Bài giảng Mạng không dây và di động - Chương 5: Mạng cục bộ không dây (WLAN) và mạng Ad hoc (MANET)

Chia sẻ: Năm Tháng Tĩnh Lặng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:41

Thêm vào BST

Báo xấu

366
lượt xem 63
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chương 5 của bài giảng Mạng không dây và di động giới thiệu về mạng cục bộ không dây (WLAN) và mạng Ad hoc (MANET). Thông qua chương này người học có thể nắm bắt được các kiến thức như: Tôpô của WLAN, tầng vật lý của WLAN, tầng MAC, ứng dụng của mạng Ad hoc, tầng mạng và định tuyến.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Mạng không dây và di động - Chương 5: Mạng cục bộ không dây (WLAN) và mạng Ad hoc (MANET)

Chương 5: Mạng cục bộ không dây (WLAN) và mạng Ad hoc (MANET)  WLAN  Giới thiệu  Tôpô của WLAN  Tầng vật lý  Tầng MAC  MANET  Giới thiệu  Ứng dụng của mạng ad hoc  Tầng mạng và định tuyến
WLAN  Giới thiệu  Quyết định cho phép sử dụng công cộng băng ISM đã kích hoạt sự phát triển của WLAN  Các sản phẩm không tương thích dẫn đến yêu cầu của một tiêu chuẩn  Nhóm làm việc 802.11 chịu trách nhiệm phát triển một chuẩn chung  Ba tiêu chuẩn thuộc nhóm 802.11 hoàn thành vào cuối năm 1999
WLAN  Lợi ích của mạng LAN không dây  Mạng có dây đòi hỏi kết nối cố định gây ra sự khó khăn cho việc cài đặt mạng và không đáp ứng được nhu cầu di động  Không phải đi dây mạng giảm thời gian cài đặt và giá thành mạng  Sử dụng mạng LAN không dây giảm được các vấn đề bảo trì đường dây như mạng ngừng hoạt động và giá thành thay đổi dây
WLAN  Các ứng dụng của WLAN  Mở rộng mạng LAN  Truy nhập không dây  Mạng ad hoc  Kết nối các mạng LAN
WLAN  Các vấn đề của mạng LAN không dây  Nhược điểm chính của truyền không dây là tỉ lệ lỗi bit cao, gấp khoảng mười lần tỉ lệ đó của mạng LAN  Nhược điểm thứ hai là tôpô của mạng không thể xác định do vấn đề trạm bị che giấu và trạm bị phô bày.
WLAN  Phát hiện lỗi không thể thực hiện được trong mạng WLAN  Nguồn điện cung cấp cho một trạm có giới hạn, cần giảm tiêu thụ điện năng, thỏa hiệp giữa hiệu suất và duy trì nguồn  Rất nhiều giao thức được thiết kế cho mạng có dây. Ví dụ TCP sẽ giảm hiệu suất hoạt động trong môi trường không dây  Cài đặt WLAN đòi hỏi phải tính đến môi trường trong đó tín hiệu lan truyền  Bảo mật luôn là một vấn đề của mạng không dây
Các thành phần của 802.11  Station (trạm)  Wireless network interface  Laptop, thiết bị cầm tay, desktop  Access point (Điểm truy nhập)  Các khuông (frame) của mạng 802.11 phải được chuyển thành các dạng khuông khác trước khi gửi đi  Cầu (bridge)  Wireless medium (phương tiện truyền dẫn không dây)  Sóng radio (Radio Frequency – RF)  Tia hồng ngoại
Tôpô của mạng WLAN  Khối căn bản của mạng 802.11 là BSS (Basic Service Set) bao gồm một nhóm các trạm truyền thông với nhau  BSS gồm có hai loại: Independent BSS (Ad hoc) và Infrastructure BSS (BSS)
Tôpô của mạng WLAN  Ad hoc: Một số lượng không lớn các trạm lập ra mạng tạm thời để trao đổi dữ liệu, vd. hội nghị, hội họp  BSS  Sử dụng AP (Access Point)  Hai trạm truyền thông cho nhau qua AP: cần 2 hop, từ MH đến AP và từ AP đến MH  Các trạm phải nằm trong tầm phủ của AP  Ưu điểm của BSS  Sử dụng AP làm giảm sự phức tạp tại MH do không phải duy trì mối quan hệ với các nốt liền kề trong mạng  AP có thể hỗ trợ các trạm giảm tiêu thụ điện bằng cách yêu cầu các trạm tắt thiết bị thu phát
