Технология коллективного доступа csma/ca

Технология коллективного доступа к среде передачи данных, реализованная в беспроводных сетях семейства 802.11, очень напоминает аналогичную технологию в проводных сетях Ethernet. Напомним, что в классических сетях Ethernet применяется метод коллективного доступа с опознанием несущей и обнаружением коллизий (Сarrier Sense Multiple Access With Collision Detection, CSMA/CD). Данная технология коллективного доступа регламентирует, каким образом узлы сети получают доступ к общей среде передачи данных и как они обнаруживают и обрабатывают коллизии, возникающие в том случае, если несколько узлов сети пытаются одновременно (или почти одновременно) передать данные по сети. Для обнаружения коллизии сетевой адаптер должен уметь передавать и принимать данные (прослушивать «эфир») одновременно. Но в беспроводных сетях используются полудуплексные адаптеры, которые не могут вести себя подобным образом, поэтому необходимо применение технологии коллективного доступа, позволяющей избежать возникновения коллизий (Carrier Sense Multiple Access / Collision Avoidance, CSMA/CA). Предотвратить возникновение коллизий удается благодаря пакетам подтверждения безошибочного приема. В протоколах семейства 802.11 предусмотрены два варианта реализации метода коллективного доступа. Согласно первому из них беспроводной адаптер, желающий начать передачу данных, производит тестирование канала передачи на предмет сетевой активности, и если обнаруживает, что канал свободен, то после некоторой задержки начинает передавать данные. В случае успешного получения пакета данных принимающий адаптер отсылает подтверждение приема — пакет ACK. Если передающая станция не получила пакет ACK из-за того, что не был получен пакет данных или пришел поврежденный ACK, то делается предположение, что произошла коллизия, а пакет данных передается снова через случайный промежуток времени. Другой вариант реализации коллективного доступа — протокол RTS/CTS, который используется в том случае, когда два узла сети не могут общаться напрямую в силу большого разделяющего их расстояния или преград. Тогда перед тем, как послать данные в «эфир», станция сначала отправляет специальное сообщение — RTS (Ready To Send), которое трактуется как готовность данного узла к отправке данных. RTS-сообщение содержит информацию о продолжительности предстоящей передачи, а также об адресате и доступно всем узлам в сети. Это позволяет другим узлам задержать передачу на время, равное объявленной длительности сообщения. Приемная станция, получив сигнал RTS, отвечает посылкой сигнала CTS (Clear To Send), свидетельствующего о готовности станции к приему информации. После этого передающая станция посылает пакет данных, а приемная станция должна передать кадр ACK, подтверждающий безошибочный прием. Если АСК не получен, попытка передачи пакета данных будет повторена. Таким образом, с использованием подобного четырехэтапного протокола передачи данных (4-Way Handshake) реализуется регламентирование коллективного доступа с минимизацией вероятности возникновения коллизий. Каждый пакет данных снабжается контрольной суммой CRC, что гарантирует обнаружение битых кадров при приеме. Пакетная фрагментация, определяемая в стандарте, предусматривает разбивку большого пакета данных на малые порции. Такой подход позволяет снизить вероятность повторной передачи кадра данных, поскольку с увеличением размера кадра возрастает и вероятность ошибки при его передаче. Если же переданный кадр оказался битым, то при малом размере кадра передающей станции будет нужно повторить только малый фрагмент сообщения. Спецификация пакетирования данных, предусмотренная стандартом, предписывает разбивку данных на пакеты, снабженные контрольной и адресной информацией длиной 30 байт, блоками данных длиной до 2048 байт и 4-байтным CRC-блоками. Стандарт рекомендует применять пакеты длиной 1500 или 2048 байт.