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APPENDICE C - TECNICHE DI ACCESSO AL CANALE WIRELESSrapida. D’altra parte la frammentazione in piccoli pacchetti richiede di ripetere su ognunogli header del MAC e quindi si riduce il throughput della trasmissione.Tuttavia, nonostante la denominazione, la tecnica CSMA/CA non può garantire la totaleassenza di collisioni al terminale ricevente. Si hanno due fenomeni noti rispettivamentecome problema del nodo nascosto (hidden node) e problema del nodo esposto (exposednode). Per effetto dell’attenuazione di percorso (path loss), la potenza di segnalemisurata in due posizioni differenti può infatti essere molto diversa. Vediamo di comprenderei due problemi con l’aiuto della Figura C.3:• Nodo nascosto: un nodo nascosto C è un nodo che si trova nel raggio di coperturadel nodo di destinazione (nodo B in Figura C.3) ma fuori copertura per il nodosorgente A; in altri termini, i nodi A e C non possono rivelarsi a vicenda, essendoreciprocamente fuori portata, e pertanto le rispettive trasmissioni possono collidereal nodo B. In tal caso il nodo C viene detto nodo nascosto per il nodo A (e viceversa).• Nodo esposto: è il problema duale di quello del nodo nascosto che abbiamo appenaesaminato. Un problema di nodo esposto risulta in situazioni in cui una trasmissionesarebbe ammessa, ma viene ritardata a causa dell’ascolto di una trasmissioneche però non può interferire a destinazione (con conseguente perdita di capacitàdi trasmissione nella rete). Nella figura il nodo B intende trasmettere al nodo A marinvia la trasmissione se è attivo il nodo C che non può essere ascoltato dal nodoA. In questo caso il nodo C è un nodo esposto al nodo B.Figura C.3 - Geometria dei problemi del nodo nascosto e del nodo esposto nelle reti wireless.Il problema del nodo nascosto in una rete a controllo distribuito determina collisioniinevitabili e quindi riduzione di throughput nel canale a causa delle ritrasmissioni. Perridurre l’impatto sul sistema di questo problema si possono adottare specifici accorgimenti,alcuni dei quali sono inclusi nella struttura del MAC del sistema IEEE 802.11.225N. 36 I QUADERNI - Centro Nazionale per l’Informatica nella Pubblica Amministrazione - MARZO 2008
LINEE GUIDA PER L’INTRODUZIONE DELLE TECNOLOGIE WIRELESS NELLA PUBBLICA AMMINISTRAZIONEC.2.2. IMPLEMENTAZIONE DEL PROTOCOLLO CSMA/CA NELLO STANDARD IEEE 802.11La componente fondamentale del protocollo MAC che attua la tecnica CSMA/CA nellostandard IEEE 802.11 è il DCF (distribuited coordination function). Le stazioni invianopacchetti dati, detti MSDU (MAC service data units) di lunghezza arbitraria, fino a 2304Byte, dopo aver rivelato l’assenza di altre trasmissioni in corso nel canale. Come previstodal meccanismo CA, in ogni caso, quando il canale si libera e prima di iniziare la trasmissione,la stazione effettua una procedura, detta di back-off. La stazione rimane inascolto, verificando che il canale rimanga libero, per un intervallo di tempo casuale(back-off) pari, al minimo, ad un tempo DIFS (distributed inter-frame space); inizia quindiuna fase di contesa per l’utilizzo del mezzo, per la quale è prevista un’opportuna finestratemporale, CW (contention window), all’interno della trama MAC. L’intervallo diback-off ha lo scopo di ridurre la probabilità di collisione, quando, alla fine di una trasmissione,si presume che numerose stazioni possano essere in attesa che il canale siliberi. A seguito di ogni ricezione con successo di una trama, la stazione ricevente inviaimmediatamente un messaggio di riscontro, o ACK (acknowledgement frame). La dimensionedella CW aumenta quando una trasmissione non va a buon fine (ossia se nonviene ricevuto l’ACK). Dopo ogni tentativo di trasmissione fallito, si esegue un altroback-off con dimensione doppia della CW; questo riduce la probabilità di collisione nelcaso in cui siano presenti molteplici stazioni che cercano di accedere al canale, ossia nelcaso di carico elevato della rete.La durata del tempo casuale della CW si determina come multiplo di una data finestratemporale, o ST (slot time). Ciascuna stazione gestisce autonomamente la finestra di contesache viene usata per determinare il numero di ST che la stazione deve lasciare trascorrereprima di trasmettere (Figura C.4). Se la stazione, in attesa che termini il tempodi back-off, sente che il mezzo non è più libero, congela il tempo di back-off residuo;quando poi rivela che il canale è tornato ad essere libero per un tempo pari a un DIFS,non sceglie un nuovo intervallo di attesa, ma termina il precedente. In questo modo lestazioni che hanno rinviato l’accesso perché il loro tempo di back-off era più grande diquello di altre stazioni hanno priorità maggiore al riprendere dei tentativi di trasmissione.Dopo ogni tentativo riuscito, viceversa, viene generato un nuovo back-off casuale(anche se non è in attesa un altro MSDU da inviare); questo viene detto “post-backoff”,essendo eseguito dopo e non prima di una trasmissione.226Figura C.4 - Procedura di accesso al canale.N. 36 I QUADERNI - Centro Nazionale per l’Informatica nella Pubblica Amministrazione - MARZO 2008
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