Э. Таненбаум - Компьютерные сети. (4-е издание) (PDF) (1130118), страница 92
Текст из файла (страница 92)
С исходящим каналом все несколько сложнее, поскольку имеются конкурирующие между собой станции, желающие получить доступ к нему. Его распределение тесно связано с вопросом качества обслуживания. Определены четыре класса сервисов:1. Сервис с постоянной битовой скоростью.2. Сервис реального времени с переменной битовой скоростью.3. Сервис, работающий не в реальном масштабе времени, с переменной битовойскоростью.4. Сервис с обязательством приложения максимальных усилий по предоставлению услуг.Все предоставляемые стандартом 802.16 сервисы ориентированы на соединение, и каждое соединение получает доступ к одному из приведенных ранее классов сервиса. Это определяется при установке связи. Такое решение сильно отличается как от 802.11, так и от Ethernet, где отсутствовали какие-либо намеки наустановление соединения на подуровне MAC.Сервис с постоянной битовой скоростью предназначен для передачи несжатой речи, такой, какая передается по каналу Т1.
Здесь требуется передавать предопределенный объем данных в предопределенные временные интервалы. Этореализуется путем назначения каждому соединению такого типа своих интервалов. После того как канал оказывается распределенным, доступ к временным интервалам осуществляется автоматически, и нет необходимости запрашивать каждый из них по отдельности.Сервис реального масштаба времени с переменной битовой скоростью примещ няется при передаче сжатых мультимедийных данных и других программныхBluetoothГлава 4. Подуровень управления доступом к средеприложений реального времени. Необходимая в каждый момент времени пропускная способность может меняться.
Та или иная полоса выделяется базовойстанцией, которая опрашивает через определенные промежутки времени абонента с целью выявления необходимой на текущий момент ширины канала.Сервис, работающий не в реальном масштабе времени, с переменной битовойскоростью предназначен для интенсивного трафика — например, для передачифайлов большого объема. Здесь базовая станция тоже опрашивает абонентов довольно часто, но не в строго установленные моменты времени.
Абонент, работающий с постоянной битовой скоростью, может установить в единицу один изспециальных битов своего кадра, тем самым предлагая базовой станции опросить его (это означает, что у абонента появились данные, которые нужно передать с новой битовой скоростью).Если станция не отвечает на k опросов подряд, базовая станция включает еев широковещательную группу и прекращает персональные опросы. Теперь еслистанции потребуется передать данные, то во время широковещательного опросаона должна ответить базовой станции, запрашивая тем самым сервис. Таким образом, станции с малым трафиком не отнимают у базовой станции ценное времяна персональные опросы.Наконец, сервис с обязательством приложения максимальных усилий используется для всех остальных типов передачи.
Никаких опросов здесь нет, а станции, желающие захватить канал, должны соперничать с другими станциями,которым требуется тот же класс сервиса. Запрос пропускной способности осуществляется во временных интервалах, помеченных в карте распределения исходящего потока как доступные для конкуренции. Если запрос прошел удачно, этобудет отмечено в следующей карте распределения входящего потока.
В противном случае абоненты-неудачники должны продолжать борьбу. Для минимизации числа коллизий используется взятый из Ethernet алгоритм двоичного экспоненциального отката.Стандартом определены две формы распределения пропускной способности:для станции и для соединения. В первом случае абонентская станция собираетвместе все требования своих абонентов (например, компьютеров, принадлежащих жильцам здания) и осуществляет коллективный запрос. Получив полосу,она распределяет ее между пользователями по своему усмотрению. В последнемслучае базовая станция работает с каждым соединением отдельно.Стандарт 802.16: структура кадраВсе кадры подуровня управления доступом к среде (MAC) начинаются с одногои того же заголовка.
За ним следует (или не следует) поле данных, и кончаетсякадр также необязательным полем контрольной суммы (CRC). Это показано нарис. 4.31. Поле данных отсутствует в служебных кадрах, которые предназначены,например, для запроса временных интервалов. Контрольная сумма (как ни странно) тоже является необязательной благодаря тому, что исправление ошибок производится на физическом уровне и никогда не бывает попыток повторно переслать кадры информации, передающейся в реальном масштабе времени. Так если361все равно нет повторных передач, зачем же беспокоить аппаратуру вычислениеми проверкой контрольных сумм?Биты1 10I огп |360112ЕС1116•ТипСI ЕКДлинаИдентификаторКонтрольнаясоединениясумма заголовкаSSДанныеКонтрольнаясуммаSSБиты1 10116ТипЧислозапрашиваемыхбайтов16ИдентификаторКонтрольнаясоединениясумма заголовкаРис.
4 . 3 1 . Обычный кадр (а); кадр запроса канала (б)Давайте кратко рассмотрим поля заголовка (рис. 4.31, а). Бит ЕС говорито том, шифруется ли поле данных. Поле Тип указывает тип кадра (в частности,сообщает о том, пакуется ли кадр и есть ли фрагментация). Поле CI указывает наналичие либо отсутствие поля финальной контрольной суммы. Поле ЕК сообщает, какой из ключей шифрования используется (если он вообще используется).В поле Длина содержится информация о полной длине кадра, включая заголовок. Идентификатор соединения сообщает, какому из соединений принадлежиткадр. В конце заголовка имеется поле Контрольная сумма заголовка, значениекоторого вычисляется с помощью полинома Xs + х2 + х + 1.На рис.
