3: Quá trình xác thӵc OSA ................................................................................. 12 Hình 3.4: Quá trình xác thӵc SKA ................................................................................. 13 Hình 3.5: Quá trình kӃt hӧp ............................................................................................ 15 Hình 3.6: PSP Mode in a BSS ........................................................................................ 17 Hình 3.7: Fragmentation burst ........................................................................................ 19 Hình 3.8: Khi không thӵc hiӋn phѭѫng pháp kӃt hӧp khung ......................................... 20 Hình 3.9: Phѭѫng pháp kӃt hӧp khung ........................................................................... 20 Hình 3.10: KӃt hӧp MSDU ............................................................................................. 21 Hình 3.11: KӃt hӧp khung MPDU .................................................................................. 21 Hình 3.12: Key Generation in WEP, WPA and WPA2 ................................................. 23 Hình 3.13: Per-Packet Key Generation .......................................................................... 25 Hình 3.14: Authentication Architecture ......................................................................... 26 Hình 3.15: EAPOL ......................................................................................................... 26 Hình 3.16: Authentication Overview ............................................................................. 27 Hình 3.17: AES Counter Mode ...................................................................................... 28 Hình 3.18: CBC MAC .................................................................................................... 29 Thu̵t ngͷ vi͇t t̷t Nhóm 7 – lӟp D04VT1 iv THUҰT NGӲ VIӂT TҲT A ACK Acknownledgement Báo nhұn AES Advanced Encription Standard Chuҭn mã hóa tiên tiӃn AP Access Point ĈLӇm truy nhұp ATIM Ad-hoc TIM TIM cӫa mҥng Ad-hoc B BSS Basic Service Set 7ұp dӏch vө cѫ sӣ C CAM Continuous Aware Mode ChӃÿӝ nhұn thӭc liên tiӃp CCMP Cipher Block Chainning Message Bҧn tin chuӛi khӕi mã hóa CFP Contension Free Periord Chu kǤ không xung ÿӝt CP Contension Periord Chu kǤ xung ÿӝt CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access/ Collision Avoidance Ĉa truy nhұp cҧm nhұn sóng mang nhҵm tránh xung ÿӝt D DCF Distributed Coordination