15장 무선 LAN (Wireless LANs)

15장: 개요 15.1 무선 LAN 소개 15.2 IEEE 802.11 프로젝트 15.3 블루투스 15.4 요약

15.1.1 구조 비교 애드혹(Ad hoc): 서로 자유롭게 통신하는 호스트의 집합 그림 15.1: 고립된 LAN : 유선 대 무선

15.1.1 구조 비교 접속점 AP(Access Point) 인터넷과 같은 유선 기반구조와의 연결을 담당하는 장치 유선과 무선의 두 다른 환경을 연결 그림 15.2: 다른 네트워크에 유선 LAN과 무선 LAN의 접속

15.1.2 특성 감쇄 간섭 다중경로 전달 오류 신호는 모든 방향으로 퍼지기 때문에 전자기 신호는 급격히 줄어든다. 수신자는 의도된 송신자 뿐 아니라 다른 송신자의 신호도 받을 수 있다. 다중경로 전달 전기적 파동은 벽이나 땅 또는 사물과 같은 장애물에 반사될 수 있다. 오류 신호대 잡음비(SNR, Signal-to-Noise Ratio)

15.1.3 접근 제어 무선 호스트가 어떻게 공유된 매체(공기)에 접근하는가? CSMA/CD 알고리즘은 무선 LAN에서 동작하지 않는다 무선 호스트는 수/송신을 동시에 하기 위한 충분한 전력을 갖지 못한다 숨겨진 지국 문제는 충돌 감지를 방해한다 기지국들 간의 거리는 멀 수 있다 그림 15.3: 숨겨진 지국 문제

15-2 IEEE 802.11 프로젝트 IEEE 802.11 WiFi 무선 LAN에 대한 규격을 정의 물리층과 데이터링크층을 포함 무선 이더넷이라고 불리기도 한다. WiFi Wireless Fidelity 미국 등에서는 무선 LAN에 대한 동의어로서 WiFi사용 WiFi는 와이파이 연합(WiFi Alliance)의 인증을 받은 무선 LAN

15.2.1 구조 기본 서비스 집합(BSS, Basic Service Set) 그림 15.4: 기본 서비스 세트(BSSs) 고정/이동하는 무선국과 접근점(AP, Access Point)으로 구성됨 애드 혹 네트워크(ad hoc Network): AP없이 네트워크 구성 기반구조(Infrastructure Network) BSS: AP를 가진 BSS 그림 15.4: 기본 서비스 세트(BSSs)

15.2.1 구조 확장 서비스 집합(ESS, Extended Service Set) 그림 15.5: 확장 서비스 세트(ESS) AP를 가진 2개 이상의 BSS로 구성됨 분산 시스템(Distribution System): BSS의 AP들을 연결 그림 15.5: 확장 서비스 세트(ESS)

15.2.2 MAC 부계층 분산 조정함수 포인트 조정함수 그림 15.6: IEEE 802.11 표준에서의 MAC 층 DCF(Distributed Coordination Function) 포인트 조정함수 PCF(Point Coordination Function) 그림 15.6: IEEE 802.11 표준에서의 MAC 층

15.2.2 MAC 부계층 네트워크 할당벡터 그림 15.7: CSMA/CA와 NAV NAV(Network Allocation Vector) 채널 사용여부를 확인하기 전 대기해야 하는 시간->충돌 회피 그림 15.7: CSMA/CA와 NAV DIFS: Distributed Interframe Space SIFS: Short Interframe Space, RTS: Request To Send, CTS: Clear To Send Collision only occurs during handshake period (RTS, CTS)

