МАС-фреймы – ЧАСТЬ 1

В стандарте IEEE 802.11 термин «фрейм» (frame) применяется по отноше­нию к информационным пакетам 2 уровней: МАС-уровня и PHY-уровня. Струк­тура фреймов МАС-уровня определяется содержанием сообщений, которыми обмениваются станции сети. Структура фреймов PHY-уровня определяется технологическими потребностями поддержания работоспособности линий свя­зи между STA. Фреймы МАС-уровня составляют полезную нагрузку (Payload) фреймов физического уровня. В рамках обзорных сведений о функционирова­нии WLAN достаточно ограничиться рассмотрением фреймов МАС-уровня, ко­торыми определяется содержание передаваемой STA информации. Сведения о фреймах физического уровня излагаются далее в разделе 3.5.

В зависимости от процессов, связанных с созданием и функционированием WLAN (сетевой менеджмент, управление доступом STA к WM, доставка сооб­щений – см. рис. 3.14 и табл. 3.4), различают 3 типа МАС-фреймов. Это фрей­мы менеджмента (management), фреймы управления (control) и фреймы данных (data). Фреймы всех перечисленных разновидностей содержат 3 типовых со­ставляющих (рис. 3.15, а):

–                заголовок (Header), который содержит служебные сведения о фрейме;

–                тело (Body), которое составляет полезную информационную нагрузку (pay- load), переносимую фреймом;

–                хвостовик (Trailer), который содержит элементы, необходимые для проверки наличия ошибок в теле и заголовке фрейма (Frame Check Sequence – FCS).

Рис. 3.14. Составляющие процессов создания и функционирования WLAN и соответствующие им фреймы передачи сообщений

Длительность заголовка и тела фреймов взаимосвязана с их типом и подги. пом. Наиболее длинный заголовок (30 байтов – octet) у фрейма данных; наиболее короткий (10 байтов) – у некоторых разновидностей фреймов управления. Пере. менная длина тела фреймов (0-2312 байт) присуща фреймам менеджмента и дан. ных. Во фреймах управления тело отсутствует; последнее объясняется тем, что содержание сообщений управления однозначно определяется подтипом фрейма, код которого сообщается в заголовке фрейма (табл. 3.4). Неизменная длина при суща хвостовику фреймов всех разновидностей (4 байта). Это объясняется тем что для определения ошибок в заголовке и теле фреймов всех типов и подтипов применяется один и тот же метод канального кодирования – циклическое кодиро­вание (Cyclic Redundancy Code – CRC) с использованием неизменного числа из быточных символов (32 бита). Этому соответствует применение типового цикли ческого кода CRC-32 [17]. Поскольку длина заголовка и тела фрейма, которыми определяется число информационных символов кода, является переменной из­быточность канальных кодов сообщений различных типов и подтипов различает­ся [23,25]. Наиболее высока она во фреймах управления доступом; наиболее низ­ка – во фреймах данных и менеджмента высокой длительности.

Рис. 3.15. Поля фреймов (а), субполя поля заголовка (б) и элементы субполя характеристик фрейма (в)

Полный перечень полей, которые могут содержаться в заголовках фреймов, иллюстрируется рис. 3.15, б. В составе 7 полей содержится 4 адресных поля (Ad­dress 1, 2, 3, 4), поле характеристик (Frame Control), поле длительности (Dura­tion) и поле показателей очередности (Sequence Control) фрейма. Обязательными составляющими фреймов всех типов и подтипов являются поля характеристик и длительности фреймов. Поле показателей очередности присуще лишь фрей­мам данных и менеджмента (во фреймах управления доступом оно отсутству­ет). Полное число адресных полей (4) содержится только во фреймах данных. Во фреймах менеджмента этих полей 3, а во фреймах управления доступом – 1 или 2. Содержание и порядок использования адресных полей рассматриваются в подразделе 3.3.5 (доставка сообщений). В рамках настоящего подраздела оста­новимся на рассмотрении информации остальных полей заголовка.