Function Khӕi chӭc năng DCF DSSS Directed Sequence Spread Spectrum Trҧi phә chuӛi trӵc tiӃp E EAPoL EAP over LAN EAP trong mҥng LAN ESS Extended service sets 7ұp dӏch vө mӣ rӝng I IBSS Independent BSS BSS không phө thuӝc IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers ViӋn các kӻ sѭÿLӋn ÿLӋn tӱ M MAC Medium Access Control ĈLӅu khiӇn truy nhұp môi trѭӡng MIMO Multiple Input Multiple Output Công nghӋ MIMO MPDU Message Protocol Data Units Ĉѫn vӏ dӳ liӋu giao thӭc bҧn tin MSDU MAC Service Data Units Ĉѫn vӏ dӳ liӋu dӏch vө MAC N NAV Network Allocation Vector Vector ÿӏnh vӏ mҥng O OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo tҫn sӕ trӵc giao OSA Open System Authentication Xác thӵc hӋ thӕng mӣ Thu̵t ngͷ vi͇t t̷t Nhóm 7 – lӟp D04VT1 v P PCF Point Coordination Function Khӕi chӭc năng PCF PMK Pair-wise Master Key Khóa PMK PSP Power Save Polling Thăm dò tiӃt kiӋm năng lѭӧng PTK Pair-wise Transient Key Khóa PTK R RTS/CTS Request to Send/ Clear to Send Giao thӭc RTS/CTS S SDM Space Division Multiplexing Ghép kênh phân chia theo không gian SIFS Short Interframe Space Khoҧng cách liên khung ngҳn SKA Shared Key Authentication Xác thӵc hӋ thӕng mӣ SSID Service Set Identifier Nhұn dҥng tұp dӏch vө STA Station A Máy trҥm A T TIM Traffic Indication Map 6ѫÿӗ chӍ thӏ lѭu lѭӧng W WEP Wired Equivalent Privacy 0ұt mã tѭѫng ÿѭѫng hӳu tuyӃn WLAN Wireless LAN 0ҥng LAN không dây WPA Wifi Protected Access Công nghӋ mã hóa WPA cӫa Wifi Ch˱˯ng 1: Giͣi thi͏u chung v͉ IEEE 802.11n Nhóm 7 – lӟp D04VT1 1 CHѬѪNG I: GIӞI THIӊU CHUNG Vӄ IEEE 802.11n ĈӇÿáp lҥi nhu cҫu thӏ trѭӡng ngày càng gia tăng vӟi viӋc yêu cҫu thӵc hiӋn cao hѫn Fӫa WLAN, IEEE ÿã hình thành nhóm làm viӋc 802.11n. Phҥm vi làm viӋc cӫa nhóm này là ÿӏnh nghƭa ÿLӅu chӍnh lӟp vұt lý và lӟp MAC ÿӇ chuyӇn giao mӝt giá trӏ nhӓ nhҩt 100Mbps thông qua mӝt ÿLӇm truy nhұp dӏch vө MAC (SAP). 802.11n sӱ dөng mӝt quan ÿLӇm phát triӇn ÿang sӱ dөng tҥi các công nghӋ hiӋn hӳu. trong khi giӟi thiӋu công nghӋ mӟi ӣÿó chúng cung cҩp hiӋu quҧ làm viӋc sӵ phát triӇn ÿӇ thҩy ÿѭӧc yêu cҫu cӫa viӋc phát triӇn nhӳng ӭng dөng. Sӱ dөng lҥi nhӳng công nghӋ quý báu nhѭ OFDM, mã hóa sӱa lӛi tӯ phía trѭӟc, ÿan xen và ánh xҥÿLӅu biӃn biên ÿӝ Fҫu phѭѫng ÿã ÿѭӧc sӱa và giӳa lҥi, giá cҧ giҧm xuӕng và hoàn toàn tѭѫng thích vӟi công nghӋ trѭӟc ÿó. Có 3 khóa vùng ÿѭӧc cҫn xem xét khi tăng ÿӏa chӍ trong sӵ hoҥt ÿӝng cӫa WLAN. Ĉҫu tiên là sӵ cҧi tҥo trong công nghӋ vô tuyӃn ÿó là tăng tӕc ÿӝ truyӅn vұt lý. Thӭ 2 là Fѫ chӃ mӟi quҧn lý có