출처: https://markspeople.tistory.com/97
OSI 7 Layer에서 802.11은 물리계층(PHY)과 데이터링크(MAC) 계층에 대해서 정의를 해둔 규격임.
물리계층에서는 신호를 검출하여 데이터를 전송하는 기능을 하고 데이터 링크 계층에서는 여러 방법으로 데이터가 정확히 전송되었는지 확인하는 계층이다.
- 물리계층에서는 들어오는 신호를 검출한다. 그리고 무선매체가 사용중인지 아닌지 (busy or idle이라는 표현 사용)를 MAC 부계층에 알려준다. 그 후에 데이터 프레임을 전송하게 된다. (8비트 단위로)
- 데이터 계층은 MAC과 LLC계층으로 나뉘는데 MAC에서는 CSMA/CA 프로토콜이 사용된다.이 CSMA/CA는 무선매체에 접근에 대한 제어를 한다. 그리고 네트워크를 탐색하고 합류, 즉 무선네트워크에 접속을 하게된다. 후에 3단계의 인증 및 보안을 거친다.
CSMA/CD는 유선환경에서 버스에 연결된 여러 통신 주체들이 동시에 통신을 할때 데이터 간에 충돌을 막기위해 사용되는 프로토콜이다. 유선환경에서는 전송로가 비었는지 확인(Carrier sensing)을 하고 비어있다면 데이터 전송(Multi Access)을 하고, 전송 후 충돌이 있나 없나 검사(Collision Detection)를 한다. 있다면 대기시간(Back off)을 갖게 한다.
CSMA/CA는 무선환경의 CSMA/CD라고 생각하면 되는데 무선환경에서는 충돌여부의 감지가 어려워서 충돌을 회피 하는 방식으로 프로토콜이 구현되어있다. 전송 절차는 일정시간만큼 대기(DIFS)하고 있다가 수신단이 idle상태이면 데이터를 전송한다. 전송후 일정시간 후에 (SIFS)수신단은 송신단으로 ACK신호를 보내 데이터를 잘 받았다라고 알린다.
IFS(Inter-Frame Space)이 있는 이유는 station이 idle상태 처럼 보일지라도 멀리 떨어진 station에서 데이터를 전송했을 지도 모르기 때문이다. 이런경우 IFS시간없이 바로 데이터를 전송하면 충돌이 일어나기 때문에 IFS만큼 일정시간 대기를 한다. 또한 이 IFS를 가지고 우선순위를 정할수있다. IFS를 짧게 줄수록 우선순위가 높은식으로 정할 수 있다.
출처: https://needjarvis.tistory.com/156
MAC계층의 주요 프레임으로는 관리 프레임, 제어프레임, 데이터 프레임이 있다.
관리 프레임은 초기 통신을 확립한다. >> 어떤 와이파이/무선네트워크에 연결할 지에 대한 프레임을 말하는것 같다.
제어 프레임 >>신뢰성있는 데이터 전송을 위해 데이터 프레임에 수신 데이터의 확인,긍정등의 헤더가 붙는 것을 말한다.
데이터 프레임은 전송하고자 하는 데이터를 말한다.
LLC(논리적 링크 제어)는 상위계층과 인터페이스 기능을 제공하고, 오류제어 흐름제어의 기능이 있다. LLC의 프레임은 DASP, SSAP, Control, DATA로 구성되어있다. 즉, 발신지가 어디이고 목적지가 어디인지, 프레임의 종류와 역할이 무엇인지, 보내고자하는 데이터로 프레임이 구성되어있다.
질문거리:(간단하게 말하자면 와이파이에 접속하는 단계를 말하는 것 같은데 내 생각에는 네트워크에 먼저 접속을 하고 데이터를 주고받고 해야하는 것 아닌가 의문이 든다...)>>MAC이라는 것이 매체접근방식(Media Access Control)을 이야기하는 것임
-802.11xx 요약
*802.11b
1. 802.11은 무선 인터넷용 프로토콜임.
2. 2.4GHz ISM대역의 기존 IEEE802.11 규격 무선 LAN의 변복조 기술을 일부 변경하여 11Mbps까지 지원한 것이 IEEE802.11b 표준임.
3. IEEE802 계역 기술은 일련의 LAN 기술집합에 대한 사양임.
4. 모든 802 네트워크는 MAC과 PHY 구성요소를 가짐.
