IEEE 802.11 желісінде сымсыз қосылыс жүйесі (WDS)

Кіріспе

IEEE 802 желісіндегі қолжетімділік нүктелерін сымсыз көпірлеуді қамтамасыз ететін жүйе. Сымсыз тарату жүйесі (WDS) – IEEE 802.11 желісіндегі қолжетімділік нүктелерін сымсыз өзара байланысты қамтамасыз ететін жүйе. Ол сымсыз желіні бірнеше кіру нүктелерін пайдалану арқылы, оларды байланыстыратын сымдық магистральдық желіге дәстүрлі талапсыз кеңейтуге мүмкіндік береді. WDS-тің басқа шешімдерге қарағанда ерекше артықшылығы – ол қолжетімділік нүктелері арасындағы сілтемелерде клиенттік кадрлардың MAC-адрестерін сақтайды. Кіру нүктесі негізгі, релелік немесе қашықтағы базалық станция бола алады. Негізгі базалық станция әдетте (сымдық) Ethernet-ке қосылады. Релелік базалық станция деректерді қашықтағы базалық станциялардың, сымсыз клиенттердің немесе басқа релелік станциялардың арасында – негізгі немесе басқа релелік базалық станцияға жібереді. Қашықтағы базалық станция сымсыз клиенттерден қосылымдарды қабылдайды және оларды релелік станцияларға немесе негізгі станцияларға жібереді. «Клиенттер» арасындағы байланыс MAC-адрестер арқылы жүзеге асырылады. Сымсыз тарату жүйесіндегі барлық базалық станциялар бірдей радиоарнаны, шифрлау әдісін (жоқ, WEP, WPA немесе WPA2) және бірдей шифрлау кілттерін пайдалану үшін конфигурациялануы тиіс. Олар әртүрлі қызмет жиынтығы идентификаторларына (SSID) конфигурациялануы мүмкін. WDS сонымен қатар әрбір базалық станцияның жүйедегі басқа станцияларға деректерді жіберу үшін конфигурациялануын талап етеді. WDS ретранслятор режимінде де қарастырылуы мүмкін, себебі ол бір уақытта сымсыз клиенттерді көпірдейді және қабылдайды (дәстүрлі көпірлеуден өзгеше). Дегенмен, ретранслятор әдісімен барлық клиенттер үшін өткізу қабілеті екі есеге төмендейді. Өйткені Wi-Fi – бұл табиғаты бойынша жартылай дуплекс орта, сондықтан Wi-Fi құрылғысы ретранслятор ретінде жұмыс істеуі үшін «сақтау және жіберу» әдісін пайдалануы керек. WDS әртүрлі өнімдер арасында (кейде тіпті бір өндірушіден) үйлесімсіз болуы мүмкін, себебі IEEE 802.11 1999 стандарты мұндай жүзеге асыруларды қалай құрастыруды немесе станциялар осы форматтағы кадрларды алмасуды қалай ұйымдастыратынын анықтамайды. IEEE 802.11 1999 стандарты тек 4 адрестік кадр форматын анықтайды.

System enabling the wireless bridging of access points in an IEEE 802 network

A wireless distribution system (WDS) is a system enabling the wireless interconnection of access points in an IEEE 802.11 network. It allows a wireless network to be expanded using multiple access points without the traditional requirement for a wired backbone to link them. The notable advantage of WDS over other solutions is that it preserves the MAC addresses of client frames across links between access points. An access point can be either a main, relay, or remote base station. A main base station is typically connected to the (wired) Ethernet. A relay base station relays data between remote base stations, wireless clients, or other relay stations; to either a main, or another relay base station. A remote base station accepts connections from wireless clients and passes them on to relay stations or to main stations. Connections between "clients" are made using MAC addresses. All base stations in a wireless distribution system must be configured to use the same radio channel, method of encryption (none, WEP, WPA or WPA2) and the same encryption keys. They may be configured to different service set identifiers (SSIDs). WDS also requires every base station to be configured to forward to others in the system. WDS may also be considered a repeater mode because it appears to bridge and accept wireless clients at the same time (unlike traditional bridging). However, with the repeater method, throughput is halved for all clients connected wirelessly. This is because Wi Fi is an inherently half duplex medium and therefore any Wi Fi device functioning as a repeater must use the Store and forward method of communication. WDS may be incompatible between different products (even occasionally from the same vendor) since the IEEE 802.11 1999 standard does not define how to construct any such implementations or how stations interact to arrange for exchanging frames of this format. The IEEE 802.11 1999 standard merely defines the 4 address frame format that makes it possible.