hiӋu quҧ nhӳng kiӇu thӵc hiӋn lӟp vұt lý tăng cѭӡng phҧi ÿѭӧc phát triӇn. Thӭ 3 là cҧi tiӃn trong hiӋu lӵc truyӅn dӳ liӋu cҫn giҧm bӟt ÿӇ cҧi thiӋn theo Nӏp vӟi sӵ tăng trong tӕc ÿӝ truyӅn vұt lý. Nҧy sinh hiӋu hiӋu lӵc khác tӯ nhӳng phҫn tӱ trѭӟc trong ÿó nó cung cҩp mӝt sӵÿa Gҥng hӋ thӕng chӑn lӑc và hӋ tӕc ÿӝ dӳ liӋu thô cӵc ÿҥi. ĈLӅu này cho phép tiêu chuҭn cung cҩp sӵ thӵc hiӋn mӝt ÿѭӡng cѫ bҧn nhѭng tham sӕ có tҩt cҧ các thiӃt bӏ 802.11n, trong khi các công ty chҩp nhұn tăng cѭӡng nhӳng khҧ năng ӭng dөng khác nhau và giá Fҧ khác nhau. Phҫn cӭng cӫa WLAN không cҫn hӛ trӧ các tùy chӑn ÿӇ tѭѫng hӧp vӟi chuҭn. Yêu cҫu ÿҫu tiên sӁ hӛ trӧ mӝt sӵ thi hành OFDM ÿѭӧc phát triӇn ӣ trên dӵa trên 802.11a/g sӱ dөng tӕc ÿӝ mã lӟn nhҩt cao hѫn và nhӏp ÿӝ dҧi thông rӝng hѫn. Sӵ thay ÿәi cҧi thiӋn cao nhҩt có thӇÿҥt ÿѭӧc tӕc ÿӝ dӳ liӋu thô có thӇ tӯ 54 tӟi 65 Mbps trong các tiêu chuҭn ÿã có. MIMO là công nghӋ nhiӅu ÿҫu vào nhiӅu ÿҫu ra ÿѭӧc sӱ dөng trong 802.11n ÿӇ phát triӇn giao diӋn vұt lý OFDM có sҹn ÿã ÿѭӧc thӵc hiӋn trên 802.11a/g. sӵ khai thác MIMO ÿa ÿѭӡng vӟi mӝt công nghӋÿã biӃt nhѭ viӋc ghӃp kênh phân chia không gian SDM. TruyӅn thông qua thiӃt bӏ WLAN phân chia mӝt luӗng dӳ liӋu thành nhiӅu phҫn truyӅn trong nhiӅu dòng không gian.ViӋc phân chia nhӳng anten ÿӇ tѭѫng ӭng các anten thu có thӇ nhұn ÿѭӧc dӳ liӋu.802.11n hiӋn thӡi cung cҩp tӟi 4 luӗng không gian Pһc dù phù hӧp vӟi phҫn cӭng không ÿѭӧc yêu cҫu ÿӇ thӵc hiӋn vӟi nhiӅu ÿѭӡng. ViӋc tăng gҩp ÿôi sӕ lѭӧng luӗng không gian tӯ mӝt tӟi 2 có hiӋu quҧ gҩp ÿôi trong viӋc tăng tӕc ÿӝ dӳ liӋu thô. Tҥi ÿây có sӵ cân bҵng tuy nhiên, giӕng nhѭ viӋc tăng công suҩt tiêu thө, và tӟi mӝt khoҧng nhӓ hѫn vӅ giá. Bҧn liӋt kê 802.11n bao gӗm mӝt chӃ ÿӝ tiӃt kiӋm công suҩt,giҧm nhҽ công suҩt tiêu thө khi sӱ dөng ÿa ÿѭӡng chӍ nhӳng Ch˱˯ng 1: Giͣi thi͏u chung v͉ IEEE 802.11n Nhóm 7 – lӟp D04VT1 2 ÿѭӡng truyӅn thông có ích mӟi ÿѭӧc thӵc hiӋn.HӋ thӕng tiӃt kiӋm công suҩt MIMO ÿòi Kӓi ÿһc ÿLӇm ÿѭӧc chӍ ra trong 802.11n. Có 2 ÿһc tính ÿѭӧc chӍ ra ma tұp trung vào viӋc cҧi thiӋn viӋc thӵc hiӋn MIMO: (1) Wҥo chùm tia (2) phân tұp là mӝt kӻ thuұt hӝi tө tín hiӋu vô tuyӃn trӵc tiӃp trên anten ÿích do ÿó làm tăng khҧ năng sҳp xӃp và thӵc hiӋn bӣi viӋc giӟi hҥn giao thoa. NhiӅu anten khai thác sӵ phân tұp bҵng viӋc kӃt hӧp nhiӅu ÿҫu ra hay lӵa chӑn mӝt tұp con tӕt nhҩt trong mӝt sӕ lӟn các anten. So vӟi yêu cҫu nhұn ÿѭӧc mӝt sӕ luӗng không gian. 802.11n cNJng hӛ trӧ lên tӟi 4 anten. HӋ thӕng tùy chӑn khác trong 802.11n có