Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine

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RETI DI CALCOLATORI

Prof. PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine

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Nota di Copyright

Lezione 19

802.11: reti locali wireless

Lezione 19: indice degli argomenti

• Le reti wireless

• applicazioni

• wireless LAN e standard IEEE 802.11

Applicazioni

• Estensione di LAN cablate

Applicazioni

• Collegamento tra LAN cablate in edifici

diversi

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Esigenze e possibili applicazioni

• Connettività per l’utenza in movimento (es. riunioni, attività in magazzini, visite a pazienti negli ospedali, ecc.)

• Connettività in ambienti non adatti al cablaggio (es. monumenti storici e/o artistici)

Esigenze e possibili applicazioni

• Ambiente “tethered”

• la collocazione del computer cambia raramente

• Ambiente “non-tethered”

• continuità della connessione mentre l’utente si sposta

Problemi e vincoli tecnologici

• Quali tecnologie trasmissive?

• Radio→ sovraffollamento delle frequenze

• Ottiche→ limiti ambientali e sulle distanze

Problemi e vincoli tecnologici

• Quale protocollo MAC?

• Non valgono i presupposti delle LAN cablate perché il mezzo trasmissivo NON È AFFIDABILE

• Serve un protocollo adatto

Problemi e vincoli tecnologici

• Altri requisiti?

• Sicurezza→ crittografia

• Bassi consumi (stazioni portatili alimentate a batteria)

Wireless LAN

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Wireless LAN: IEEE 802.11

802.2 Logical Link Control ISO 8802.2 LLC

MAC 802.3

CSMA/

CD ISO 8802.3

802.4

TOKEN BUS ISO 8802.4

802.5

TOKEN RING

ISO 8802.5

...

interfaccia unificata verso il livello network

data linkfisico

802.11

WIRELESS LAN

Wireless LAN: IEEE 802.11

• Standard per il livello fisico:

• raggi infrarossi (non utilizzato)

• radio a spettro disperso:

• FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum)

• DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum)

• OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

• Standard per il livello MAC

• protocollo di tipo CSMA/CA

Basic Service Set (BSS)

Stazione Independent BSS

Ad hoc network

Access point

BSS

Extended Service Set (ESS)

Distribution system

BSS Funzionalità di

bridge

Infrastructure network

Componenti di una wireless LAN

• BSS (Basic Service Set)

• gruppo di stazioni associate le une con le altre per comunicare

• ESS (Extended Service Set)

• insieme di BSS interconnessi mediante Access Points e un Distribution System (cablato in modo convenzionale)

Terminologia in una wireless LAN

• Ad-hoc network

• piccola rete di stazioni paritetiche, senza infrastruttura

• Infrastructure network

• rete su vasta area, con più Access Point e un Distribution System

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Evoluzione degli standard per WLAN

• IEEE 802.11 (1997)

• fino a 2 Mb/s

• IEEE 802.11b (1999)

• fino a 11 Mb/s, attualmente il più diffuso

• IEEE 802.11a (1999)

• non ancora diffuso

• IEEE 802.11g (2003)

• Fino a 54 Mb/s, in fase di diffusione

• IEEE 802.11e (2000)

• Quality of service

• IEEE 802.11i (2001)

• Sicurezza

• IEEE 802.11F (2003)

• Inter-access point protocol (IAPP)

Protocollo MAC per wireless LAN

Distributed Coordination Function (DCF)

• Problema:

• una stazione, temporaneamente coperta, può non rilevare trasmissioni in atto e quindi interferire con esse

• Soluzione:

• CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)

Il problema della stazione nascosta

A

B portata della trasmissione di A

per C il mezzo è libero

C

Distributed Coordination Function (DCF)

RTS

CTS ack

data

≥ G3

G1 src

dst

G1 = SIFS (Short Inter Frame Space) G3 = DIFS (DCF Inter Frame Space) SIFS < DIFS

contesa sul canale

conferma della prenotazione

trasmissione

conferma dell’avvenuta

tempo

G1 G1

Distributed Coordination Function (DCF)

• Consente di regolamentare l’accesso al canale mediante tempi di attesa, con canale libero, di differente durata

• RTS/CTS realizza la Collision

Avoidance: l’eventuale sovrapposizione di un’altra trasmissione avviene sul RTS/CTS e non sul dato

• ACK permette di rilevare errori dovuti a

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Il problema della stazione nascosta

A

B

C

1: A invia RTS

2: B invia CTS

C è avvertito della

“prenotazione” del mezzo per trasmettere da A verso B

Distributed Coordination Function (DCF)

• Versioni semplificate:

• senza RTS/CTS, con ACK, se il pacchetto è corto (RTS/CTS

produrrebbero un overhead eccessivo)

• senza RTS/CTS e senza ACK, con il rischio di perdere il pacchetto, se non esiste un destinatario che possa inviare l’ACK (traffico multicast e broadcast)

Point Coordination Function (PCF)

• Permette l’accesso senza contesa per traffico “time bounded”

• Si basa sul tempo di attesa PIFS:

SIFS < PIFS < DIFS

• Prevede traffico unicast con gestione master-slave, in cui il master è in genere l’Access Point

Point Coordination Function (PCF)

tempo D_x= AP → station

Ux= station → AP

D₁ U₁

D₂ U₂

D₃ D₄ U₄

D₅ SuperFrame

contention period

(DCF) contention free burst

G1 = SIFS G2 = PIFS

G2 G2

G1 G1

G2 G2

(no up) G1 G2

Bibliografia

• “Reti di Computer”

• Parte del capitolo 4

• Libro “Reti locali: dal cablaggio all’internetworking”

contenuto nel CD-ROM omonimo

• Capitolo 11

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