5. MAC은 매체 접근과 데이타 전송방법을 결정하는 집합임.
6. PHY는 전송과 수신에 대한 구체적인 방법을 의미함.
7. 상용화 제품중 주류를 이루고 있으며 CCK 변조방식을 사용하여 최대 11M까지 전송이 가능함.
8. 802.11 표준의 매체 접근 제어계층과 DSSS 물리계층 규격을 그대로 사용하면서 기존 DSSS방식, 장비와 호환성을 유지함.
9. 802.11b 이전의 FHSS방식과 호환되지 않음. 0. S/N비 요구사항을 충족하기 위해 전송거리가 802.11의 절반 이하로 줄어듬.
802.11g
1. 차세대 무선랜 표준으로 DSSS와 OFDM을 모두 사용하여 전송률은 802.11a와 비슷하며 802.11b 와 호환이 가능함.
2. 무선부분은 802.11a와 802.11b 무선규격의 필수항목을 포함하면서 주파수 채널만 802.11b의 2.4GHz대역을 사용함.
3. 802.11a의 OFDM변조와 802.11b채널과 타이밍을 사용함.
4. 802.11b의 CCK를 이용 5.5M와 11Mbps를 지원함.
5. 802.11a의 6, 9, 12, 24, 36, 48, 54Mbps를 지원하며 6, 12, 24는 필수임.
6. CCK-OFDM은 선택사양으로 802.11b와 호환성을 보장하기 위한것임.
7. 단일 캐리어로 전송되는 CCK와 다중캐리어로 전송되는 OFDM을 동일대역에서 사용하기 위해서는 동일 패킷의 신호부분 설계가 중요함.
8. CCK로 변조된 동일한 구조의 헤더를 사용하여 연속되어 전송될 변조방식을 구분함.
9. 8bit로 구성된 헤더 부분의 서비스필드에서 데이터가 어떤 변조방식을 사용할 것인지를 알려줌.
802.11n
1. 802.11a, 802.11g의 대역폭을 향상시키고자 내놓은 개정판
2. 기존 20Mhz의 대역폭에서 40Mhz의 대역폭으로 증가, 54Mbps에서 600Mbps로 속도 증가.
3. MIMO 기술의 적용 (하나의 안테나에서 송수신을 하는 것이 아닌 여러개의 안테나로 송수신)
4. 2.4Ghz와 5Ghz대역을 하나의 장비에서 사용가능
OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)
직교분할 주파수 다중화라고 한다. 데이터를 여러개로 나누어 직교하는 일정 간격의 반송파에 실어 데이터를 병렬로 보내는 방식이다. FDM방식은 데이터를 실어 보내는 반송파에 guard interval이라 하는 보호대역을 두어 데이터를 전송하는데 이러한 방식은 대역폭 효율성이 떨어진다. OFDM은 직교하는 반송파를 간섭없이 오버랩시켜서 대역폭의 효율성을 극대화 하여 데이터를 전송하는 방식이다. 802.11 뿐만 아니라 LTE에서도 사용하는 방식이다.
OFDM은 효율적인 데이터 전송방식으로 많이 사용하는 기법이다. 우선은 주파수 변조방식이어서 간섭에 강하고, 대역폭을 효율적으로 사용가능한 점, Single Carrier Moudulation(단일 반송파 변조)에서는 채널을 통과하면 왜곡이 심해서 이것을 다시 복원하기 위해 복잡한 이퀄라이징이 필요하지만 OFDM에서는 단순히 gain의 차이 정도로 왜곡이 발생하여 복잡한 이퀄라이징 없이 복원이 쉽게 가능한 것 등의 장점이 있다.
DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum )
디지털 신호를 매우 작은 전력으로 넓은 대역으로 분산하여 동시에 송신하는 것이다.
통신 중에 노이즈가 발생하더라도, 복원 시에 노이즈가 확산되기 때문에 통신에의 영향은 작다. 또한 강한 신호를 발생하지 않기 때문에 좀처럼 다른 통신을 방해하지 않는다.
데이터 비트를 무작위 패턴으로, PN시퀀스와 곱해서 데이터를 해당 대역폭 전체를 차지 하여보내는 방식.
CCK는 DSSS를 코딩하는 방법 중하나로 802.11b에서 사용되는 코딩방법이다. 더 많은 데이터를 TDM방식으로 직렬 전송한다.
*https://blog.naver.com/hts8376/100006806688