hiӋu quҧ cao gҩp ÿôi tӕc ÿӝ dӳ liӋu bӣi viӋc tăng gҩp ÿôi băng tҫn cӫa WLAM|N tӯ 20 tӟi 40 MHz. Sӵ cân bҵng sѫ cҩp ӣ mӝt vài kênh có sҹn ít hѫn ӣ mӛi thiӃt bӏ khác nhau. Trong trѭӡng hӧp sӱ dөng băng 2.4Ghz, tҥi ÿó có ÿӫ chӛ cho 3 kênh 20Mhz không chӗng lên nhau. Mӝt kênh 40Mhz không thӇ có nhiӅu chӛ cho nhӳng thiӃt bӏ khác nhau ÿӇ kӃt nӕi hoһc lan truyӅn giӕng nhѭ trong không khí. ĈLӅu này có nghƭa là thông minh hѫn. ViӋc quҧn lý ÿӝng ÿó là chӍ ra nhӳng lӛi ÿӇÿҧm bҧo rҵng các tùy chӑn cӫa kênh 40Mhz ÿѭӧc cҧi thiӋn toàn bӝ. Sӵ Kӑat ÿӝngc cӫa WLAN gҳn liӅn vӟi sӵ cân bҵng cӫa nhӳng dҧi thông cao cӫa mӝ sӕ khách hàng vӟi nhӳng nhu cҫu cӫa mӝt sӕ khách hàng khác ÿӇ kӃt nӕi tӟi mҥng. Mӝt trong nhӳng ÿһc tính quan trӑng nhҩt trong 802.11n ÿѭӧc chӍ ra ÿӇ phát triӇn viӋc thӵc hiӋn chӃÿӝ trӝn ÿѭӧc gӑi là sӵ hӝi tө. Tӕt hѫn là viӋc gӱi ÿi mӝt khung dӳ liӋu ÿѫn, các khách hàng ÿѭӧc gӝp lҥi vào chung mӝt khung và truyӅn ÿi. Vì vұy sӵ hӝi Wө làm tăng hiӋu quҧ cӫa viӋc khôi phөc % dӳ liӋu ÿang ÿѭӧc truyӅn trên mҥng. 802.11n chӍ ra qúa trình phát triӇn vӟi nhӳng tiêu chuҭn trѭӟc ÿó trong trҥng thái luôn bҧo ÿҧm tính tѭѫng thích vӟi hѫn 200 triӋu thiӃt bӏ wi-fi hiӋn thӡi (802.11b) ÿang ÿѭӧc sӱ dөng. Mӝt ÿLӇm truy cұp 802.11n sӁ giao tiӃp vӟi mӝt trong nhӳng thíêt bӏ 802.11 trên băng tҫn 5GHz cNJng nhѭ phҫn cӭng cӫa 802.11b/g hoҥt ÿӝng trên tҫn sӕ 2.4Ghz. Ngòai khҧ năng vұn hành vӟi nhau, thiӃt bӏ 802.11n cNJng cung cҩp cho mҥng khҧ năng lѫn hѫn trong sӵ pha trӝn trên nhӳng cái 802.11g ÿã ÿӅ xuҩt. Bӣi vì nó chӭa dҧi thông lӟn hѫn hiӅu, phҥm vu hӑat ÿӝng tӕt hѫn, ÿӝ tin cұy cao.802.11n có tác dөng trong rҩt nhiӅu cҩu hình mҥng. và tӯÿó nҧy sinh các ӭng dөng Fҫm tay cӫa mҥng trong nhà, mӝt sӵ gia tăng ÿáng kӇ cӫa sӕ khách hàng sӁ thҩy ÿѭӧc 802.11n không chӍ là mӝt sӵ nâng cao các tiӋn ích cӫa nó mà còn là mӝt nhu cҫu thiӃt \Ӄu. Mӝt vài yӃu tӕ gây ra nhӳng ӭng dөng mà ÿang ÿLӅu khiӇn nhu cҫu cho 802.11n ÿó là VoIP,load video nhҥc game lѭu trӳ gҳn liӅn trӵc tíêp trên mҥng Ch˱˯ng 2: Giͣi thi͏u phân lͣp 802.11n MAC trong mô hình OSI Nhóm 7 – lӟp D04VT1 3 CHѬѪNG II: GIӞI THIӊU PHÂN LӞP 802.11n MAC TRONG MÔ HÌNH OSI Phân lӟp MAC nҵm trong lӟp Liên kӃt dӳ liӋu (Data Link) cӫa mô hình OSI. Phân Oӟp MAC xác ÿӏnh cách thӭc truyӅn các khung dӳ liӋu trên môi trѭӡng truyӅn dүn bҵng cách kӃt hӧp mӝt ÿӏa chӍ vұt lý cho mӛi thiӃt bӏ, xác ÿӏnh topo mҥng và thăm dò ÿѭӡng truyӅn. Hình 2.1: Mô hình OSI và ki͇n trúc phân lͣp MAC KiӃn trúc phân lӟp MAC bao gӗm hai khӕi chӭc năng: Khӕi chӭc năng DCF (Distributed Coordination Function) và khӕi chӭc năng PCF (Point Coordination Function). 