Osnovi raunarskih mrea 2- Beini komunikacioni sistemi -

Dr Dragan Samardija

dragan.samardzija@rt-rk.uns.ac.rs Asistent: Milo Pilipovimilos.pilipovic@rt-rk.com

3. MAC nivo mreeProblem skrivenog terminalaPristup metodom zahteva za slanje i dozvole za slanjeElementarna komunikaciona operacija Fragmentacija

Problem skrivenog terminalaHidden node problem. Posledica naina na koji se prostiru radio talasi.Metod pristupa koji se zasniva na detekciji nosioca i izbegavanju kolizije nije u stanju da efikasno rei ovaj problem.Nastupaju neeljene kolizije, to izaziva dalji pad brzine protoka podataka.To je jedan od razloga uvoenja pristupa metodom zahteva za slanje i dozvola za slanje (RTS/CTS).

Terminal 1Terminal 2Pristupna taka

Zahteva za slanje i dozvola za slanje (RTS/CTS)Terminal inicira sesijuTerminal 1Terminal 21. RTS2. CTS3. Podaci4. ACKvremePristupna takaRTS CTSPodaciPotvrda (ACK)Ako terminal 2 ne ,,uje terminal 1, vrlo verovatno e ,,uti pristupnu taku (CTS poruku e uspeno primiti), i nee slati dok se RTS/CTS sesija ne zavri.Terminal 1Pristupna taka

Zahteva za slanje i dozvola za slanje (RTS/CTS)Pristupna taka inicira sesijuTerminal 1Terminal 21. RTS2. CTS3. Podaci4. ACKvremePristupna takaRTS CTSPodaciPotvrda (ACK)Ako terminal 2 ne ,,uje terminal 1, vrlo verovatno e ,,uti pristupnu taku (RTS poruku e uspeno primiti), i nee slati dok se RTS/CTS sesija ne zavri.Terminal 1Pristupna taka

Zahteva za slanje i dozvola za slanjePo zavretku sesije, moe zapoeti novi pristup (i) zahtevom slanja i dozvolom slanja (RTS/CTS) ili (ii) detekcijom nosioca i izbegavanjem kolizije (CSMA/CA).

SIFS < DIFS. Zato?RTSCTSPodaciACKSIFSSIFSSIFSDIFSProzor ekanja(Contention window)vremePredajnikPrijemnik

Efikasnost metode pristupa zahtevom za slanja i dozvolom za slanjeOva metoda je efikasnija od metode detekcije nosioca i izbegavanja kolizije.Reen je problem skrivenog terminala.Mnogo je manja verovatnoa kolizije. Smanjenje efikasnosti zbog poruka kao i perioda ekanja (protocol overhead).Poruke: RTS, CTS i ACK.Periodi ekanja: SIFS i DIFS.Short Interframe Space (SIFS). Minimalno vreme koje se eka izmeu transmisija sa najviim prioritetom (RTS, CTS, ACK).Smanjuje efikasnost protokola, smanjuje moguu brzinu prenosa.10 usec, za 802.11b.16 usec, za 802.11a.10 usec, za 802.11g.Metod zahtevom slanja i dozvolom slanja se obino primenjuje kada je koliina podataka, tj. veliina radio okvira (radio frame) dovoljno velika kako bi se relativno smanjila neefikasnost.RTS/CTS prag (threshold). Vrednost se postavi u okviru drajvera 802.11 terminalske kartice ili pristupne take.Za blokove podataka koji su manji od praga, primenjuje se metoda detekcije nosioca i izbegavanja kolizije.

Elementarna komunikaciona operacijaElementarna operacija je jo zove atomska (atomic) operacija.Nedeljiva, ako je uspeno izvren prenos podataka.Ako ne stigne potvrda (ACK), u odreenom vremenskom intervalu, smatra se da operacija nije uspela.U 802.11 ne postoji NACK. vremePodaciPotvrda (ACK)Terminal Pristupna takaPodaciACKSIFSDIFSProzor ekanja(Contention window)PredajnikPrijemnik

Fragmentacija MAC okviraAspekti prenosa velikih okvira.Relativna duina RTS, CTS, ACK poruka, i SIFS i DIFS perioda ekanja je kraa to poveava efikasnost, tj. brzinu prenosa podataka.Vea je verovatnoa greke u beinom kanalu, to zahteva novu retransmisiju i smanjuje efikasnost, tj. brzinu prenosa podataka.

Ako okvir koji dolazi sa sa viih komunikacionih nivoa i vei je od odreene veliine, tj. praga, okvir e biti podeljen u niz manjih okvira, tj. fragmentacija okvira e biti izvrena. Fragmenti e biti poslati preko beinog kanala nezavisno jedan od drugoga.Na prijemniku, fragmenti e biti sloeni u originalni okvir (reassembly).Fragmentacija je obino primenjena zajedno sa metodom zahteva za slanje i dozvole za slanje.

Fragmentacija okvira i zahtev za slanje i dozvola za slanjeRTSCTSFragment 0ACK 0PredajnikPrijemnikFragment 1ACK 1Fragment 2ACK 2DIFSvremeSIFSSIFSSIFSSIFSSIFSSIFSSIFS

Primer odreivanja optimalne duine radio okviraOkvir se sastoji od Nb bita.Noh bita je viak protokola (Noh = 10).Pb je verovatnoa greke prijema bita (Pb = 0.01 = 1%).Tb trajanje prenosa jednog bita (Tb = 1 sekunda).Efektivna brzina prenosa je:

Verovatnoa uspenog prijema radio okviraOptimalna duina okvira clear allPb = 0.01;Tb = 1;Noh = 10;Nb = 10:1:200;T = (1-Pb).^Nb .* (1-Noh./Nb)/Tb;

figure(1) plot(Nb, T) xlabel('Velicina okvira [bit]') ylabel('Efektivna brzina prenosa [bit/sec]')

Skoro uvek prag je postavljen na 2346 bajtova to praktino znaci da se nikad ne deavaju (najdui eternet MAC okvir je 1500 bajtova).

Za VOW (voice over wireless) predlau da je prag na oko 500 bajtova ako postoji puno skrivenih terminala.