Мысал

Біреуінде Wi-Fi мүмкіндігі бар ойын консолі бар делік. Бұл құрылғы WAN хостына бір пакет жіберіп, оған бір пакет алуы керек. Желі 1: Қарапайым (WDS емес) сымсыз маршрутизатор ретінде әрекет ететін сымсыз базалық станция. Пакет ойын консолінен шығып, әуе арқылы маршрутизаторға жетеді, ол оны WAN арқылы жібереді. Бір пакет маршрутизатор арқылы қайта оралады, ол оны сымсыз түрде ойын консоліне жібереді. Әуе арқылы жіберілген пакеттердің жалпы саны: 2. Желі 2: WDS қолданатын екі сымсыз базалық станция: WAN бас базалық станцияға қосылады. Бас базалық станция әуе арқылы қашықтағы базалық станциямен байланысады. Қашықтағы базалық станция ойын консоліне әуе арқылы қосылады. Ойын консолі бір пакетті әуе арқылы қашықтағы базалық станцияға жібереді, ол оны әуе арқылы бас базалық станцияға жібереді, ол оны WAN-ға жібереді. Жауап пакеті WAN-нен бас базалық станцияға, әуе арқылы қашыққа, содан кейін әуе арқылы ойын консоліне келеді. Әуе арқылы жіберілген пакеттердің жалпы саны: 4. Желі 3: WDS қолданатын екі сымсыз базалық станция, бірақ бұл жолы ойын консолі қашықтағы базалық станцияға Ethernet кабелімен қосылады. Бір пакет ойын консолінен Ethernet кабелі арқылы қашыққа жіберіледі, одан әуе арқылы бас станцияға және WAN-ға жіберіледі. Жауап WAN-нен бас станцияға, әуе арқылы қашыққа, кабель арқылы ойын консоліне келеді. Әуе арқылы жіберілген пакеттердің жалпы саны: 2. Көріп отырғанымыздай, 1 (WDS емес) және 3 (WDS) желілері пакеттердің бірдей санын әуе арқылы жібереді. Жалғыз баяулау – Wi-Fi-дың жартылай дуплекстік табиғатына байланысты екі есеге азаю мүмкіндігі. 2-желі қосымша азаюға ұшырайды, өйткені қашықтағы базалық станция екі есе көп уақыт жұмсайды, өйткені ол әуеде жаңадан алынған пакеттерді қайта жібереді. Бұл азаю әдетте WDS-ке жатқызылады, бірақ ол тек базалық станция арқылы маршрут екі жағынан да әуе байланыстарын пайдаланғанда ғана болады. Бұл әрқашан WDS-те бола бермейді, сондай-ақ WDS емес желілерде де кездесуі мүмкін. Маңызды ескерту: Бұл "екі секіріс" (негізгі станциядан қашықтағы станцияға бір сымсыз секіріс, ал қашықтағы станциядан сымсыз клиентке [ойын консоліне] екінші секіріс) міндетті түрде екі есе баяу емес. Мұндағы аяқтан-аяққа кешігу қашықтағы станцияның пакеттерді жіберуімен байланысты "жинақтау және жіберу" кешігуінен туындайды. Сымсыз қашықтағы станция арқылы пакеттерді жіберудің нақты кешігуіне, немесе бас станцияның қуатын арттырумен салыстырғанда, ортаға қатысты толық сынақтар қажет.

Suppose one has a Wi Fi capable game console. This device needs to send one packet to a WAN host, and receive one packet in reply. Network 1: A wireless base station acting as a simple (non WDS) wireless router. The packet leaves the game console, goes over the air to the router, which then transmits it across the WAN. One packet comes back, through the router, which transmits it wirelessly to the game console. Total packets sent over the air: 2. Network 2: Two wireless base stations employing WDS: WAN connects to the master base station. The master base station connects over the air to the remote base station. The Remote base station connects over the air to the game console. The game console sends one packet over the air to the remote base station, which forwards it over the air to the master base station, which forwards it to the WAN. The reply packet comes from the WAN to the master base station, over the air to the remote, and then over the air again to the game console. Total packets sent over the air: 4. Network 3: Two wireless base stations employing WDS, but this time the game console connects by Ethernet cable to the remote base station. One packet is sent from the game console over the Ethernet cable to the remote, from there by air to the master, and on to the WAN. Reply comes from WAN to master, over the air to remote, over cable to game console. Total packets sent over the air: 2. Notice that network 1 (non WDS) and network 3 (WDS) send the same number of packets over the air. The only slowdown is the potential halving due to the half duplex nature of Wi Fi. Network 2 gets an additional halving because the remote base station uses double the air time because it is re transmitting over the air packets that it has just received over the air. This is the halving that is usually attributed to WDS, but that halving only happens when the route through a base station uses over the air links on both sides of it. That does not always happen in a WDS, and can happen in non WDS. Important Note: This "double hop" (one wireless hop from the main station to the remote station, and a second hop from the remote station to the wireless client [game console]) is not necessarily twice as slow. End to end latency introduced here is in the "store and forward" delay associated with the remote station forwarding packets. In order to accurately identify the true latency contribution of relaying through a wireless remote station vs. simply increasing the broadcast power of the main station, more comprehensive tests specific to the environment would be required.