Разделы

Моделирование беспроводной локальной сети в условиях высокой нагрузки

Эфир - и, соответственно, радиоканал - в качестве среды передачи существует лишь в единственном экземпляре и ведет себя так же, как раньше концентратор в сети Ethernet: при попытке передачи данных несколькими сторонами одновременно сигналы мешают друг другу. Поэтому стандартами WLAN предусматривается, что перед передачей станция проверяет, свободна ли среда. Однако это отнюдь не исключает ситуацию, когда две станции одновременно идентифицируют среду как свободную и начинают передачу. В «разделяемом» Ethernet соответствующий эффект называется коллизией.

В проводной сети отправители могут распознать коллизии уже в процессе передачи, прервать ее и повторить попытку после случайного интервала времени. Однако в радиосети таких мер недостаточно. Поэтому 802.11 вводит «пакет подтверждения» (ACK), который получатель передает обратно отправителю; на эту процедуру отводится дополнительное время ожидания.

Если сложить все предусмотренные протоколом периоды ожидания - короткие межкадровые интервалы (Short Inter Frame Space, SIFS) и распределенные межкадровые интервалы функции распределенной координации (Distributed Coordination Function Inter Frame Space, DIFS) для беспроводной сети стандарта 802.11а, то накладные расходы составляют 50 мкс на пакет.

Помимо этого, при вычислении издержек следует учесть, что каждый пакет данных содержит не только полезные данные, но и необходимые заголовки для многих протокольных уровней. В случае пакета длиной 1500 байт, передаваемого по стандарту 802.11 со скоростью 54 Мбит/с, появляются «лишние» 64 байт с издержками в 20 мкс. Пакет АСК обрабатывается физическим уровнем так же, как и пакет данных, в нем отсутствуют лишь части от порядкового номера до контрольной суммы. Вдобавок заголовок укорочен, поэтому для пакета АСК необходимо всего 24 мкс.

В общей сложности передача 1500 байт полезной нагрузки со скоростью 54 Мбит/с занимает 325 мкс, поэтому фактическая скорость передачи составляет 37 Мбит/с.

С учетом издержек на ТСР/IP (еще 40 байт на пакет, пакеты подтверждения TCP) и повторов из-за сбоев в передаче достигаемая на практике скорость будет равна 25 Мбит/с - такое же соотношение значений номинальной/фактической скоростей получается и при использовании 802.11b (от 5 до 6 при 11 Мбит/с).

Для 802.11g, наследника 11b, принцип работы которого мало чем отличается от 802.11а, требование обратной совместимости с IEEE 802.11b может привести к тому, что скорость передачи окажется еще меньше. Проблема возникает, когда в диалог двух станций 11g может вмешаться карта 802.11b: последняя не способна распознать, что среда в данный момент занята, поскольку в 802.11g используется отличный от 11b метод модуляции.

Во избежание коллизий станции 11g (при наличии аппаратного обеспечения 11b) отправляют перед своим пакетом 11g совместимый с 11b управляющий пакет разрешения на отправку (Clear To Send, CTS), при помощи которого и резервируется на определенное время среду передачи. Однако дополнительный пакет CTS имеет почти такую же длину, как и пакет данных, вследствие чего скорость снижается до 15 Мбит/с. Издержки возникают преимущественно тогда, когда на одном канале работает аппаратное обеспечение, поддерживающее сразу два стандарта - 11b и 11g. По этой причине старая базовая станция 11b у соседа способна тормозить перекрывающуюся с ней сеть 11g, даже если в той применяется исключительно аппаратное обеспечение стандарта 802.11g. Хотя многие g-карты могут работать в так называемом «режиме только g», когда допускается отключение отправки пакетов CTS, прибегать к нему не рекомендуется, поскольку велика вероятность того, что потери данных вследствие коллизии приведут к большему снижению пропускной способности, чем стандартная процедура.

Перейти на страницу: 1 2 3 4

Другие материалы

Радиолиния передачи телеметрической информации
Телеметрия является одной из молодых и быстро развивающимся отраслей науки и техники. Она связана с измерениями различных физических величин и передачей на расстояние этих измерений. Пер ...

Расчет характеристик сигналов и каналов связи
Связь - это постоянно развивающаяся отрасль техники. Все более увеличивающееся информационное пространство человечества требует эффективных средств коммуникации, именно поэтому развитие связи и переда ...

Проектирование цифровой АТС для обслуживания абонентов Управлений железной дороги
Цель данной курсовой работы-проектирование цифровой АТС для обслуживания абонентов Управлений железной дороги. В нашем проекте производится выбор оборудования данной узловой цифровой АТ ...

Копирайт 2018 : www.ordinarytech.ru