Компьютерные сети. 6-е изд.

Два интервала AIFS (Arbitration InterFrame Space — арбитражный межфреймовый интервал) представляют собой примеры двух различных уровней приоритета. Короткий интервал AIFS1 короче DIFS, но длиннее SIFS. Он может использоваться точкой доступа, чтобы переместить голос или другой приоритетный трафик в начало очереди. AP ждет более короткого интервала, прежде чем отправить голосовой трафик. Таким образом, она передает его раньше регулярного трафика. Длинный интервал AIFS4 больше, чем DIFS. Он используется для фонового трафика, который может быть задержан до окончания передачи регулярного. Прежде чем отправить этот трафик, AP ждет в течение более длинного интервала, позволяя сначала передать регулярный трафик. Полный механизм QoS определяет четыре приоритетных уровня с различными параметрами выдержки и времени ожидания.

Последний временной интервал называется EIFS (Extended InterFrame Spacing — расширенный межфреймовый интервал). Он используется только той станцией, которая только что получила поврежденный или неопознанный фрейм и хочет сообщить о проблеме. Идея в том, что приемник может не сразу понять, что происходит, и ему нужно выждать какое-то время, чтобы не прервать текущий диалог между станциями.

Еще одна составляющая расширений QoS — понятие возможности передачи (TXOP, transmission opportunity). Первоначальный механизм CSMA/CA позволял станциям посылать один фрейм за раз. Это всех устраивало, пока диапазон скоростей не увеличился. В 802.11a/g одна станция могла отправлять фреймы со скоростью 6 Мбит/с, а другая — 54 Мбит/с. Каждая из них передает один фрейм, но первой станции нужно для отправки в 9 раз больше времени (не считая фиксированных накладных расходов), чем второй. У этого неравенства есть неприятный побочный эффект замедления быстрого отправителя, который конкурирует с медленным отправителем, примерно до скорости последнего. Например, если станции работают по отдельности, их собственные скорости — 6 и 54 Мбит/с (снова без учета накладных расходов). Но работая вместе, они обе получают среднюю скорость 5,4 Мбит/с, что является большой неприятностью для быстрого отправителя. Эта проблема известна как аномалия скорости (rate anomaly) (Хойс и др.; Heusse et al., 2003).

При использовании TXOP все станции получают равное количество времени передачи, а не одинаковое число фреймов. Станции с более высокой скоростью в этом периоде работают с большей пропускной способностью. В нашем примере отправители, совместно работающие со скоростями 6 и 54 Мбит/с, теперь достигнут 3 и 27 Мбит/с соответственно.

4.4.4. Стандарт 802.11: структура фрейма

Стандарт 802.11 определяет три класса фреймов, передаваемых по радиоканалу: информационные (фреймы данных), служебные и управляющие. Все они имеют заголовки с множеством полей, используемых подуровнем MAC. Кроме того, существуют поля, предназначенные для физического уровня, но они в основном относятся к методам модуляции, поэтому здесь не представлены.

В качестве примера мы рассмотрим формат фрейма данных. Он показан на илл. 4.29. Вначале идет поле Frame Control (Управление фреймом). Оно содержит 11 вложенных полей. Первое — Protocol version (Версия протокола), установлено в 00 (2 бита). Именно оно позволит будущим версиям 802.11 работать одновременно в одной ячейке сети. Далее следует поле Type (Тип): информационный, служебный или управляющий; затем Subtype (Подтип) — например, RTS или CTS. Для обычного фрейма данных (без QoS) они установлены как бинарные 10 и 0000. Биты To DS (К DS) и From DS (От DS) говорят о направлении движения фрейма: в сеть или из сети, соединенной с точкой доступа; эта сеть называется распределительной. Поле More fragments (Дополнительные фрагменты) сообщает, что далее следует еще один фрагмент. Retry (Повтор) маркирует заново отправленный фрейм. Power management (Управление питанием) используется станцией-отправителем для указания на переход в режим пониженного энергопотребления или на выход из него. More data (Дополнительные данные) говорит о том, что у отправителя имеются еще фреймы для пересылки. Бит Protected Frame (Шифрование) является индикатором использования шифрования в теле фрейма в целях безопасности. Вопросы безопасности будут рассмотрены в следующем разделе. Наконец, установленный бит Order (Порядок) говорит приемнику о том, что фреймы с этим битом должны обрабатываться строго по порядку.

Илл. 4.29. Фрейм данных стандарта 802.11

Второе основное поле фрейма данных — Duration (Длительность). В нем задается время (в микросекундах), которое будет потрачено на передачу фрейма и подтверждения. Это поле присутствует во всех типах фреймов, в том числе в служебных, и именно в соответствии с ним станции выставляют признаки NAV.