2.1. Khӕi chӭc năng DCF DCF là phѭѫng pháp truy nhұp theo chuҭn 802.11 cho phép tҩt cҧ các trҥm trong Pӝt WLAN tranh chҩp nhau nhҵm dành quyӅn truy nhұp vào môi trѭӡng truyӅn dүn không dây có tính chҩt chia sҿ nhӡ sӱ dөng giao thӭc CSMA/CA. Các mô hình mҥng Ch˱˯ng 2: Giͣi thi͏u phân lͣp 802.11n MAC trong mô hình OSI Nhóm 7 – lӟp D04VT1 4 BSS (Basic service sets – trong mô hình này chӍ có duy nhҩt mӝt AP và các máy trҥm), ESS (Extended service sets – ÿây là mô hình mӣ rӝng cӫa BSS cho phép có nhiӅu AP và các máy trҥm), IBSS (Independent basic service sets – mô hình này không có AP mà chӍ có các máy trҥm kӃt nӕi trӵc tiӃp vӟi nhau) ÿӅu có thӇ sӱ dөng ÿѭӧc chӃÿӝ DCF. Các AP trong nhӳng mô hình này hoҥt ÿӝng tѭѫng tӵ nhѭ hub trong 802.3 ÿӇ truyӅn dӳ liӋu. 2.2. Khӕi chӭc năng PCF PCF là mӝt chӃ ÿӝ truyӅn dүn cho phép truyӅn các khung không xung ÿӝt trong Pҥng WLAN bҵng cách sӱ dөng thuұt toán thăm dò. Ѭu ÿLӇm cӫa PCF là ÿҧm bҧo ÿѭӧc mӝt khoҧng thӡi gian trӉ xác ÿӏnh vì vұy các ӭng dөng yêu cҫu vӅ QoS (ví dө nhѭ các ӭng dөng thoҥi hay truyӅn hình thӡi gian thӵc,…) có thӇ sӱ dөng trên nӅn chӃÿӝ truyӅn dүn này.Khi sӱ dөng PCF, AP sӁ ÿҧm nhiӋm chӭc năng thӵc hiӋn thuұt toán thăm dò do ÿó các mҥng ad hoc (mҥng không có AP) không thӇ sӱ dөng chӃÿӝ này. PCF phҧi ÿѭӧc sӱ dөng kӃt hӧp vӟi DCF. 2.3. Giao thӭc, thuұt toán và hoҥt ÿӝng 2.3.1. Giao thӭc CSMA/CA ĈӇ thӵc hiӋn quá trình truyӅn thông trong mҥng cҫn phҧi có mӝt tұp các thӫ tөc và cách thӭc nhҵm ÿҧm bҧo quá trình truy nhұp vào môi trѭӡng truyӅn dүn ÿҥt hiӋu quҧ cao. Giao thӭc ÿѭӧc sӱ dөng rӝng rãi trong mҥng WLAN ngày nay là CSMA/CA. Khi mӝt trҥm xác ÿӏnh rҵng không có bҩt kì mӝt trҥm nào khác ÿang truyӅn dүn thì nó sӁ chӑn mӝt giá trӏ thӡi gian chӡ ngүu nhiên.Trҥm này sau ÿó sӁ ÿӧi thêm mӝt khoҧng thӡi gian nӳa dӵa vào giá trӏ thӡi gian chӡ mà nó ÿã chӑn, trѭӟc khi bҳt ÿҫu truyӅn dӳ liӋu. Trong suӕt khoҧng thӡi gian này nó vүn sӁ tiӃp tөc giám sát ÿӇ chҳc chҳn rҵng không có trҥm nào khác bҳt ÿҫu truyӅn dӳ liӋu. Bӣi vì môi trѭӡng truyӅn dүn vô tuyӃn là môi trѭӡng bán song công nên cҫn ÿҧm bҧo tҥi mӝt thӡi ÿLӇm chӍ có mӝt thiӃt bӏ truyӅn tín hiӋu trên môi trѭӡng. CSMA/CA là giao thӭc nhҵm ÿҧm bҧo ÿLӅu ÿó. Tuy nhiên thӵc tӃ xung ÿӝt vүn xҧy ra khi hai thiӃt bӏ cùng truyӅn dүn tҥi cùng mӝt thӡi ÿLӇm. CSMA/CA thӵc hiӋn nhiӅu biӋn pháp kiӇm tra và cân bҵng nhҵm giҧm thiӇu tӕi ÿa sӵ xung ÿӝt. Chӭc năng cҧm