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保護機制避免無線混合網絡沖突

2020-04-26 19:00:23
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供稿:網友
2003年6月12日,IEEE正式通過了802.11g draft 8.2,使之成為正式標準。在正式標準中,原本位于11g 草案6.1版附錄E中的在混合環境下(11b+g)采用保護機制的指導性的建議,被加入到了正式標準第9.10節,成為了標準的一個組成部分。
那么,什么是保護機制呢其實,所謂的保護機制并不是新的技術,它只是采用CTS/RTS來避免沖突的一種方法。早在802.11的規范內,就已經定義了CTS/RTS,只不過在802.11/11b中,這只是作為一個可選項,并不一定需要。各個廠商也往往在其產品中,默認不啟用這種機制。
CTS/RTS全稱Clear to send/Request to send,是兩(電腦沒聲音)種特殊的管理數據幀,并不承載數據。當啟用CTS/RTS時,每個WLAN節點,在獲得了媒介使用權后要發送數據之前,都要發送CTS,宣告自己將要占用媒介一段時間x,所有聽到這個宣告的WLAN節點,無論媒介中是否真正有數據在發送,都會靜候x時間,以避免沖突。當AP收到CTS的時候,會發送RTS,再次通知其管轄范圍內的所有節點,媒體將要被占用x時間。
采用了CTS/RTS機制的好處是,避免了WLAN中的沖突。因為沖突會導致數據包的丟失,丟失數據的節點需要重發數據包,這還可能引致下一輪沖突,從而嚴重影響到網絡的運行效率。CTS/RTS的另外一個好處是解決了隱藏節點的問題,從而進一步減小了發生沖突的可能性。
不過,CTS/RTS機制也給網絡的運行帶來了額外的開銷,因為每發送一個數據包之前都要發送額外的兩(電腦沒聲音)個管理數據包,雖然這兩(電腦沒聲音)個數據包都比較小,但也給原本就不快的無線網絡增加了很多負擔。當網絡中傳輸的是數量眾多但尺寸都很小的數據包的時候,這種額外的負擔就變得尤其沉重,甚至會使得網絡運行效率下降到原先的1/3!
有鑒于此,CTS/RTS在傳統的802.11b網絡中,只是作為一個可選項,并且可以設定一個閾值,當數據包的大小超過這個閾值時,才使用CTS/RTS。
在802.11b+g的混合網絡中,為什么要使用保護機制呢我們知道,802.11g采用的是CCK/OFDM的調制方式,傳輸數據時采用OFDM以實現其高達54Mbps的速率,而802.11b則是使用CCK編碼來調制的。因此,在802.11g的網絡中,11g的節點可以聽懂11b節點,知道11b節點正在發送數據;但是11g節點發送數據時是采用OFDM方式,11b節點并不知道。因此,11g節點在發送數據時,11b節點會以為網絡空閑,也發送數據,造成沖突和數據丟失,影響到網絡性能。在發送正式數據之前,用11b和11g節點都懂的CCK來發送CTS/RTS來宣告網絡占用,可以避免沖突的發生。
打個比方來說明這個問題,假設在一個圓桌會議(WLAN)上,有兩(電腦沒聲音)個國家的代表,英國代表(11b)和阿拉伯代表(11g),一個時間只能有一個代表發言,如果有兩(電腦沒聲音)個代表發言,則沒人能聽清任何代表的發言(這說明不能沖突的機制)。為了保證不沖突,會議規定每位代表發言前,必須首先告訴大家,自己將發言多少時間(NAV),那么在接下去的時間內,其他代表都會靜候這段時間(VCS機制)。會場上的英國代表只會說英語(CCK),而阿拉伯代表則懂雙語――阿拉伯語(OFDM)和英語(CCK)。阿拉伯語(OFDM)是一種說起來非??斓恼Z言,可以比英語快4倍,因此為了提高效率,特別要求阿拉伯代表在正式發表長篇大論的時候必須說阿拉伯語(OFDM)??墒前⒗砀嬖V大家自己要發言多少時間也用的是阿拉伯語(OFDM),英國代表(11b)不懂,怎么辦因此會場制訂了一個規則(保護機制),規定所有的代表發言之前,都要首先用英語(CCK)發布一個宣告(CTS),告訴與會代表他將要發言的時間。這個宣告往往還會由會議主持人重復一遍(RTS),因為他有麥克風,可以傳到會場的每個角落,不會有任何代表聽不到。
采用了保護機制之后,11b和g混合網絡中的沖突問題就得到了解決。這就是為什么11g標準定稿會把這個保護機制添加在其中的原因。早在802.11g正式標準發表之前,Intersil 在其11g芯片中就已經采用了Nitro技術,已經包含了這種保護機制。因此,使用Intersil Prism GT芯片組的SMC Networks 的g系列產品也早在今年5月就已經支持了這種保護機制。
 
保護機制避免無線混合網絡沖突
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