IEEE 802.11 MAC Management IEEE 802.11 MAC Management
Anuncio
IEEE 802.11 MAC Management Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 75 IEEE 802.11 MAC Management Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 76 IEEE 802.11 MAC Management • Roaming La estación decide que el enlace al AP actual es pobre. La estación utiliza la función de scanning para encontrar otro AP. ¾ O puede usar información de scannings previos. La estación envía peticiones de reasociación (Reassociation Request) al nuevo AP. Si la respuesta (Reassociation Response) al pedido de reasociación es exitoso: ¾ La estación ha migrado (roamed) al nuevo AP. Si la respuesta no es afirmativa la estación realiza otro proceso de scanning. Un AP que ha aceptado un pedido de reasociación: ¾ Informa sobre la reasociación al DS. ¾ La información del DS se actualiza. ¾ El AP original es notificado a través del DS. Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 77 IEEE 802.11 MAC Management • Scanning Requerido para múltiples funciones. ¾ Encontrar y unirse a una red. ¾ Encontrar un nuevo AP mientras una estación está roaming. ¾ Inicializar un IBSS (red ad hoc). La MAC utiliza un mecanismo común para todas las opciones de capa física. ¾ Scanning en un solo canal o multicanal. ¾ Scanning pasivo o activo. Scanning Pasivo ¾ Encontrar redes simplemente escuchando los beacons. Scanning Activo ¾ En cada canal: 9 Se envía una sonda de prueba (probe) y se espera por la respuesta. 9 Probe, Probe Response. ¾ La respuesta al Probe o la señal de beacon tiene la información necesaria para unirse a la red. Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 78 IEEE 802.11 MAC Management Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 79 IEEE 802.11 MAC Management Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 80 IEEE 802.11 MAC Management Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 81 Trama MAC IEEE 802.11 • En esta sección se presentan formatos de trama para cuando no se usa seguridad. ¾ No se usan en todos los casos los cuatro campos de direcciones. • Campos: ¾ Frame control 9 Indica el tipo de trama y provee información de control (se explica luego). Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 82 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: Duration /connection ID” ¾ Duración (bit 15=0): 9Indica el tiempo (en microsegundos) que el canal será destinado a transmitir la trama. 9Todas las estaciones deben monitorear los headers de todas las tramasque reciben y actualizar su NAV. Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 83 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: Duration /connection ID” ¾ Identificador de Conexión (o identificador de asociación, AID) 9Para tramas de control Power-save poll frames. 9Se usan 14 bits para enviar los bits menos significativos de la identidad de asociación de la estación (AID, Association ID). AID indica a cual BSS pertenece la estación. 9Una estación se despierta para solicitar a un AP que envíe las tramas almacenadas para esa estación operando en “power-save mode”. Tramas transmitidas durante el periodo libre de contención ¾Bit 14=0, Bit 15=1, y todos los demás son 0. 9El valor es entonces 32768 ¾Se interpreta como un NAV con un gran valor. ¾Para las estaciones que no recibieron las tramas de beacon anunciando el inicio del periodo CF, para que no interfieran con transmisiones CF. Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 84 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: Sequence Control (para defragmentación y descartar tramas duplicadas) ¾ 4 bits para indicar el número de fragmento usado en fragmentación y reensamblado. ¾ 12 bits para número de secuencia usado para numerar las tramas. 9 Cada fragmento de un MSDU específico tendrá el mismo número de secuencia. 9 El número de secuencia opera como un contador módulo 4096. 9 Cuando se retransmite una trama, no se cambia el número de secuencia. ¾ Cuando se recibe una trama, una estación puede filtrar tramas duplicadas monitoreando los números de secuencia y de fragmentos. 9 La estación conoce si la trama está duplicada si los números de secuencia y fragmento son iguales a los de la trama última recibida (la inmediatamente anterior), o si el bit de “Retry” es 1 (bit que es parte del campo de control). Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 85 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: Sequence Control ¾ La duplicación de tramas puede ocurrir cuando: 9 Una estación recibe una trama sin errores y envía el ACK necesario. 9 Ocurren errores de transmisión que destruyen la trama ACK en camino. 9 Al no recibir el ACK en un periodo de tiempo especificado, la estación transmisora retransmite la trama. ¾ La estación destino envía un ACK de la trama retransmitida a pesar que la trama se descartó por filtrado de tramas duplicadas. Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 86 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: Frame body ¾ Contiene un MSDU o un fragmento de un MSDU. ¾ El MSDU puede ser un PDU de LLC o información de control de la MAC. ¾ La MAC cumple también la función de segmentación y reensamblaje de tramas. 9 Para funcionar con las Ethernet tradicionales, no tiene sentido utilizar una WLAN que no sea capaz de manejar tramas de hasta 1518 bytes. 9 Por otro lado, el medio físico de una WLAN es bastante propenso a errores, resulta conveniente manejar tramas más pequeñas para disminuir el efecto de las sucesivas retransmisiones. 9 Por esta razón, el comité llegó a un compromiso, implementando segmentación de la carga útil de una trama de nivel de enlace, en varios fragmentos mas pequeños. Cada fragmento tiene un encabezado de capa 2 y debe ser confirmado positivamente para poder enviar el siguiente fragmento. En el receptor se lleva a cabo la función inversa y se vuelven a ensamblar los datos. ¾ El tamaño de esta campo de datos máximo es de 2304 bytes, pero las implementaciones deben soportar 2312 para acomodar el overhead de WEP. Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 87 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: CRC (FCS) ¾ CRC de 32 bits. ¾ Si se detecta error se descarta y se espera por retransmisión automática. 9 No se envía ACK. ¾ Si no se detectan errores se debe enviar ACK. 9 Diferente a lo que ocurre en Ethernet. Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 88 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos del campo “Frame Control” Protocol Version ¾ Versión de la MAC 802.11 se utiliza en la trama (actualmente se coloca 00). ¾ Otros valores cuando cambios sean estandarizados y sean incompatibles con la especificación original. Type (Tipo de la trama) ¾ Control (01) ¾ Administración (00) ¾ Datos (10) ¾ Reservado (11) Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 89 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos del campo “Frame Control” Subtype ¾ Identifica la función de la trama. 9 Combinaciones posibles se presentan luego en una tabla. ToDS ¾ 1 si se desea que la trama se reenvíe usando un AP hacia el DS. FromDS ¾ 1 si la trama viene del DS. More Fragments ¾ 1 si mas fragmentos del mismo MSDU seguirán a esta trama. 9 Esta y todos los fragmentos vienen con el valor 1, excepto el fragmento final. ¾ 0 para otras tramas. Retry ¾ 1 si es una retransmisión de una trama previa. (Por ejemplo se perdió un ACK). ¾ Ayuda a eliminar tramas duplicadas. Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 90 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos del campo “Frame Control” Power Management ¾ Indica el modo de administración de potencia en el que la estación que envía la trama estará luego del intercambio actual (de tramas). 9 1 si la estación que transmite estará en “sleep mode”(power-save mode). 9 0 si la estación que transmite estará en “full active mode”. 9 Siempre 0 para tramas trasmitidas por un AP. More data – Indica a la estación receptora que tiene mas datos que enviar y que esté lista para recibirlos. ¾ 1 (seteado por un AP) si AP tiene tramas adicionales que enviar a una estación que está en “Power Save Mode”. ¾ 0 para otros casos. Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 91 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos del campo “Frame Control” WEP – 1 si se utilizan WEP (indicar que el campo de datos está encriptado) o WPA. ¾ WEP (Wired Equivalent Privacy) 9 WEP es un conjunto de rutinas de encripción. ¾ WAP (WiFi Protected Access) nuevo mecanismo de seguridad. Order – 1 en cualquier trama que utilice el servicio “Strictly Ordered” que indica a la estación receptora que las tramas deben procesarse en orden estricto. ¾ Indica que un protocolo de las capas superiores requiere este servicio. Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 92 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: Addresses ¾ Basic Service Set Identification (BSSID) 9 Un ID de 48 bits que identifica a cada una de los BSSs en una red. Se conoce como “network ID” distingue un BSS particular de otros. 9 La principal ventaja de emplearlo es el filtrado. Distintas redes 802.11 pueden sobrelaparse físicamente, pero una red no tiene porque recibir broadcasts de capa enlace de la otra. 9 En un IBSS, el SSID es un número aleatorio generado el momento en el que se forma la red. 9 Para un BSS de infraestructura, el BSSID es la dirección MAC de la interfaz inalámbrica del AP que está estructurando el BSS. 9 Un BSSID con todos los bits en 1 es un “broadcast BSSID”. Las tramas que lo usan no son filtradas. Se usan para el envío e “probes”. Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 93 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: Addresses ¾ 802.11 establece una distinción entre fuente y transmisor (source y transmitter) y entre destino y receptor (destination and receiver). ¾ En la trama: 9 Address1 indica el receptor (receiver) de la trama. 9 Address2 indica el transmisor (transmitter) de la trama. Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 94 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: Addresses ¾ Para redes de infraestructura, para el caso de tramas dirigidas a un destino en el DS: 9 El cliente es a la vez fuente y transmisor (SA/TA, Source Address/Transmitter Address). 9 El receptor de la trama radiada es el AP (RA, Receiver Address y usa el BSSID). El AP es solo un “destino intermedio”. El AP lo retransmite al DS para que llegue al Servidor. 9 El destino final es el servidor (DA, Destination Address). ¾ Para el caso en estudio: 9 ToDS=1 y FromDS=0 Tramas dirigidas a un destino en el DS //ToDS=1. Address1 (receiver)= BSSID //el AP Address2 (transmitter)=SA //el cliente Address3 =DA //el servidor Address4 = NA //no se utiliza Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 95 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: Addresses ¾ Para redes de infraestructura, para el caso de tramas de datos dirigidas desde el servidor (desde el DS) al cliente: 9 Las tramas son creadas por el servidor, y la dirección de la fuente (SA) es la MAC del servidor. 9 Cuando el AP transmite, usa su MAC inalámbrica como dirección del transmisor (TA=BSSID). 9 El cliente es a la vez receptor y destino final (DA/RA). ¾ Para el caso en estudio: 9 ToDS=0 y FromDS=1 Tramas dirigidas a un destino desde el DS //FromDS=1. Noviembre 05 Address1 (receiver)= DA //el cliente Address2 (transmitter)= BSSID //el AP Address3 =SA //el servidor Address4 = NA //no se utiliza Ivá Iván Bernal, Ph.D. 96 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: Addresses ¾ Uso de los campos de dirección para el caso de un sistema de distribución inalámbrico (WDS, Wireless Distribution System), denominado muchas veces como “wireless bridge”: 9 En la figura, dos redes alámbricas están unidas mediante APs trabajando como bridges inalámbricos. 9 Las direcciones fuente y destino siguen siendo las direcciones del cliente y servidor. 9 Las tramas deben identificar el transmisor y el receptor en el medio inalámbrico. Tramas que salen del cliente al servidor, el transmisor es el AP del lado del cliente, y el receptor es el AP del lado del servidor. Separando la fuente del transmisor permite que el AP del lado del servidor envíe los ACKs a su AP par sin interferir con la capa de enlace de la red alámbrica. Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 97 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: Addresses ¾ Uso de los campos de dirección para el caso de un WDS. ¾ Para el caso en estudio: 9 ToDS=1 y FromDS=1 Address1 (receiver)=RA //el AP del lado del servidor Address2 (transmitter)=TA //el AP del lado del cliente Noviembre 05 Address3 =DA //el servidor Address4 = SA //el cliente Ivá Iván Bernal, Ph.D. 98 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: Addresses ¾ En un IBSS: 9 En el caso de un IBSS, no se utilizan AP y no se tiene un DS presente. 9 El transmisor es la fuente y el receptor es el destino. 9 Todas las tramas llevan el BSSID para que las estaciones chequeen las tramas de broadcast y multicast, y las filtren si es del caso. ¾ Para el caso de en IBSS: 9 ToDS=0 y FromDS=0 Address1 (receiver)=DA Address2 (transmitter)=SA Address3 =BSSID Address4 = No se usa Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 99 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: Addresses ¾ Resumen del uso de los campos de dirección para el caso de TRAMAS DE DATOS Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 100 Trama MAC IEEE 802.11 • Campos de la trama: Addresses ¾ Las tramas de administración y control se transmiten siempre con ToDS=0 y FromDS=0 ¾ El caso de las tramas de datos, ya sean en un IBSS o en un BSS de infraestructura, se explicó anteriormente. Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 101 Trama MAC IEEE 802.11 • Tramas de administración Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 102 Trama MAC IEEE 802.11 • Tramas de Control y datos Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 103 Trama MAC IEEE 802.11 Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 104 Trama MAC IEEE 802.11 Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 105 Trama MAC IEEE 802.11 Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 106 Trama MAC IEEE 802.11 Noviembre 05 Ivá Iván Bernal, Ph.D. 107
