Mobile Systems III INFORMATIK
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116 Quality of Service in Wireless Local Area Networks Wesentlich für QoS sind die folgenden Informationen des Paketkopfes: Type und Subtype, More Fragmentation, Retry, More Data, WEP und Order aus dem Bereich Frame Control sowie Duration/ID und Sequence Control. Mit den Feldern Type und Subtype werden, wie bereits beschrieben, verschiedene Framearten bestimmt. Diese können im Netz unterschiedlich behandelt werden. So wird eine Bestätigung immer nur mit einem Short Interframe Space versandt. Damit ergibt sich eine höhere Priorität. Das Feld Retry beschreibt eine erneute Übertragung. an diesem Feld kann auch der Empfänger erkennen, dass ein vorheriger Übertragungsversuch fehlerhaft war. Mit dem Feld More Data kann der Adressat des Paketes verifizieren, ob dieses Paket mit anderen in Zusammenhang steht oder der Inhalt isoliert betrachtet werden kann. Das Feld WEP signalisiert, dass das Nutzdatum mit Wired Equivalent Privacy, dem Sicherheitsprotokoll von 802.11, verschlüsselt ist. Das Order-Feld wird gesetzt, wenn die Pakete in einer bestimmten Reihenfolge versandt wurden und die Nutzdaten so zu interpretieren sind. Duration/ID beschreibt die Länge der Frameübertragung. Damit ist es möglich, in Netzkomponenten bestimmte Schedulingalgorithmen für die Bearbeitung der Pakete zu implementieren. Damit kann man eine Priorisierung von Paketen anhand deren Länge vornehmen. Mit der Sequenzkontrolle ist es möglich, bestimmte Frames in einer Sequenz zu übertragen, so dass sie am Empfänger in die vorgegebene Reihenfolge zu bringen sind. Kommen wir jetzt zu den Datenpaketen auf Schicht eins. Hier sind vier verschiedene Verfahren zur Datenübertragung spezifiziert: Frequency Hopping Spread Spectrum (FHSS), Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), Orthogonal Frequency Devision Multiplexing (OFDM) und High Rate Direct Sequence Sprad Spectrum (HR/DSSS). Abbildung 5.6: FHSS–Frame nach IEEE 802.11 Der FHSS-Frame besteht aus den Feldern Synchronisation, SFD, PLW, PSF und HEC. Der Paketkopf hat eine Gesamtlänge von 128 Bit. Die Felder Synchronisation und Start Frame Delimiter bestimmen die PLCP-Präambel. Der PLCP-Paketkopf enthält die Felder Payload Length Word, Payload Signalling Field und Header Error Check. Für QoS- Eigenschaften kommt hier nur die Nutzung des Feldes Payload Signalling Field in Frage, in dem die Datenrate der Übertragung des Nutzdatums bestimmt ist. Hierbei steht 0000 für 1 Mbit/s, die maximale Übertragungsrate beträgt 8,5 Mbit/s und wird mit 1111 gekennzeichnet. Abbildung 5.7: DSSS–Frame nach IEEE 802.11
Andreas Fischer 117 Der DSSS-Header ist grundsätzlich 192 Bit lang, die sich auf die Felder Synchronisation, Start Frame Delimiter, Signal, Service, Length und Header Error Check verteilen. Die Datenrate der Nutzdaten wird hier im Feld Signal übertragen. Dabei sind vier verschieden Datenraten vorgegeben, die sich in Hexadezimalzahlen wie folgt wieder finden: 0A für 1 Mbit/s, 14 für 2 Mbit/s, 37 für 5,5 Mbit/s und 6E für 11 Mbit/s. Die anderen Felder haben für QoS-Eigenschaften keine Bedeutung. Abbildung 5.8: OFDM-Frame nach IEEE 802.11 Bei der OFDM-Übertragung ist der Paketkopf nur 40 Bit lang. Hier bestimmt das Feld Rate die Datenrate des