[무선 네트워크 분리]
- 단일 홉, 인프라스트럭처 O
- 호스트는 더 큰 유선 네트워크와 연결된 기지국에 연결
- Wifi, 셀룰러, 802.11 네트워크- 단일 홉, 인프라스트럭처 X
- 기지국 존재 X
- 더 큰 인터넷 연결X
- 블루투스, 애드혹 네트워크- 다중 홉, 인프라스트럭처 O
- 호스트는 더 큰 인터넷에 연결하기 위해 여러 무선 노드를 통해 중계 가능
- 무선 센서 네트워크, 무선 메시 네트워크- 다중 홉, 인프라스트럭처 X
- 기지국 존재 X
- 더 큰 인터넷 연결 X
- 노드 : 이동성, 노드들 간의 연결성 변화 가능
- 주어진 다른 무선 노드 MANET, VANET에 도달하기 위해 중계해야 가능
- MANET : 이동 애드혹 네트워크
- VANET : 차량 애드혹 네트워크 (이동 노드가 차량)
[유선 링크와의 차이점]
- 감소된 신호 강도
- 무선 신호는 물질을 통해 전파될 때 감쇠된다.
- 경로 손실- 다른 소스로부터의 간섭
- 많은 장치 (Wifi, 셀룰러, 모터) 에서 공유하는 무선 네트워크 주파수 간섭
- 여러 소스에서 같은 대역을 사용- 다중 경로 전파
- 무선 신호가 지상 물체에 반사되어 약간 다른 시간에 전달
- 신호 또렷하지 않게 만든다.- 이러한 특징들 때문에 다루기 까다로움.
[SNR : Signal-to-Noise Ratio]
- 측정된 수신 신호의 세기와 잡음의 상대적 비율
- 단위는 데시벨(dB)
- SNR값이 커질수록 수신 측에서는 잡음에도 불구하고 원하는 신호를 추출하기 쉬워진다.
- BER : Bit Error Rate
- 세 가지 변조 기법의 비트 오류율
- 송신된 비트가 수신 측에서 오류로 검출될 확률
- 적을 수록 좋은 것- SNR과 BER의 관계
- 동일한 물리 계층 내에서는 SNR값이 높을 수록 BER값은 낮아진다.
- 동일한 SNR 값에서는 높은 전송률을 갖는 물리 계층이 더 높은 BER 값을 갖는다.
- SNR은 이동성에 따라 변경될 수 있다. : 물리 계층을 동적으로 적응 (변조기술, 속도)
[무선 링크 문제]
- 숨은 터미널 문제 - 장애물로 인해 A와 C가 서로 인지 X
- 페이딩 현상- 신호가 무선 매체를 통과함에 따라 신호 세기 감소
- 수신 측에서 충돌 검출 못할 가능성
[채널과 결합]
- 서로 다른 주파수의 채널로 스펙트럼 분할- AP 관리자가 AP의 주파수 선택
- 간섭 가능 : 이웃 AP가 선택한 채널과 동일할 수도- 결합
- 개별 무선 단말기는 네트워크 계층 데이터를 송수신하기 전에 하나의 AP와 결합되어 있어야 한다.
- 결합된 AP만이 데이터 프레임을 무선 스테이션에 전송 가능
- 무선 스테이션은 결합된 AP를 통해서만 인터넷으로 데이 프레임 전송 가능- AP가 주기적으로 비컨 프레임을 전송할 것을 요구
- 802.11 표준
- 비컨 프레임(beacon frame): AP의 SSID, MAC 주소 포함
- 비컨 프레임으로부터 사용 가능한 AP들의 정보를 얻은 무선 스테이션은 결합을 맺을 AP 하나를 선택
- AP 선택 알고리즘X : 일반적으로 비컨 시그널의 세기가 가장 강한 AP 선택- 도착 호스트
- 연결할 AP 선택한 후 인증 수행 가능
- 그런 다음 일반적으로 DHCP 실행하여 AP의 서브넷에서 IP주소 가져옴.
