Chapter 14. WIRELESS LANS

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◆ Wireless LANs

저번엔 유선랜(이더넷). 이번엔? 무선랜 (WiFi)

 

이번에 알아둬야 할 내용은

• DCF
• PCF
• Hidden Station 문제의 정의와 해결법(RTS, CTS)

이정도라 보면 되겠음.

 

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◆ IEEE 802.11 표준

 

Wireless LAN(무선 랜)에 대한 "약속"

(물리 계층, 데이터 링크 계층에 대한)

 

이 약속(IEEE 802.11 standard)에 대한 두 가지 구조가 존재함.

• BSS (Basic Service Set ; 기본 서비스 세트)
• ESS (Extended Service Set ; 확장 서비스 세트) 

 

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◆ BSS (Basic Service Set)
: 기본 서비스 세트

BSS는 기본적으로 지들끼리 통신하는 것임.

AP (Access Point; 무선 공유기)를 사용하는 버전과 사용하지 않는 버전의 네트워크로 나뉜다!!

 

 

 

Ad hoc network

AP를 사용하지 않음. (AP 없이 다른 BSS로 데이터를 보낼 수는 없음)

임의적으로 네트워크가 만들어져씩 때문에, 내가 새로 들어가거나 / 원래 있던 애들이 나와도 네트워크가 이루어진다.

즉 임시적이고 일시적임!!

 

Infrastructure

AP를 두고 통신하는 것.

 

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◆ ESS (Extended Service Set)
: 확장 서비스 세트

ESS는 BSS의 AP들을 유선으로 연결해서 BSS들끼리 통신할 수 있게끔 해줌.

 

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◆ MAC sublayer in IEEE 802.11 standard

 

PCF랑 DCF가 중요해요

이게 뭐냐면, 매체에 접근하기위한 방식에 대한 약속!

 

(IEEE에서 정의된, MAC sublayer에서 사용하는 프로토콜임)

 

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◆ DCF (Distribution Coordination Function)
: 분산 조정함수

DCF는 매체 접근방식으로 CSMA/CA 방식을 사용함!

=> 각 Station들이 자율적으로 송신 타이밍을 결정하는 방식. (RTS, CTS, NAV 사용)

 

★ 중요 ★ 그런데 왜 무선 LAN에서는 CSMA/CD를 못 쓰는가?  1. 데이터를 보내고 충돌 신호를 받는 것을 동시에 해야함 ( ==높은 비용과 큰 대역폭 요구됨) 2. Hidden station problem 때문에 충돌이 감지되지 않을 수 있음 3. 무선 시그널은 가다가 약해져서 충돌 신호를 못 들을 수 있음

 

우리가 배웠었던 CSMA/CA는 들어가기 전에 좀 기다렸다가 미리 조심해서 들어가는 방법이었음

그런데 그것은 Hidden Station Problem을 고려하지 않았었던 것임! 이번엔 고려해서 만듦 (RTS, CTS)

 

 

실제로 우리가 쓰고있는 DCF 에서 이 매커니즘을 사용함!

 

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DCF 이해를 위한 키워드 정리

• DIFS (Distributed InterFrame Space)
• SIFS (Short InterFrame Space)
• RTS (Request To Send) : 데이터 보내도 돼?
• CTS (Clear To Send) : ㅇㅋ 보내두 돼~
• NAV (Network Allocation Vector) : 이 동안에는 이 네트워크 쓰지 말자! 라는 Timer

 

 

Source가 Destination에게 데이터를 보내기 전에, DIFS만큼 기다린 후 RTS 신호를 먼저 보냄

타임아웃 전에 CTS 신호가 돌아오면 SIFS만큼 쪼끔 기다렸다가 데이터 보냄.

 

이 신호(CTS)를 다른 Station들이 듣게 되면 아, 지들끼리 통신하고 있구나 난 기다려야겠따 하고 네트워크를 사용 안함.

(충돌 방지. 어느 정도 사용할지는 RTS프레임이 포함하고 있음)

 

RTS / CTS 신호를 보내는 기간을 Handshake period라고 부름. 이 때는 충돌 날 수도 있음.

RTS 보냈는데 CTS 못 받으면 충돌 났구나 싶어서 다시 보냄.

 

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◆ PCF (Point Coordination Function)
: 포인트 조정 함수

PCF는 매체 접근 방식으로 Polling 방식을 사용함!

=> AP에서 모든 송신을 제어하는 방식.

 

PCF는 infrastructure network에 구현되어있는 접근 방식임. (AP 사용하는 BSS)

Contention 하지 않고 Resolve해서 Polling

 

AP가 각 Station들에게 물어보고(Poll), 데이터 받는 동안은 기다리라고 함.

 

=> 충돌이 발생하지 않고 Contention Free함.

 

 

※ PIFS

전에 언급했듯이, IFS는 지국간 우선순위를 규정하기 위해서도 사용됨.

PCF는 DCF보다 우선권을 얻기 위해서 PIFS라는 인터프레임 간격이 정의되어 있음. (Station들보다 AP가 우선권)

이것은 DCF에서 사용하는 DIFS보다 짧음! 

 

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◆ 그래서 Hidden Station Problem (숨겨진 지국 문제) 이 뭔데?

보내면 안되는데 보낸 거

그림과 같은 상황에서, B와 C는 둘다 A와 관계되어있음.

그러나 B, C 둘 중 하나가 A에게 신호를 보낸 걸 나머지 하나는 못 들음. (서로 hidden)

-> 충돌이 발생할 수 있음! 

 

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어떻게 해결하는데?

CTS 신호를 가지고 해결. 

 

B가 A에게 나 보내도 돼(RTS)? 물어보면, A는 모두에게 응 보내~(CTS) 라는 신호를 보내면 다들 들을 수 있음

(이걸 DCF에서 사용함~)

 

이 로직이 없는 상태에서 B가 A에게 보내는 동안 C가 A에게 보내려고 하면 충돌 남!!

 

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◆ 하나 더! Exposed Station Problem (노출된 지국 문제)

보낼 수 있었는데 못 보낸거

이런 식으로 연결된 경우 Exposed Station Problem이 발생할 수 있다.

 

 

지금 상황은 C가 A한테 노출된 경우임.

A 때문에 C가 못 보내는 거!

 

C가 D한테 보내도 돼? 했는데 ㅇㅋ 보내 라고 했어.

근데 그사이에 A가 데이터 보내고 있다는 걸 듣게 돼.

근데 사실 B랑 C는 같은 반송파를 안쓰기 때문에, 기다릴 필요가 없었던 것임.

결론적으로 D한테 보낼 수 있었는데도 못 보내게 됨.