IEEE 802.3 (Ethernet) usa CSMA/CD
IEEE 802.11 (Wi-Fi):
– DCF = Distributed Coordination Function
• CSMA/CA = Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance
• Mandatory
• Modo infraestructura o ad-hoc
LLC
802.2
Servicio con
contienda
Enlace
Físico
MAC
802.3
Distributed Coordination Function (DCF)
PHY
802.3
FHSS PHY
802.11
DSSS PHY
802.11
OFDM PHY
802.11
HR/DSS PHY
802.11
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Á
Subnivel MAC
•
•
IEEE 802.3 (Ethernet) usa CSMA/CD
IEEE 802.11 (Wi-Fi):
– PCF = Point Coordination Function
• Solo para modo infraestructura
• Sin contienda (hay un coordinador)
• Poco implementada
LLC
802.2
Servicio sin
contienda
Servicio con
contienda
MAC
802.3
Point Coordination
Function (PCF)
Distributed Coordination Function (DCF)
PHY
802.3
FHSS PHY
802.11
DSSS PHY
802.11
OFDM PHY
802.11
HR/DSS PHY
802.11
Enlace
Físico
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Á
Subnivel MAC
•
•
IEEE 802.3 (Ethernet) usa CSMA/CD
IEEE 802.11 (Wi-Fi):
– HCF = Hybrid Coordination Function
– QoS sin los requisitos rigurosos de PCF
– Obligatorio para QoS STAs
– 802.11e (parte de 802.11-2007)
IEEE 802.11-2007
LLC
802.2
Servicio sin
contienda
Acceso controlado
o en contienda
MAC
802.3
Point Coordination
Function (PCF)
HCF Controlled
Access (HCCA)
HCF Contention
Access (EDCA)
Distributed Coordination Function (DCF)
Servicio con
contienda
PHY
802.3
FHSS PHY
802.11
DSSS PHY
802.11
OFDM PHY
802.11
HR/DSS PHY
802.11
Enlace
Físico
a
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Subnivel MAC
Conveniente un cierto conocimiento
en detalle:
• Para comprender las diferentes soluciones
para hacer la red segura
• Para solucionar problemas de red (packet
sniffing)
• Para poder optimizar parámetros de la misma
• Para ajustar parámetros de los drivers
• Para comprender las mejoras que se van
ofreciendo en nuevos productos y estándares
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MAC
• Emplea un método CSMA (Carrier Sense Multiple
Access)
• ¿Detección de colisiones?
– Puede que la trama que provoca la colisión en el receptor no
lo haga en el emisor (…)
– Las estaciones no tienen la capacidad de detectar colisiones
MAC
• El ruido es difícil de controlar (bandas libres)
• 802.11 emplea confirmaciones positivas
• La secuencia de trama+ack es una operación
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atómica (todo o nada)
• Tramas a la MAC de broadcast no son confirmadas
(ni multicast)
Trama
ACK
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CSMA/CA
• Carrier Sense: Si se detecta el medio
inactivo durante el tiempo suficiente
(DIFS) la estación puede enviar una
trama
• Random Backoff: Genera un valor al
alzar de tiempo que espera (entre
CWmin y CW)
• Si el medio sigue libre envía la trama
• Destinatario espera un tiempo (SIFS,
c o n S I F S < D I F S ) y e n v í a u n a
confirmación
• Si no recibe ACK duplica CW, genera
un nuevo backoff aleatorio, espera y
retransmite
sender
receiver
DIFS
Backoff
Trama
ACK
SIFS
DIFS = DCF Interframe Space
SIFS = Short Interframe Space
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Á
Terminal oculto
Collision Avoidance
- Reservar previamente el canal con una trama corta (menor
• DIFS > SIFS
• RTS/CTS consume capacidad
• U t i l i z a d o e n e n t o r n o s c o n
frecuente contienda
• Generalmente solo para tramas
grandes
• Throughput obtenible limitado
• Unos 4-6Mbps en 802.11b a
11Mbps
• Unos 30Mbps en 802.11g y
802.11a a 54Mbps
sender
DIFS
Backoff
receiver
SIFS
RTS
CTS
Trama
ACK
SIFS
SIFS
Tiempos entre tramas
• SIFS = Short InterFrame Space
– Tramas de la máxima prioridad
– Al transcurrir SIFS µs puede empezar transmisión con lo que el
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medio pasa a estar ocupado
• PIFS = PCF InterFrame Space
• DIFS = DCF InterFrame Space
• EIFS = Extended InterFrame Space
– No es un valor fijo
– Empleado tras un error en la transmisión
• AIFS = Arbitration InterFrame Space (solo QoS STAs)
DIFS
PIFS
Ocupado
SIFS
Contention window
…
Trama
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Á
Fragmentación
• Servicio ofrecido en el nivel de enlace
• Divide trama grande en más pequeñas
• Cada fragmento es confirmado por separado
• El transmisor no libera el medio hasta enviar todos
• Aumenta la fiabilidad en la transmisión
• Solo se aplica a tramas unicast
• Atención a las diferencias con la fragmentación en el
los fragmentos
nivel de red
Header
Body
FCS
Header
Body1
FCS
Header
Body2
FCS
Header
Body2
FCS
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R
PCF
• Point Coordination Function
• Opcional
• Ofrece entrega de tramas sin contienda
• Solo para caso infraestructura (BSS)
• No implementada por la mayoría de los productos
• Funcionamiento:
(CFP)
– En ciertos momentos comienza un Contention Free Period
– Marca el comienzo del CFP antes que una estación
transmita con DCF porque emplea un tiempo menor (PIFS)
de espera
– El AP actuará enviando a las estaciones o solicitando
tramas de ellas (polling)
PCF (CFP)
DCF
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HCF
• Debe ser implementada en todas las QoS STAs
• Dos métodos de acceso posibles:
– En contienda: Enhanced Distributed Channel Access
• Las aplicaciones asignan cada paquete a una AC
• Se añaden a una de las cuatro colas independientes
• El algoritmo para determinar de qué AC se transmite o qué cliente
inalámbrico transmite es probabilístico
• Para ello se emplean diferentes valores de IFS y de CW según la AC
(menores para mayor prioridad)
• Cuando una AC logra una oportunidad de transmisión, el tiempo que
tiene reservado depende de la clase y de la tasa de transmisión física
• Wi-Fi Scheduled Multimedia (WSM)
• Opcional en la certificación WMM
• Similar a la PCF
• Permite que las aplicaciones reserven
recursos en base a las características de
su tráfico
• Para ello envían solicitudes al AP
• Se llama el Hybrid Coordinator (HC)
• Emplea la HCCA
• Un planificador centralizado haciendo polling
• Logra reducir la latencia en la red
LLC
802.2
Acceso
controlado
HCF Controlled
Access (HCCA)
Distributed Coordination
Function (DCF)
PHY
802.11
Formato de las tramas
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2 2 6 6 6 2 6 0-2312 4 bytes
Ctrl Dur.
ID Address 1 Address 2 Address 3 Seq
Ctrl
Address 4
(opcional)
FCS
Frame Control field
Protocol Version
• Versión del 802.11 MAC (hoy hay solo uno de código 0)
Type and Subtype fields
• Tipo de trama
• Hay varias tramas para gestión
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