1.            Поле длительности фреймов (Duration Field). Обязательное наличие поля, в котором указывается длительность фрейма любого типа/подтипа, обусловлено принятым механизмом доступа к беспроводной среде STA сети, а именно, до­ступом на основе контроля несущей с предотвращением коллизий (CSMA/CA), что отмечалось в разделе 3.1. Механизм CSMA/CA предусматривает виртуаль­ный контроль занятости среды, который ведется каждой STA сети на основе уведомления, получаемого от станции, занимающей беспроводную среду теку­щей передачей своего фрейма. Длительность интервала, в течение которого за­прещается доступ к среде всем STA, за исключением передающей, фиксируется на индикаторах занятости среды (Network Allocation Vector – NAV) всеми STA, ожидающими доступа. В последовательности заголовка передаваемого фрейма содержится информация, необходимая для обеспечения N AV-индикации.

Наличие поля длительности во фреймах всех тшов/подгипов обеспечивает по­стоянное обновление данных NAV-индикации, необходимых д ля предотвращения кол­лизии излучения. Частный случай использования рассматриваемого поля для других целей соответствует работе станции в режиме пониженного энергопотребления (фрейм Power-Save Poll, табл. 3.4). Эта особенность рассматривается в подразделе 3.3.3.

2.            Поле характеристик фрейма (Control field). Перечень субполей (Subfield) поля харакгеристик фрейма иллюстрируется рис. 3.15, в. Информация, содержащаяся в различных субполях, идентифицирует фрейм относительно следующих аспектов:

субполе «версия протокола» (Protocol Version) содержит код протокола, со­гласно которому сформирован рассматриваемый фрейм; в настоящее время используется базовая версия (код 00), но поле рассчитано на возможность появления других версий; в таком случае фреймы, соответствующие любой Другой версии, должны отбрасываться (исключаться из рассмотрения); субполя «тип» (type) и «подтип» (subtype) фрейма содержат коды фреймов согласно их разновидностям, перечисленным в табл. 3.4; идентификация типа и подтипа фрейма существенна для оценки структуры фрейма в целом, и назначения адресных полей в частности;

субполя «к DS» и «от DS» (to DS, from DS) содержат коды информации, су­щественной для идентификации назначения адресных нолей при работе STA R составе ESS (летпггкнге это пассматпииается в полоазлеле 3 3 5V

–                субполе «наличие фрагментов» (More fragments) содержит код сведений о способе передачи фрейма – единым пакетом или посредством деления на ряд пакетов-фрагментов (рис. 3.16, а). Целесообразность фрагментации обуслов­лена тем, что вероятность искажения фреймов помехами возрастает с увели­чением длительности их тела и заголовка. Каждый фрагмент имеет меньшую длину по сравнению с исходным сообщением;

–                субполе «попытка» (Retry) содержит код информации относительно повторной передачи ранее передававшегося фрейма; повторная передача осуществляется при выявлении неприемлемого искажения фрейма при предшествующей передаче. Смысл содержания остальных субполей поля характеристик фрейма (обозначе­ны на рис. 3.15, в символами а, Ь, с, d) раскрывается далее в подразделах 3.3.3 -3.3.5 в ходе рассмотрения соответствующих аспектов функционирования сети.

3. Показатели очередности фреймов (Sequence control). Поле очередности заго­ловка включает два субполя (рис. 3.16, б): номер фрагмента (Fragment Number) и но­мер фрейма (Sequence Number). Наличие этих субполей обеспечивает возможность:

–                во-первых, нумерации фрагментов в составе фрагментированного фрейма (рис. 3.16, а)\

–                во-вторых, закрепления за каждым фреймом данных или менеджмента опре­деленного номера, который позволяет восстанавливать очередность фреймов на принимающей их STA.

Если потребность указания очередности фреймов отсутствует (это имеет место при передаче фреймов управления доступом к среде), поле показателей очередности также отсутствует.

Рис. 3.16. Фрагментация фреймов большой длительности (а) и поля очередности заголовка фрейма (б)

Вы можете следить за любыми ответами на эту запись через RSS 2.0 ленту. Вы можете оставить ответ, или trackback с вашего собственного сайта.

Оставьте отзыв

XHTML: Вы можете использовать следующие теги: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

 
Rambler's Top100