Рамка маяка - Beacon frame

802.11 Beacon frame

Рамка маяка один из фреймов управления в IEEE 802.11 основанные на WLAN. Он содержит всю информацию о сети. Кадры-маяки передаются периодически, они служат для оповещения о наличии беспроводной локальной сети и для синхронизации членов набора услуг. Кадры маяка передаются точка доступа (AP) в инфраструктуре базовый набор услуг (BSS). В сети IBSS генерация маяков распределяется между станциями. Для спектра 2,4 ГГц при наличии более 15 SSID на перекрывающихся каналах (или более 45 в сумме) кадры радиомаяка начинают потреблять значительное количество эфирного времени и снижать производительность, даже когда большинство сетей простаивают.

Составные части

Кадры радиомаяка состоят из 802.11 MAC-заголовок, тело и FCS.^[1] Некоторые поля в теле перечислены ниже.

• Отметка времени
  После получения кадра маяка все станции переводят свои местные часы на это время. Это помогает с синхронизацией.
• Сигнальный интервал
  Это временной интервал между передачами маяков. Время, в которое узел (AP, станция, когда в для этого случая или режим P2P GO) должен отправлять маяк, известный как Целевое время передачи маяка (TBTT). Интервал маяка, выраженный в Единица времени (TU). Это настраиваемый параметр в точке доступа и обычно настраивается как 100 TU.^[2]
• Информация о возможностях
  Поле информации о возможностях имеет длину до 16 бит и содержит информацию о возможностях устройства / сети. Тип сети, такой как для этого случая или В этом поле сигнализируется сеть инфраструктуры. Помимо этой информации, он объявляет о поддержке опроса, а также шифрование Детали.
• SSID
• Поддерживаемые ставки
• Набор параметров скачкообразной перестройки частоты (FH)
• Набор параметров Direct-Sequence (DS)
• Набор параметров без конкуренции (CF)
• Набор параметров IBSS
• Карта индикации движения (ТИМ)

Точки доступа к сети инфраструктуры отправляют маяки с определенным интервалом, который часто устанавливается на значение по умолчанию 100 TU, что эквивалентно 102,4 мс. В случае специальной сети, в которой нет точек доступа, одноранговая станция отвечает за отправку маяка. После того, как специальная станция получает кадр маяка от однорангового узла, она ожидает случайное количество времени. По истечении этого случайного тайм-аута он отправит кадр маяка, если его уже не отправила другая станция. Таким образом, ответственность за отправку кадров маяков передается между всеми одноранговыми узлами в специальной сети, при этом гарантируя, что маяки будут отправляться всегда.

Большинство точек доступа позволяют изменять интервал передачи маяка. Увеличение интервала маяка приведет к тому, что маяки будут отправляться реже. Это снижает нагрузку на сеть и увеличивает пропускную способность для клиентов в сети; однако это имеет нежелательный эффект задержки процессов ассоциации и роуминга, поскольку станции, сканирующие точки доступа, могут потенциально пропустить маяк при сканировании других каналов. В качестве альтернативы, уменьшение интервала радиомаяка приводит к более частой отправке радиомаяков. Это увеличивает нагрузку на сеть и снижает пропускную способность для пользователей, но приводит к более быстрому процессу ассоциации и роуминга. Дополнительным недостатком уменьшения интервала между радиомаяками является то, что станции, находящиеся в режиме энергосбережения, будут потреблять больше энергии, так как они должны чаще просыпаться для приема маяков.

Проверка бездействующей сети с помощью инструментов мониторинга пакетов, таких как tcpdump или же Wireshark покажет, что большая часть трафика в сети состоит из фреймов маяков, с некоторыми не-802-11 пакетов, смешанных, например DHCP пакеты. Если пользователи присоединятся к сети, начнут появляться ответы на каждый маяк вместе с обычным трафиком, генерируемым пользователями.

Станции должны планировать передачу радиомаяков с номинальным интервалом между радиомаяками. Однако передача может иметь некоторые задержки из-за доступа к каналу. Как и другие рамки, маяки должны следовать CSMA / CA алгоритм. Это означает, что если канал занят (например, другая станция в настоящее время отправляет кадр), когда необходимо отправить маяк, он должен подождать. Это означает, что фактический интервал между маяками может отличаться от номинального интервала маяков.^[3] Однако станции могут компенсировать эту разницу, проверяя метку времени в кадре маяка, когда он окончательно отправлен.

Функция

Хотя кадры маяков действительно вызывают некоторые нетривиальные накладные расходы для сети, они жизненно важны для правильной работы сети. Радио Сетевые карты вообще сканировать все РФ каналы, ищущие маяки, сообщающие о наличии ближайшей точки доступа. Когда радиостанция принимает кадр маяка, она получает информацию о возможностях и конфигурации этой сети, а также может предоставить список доступных подходящих сетей, отсортированных по мощности сигнала. Это позволяет устройству выбирать подключение к оптимальной сети.

Даже после подключения к сети сетевая карта радиомаяка будет продолжать поиск маяков. Это дает несколько преимуществ. Во-первых, продолжая сканирование других сетей, у станции есть варианты для альтернативных сетей, если сигнал текущей точки доступа становится слишком слабым для продолжения связи. Во-вторых, поскольку оно все еще принимает кадры маяка от связанной в данный момент точки доступа, устройство может использовать временные метки в этих маяках для обновления своих внутренних часов. Маяки от текущей точки доступа также информируют станции о неизбежных изменениях конфигурации, таких как изменения скорости передачи данных.

Наконец, маячки позволяют устройствам переходить в режимы энергосбережения. Точки доступа будут удерживать пакеты, предназначенные для станций, которые в данный момент спят. в карта индикации движения кадра маяка точка доступа может информировать станции о том, что у них есть кадры, ожидающие доставки.

Рекомендации