Wireless LAN(IEEE 802.11) - 1

802.11표준을 따른 기술 WIFI

802.15  - Personal wireless(Blue Tooth)

802.16 - Wireless distribution networks - WMAN (WiBro)

AP와 공유기는 약간 다른 개념이다 AP는 ip기능을 필요로 하지 않는다.

ap끼리는 유선으로 연결되어 있다. ap는 많이 존재할수 있다.

 portal이라는 특별한 기계에도(인터넷과 연결해주는 역할을 하는 기계) 연결되어 있다. 

유선은 이더넷으로 연결되어 있다.

원래 802.11은 인터넷 접속 용도로 고안된건 아니나 요즘에는 대부분 인터넷 접속용으로 사용된다.

AP끼리의 또는 AP와 포탈과의 유선망을 Distribution system이라고 한다. 

AP로 연결되어있는 기기들끼리는 서로 모두 통신이 가능하다.

하나의 D.S에 묶여있는 모든 네트워크를 ESS라고한다(Extended Service Set)

AP가 존재하면 그것을 infrastructure network라고 한다.

802.11에는 반드시 유선 인프라를 필요로 하는것은 아니다. ad hoc network모드로도 동작한다.

802.11에는 인프라모드와 ad hoc모드 2개로 나눠져 있다.

요즘에는 ap끼리 무선으로 연결되어 있기도 한데 무선 mesh network라고 불린다.(distribution system이 무선인경우)

-> 설치비가 줄어드는 대신 무선이라 통신 품질이 떨어질수 있음.(같은 건물내에서는 의미가 없다)

이더넷(전원공급)이 있으면 별도의 전원이 필요없고, 빌딩내와 같이 유선 인프라가 잘 갖춰진 곳에서 굳이 무선을 쓸 필요는 없다.

ad hoc network란 인프라 없이 기기들끼리 통신하는것을 의미한다.

ad hoc 모드에서는 주변 station과 직접 통신한다. 이때, 직접 통신하는 노드의 모음을 IBSS(Independent Basic Service Set)이라고 한다.

우리가 와이파이를 키면 와이파이 이름이 쭉 나온다. 

IBSS에 참여하고 싶을때 그 IBSS의 이름을 알면 된다.

802.11 에서는 기존의 TCP/IP의 5Layer와는 조금 다른 6Layer를 사용한다.

데이터링크레이어(2Layer)를 2개로 나눈다. MAC PHY로

LLC라는것은 802.1이라는 유선표준을 그대로 따랐기 때문에 존재하는것이다.

802.11의 Physical Layer(예전버전)

오류에 강한 신호를 보내기 위해서 Spread Spectrum 사용

데이터 전송률은 고작 1 ~2 Mbps밖에 안됨(요즘엔 1Gbps)

PHY레이어의 패킷 포맷

sync -> 무선통신을 하기위해 필요한 정보들을 얻기 위함. 또한 전송의 시작을 알리는 부분.

signal -> 어떤 모듈레이션을 쓸것인가 (0A : 1Mbps DBPSK방식 14: 2Mbps DQPSK방식 사용)

length -> 뒤의 실제 데이터부분인 payload에 맥주소가 들어가는데 이 페이로드의 길이를 나타낸다.(고정적길이)

HEC -> 헤더 자체에 오류가 발생했는지 확인하는 첵섬과 비슷한것

앞의 부분은 무조건 BPSK방식으로 전송되고 그 헤더 안에 signal을 보고 페이로드가 어떤 모듈레이션을 써서 전송될지 결정된다.

BPSK를 QPSK로 해석하면 오류가 발생하기 때문에 이런 방식을 사용한다.

따라서 전체 데이터 전송 속도는 헤더의 signal에 어떤 모듈레이션 방식이 적혀있냐에 따라 영향을 받는다.

MAC LAYER 1 - DFWMAC

AP의 서비스는 두가지 특징을 갖는 데이터 전달 서비스를 제공할수 있다.

