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Wifi - 802.11
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La capa de enlace de datos del estándar 802.11 se compone de dos subcapas: la capa de control de enlace lógico (o LLC) y la capa de control de acceso al medio (o MAC).
La capa MAC define dos métodos de acceso diferentes:
En una red Ethernet local común los equipos utilizan el método de acceso CSMA/CD (Acceso Múltiple Sensible a la Portadora con Prevención de Colisión) por el cual cada equipo tiene la libertad de comunicarse en cualquier momento. Cada equipo que envía un mensaje verifica que no haya otro equipo enviando un mensaje al mismo tiempo. Si alguno lo está haciendo, entonces ambos equipos deben esperar un período de tiempo aleatorio antes de comenzar a enviar el mensaje de nuevo.
Con la tecnología inalámbrica este proceso no es posible ya que dos estaciones que se comunican con un receptor no pueden escucharse entre sí al mismo tiempo debido a sus diferentes rangos de transmisión. Por esta razón, el estándar 802.11 utiliza un protocolo similar llamado CSMA/CA (Acceso Múltiple Sensible a la Portadora con Prevención de Colisión).
El protocolo CSMA/CA utiliza un mecanismo de evasión de colisiones basado en mensajes recíprocos de acuse de recibo que el transmisor y receptor intercambian:
La estación que desea transmitir escucha a la red. Si la red está ocupada, la transmisión se suspende hasta más tarde. Sin embargo, si el medio permanece libre durante un cierto período de tiempo (llamado DIFS, que es el espacio entre tramas), la estación puede transmitir la señal. La estación transmite un mensaje "Listo para enviar" (o abreviado RTS, por "Ready To Send") con información sobre la cantidad de datos que desea enviar y su velocidad de transmisión. El receptor, que por lo general es un punto de acceso, responde con un mensaje "Permitido para transmitir" (CTS por "Clear To Send") y después la estación comienza a enviar datos.
Cuando se han recibido todos los datos enviados por la estación, el receptor envía un aviso de acuse de recibo (ACK). Entonces, todas las estaciones cercanas esperan el tiempo estimado necesario para transmitir esa cantidad de información a la velocidad declarada.
La capa MAC del protocolo 802.11 tiene un mecanismo de detección de errores que le permite verificar la integridad de los datos enviados. Esto marca una diferencia fundamental con el estándar Ethernet. Ethernet no posee sistemas de detección o corrección de errores ya que esta tarea le corresponde a los protocolos de transporte de nivel más alto. (TCP).
En una red inalámbrica, el índice de errores es mayor y es por esto que la detección de errores se ha incluido en el nivel de enlace de datos. El mecanismo de detección de errores se basa en el siguiente polinomio de 32 bits:
x32+x26+x23+x22+x16+x12+x10+x8+x7+x5+x4+x2+x+1
Por otro lado, el índice de errores de transmisiones en redes inalámbricas se incrementa generalmente con paquetes de gran tamaño y, por esta razón, el estándar 802.11 tiene un mecanismo de fragmentación que posibilita dividir una trama en varias partes llamadas "fragmentos".
El estándar 802.11 define el formato de las tramas de datos enviadas a través del uso del protocolo. Cada trama de datos está compuesta por un encabezado de 30 bytes (llamado encabezado MAC), un cuerpo y una FCS (Secuencia de verificación de trama) que permite corregir errores.
| FC (2) | D/ID (2) | Dirección 1 (4 bytes) |
Dirección 2 (4 bytes) |
Dirección 3 (4 bytes) | SC (2) |
Dirección 4 (4 bytes) |
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(de 0 a 2312 bytes)
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A continuación encontrará una descripción de esos campos:
| Versión de protocolo 2 bits | Tipo 28 bits | Subtipo 4 bits |
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| Hacia DS (1 bit) | Desde DS (1 bit) | Más frag (1 bit) | Reintentar (1 bit) |
Adm de energía (1 bit) | Más datos (1 bit) | WEP (1 bit) | Orden (1 bit) |
La tabla a continuación proporciona los tipos y subtipos de tramas que aparecen en el campo de control de trama en el encabezado MAC:
| Tipo | Descripción del tipo | Subtipo | Descripción del subtipo |
|---|---|---|---|
| 00 | Administración | 0000 | Solicitud de asociación |
| 00 | Administración | 0001 | Respuesta para la asociación |
| 00 | Administración | 0010 | Solicitud de reasociación |
| 00 | Administración | 0011 | Respuesta para la reasociación |
| 00 | Administración | 0100 | Solicitud de sondeo |
| 00 | Administración | 0101 | Respuesta de sondeo |
| 00 | Administración | 0110-0111 | Reservado |
| 00 | Administración | 1000 | Señalización |
| 00 | Administración | 1001 | Mensaje de indicación de tráfico de anuncio (ATIM) |
| 00 | Administración | 1010 | Disociación |
| 00 | Administración | 1011 | Autenticación |
| 00 | Administración | 1100 | Desautenticación |
| 00 | Administración | 1101-1111 | Reservado |
| 01 | Control | 0000-1001 | Reservado |
| 01 | Control | 1010 | Sondeo de ahorro de energía (PS-Poll) |
| 01 | Control | 1011 | Permiso para transmitir (RTS) |
| 01 | Control | 1100 | Permitido para transmitir (CTS) |
| 01 | Control | 1101 | ACK |
| 01 | Control | 1110 | Fin del período sin contención (CCM-end) |
| 01 | Control | 1111 | CCM-end + CCM-ACK |
| 10 | Datos | 0000 | Datos |
| 10 | Datos | 0001 | Datos + CCM-ACK |
| 10 | Datos | 0010 | Datos + CCM-Poll |
| 10 | Datos | 0011 | Datos + CCM-ACK+CCM-Poll |
| 10 | Datos | 0100 | Función nula |
| 10 | Datos | 0101 | CCM-ACK |
| 10 | Datos | 0110 | CCM-Poll |
| 10 | Datos | 0111 | CCM-ACK + CCM-Poll |
| 10 | Datos | 1000-1111 | Reservado |
| 11 | Datos | 0000-1111 | Reservado |
La función de coordinación de punto (PCCM) se conoce como un modo de acceso controlado. Se trata básicamente de controlar el rol de las estaciones uno a uno. Es un proceso llamado sondeo y controlado por el punto de acceso. Una estación sólo puede enviar datos si recibe autorización para hacerlo y puede recibir datos sólo si se la selecciona. Este método está diseñado para aplicaciones en tiempo real, como voz y vídeo, donde deben administrarse los retardos de transmisión de datos.