Tôpô của mạng WLAN  Extended Service Set – ESS - Tập dịch vụ mở rộng  Cung cấp vùng phủ lớn hơn  Nối nhiều BSS với một mạng xương sống, vd. Ethernet
Tầng vật lý của 802.11  Phổ điện từ  Phần phổ điện từ được sử dụng trải từ 107 đến 1011 MHz có thể tăng vùng phủ sóng nhưng giảm khả năng bảo mật và tăng sự giao thoa.  Khoảng phổ này được sử dụng bởi rất nhiều thiết bị, tăng thêm sự giao thoa  Các sản phẩm của WLAN hoạt động với các băng tần ISM và bắt buộc sử dụng kỹ thuật trải rộng phổ và điện năng truyền phát thấp để giảm giao thoa  Các băng có tần số cao hơn ít nhiễu hơn và tác dụng sử dụng tốt hơn  Phổ trải rộng được sử dụng trong WLAN do các ưu điểm của nó. Thông tin truyền đi trải trên một băng thông rộng.
Tầng vật lý của 802.11  Frequency-hopping (FH) Spread Spectrum (SS)  Direct-sequence (DS) Spread Spectrum (SS)  Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM)
Phổ trải rộng, Spread Spectrum  Là công nghệ truyền tín hiệu trên một khoảng tần số rộng
Frequency hopping (FH) Spread Spectrum (SS)  Sự thay đổi tần số truyền dựa trên một mẫu xác định trước, vd. {2, 8, 4, 6}  Tần số thay đổi theo thời gian  Mỗi tần số được sử dụng trong một khoảng thời gian ngắn gọi là thời gian chững (dwell time)
FHSS  Tránh nhiễu với người sử dụng sử dụng một tần số nhất định  Lần truyền trên khe thời gian thứ 4 bị làm hỏng, nhưng 3 lần truyền khác thành công  Các hệ thống nhảy tần có thể chia sẻ băng  Cấu hình các mẫu nhảy tần khác nhau: {2, 8, 4, 7}, {6, 3, 7, 2}  Mẫu nhảy trực giao, orthogonal
Direct Sequence Spread Spectrum DHSS  Tín hiều truyền trên một dải tần rộng  Sử dụng bộ trải tần spreader để làm mỏng biên độ của tín hiệu băng hẹp dọc theo dải tần rộng hơn  Sử dụng bộ tương liên correlator để phục hồi lại tín hiệu ban đầu  Quá trình tương liên trải rộng tín hiệu ồn noise
Direct Sequence Spread Spectrum DHSS  Điều biến áp dụng dãy chip: 11 chip
Orthogonal Frequency Division Multiplexing OFDM  Để tránh lãng phí năng lực truyền, OFDM chọn các kênh chồng chéo nhau nhưng không gây ra sự giao thoa giữa các kênh  Các kênh được chọn dựa trên khả năng trực giao
802.11 MAC (Media Access Control)  802.11 dùng CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance để điều khiển sự truy nhập đến đường truyền (không dây)  Distributed Foundation Wireless MAC (DFWMAC) – Distributed Coordination Function (DCF)  Point Coordination Function (PCF): hỗ trợ lưu lượng đẳng thời, không tranh chấp dựa trên DCF  802.11 bắt buộc phải thực hiện báo nhận cho từng khuông dữ liệu
DCF  Khi một trạm có dữ liệu truyền đi, trạm cảm nhận đường truyền và truyền nếu đường truyền rảnh  Khi truyền khuông trạm không nghe đường truyền, khuông có thể bị hỏng  Nếu trạm thấy đường truyền bận, chờ đến khi rảnh và bắt đầu truyền  Khi có xung đột, tạm chờ một thời gian ngẫu nhiên cấp mũ (Ethernet binary exponential backoff algorithm) và thử truyền lại sau