Cadru baliză - Beacon frame

802.11 Cadru semnalizator

Cadru Beacon este unul dintre cadrele de management în WLAN-uri bazate pe IEEE 802.11 . Conține toate informațiile despre rețea. Cadrele de semnalizare sunt transmise periodic, servesc pentru a anunța prezența unei rețele LAN fără fir și pentru a sincroniza membrii setului de servicii. Cadrele de semnalizare sunt transmise de punctul de acces (AP) într-un set de servicii de bază pentru infrastructură (BSS). În rețeaua IBSS, generarea de balize este distribuită între stații. Pentru spectrul de 2,4 GHz, atunci când au mai mult de 15 SSID-uri pe canale care nu se suprapun (sau mai mult de 45 în total), cadrele de balize încep să consume o cantitate semnificativă de timp de aer și să degradeze performanța chiar și atunci când majoritatea rețelelor sunt inactive.

Componente

Cadrele de semnalizare constau dintr-un antet MAC 802.11 , corp și FCS . Unele dintre câmpurile din corp sunt enumerate mai jos.

  • Timestamp-ul
    După primirea cadrului de semnalizare, toate stațiile își schimbă ceasurile locale în acest moment. Acest lucru ajută la sincronizare.
  • Intervalul balizelor
    Acesta este intervalul de timp dintre transmisiile de balize. Momentul în care un nod (AP, stație în modul ad hoc sau P2P GO) trebuie să trimită un far este cunoscut sub numele de Target Beacon Transmission Time (TBTT). Intervalul balizei exprimat în unitate de timp (TU) . Este un parametru configurabil în AP și de obicei configurat ca 100 TU.
  • Informații despre capacitate
    Câmpul de informații despre capacitate se extinde la 16 biți și conține informații despre capacitatea dispozitivului / rețelei. Tipul de rețea, cum ar fi rețeaua ad hoc sau de infrastructură, este semnalat în acest câmp. În afară de aceste informații, anunță sprijinul pentru sondaje, precum și detaliile de criptare .
  • SSID
  • Tarife acceptate
  • Set de parametri pentru saltul de frecvență (FH)
  • Set de parametri Direct-Sequence (DS)
  • Set de parametri fără conținut (CF)
  • Set de parametri IBSS
  • Harta cu indicații de trafic (TIM)

Punctele de acces la rețeaua de infrastructură trimit balize la un interval definit, care este adesea setat la o valoare implicită de 100 TU, care este echivalentă cu 102,4 ms. În cazul unei rețele ad hoc în care nu există puncte de acces, o stație peer este responsabilă pentru trimiterea balizei. După ce o stație ad hoc primește un cadru de semnalizare de la un partener, așteaptă o perioadă aleatorie de timp. După ce a expirat acest timp aleatoriu, acesta va trimite un cadru de semnalizare cu excepția cazului în care o altă stație a trimis deja unul. În acest fel, responsabilitatea de a trimite cadre de balize este rotită între toți colegii din rețeaua ad hoc, asigurându-se în același timp că balizele vor fi întotdeauna trimise.

Majoritatea punctelor de acces permit schimbarea intervalului de baliză. Creșterea intervalului de balize va face ca balizele să fie trimise mai rar. Acest lucru reduce încărcarea în rețea și crește randamentul pentru clienții din rețea; cu toate acestea, are efectul nedorit de a întârzia procesele de asociere și roaming, deoarece stațiile care caută puncte de acces ar putea pierde un far în timp ce scanează alte canale. Alternativ, scăderea intervalului de balize face ca balizele să fie trimise mai frecvent. Acest lucru crește încărcarea în rețea și scade debitul pentru utilizatori, dar are ca rezultat o asociere mai rapidă și un proces de roaming. Un dezavantaj suplimentar al scăderii intervalului de balize este că stațiile în modul de economisire a energiei vor consuma mai multă energie, deoarece trebuie să se trezească mai frecvent pentru a primi balize.

Inspectarea unei rețele inactive cu instrumente de monitorizare a pachetelor, cum ar fi tcpdump sau Wireshark, ar arăta că cea mai mare parte a traficului din rețea constă din cadre de balize, cu câteva pachete non- 802-11 amestecate, cum ar fi pachetele DHCP . Dacă utilizatorii s-au alăturat rețelei, răspunsurile la fiecare baliză ar începe să apară, împreună cu traficul regulat generat de utilizatori.

Stațiile trebuie să programeze transmisia balizelor la intervalul nominal de baliză. Cu toate acestea, transmisia poate suferi unele întârzieri din cauza accesului la canal. La fel ca alte cadre, balizele trebuie să urmeze algoritmul CSMA / CA. Aceasta înseamnă că, dacă canalul este ocupat (de exemplu, o altă stație trimite în prezent un cadru) atunci când baliza trebuie trimisă, trebuie să aștepte. Aceasta înseamnă că intervalul de baliză real poate diferi de intervalul de baliză nominal. Cu toate acestea, stațiile sunt capabile să compenseze această diferență prin inspectarea marcajului de timp în cadrul balizei atunci când acesta este trimis în cele din urmă.

Funcţie

În timp ce cadrele de semnalizare cauzează unele cheltuieli non-banale pentru o rețea, acestea sunt vitale pentru buna funcționare a unei rețele. NIC-urile radio scanează în general toate canalele RF căutând balize care anunță prezența unui punct de acces din apropiere. Atunci când un radio primește un cadru de semnalizare, acesta primește informații despre capacitățile și configurația acelei rețele și, de asemenea, este capabil să furnizeze o listă a rețelelor eligibile disponibile, sortate după puterea semnalului. Acest lucru permite dispozitivului să aleagă conectarea la rețeaua optimă.

Chiar și după asocierea cu o rețea, NIC-ul radio va continua să caute faruri. Aceasta are mai multe beneficii. În primul rând, continuând să caute alte rețele, stația are opțiuni pentru rețele alternative dacă semnalul punctului de acces curent devine prea slab pentru a continua comunicarea. În al doilea rând, deoarece încă primește cadre de semnalizare de la punctul de acces asociat în prezent, dispozitivul este capabil să utilizeze marcajele de timp din acele balize pentru a-și actualiza ceasul intern. Semnalizatoarele de la punctul de acces asociat în prezent informează stațiile despre modificările iminente ale configurației, cum ar fi modificările ratei de date.

În cele din urmă, balizele permit dispozitivelor să aibă moduri de economisire a energiei. Punctele de acces vor păstra pachetele destinate stațiilor care dorm în prezent. În harta de indicație a traficului unui cadru de baliză, punctul de acces poate informa stațiile că au cadre care așteaptă livrarea.

Referințe