nhұn sóng mang ÿӇ xác ÿӏnh môi trѭӡng truyӅn dүn bұn hay rӛi, bao Jӗm cҧm nhұn vұt lý nhӡ các mҥch ÿLӋn tӱ kiӇm tra vӅ cѭӡng ÿӝ và tҫn sӕ sóng phҧn Kӗi ÿӇ nhұn ra sӵ xung ÿӝt hay cҧm nhұn logic nhӡ vào viӋc sӱ dөng giao thӭc RTS/CTS , trѭӡng NAV, báo nhұn ACK. Chӭc năng ÿa truy nhұp nhҵm ÿҧm bҧo tҩt cҧ Ch˱˯ng 2: Giͣi thi͏u phân lͣp 802.11n MAC trong mô hình OSI Nhóm 7 – lӟp D04VT1 5 các trҥm trong mҥng WLAN ÿӅu có cѫ hӝi ngang nhau trong viӋc tranh chҩp sӱ dөng môi trѭӡng. Chӭc năng tránh sӵ xung ÿӝt nhҵm ÿҧm bҧo tҥi mӝt thӡi ÿLӇm chӍ có duy nhҩt mӝt thiӃt bӏÿѭӧc quyӅn truyӅn dӳ liӋu tránh tӕi ÿa sӵ xung ÿӝt nhӡ sӱ dөng thuұt toán thӡi gian chӡi ngүu nhiên. 2.3.2. Giao thӭc RTS/CTS 6ӱ dөng giao thӭc RTS/CTS nhҵm thӵc hiӋn chӭc năng cҧm nhұn sóng mang logic. &ҧm nhұn sóng mang logic làm viӋc bҵng cách sӱ dөng mӝt trѭӡng gӑi là NAV (Network Allocation Vector) hoҥt ÿӝng nhѭ mӝt bӝÿӏnh giӡ trên mӛi máy trҥm. Khi mӝt trҥm muӕn truyӅn dӳ liӋu, nó phҧi gӱi mӝt khung RTS dѭӟi dҥng broadcast, khung này chӭa trѭӡng NAV thiӃt lұp trên tҩt cҧ các trҥm nghe ÿѭӧc nó mӝt khoҧng thӡi gian cҫn thiӃt ÿӇ trҥm này có thӇ hoàn thành quá trình truyӅn dӳ liӋu cӫa mình cӝng thêm thӡi gian nhұn khung ACK trҧ lӡi tӯ trҥm thu. Trҥm thu sau khi nhұn ÿѭӧc khung RTS sӁÿӧi hӃt mӝt SIFS và gӱi trҧ lӡi trҥm phát bҵng khung CTS cNJng Gѭӟi dҥng broadcast, các trҥm còn lҥi nghe ÿѭӧc khung CTS này sӁ cұp nhұt lҥi khoҧng thӡi gian NAV cӫa mình. Trҥm phát nhұn ÿѭӧc khung CTS tӯ trҥm thu, ÿӧi hӃt mӝt SIFS và bҳt ÿҫu truyӅn dӳ liӋu. Sau khi nhұn ÿѭӧc khung dӳ liӋu, trҥm thu ÿӧi hӃt mӝt SIFS sӁ gӱi trҧ lӡi vӅ trҥm phát bҧn tin ACK báo rҵng mình ÿã nhұn ÿӫ dӳ liӋu. Lúc này khoҧng thӡi gian NAV ӣ các trҥm khác vӯa hӃt hiӋu lӵc và tҩt cҧ các trҥm lҥi tiӃp Wөc tham gia vào quá trình tranh chҩp mӟi ÿӇ dành quyӅn chiӃm dөng môi trѭӡng truyӅn thông. Hình 2.2 : Ho̩t ÿ͡ng cͯa giao thͱc RTS/CTS Ch˱˯ng 2: Giͣi thi͏u phân lͣp 802.11n MAC trong mô hình OSI Nhóm 7 – lӟp D04VT1 6 Nhѭӧc ÿLӇm cӫa giao thӭc RTS/CTS là chiӃm dөng băng thông truyӅn dүn do truyӅn các bҧn tin trao ÿәi RTS, CTS dѭӟi dҥng broadcast. Vì lí do này, mһc ÿӏnh giao thӭc RTS/CTS không ÿѭӧc phép hoҥt ÿӝng, chӍ trong mӝt sӕ trѭӡng hӧp cҫn thiӃt giao thӭc này mӟi ÿѭӧc bұt lên. Khi môi trѭӡng truyӅn dүn trong mҥng WLAN xҧy ra quá nhiӅu xung ÿӝt làm giҧm băng thông xuӕng mӭc bҩt thѭӡng (thѭӡng là hұu quҧ cӫa hiӋn Wѭӧng hidden node) thì RTS/CTS sӁÿѭӧc sӱ dөng. Hình 2.3: Ho̩t ÿ͡ng cͯa RTS/CTS giͷa m͡t máy tr̩m không dây và m͡t máy tr̩m có dây