15.2.2 MAC 부계층 포인트 조정함수 그림 15.8: 반복 구간의 예 기반구조 네트워크에 구현되어있는 선택적 접근방법 DCF 상위에 구현되어있으며 시간에 민감한 전송에 사용 그림 15.8: 반복 구간의 예

15.2.2 MAC 부계층 그림 15.9: 프레임 형식

15.2.2 MAC 부계층 표 15.1: FC 필드의 부필드

15.2.2 MAC 부계층 제어 프레임: 채널에 접근할 때와 확인응답 프레임을 위함 그림 15.10,11: 제어 프레임과 부필드값

15.2.3 주소 체계 FC 필드의 To DS와 From DS의 2개의 플래그 값에 따라 4가지 경우가 정의된다. 표 15.3: 주소

15.2.3 주소 체계 그림 15.11: 주소 체계

15.2.3 주소 체계 그림 15.12: 노출된 지국 문제

15.2.4 물리계층 적외선을 제외한 모든 구현들은 산업, 과학 및 의료(ISM, industrial, scientific and medical)를 위한 대역 표 15.4: 규격

15.2.4 물리계층 그림 15.13: IEEE 802.11 FHSS의 물리계층

15.2.4 물리계층 그림 15.14: IEEE 802.11 DSSS의 물리계층

15.2.4 물리계층 그림 15.15: IEEE 802.11 Infrared의 물리계층

15.2.4 물리계층 그림 15.16: IEEE 802.11b의 물리계층

15-3 블루투스 블루투스 IEEE 802.15 서로 짧은 거리에 있을 때, 서로 다른 기능을 가진 장치를 연결하기 위해 설계된 무선 LAN 기술 블루투스 LAN은 애드 혹 네트워크이다. 장비들은 서로를 발견하여 피코넷(piconet)이라는 네트워크를 만든다.

15.3.1 구조 피코넷(piconet) 그림 15.17: 피코넷 8개까지의 지국을 가질 수 있다. 하나의 주국(Primary)과 그 이외의 종국(Secondary)으로 구성 모든 종국은 클록과 도약 주파수를 종국과 동기화 머무르는 상태(Parked State) 그림 15.17: 피코넷

15.3.1 구조 스캐터넷(scatternet) 그림 15.18: 스캐터넷 한 피코넷 안에 종국은 다른 피코넷에서 주국이 될 수 있다. 그림 15.18: 스캐터넷

15.3.2 블루투스 계층 그림 15.19: 블루투스 계층

15.3.2 블루투스 계층 논리적 링크 제어 및 적응 프로토콜 그림 15.20: L2CAP 데이터 패킷 형식 L2CAP(Logical Link Control and Adaptation Protocol) LAN에서의 LLC 부계층과 유사 ACL 링크에서 데이터를 교환하는데 사용됨 다중화, 분할 및 재조립, 서비스 품질과 그룹관리 등의 기능 그림 15.20: L2CAP 데이터 패킷 형식

15.3.2 블루투스 계층 TDMA 블루투스는 TDD-TDMA(Time Division Duplex TDMA)을 사용 종국에서 반이중 양방향 통신을 지원(단, 동시에 이루어지지 않는다) 단일 종국 통신 시간을 625us의 틈새로 나누어 주/종국은 각각 짝/홀수 틈새 사용

15.3.2 블루투스 계층 다중 종국 통신 그림 15.22: 다중 종국 통신 피코넷에 하나 이상의 종국이 있는 경우. 한 종국이 이전 틈새의 패킷에 의해 지정되면 그 종국이 다음 틈새에 전송 그림 15.22: 다중 종국 통신

15.3.2 블루투스 계층 그림 15.23: 프레임 유형의 형식

15.3.2 블루투스 계층 무선계층 주파수 도약 확산 스펙트럼 인터넷 모델의 물리층과 비슷 적은 전력을 사용하여 10m의 반경범위 79개의 채널의 2.4GHz ISM 대역사용, 채널당 1MHz 씩 할당 주파수 도약 확산 스펙트럼 다른 장치나 네트워크로부터의 간섭을 피하기 위함 FHSS(Frequency-Hopping Spread Spectrum) 초당 1600번 도약

15.4 요약 Q & A

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