Il Livello Fisico in 802.11g

Lo standard 802.11g permette velocit`a di trasissione per i dati pari a 6 Mb/s, 9 Mb/s, 12 Mb/s, 18 Mb/s, 24 Mb/s, 36 Mb/s, 48 Mb/s e 54 Mb/s ed opera nella banda ISM a 2.4 GHz.

Le frequenze centrali e gli identificativi dei canali sono riportati in tabella 2.3.

In presenza di pi`u reti che utilizzano canali diversi all’interno di una stessa area non si ha interferenza dovuta alla sovrapposizione o alla vicinanza di tali reti se la distanza tra le frequenze centrali utilizzate `e almeno di 25 MHz.

La modulazione impiegata dallo standard, cos`ı come i parametri utilizzati, per esempio per il calcolo della durata della trasmissione di un frame, dipen- dono dalla velocit`a con cui si sceglie di trasmettere i dati come mostrato in tabella 2.4.

Tabella 2.4: Parametri dipendenti dal valore della velocit`a di trasmissione In figura 2.17 `e mostrato i formato dell’intero frame PPDU

Figura 2.17: Formato del frame PPDU.

Come si pu`o notare, una parte dell’intestazione del PSDU va a costituire il SIGNAL del PPDU e viene trasmessa con modulazione DPSK, mentre il campo service e il PSDU, che insieme ai campi tail e pad costituiscono il campo DATA del PPDU, vengono trasmessi alla velocit`a specificata nel campo RATE del PLCP-Header.

Lo standard 802.11g specifica, inoltre, due distinti slot time: uno slot time standard con valore pari a 20 µs e uno slot time opzionale con valore 9 µs che pu`o essere utilizzato in un BSS formato da sole STA conformi allo standard 802.11g che supportano tale opzione.

Il Network Time Protocol

L’importanza di avere a disposizione uno strumento che permetta la sincro- nizzazione dei clock di computer diversi nasce dal numero sempre crescente di reti create a scopo di studio e lavoro. Se programmi comunicanti lavorano su computer differenti, il tempo tender`a sempre a scivolare in avanti o indietro passando da un computer all’altro; cos`ı, se un computer `e in anticipo rispetto agli altri, questi sono in ritardo rispetto al primo e il passaggio da un computer all’altro avr`a l’effetto di salti avanti e indietro nel tempo.

Oggi esistono diversi metodi utilizzati per la sincronizzazione delle innu- merevoli reti presenti su tutto il globo.

Tra questi metodi ricordiamo [6]:

Plesiochronous: tipicamente utilizzato per reti che attraversano confini amministrativi. Ogni nodo riceve il tempo di riferimento da una sorgente indipendente;

Hierachical Source-Receiver: un primary reference source in un nodo principale genera un clock di riferimento che `e condiviso e distribuito. Le due componenti principali di questa configurazione sono i receiver clock usati per generare il tempo di riferimento e i cammini all’interno della rete utilizzati per trasmettere il clock di sincronizzazione;

Mutual Synchronization: l’informazione relativa al clock `e condivisa tra tutti i nodi della rete. Ogni clock spedisce e riceve un tempo di riferimen- to a e da tutti gli altri clock nella rete. Il tempo della rete `e determinato da ogni nodo come media dei segnali di sincronizzazione che riceve dagli altri clock.

Sino dalla met`a degli anno ’80 Internet ha utilizzato uno standard noto co- me Network Time Protocol per sincronizzare gli orologi di una rete utilizzando un insieme di client e server.

NTP [5] fornisce i meccanismi necessari per sincronizzare l’orologio con una precisione nell’ordine del millisecondo. Il protocollo include informazioni per specificare la precisione e l’errore commesso dall’orologio locale rispetto a quello di riferimento.

Il suo scopo `e di trasportare l’informazione sul rilevamento dei tempi attra- verso i server disposti all’interno della rete per poter eseguire un riscontro degli orologi e ridurre errori dovuti all’hardware e a fallimenti nella propagazione delle informazioni.

La gerarchia di NTP attualmente comprende almeno 16 server primari accessibili liberamente in U.S., Canada e U.K. Questi server devono generare e distribuire, agli altri server della sottorete di sincronizzazione, l’ora locale riferita a UTC(Coordinated Universal Time).

I server sono dislocati tra Nord America, Europa e Asia. Generalmente reti con un piccolo numero di client non hanno necessit`a di sincronizzarsi con un server primario. Per questo ci sono circa 100 server secondari accessibili libe- ramente e sincronizzati direttamente con un server primario capaci di fornire la sincronizzazione per circa 100000 client e server distribuiti in Internet.

All’interno di questo capitolo adotteremo la seguente nomenclatura: • stabilit`a: quanto un clock riesce a mantenere una frequenza costante; • accuratezza: quanto la frequenza e il tempo di un clock riescono a

rimanere allineati con l’orologio di riferimento;

• precisione: quanto stabilit`a e accuratezza possono essere mantenute al- l’interno di uno stesso sistema;

• offset: scarto tra due orologi;

• skew: differenza di frequenza tra due clock; • drift: differenza di skew tra due clock; NTP `e disegnato per produrre tre risultati:

• clock offset: rappresenta la quantit`a da aggiungere all’orologio locale per portarlo in corrisppondenza con l’orologio di riferimento;

• roundtrip delay: fornisce la capacit`a di far arrivare un messaggio all’o- rologio di riferimento in un tempo specificato;

• dispersion: rappresenta il massimo errore dell’orologio locale relativo all’orologio di riferimento.

3.1

La configurazione della rete

La sottorete approntata per la sincronizzazione `e formata da una rete di time server primari e secondari, da client e da cammini di interconnessione.

Un primary time server `e sincronizzato direttamente a una sorgente di riferimento, solitamente un radio clock.

Un secondary time server trae la sincronizzazione, possibilmente attraverso altri secondary server, da un primary server sulla rete.

Solitamente, la rete di client e server assume una struttura hierarchical- master-slave con i server primari alla radice e i server secondari in successivi livelli verso le foglie in ordine decrescente di accuratezza.

Mantenendo le convenzioni assunte dall’industria telefonica, l’accuratezza di ogni server `e definito con un intero chiamato stratum; cos`ı, ai server primari `e assegnato un valore per stratum pari a 1, ai livelli sottostanti nella gerarchia `e assegnato il valore incrementato di stratum al livello precedente. A causa di questo incremento, singoli campioni di accuratezza si degraderanno in modo dipendente dai cammini sulla rete e dalla stabilit`a dell’orologio locale.

La struttura della sottorete preposta per la sincronizzazione `e organizzata per produrre la pi`u alta accuratezza, ma non deve diventare un ciclo; infat- ti ogni incremento di stratum coinvolge un time server potenzialmente non raggiungibile, il che potrebbe intrudurre un ulteriore errore nella misura.

Per risolvere questo problema l’algoritmo di selezione di NTP `e una variante del Bellman-Ford distribuited routing algorithm: la distanza usata dall’algorit- mo consiste in stratum al quale viene aggiunta la distanza di sincronizzazione, che consiste in dispersion + |delay₂ |.

Come risultato di questa struttura, la sottorete si riconfigura automatica- mente in una hierarchical-master-slave per produrre un time preciso e affida- bile, anche quando uno o pi`u server primari o secondari, o lo stesso cammino all’interno della rete, falliscono.