1.Asynchronous Data Service(필수)

일반적인 인터넷과 같이 최선을 다해서 데이터를 전송하지만 패킷 손실에대해 책임을 지진 않음.(best effort방식)

기본적으로 이 서비스가 구현 되어 있어야 802.11로 통신이 가능함.

2.Time-Bounded Service(선택적)

지정된 시간내에 보내주겠다는 서비스. 딜레이가 제한 되어 있다.AP가 있을때만 가능함.

거의 사용 되지 않는다.

 이 서비스를 제공하기 위한 맥 프로토콜 3가지 존재함.

1.DCF(필수) - p-persistency CSMA/CA와 거의 유사함.

p persistence에서 노드의수 N에 따라 확률 p를 적절히 결정했어야 했다 N*P<1인 p를 결정.

노드가 몇개인지 모를때는 어떻게 해야할까? p가 계속 변한다.

오류가 날경우(주변노드와의 충돌) p를 1/2로 계속 감소시켜 버린다. 

-> back off라고 한다. 이 특성때문에 Collision Avoidance라고 불린다.

유니캐스트 패킷에서 ACK가 반드시 동반 되어야 한다. p-persistency csma/ca에서는 ack가 없었다.

2.DCF+RTS/CTS(선택)

대부분의 AP에서 RTS/CTS를 쓸건지 말건지를 결정할수 있게 된다. 쓰더라도 일정 패킷 이상이 전송 될때만 사용 된다.

RTS/CTS는 히든터미널 문제를 해결하기 위해서 사용되는건데, 이게 정상적으로 동작하려면 RTS/CTS가 데이터 길이보다 현저하게 작아야 한다.

3.PCF(선택) -> 최대 지연시간을 제어할수 있다.

위에서 말한 3가지 프로토콜이 공존해야하고, 패킷의 우선순위 문제를 해결하기 위해서 Interframe Spacing을 사용한다.

모든 패킷이 전송되기전에 일단 대기를 해야한다. medium이 free가 되면 이때 일단 무조건 기다린다. 패킷 종류에 따라서 SIFS,PIFS,DIFS가 있다.

Interframe Space가 더 적은 것이 패킷 우선순위를 갖는다.

패킷의 우선순위에 따라 경쟁에 참여하는 시기를 다르게 만들어 주는것이다. 이런식으로 패킷 우선순위 문제를 해결했다.

만약 3번째 맥 프로토콜인 PCF기능이 사용되어 있는 경우 PCF 패킷은 PIFS를 가지므로 DIFS보다 우선순위를 갖는다.

컨텐션 부분에서 p의 확률로 전송하면서 충돌을 피한다.

나만 와이파이를 사용하고 싶다 -> SIFS보다 더 짧게 기다렸다 전송하면 된다 ->표준을 따르는 모든 사용자는 나에게 우선권을 뺏긴다.

데이터를 전송하려고 할때 미디움이 free가 되자마자 무조건 DIFS만큼 기다리고 나서 컨텐션 윈도우를 각 노드가 뽑는다.

어떤 노드가 컨텐션윈도우 7을 뽑고 다른노드가 8을뽑은경우 7을뽑은 노드가 먼저 전송하게 된다.

컨텐션 윈도우가총 8의 크기를 갖고 있는 경우 1/8의 확률로 각 노드가 데이터를 전송할수 있는 권리를 갖게 된다.

0~7중 0을뽑은 노드는 DIFS만큼 기다리고 바로 전송한다. 7을 뽑은 노드는 7개슬롯을 기다렸다가 전송하게 된다.

0~7 컨텐션 윈도우중에서 3뽑아서 전송을 했는데 전송이 실패해서 ack가 오지 않았을 경우 컨텐션 윈도우를 2배로 늘려서 16으로 늘린다.

그런 경우 최대 대기시간이 2배로 증가 된다. ack가 오지 않을 경우 충돌로 생각해서 컨텐션 윈도우 8로는 부족하다고 생각하는것이다.

16이 실패하면 또 32로 늘린다.