Nutzdatums. Dazu steht die 3 für 54 Mbit/s, die 9 für 24 Mbit/s und die Zahl F für 9 Mbit/s. In den anderen Feldern werden Informationen übertragen, die für QoS ohne Bedeutung sind. Abbildung 5.9: HR/DSSS–Frame nach IEEE 802.11 Den HR/DSSS-Frame gibt es mit zwei verschiedenen Paketköpfen, die sich nur in der Länge der Synchronisation unterscheiden. Mit einer kurzen Synchronisation ergibt sich eine Gesamtlänge des Header von 120 Bit, mit der langen Synchronisation 192 Bit. Auch in diesem Paket wird im Feld Signal die Datenrate übertragen. Die anderen Felder enthalten keine Informationen, die in Bezug auf QoS von Bedeutung sind. 5.4.2 Virtual Bridged Local Area Networks nach IEEE 802.1 Q Das VLAN nach dem Standard der IEEE bezieht sich auf die Ebene zwei des ISO/OSI- Referenzmodells. Grundsätzlich werden hier drei verschiedene Paktarten unterschieden. Untagged Frames werden nicht direkt einer Gruppe von Teilnehmern zugewiesen. Die Zuordnung kann jedoch nach Kriterien wie etwa der Absenderadresse oder der Zieladresse erfolgen. Die zweite Klasse an Paketen sind die Priority Tagged Frames. Diese besitzen zwar eine Priorität, werden damit aber keinem VLAN zugeordnet. Dies geschieht, wie
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Andreas Fischer 117<br />
Der DSSS-Header ist grundsätzlich 192 Bit lang, die sich auf die Felder Synchronisation,<br />
Start Frame Delimiter, Signal, Service, Length und Header Error Check verteilen. Die<br />
Datenrate der Nutzdaten wird hier im Feld Signal übertragen. Dabei sind vier verschieden<br />
Datenraten vorgegeben, die sich in Hexadezimalzahlen wie folgt wieder finden: 0A für 1<br />
Mbit/s, 14 für 2 Mbit/s, 37 für 5,5 Mbit/s und 6E für 11 Mbit/s. Die anderen Felder<br />
haben für QoS-Eigenschaften keine Bedeutung.<br />
Abbildung 5.8: OFDM-Frame nach IEEE 802.11<br />
Bei der OFDM-Übertragung ist der Paketkopf nur 40 Bit lang. Hier bestimmt das Feld<br />
Rate die Datenrate des Nutzdatums. Dazu steht die 3 für 54 Mbit/s, die 9 für 24 Mbit/s<br />
und die Zahl F für 9 Mbit/s. In den anderen Feldern werden Informationen übertragen,<br />
die für QoS ohne Bedeutung sind.<br />
Abbildung 5.9: HR/DSSS–Frame nach IEEE 802.11<br />
Den HR/DSSS-Frame gibt es mit zwei verschiedenen Paketköpfen, die sich nur in der<br />
Länge der Synchronisation unterscheiden. Mit einer kurzen Synchronisation ergibt sich<br />
eine Gesamtlänge des Header von 120 Bit, mit der langen Synchronisation 192 Bit. Auch in<br />
diesem Paket wird im Feld Signal die Datenrate übertragen. Die anderen Felder enthalten<br />
keine Informationen, die in Bezug auf QoS von Bedeutung sind.<br />
5.4.2 Virtual Bridged Local Area Networks<br />
nach IEEE 802.1 Q<br />
Das VLAN nach dem Standard der IEEE bezieht sich auf die Ebene zwei des ISO/OSI-<br />
Referenzmodells. Grundsätzlich werden hier drei verschiedene Paktarten unterschieden.<br />
Untagged Frames werden nicht direkt einer Gruppe von Teilnehmern zugewiesen. Die<br />
Zuordnung kann jedoch nach Kriterien wie etwa der Absenderadresse oder der Zieladresse<br />
erfolgen. Die zweite Klasse an Paketen sind die Priority Tagged Frames. Diese besitzen<br />
zwar eine Priorität, werden damit aber keinem VLAN zugeordnet. Dies geschieht, wie
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