[AP 탐색]
- 수동적 스캐닝 (passive scanning) - AP들로부터 비컨 프레임이 전송됨
- H1에서 선택된 AP로 결합 요청 메시지를 전송
- 선택된 AP에서 H1으로 결합 수락 메시지를 전송- 능동적 스캐닝 (active scanning) - 탐사용 프로브 프레임이 H1으로부터 방송됨.
- AP들로부터 프로브 응답 메시지가 도착
- H1에서 선택된 AP로 결합 요청 메시지를 전송
- 선택된 AP에서 H1으로 결합 수락 메시지를 전송
[IEEE 802.11: 다중 접속]
- 충돌 방지
- 동시에 전송하는 2개 이상의 노드- CSMA
- 전송 전 감지
- 다른 노드에서 감지된 진행 중인 전송과 충돌 X- 한계
- 충돌을 감지하기 어려움 : 높은 전송 신호, 페이딩으로 인한 약한 수신 신호
- 숨겨진 터미널 문제
- 목표 : 충돌방지 CSMA/CA (CollisionAvoidance)
[IEEE 802.11 MAC 프로토콜 : CSMA/CA]
- 802.11 송신자
1. 스테이션은 채널이 사용되지 않음을 감지하면 DIFS라는 짧은 시간동안 기다린 후에 프레임을 전송
- DIFS (Distributed Inter-frame Space) : 전파 지연 방지
2. 채널이 사용 중이면, 스테이션은 backoff 방식에 따라 선택된 임의의 시간동안 대기
- 카운트 다운 만료시 전송
- ACK가 없으면 backoff 간격 늘리고 반복- 802.11 수신자
- 프레임이 정상적으로 수신된 경우 SIFS 후 ACK 반환
- 숨겨진 터미널 문제로 인해 ACK 필요
[더 나아간 충돌 방지 : RTS와 CTS]
- 숨은 터미널이 존재하더라도 충돌 방지 가능한 "예약" 방법
- RTS
- Request-To-Send
- 송신자는 먼저 CSMA를 사용하여 작은 RTS 패킷을 AP로 전송
- RTS는 여전히 서로 충돌할 수 있음 (단, 짧음)- CTS
- Clear-To-Send
- AP는 RTS에 대한 응답으로 CTS 브로드캐스트- 모든 노드에서 듣는 CTS
- 발신자는 데이터 프레임을 전송
- 다른 스테이션은 전송을 연기
[address 필드]
- address1
- 프레임을 받을 무선 호스트나 AP의 MAC 주소- address2
- 프레임을 전송한 무선 호스트나 AP의 MAC 주소- address3
- AP에 연결될 라우터 인터페이스의 MAC 주소- address4
- 애드혹 네트워크에서만 사용- 주소 필드가 4개나 필요한 이유
- 네트워크 연동을 위해
- 무선 스테이션에서 AP를 통해 라우터 인터페이스로 네트워크 계층 데이터그램을 전송하는 경우
[Frame Control, Duration, Sequence Number 필드]
- Frame Control
- 여러 개의 서브 필드
- Type, Subtype : 결합, 데이터 프레임을 구분
- To, From : 주소 필드들의 의미 정의
- WEB : 암호화 사용 여부- Duration
- ACK 전송하는 시간을 포함한 시간 동안 채널 예약할 때
- 데이터 프레임과 RTS, CTS 프레임 모두에 대한 시간값- Sequence Number
- 3장의 트랜스포트 계층과 마찬가지
[Payload, CRC 필드]- 페이로드
- 하나의 IP 데이터 그램이나 ARP 패킷
- 최대 2312byte- CRC
- 수신자가 프레임의 비트 오류 검출
- 32비트
- 비트 오류는 유선보다 무선 랜에서 많이 발생