4.31, б показан другой тип кадра. Это кадр запроса канала. Он начинается с единичного, а не нулевого бита и в целом напоминает заголовок обычногокадра, за исключением второго и третьего байтов, которые составляют 16-битный номер, говорящий о требуемой полосе для передачи соответствующего числа байтов. В кадре запроса канала отсутствует поле данных, нет и контрольнойсуммы всего кадра.Можно долго говорить о стандарте 802.16, но все-таки не здесь.
За дополнительной информацией обращайтесь, пожалуйста, к официальному описаниюстандарта.BluetoothВ 1994 году компания Л. М. Эриксона (L. M. Ericsson) заинтересовалась вопросом беспроводной связи между мобильными телефонами и другими устройствами (например, PDA). Совместно с четырьмя другими небезызвестными компаниями (IBM, Intel, Nokia и Toshiba) была сформирована специальная группа (тоесть консорциум), которая занялась развитием стандарта беспроводной связи362Глава 4. Подуровень управления доступом к средевычислительных устройств и устройств связи, а также созданием аксессуаров,использующих недорогие маломощные радиоустройства небольшого радиусадействия.
Проект был назван Bluetooth («Синий зуб») в честь великого королявикингов по имени Гаральд Синий Зуб II (940-981), который объединил (читай,завоевал) Данию и Норвегию. Ну да, он тоже сделал это без помощи проводов.Изначально идея состояла в том, чтобы избавиться от надоевших кабелеймежду устройствами, однако затем системы стали расширяться и вторгаться вовладения беспроводных ЛВС. Поскольку такой поворот событий действительноделает стандарт более полезным, его даже стали прочить в конкуренты стандарту802.11. Чтобы еще больше усугубить конкуренцию, системы сделали близкимине только на уровне идей, но и на уровне электрических сигналов.
Нелишнимтакже будет отметить и тот факт, что компания Hewlett-Packard несколько летназад представила миру инфракрасную сеть для объединения компьютерной периферии без использования проводов. Однако эта идея не получила широкогораспространения.Неустрашимая специальная группа Bluetooth несмотря на все это выпустилав июле 1999 года 1500-страничную спецификацию V1.0. Вскоре после этого группа стандартизации IEEE взяла данный документ за основу стандарта 802.15 (персональные сети) и начала кромсать его, подгоняя под свои нужды. Может поначалу показаться странной идея разработки стандарта того, что уже стандартизовано,причем очень детально специфицировано, особенно если не видно никаких несовместимых систем, которые надо было бы совмещать. Однако опыт показывает,что открытые стандарты, созданные такими нейтральными организациями, какIEEE, зачастую способствуют популяризации и развитию новых технологий.Необходимо сделать одно уточнение: спецификация Bluetooth охватывает целуюсистему, от физического до прикладного уровня.
Комитет IEEE 802.15 занимается стандартизацией только лишь физического уровня и уровня передачи данных; часть стека протоколов, касающаяся других уровней, не входит в его компетенцию.Несмотря на то, что в 2002 году IEEE утвердил первый стандарт персональных сетей, 802.15.1, специальная группа Bluetooth по-прежнему активно работает и занимается улучшениями системы.
Хотя на данный момент Bluetooth истандарт IEEE не совсем идентичны, ожидается, что скоро произойдет их объединение.Архитектура BluetoothНачнем изучение системы Bluetooth с краткого обзора того, из чего она состоити для чего предназначена. Основу Bluetooth составляет пикосеть (piconet), состоящая из одного главного узла и нескольких (до семи) подчиненных узлов, расположенных в радиусе 10 м. В одной и той же комнате, если она достаточно большая, могут располагаться несколько пикосетей. Более того, они могут даже связываться друг с другом посредством моста (специального узла), как показано нарис. 4.32. Несколько объединенных вместе пикосетей составляют рассеяннуюсеть (scatternet).Bluetooth363Пикосеть 2Активный \^подчиненный "\узел/ОтдыхающийподчиненныйузелПодчиненныйузел-мостРис.
4.32. Две пикосети могут, соединившись, сформировать рассеянную сетьПомимо семи активных подчиненных узлов, один главный узел может поддерживать до 255 так называемых отдыхающих узлов. Это устройства, которыеглавный узел перевел в режим пониженного энергопотребления — за счет этогопродлевается ресурс их источников питания. В таком режиме узел может толькоотвечать на запросы активации или на сигнальные последовательности от главного узла. Существуют еще два промежуточных режима энергопотребления —приостановленный и анализирующий, но мы их сейчас рассматривать не будем.1Такое решение с главным и подчиненным узлами оказалось очень простым идешевым в реализации (вся микросхема Bluetooth стоит менее $5).
Посколькуэтого и добивались разработчики, такой вариант и был принят. Последствиемэтого является то, что подчиненные узлы получились очень неразговорчивыми —они лишь выполняют то, что им прикажет главный узел. В основе пикосетей лежит принцип централизованной системы с временным уплотнением. Главныйузел контролирует временные интервалы и распределяет очередность передачиданных каждым из подчиненных узлов. Связь существует только между подчиненным и главным узлами. Прямой связи между подчиненными узлами нет.Приложения BluetoothБольшинство сетевых протоколов просто предоставляют каналы связи междукоммуникационными единицами и оставляют прикладное использование этихканалов на усмотрение разработчиков.
Например, в стандарте 802.11 ничего неговорится о том, что пользователи должны использовать свои ноутбуки для чтения электронной почты, работы в Интернете и т. п. В противоположность этомуспецификация Bluetooth VI.1 называет 13 конкретных поддерживаемых приложений и для каждого из них предоставляет свой набор протоколов. К сожалению,это приводит к сильному усложнению системы, поэтому многие детали в нашемописании мы вынуждены опустить.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
