Wireless LAN 802.11(b)
Francisco López Ortiz
Objetivos Conocimientos de Arquitectura MAC y PHY Acceso al medio CSMA/CA y MACA Operación en modos ad- hoc infraestructura
802.11b. Modificaciones a la norma Nociones de seguridad 802.11
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Introducción IEEE802.11. Redes inalámbricas para 12Mbps en la banda 2.4 GHz usando salto de frecuencia(FHSS) secuencia directa (DSSS) infrarrojos (IR)
IEEE802.11b. Extensión para 5,5 y 11Mbps usando DSSS.
Protocolos 802.11
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Componentes y Servicios 802.11
Nivel Físico (PHY) Formado por dos protocolos: PLCP. Convergencia de capa física. ⌧Mapea MPDUs de MAC en tramas PMD.
PMD. Protocolo dependiente del medio. ⌧Define características eléctricas y de RF del medio. ⌧Acepta primitivas de PLCP retornando • data streams • información de timing • parámetros asociados a la señal RF
⌧Especifica frecuencias y modulación de la señal
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Formato trama PLCP SYNC contiene 128 bits aleatorizados SIGNAL indica modulación DBPSK (X’0A’) o DQPSK (X’14’) LENGTH. Microsegundos para tx. MPDU. Preámbulo+Header modula a DBPSK.
Transmisión y Recepción PLCP
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Funcionamiento PMD. DSSS Opera en rango 2.4-2.8435 GHz (Japón ddto) España opera 2.445-2.475 GHz(Ch 10-11) La modulación SS usa secuencia PN 11chip Barker +1-1+1+1-1+1+1+1-1-1-1 el AB se esparce 11 veces Generador iniciado en tx y rx con misma semilla La suma XOR (señal+PN) se modula según: DBPSK a 1Mbits DQPSK a 2Mbits
Acceso al Medio CSMA/CA En redes wireless,no se puede escuchar y transmitir a la vez:no se detectan colisiones Funcionamiento de CSMA/CA: Antes de tx, estación testea el medio (libre/ocupado) Si no está ocupado, espera un tiempo IFS Si en este tiempo está ocupado, espera al final para realizar cualquier acción Una vez finalizada, se ejecuta el algoritmo de Backoff, con una espera aleatoria uniforme en el intervalo de contienda (CW) Se espera reduciendo el Backoff múltiplo de slots times. Si llega a cero, tx; Si alguien tx, se para descuento
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Acceso al Medio CSMA/CA
CWmin
Problemas de CSMA/CA A) NODOS OCULTOS
B) NODOS EXPUESTOS
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Solución:MACA(Multiple Access CA) Tx y Rx intercambian frames antes de tx Tx envia RTS con tiempo que ocupará medio El Rx contesta con CTS, repitiendo tiempo Comportamiento nodos: Al ver RTS, hay que esperar al CTS (tx cerca), y si no llega CTS, puede transmitir Al ver CTS, esperar longitud (rx cerca)
La colisión de RTS/CTS se evita con CSMA/CA
Configuraciones y Servicios WLAN Configuraciones. A)Peer to Peer
B) Sistema Distribución
C)Enlace entre LANs
Servicios de datos. Servicios de tipo asíncrono. Servicios de tipo síncrono. No permiten contienda.
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Sistema de Distribución Algunos nodos se desplazan y otros no Los nodos conectados a red se llaman AP o Puntos de Acceso Cada zona AP-x es análoga a célula
Servicios del Sistema de Distribución Cada servicio se soporta con una o más tramas MAC Los 5 primeros los integra el AP; los 4 últimos los STAs DISTRIBUCIÓN.Lleva paquete de AP origen a APdestino. INTEGRACIÓN.Modifica direcciones hacia y desde portal. ASOCIACIÓN. Siempre se inicia por el STA. REASOCIACIÓN. Cambio de AP o atributos de conexión. DISOCIACIÓN. Lo realiza un AP, nunca un STA. AUTENTICACIÓN/DEAUTENTICACIÓN.Requisito previo. PRIVACIDAD. Usa WEP que encripta info en el medio. Reparto MSDU entre STAs.
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Asociación Activa.Algoritmo Especifica cómo los nodos seleccionan AP El nodo envía un frame de prueba Los AP alcanzados responden con respuesta a prueba El nodo selecciona (nivel de señal) enviando un frame de requerimiento de asociación El AP responde con respuesta a asociación
La desasociación no la provoca STA sino AP
Trama MAC genérica Cabecera MAC con control, duración, direcciones y secuencia Body contiene info específica del tipo de trama FCS: 32 bit CRC
Campo de Control. Tipo de trama y relación con DS
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Direccionamiento Direcciones de 48bits, al igual que Eth En redes ad-hoc, ToDS=FromDS=0 El caso más complejo ToDS=FromDS=1 indica comunicación de STAs a través de DS (APs)
3 Tipos Tramas MAC Tramas de datos Tramas de control RTS/CTS ACKs paquetes libres de contienda CF
Tramas de gestión(management) Asociación (servicios DS) Prueba-Respuesta Beacon tramas de tráfico pendiente en AP (ATIM)
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Descripción Funcional MAC Contiene dos funcionalidades básicas: DFC.Usa MACA para servicios asíncronos en contienda PFC. Para servicios síncronos libre de contienda ⌧Un AP se convierte en PC (Punto Coordinador)
DFC Utiliza MACA (CSMA/CA con RTS/CTS) Necesario ACKs, provocando retx. si no se recibe Usa campo Duration/ID que contiene el tiempo de reserva para transmisión y ACK Implementa fragmentación de datos Concede prioridad a tramas mediante el espaciado entre tramas (IFS) Soporta Broadcast y Multicast sin ACKs
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Espaciado entre Tramas IFS Cuatro IFS se definen para establecer prioridades SIFS (Short). Para reconocimientos,CTS y fragmentos PIFS (PFC). Para acceso libre de contienda DIFS (DFC). Tiempo de testeo de medio normal EIFS (Extended) Retardo cuando se rx. trama errónea
Conocimiento del medio(NAV) Cada STA contiene el NAV (Network Allocation Vector) con una predicción de cuando quedará libre el medio A enviar RTS o recibir CTS se envía/recibe la duración Otras estaciones toman Duration/ID si es mayor que su NAV
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Fragmentación de tramas Una vez ganada la contienda, usaremos SIFS para cada fragmento y reconocimiento Duration/ID contendrá dur(1 frag)+ack, pero al usar SIFS no se realizarán más contiendas hasta enviar burst El STA descartará tramas duplicadas
PFC Las STAs pueden bien usar PCF (STA-Pollable), bien situar su NAV según al comienzo de la contienda El PC toma el control, enviando CF-Poll a STA que podrá transmitir una trama MPDU La longitud del CFP es variable y se puede retrasar, pero mantiene una tasa CFPRate en el Beacon
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Funcionamiento PFC PC gana el medio puesto que espera PIFS
