إطار المنارة

📅 آخر تحديث: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٧ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 1 صور
الموسوعة الحرة
إطار إشارة 802.11

إطار الإشارة هو نوع من إطارات الإدارة في شبكات IEEE 802.11 اللاسلكية المحلية (WLAN). يحتوي هذا الإطار على معلومات حول الشبكة. تُرسل إطارات الإشارة دوريًا للإعلان عن وجود شبكة لاسلكية محلية (WLAN) ولتوفير إشارة توقيت لمزامنة الاتصالات مع الأجهزة المستخدمة للشبكة (أعضاء مجموعة الخدمة ). في مجموعة الخدمة الأساسية للبنية التحتية ( BSS )، تُرسل إطارات الإشارة من نقطة الوصول ( AP ). أما في الشبكات المخصصة ( IBSS )، فيتم توزيع توليد الإشارات بين المحطات . بالنسبة لنطاق تردد 2.4 جيجاهرتز، عند وجود أكثر من 15 معرّف خدمة (SSID) على قنوات غير متداخلة (أو أكثر من 45 معرّفًا إجمالًا)، تبدأ إطارات الإشارة باستهلاك قدر كبير من وقت البث وتؤدي إلى تدهور الأداء حتى عندما تكون معظم الشبكات في وضع الخمول.

عناصر

يتكون إطار الإشارة من رأس MAC 802.11 ، وجسم ، وتسلسل فحص الإطار ( FCS ). [ 1 ] بعض الحقول الموجودة في الجسم مذكورة أدناه.

  • الطابع الزمني
    بعد استلام إطار الإشارة، تقوم جميع المحطات بتغيير ساعاتها المحلية إلى هذا التوقيت. وهذا يساعد في عملية المزامنة.
  • فاصل الإشارة
    هذه هي الفترة الزمنية بين عمليات إرسال الإشارات. يُعرف الوقت الذي يجب أن تُرسل فيه العقدة (نقطة الوصول، أو المحطة في وضع الشبكة المخصصة أو وضع P2P GO) إشارةً باسم وقت إرسال الإشارة المستهدف (TBTT). تُقاس فترة الإشارة بوحدات زمنية ( TU ) . وهي مُعامل قابل للتكوين في نقطة الوصول، ويتم ضبطه عادةً على 100 وحدة زمنية. [ 2 ]
  • معلومات القدرات
    يمتد حقل معلومات الإمكانيات إلى 16 بتًا، ويحتوي على معلومات حول إمكانيات الجهاز والشبكة. ويُشير هذا الحقل إلى نوع الشبكة، مثل شبكة مخصصة أو شبكة بنية تحتية. بالإضافة إلى هذه المعلومات، يُعلن الحقل عن دعم الاستقصاء، وتفاصيل التشفير .
  • SSID
  • الأسعار المدعومة
  • مجموعة معلمات القفز الترددي (FH)
  • مجموعة معلمات التسلسل المباشر (DS)
  • مجموعة معلمات خالية من التنازع (CF)
  • مجموعة معلمات IBSS
  • خريطة مؤشرات المرور (TIM)

ترسل نقاط الوصول في شبكة البنية التحتية إشاراتٍ على فترات زمنية محددة، تُضبط عادةً على 100 وحدة زمنية (TU) افتراضيًا، أي ما يعادل 102.4 مللي ثانية. في حالة الشبكة المخصصة (ad hoc) التي لا تحتوي على نقاط وصول، تكون محطة نظيرة مسؤولة عن إرسال الإشارة. بعد أن تستقبل محطة الشبكة المخصصة إطار إشارة من محطة نظيرة، تنتظر فترة زمنية عشوائية. بعد انقضاء هذه الفترة، تُرسل إطار إشارة ما لم تكن محطة أخرى قد أرسلت واحدًا بالفعل. بهذه الطريقة، تتوزع مسؤولية إرسال إطارات الإشارة بين جميع المحطات النظيرة في الشبكة المخصصة، مع ضمان إرسال الإشارات دائمًا.

تتيح معظم نقاط الوصول تغيير فاصل الإشارات. يؤدي زيادة فاصل الإشارات إلى تقليل وتيرة إرسالها، مما يقلل الضغط على الشبكة ويزيد من سرعة نقل البيانات للمستخدمين. مع ذلك، يؤدي هذا إلى تأخير عمليات الربط والتجوال، حيث قد تفوت المحطات التي تبحث عن نقاط الوصول إشارةً أثناء مسح قنوات أخرى. في المقابل، يؤدي تقليل فاصل الإشارات إلى زيادة وتيرة إرسالها، مما يزيد الضغط على الشبكة ويقلل من سرعة نقل البيانات للمستخدمين، ولكنه يُسرّع عملية الربط والتجوال. من سلبيات تقليل فاصل الإشارات أيضًا زيادة استهلاك الطاقة في المحطات التي تعمل بوضع توفير الطاقة، نظرًا لزيادة وتيرة استيقاظها لاستقبال الإشارات.

يُظهر فحص شبكة خاملة باستخدام أدوات مراقبة الحزم مثل tcpdump أو Wireshark أن معظم حركة البيانات على الشبكة تتكون من إطارات الإشارة، مع وجود بعض الحزم غير المتوافقة مع معيار 802.11 مختلطة بها، مثل حزم DHCP . عند انضمام المستخدمين إلى الشبكة، ستبدأ الاستجابات لكل إشارة بالظهور، إلى جانب حركة البيانات العادية التي يُنشئها المستخدمون.

يجب على المحطات جدولة إرسال إشارات الإشارة وفقًا للفاصل الزمني الاسمي. مع ذلك، قد يتعرض الإرسال لبعض التأخيرات نتيجةً لحركة مرور القناة. وكما هو الحال مع الإطارات الأخرى، يجب أن تتبع إشارات الإشارة خوارزمية CSMA/CA . هذا يعني أنه إذا كانت القناة مشغولة (على سبيل المثال، إذا كانت محطة أخرى ترسل إطارًا حاليًا) عند الحاجة إلى إرسال إشارة الإشارة، فيجب عليها الانتظار. وبالتالي، قد يختلف الفاصل الزمني الفعلي لإشارات الإشارة عن الفاصل الزمني الاسمي. [ 3 ] مع ذلك، تستطيع المحطات تعويض هذا الاختلاف من خلال فحص الطابع الزمني في إطار إشارة الإشارة عند إرساله.

وظيفة

على الرغم من أن إطارات الإشارة تُسبب بعض العبء الإضافي على الشبكة، إلا أنها ضرورية لعملها بشكل سليم. تقوم بطاقات الشبكة اللاسلكية عادةً بمسح جميع قنوات الترددات اللاسلكية ، بحثًا عن إشارات تُعلن عن وجود نقطة وصول قريبة. عندما يستقبل جهاز لاسلكي إطار إشارة، فإنه يتلقى معلومات حول إمكانيات وتكوين تلك الشبكة، كما يُمكنه أيضًا توفير قائمة بالشبكات المتاحة والمؤهلة، مُرتبة حسب قوة الإشارة. وهذا يسمح للجهاز باختيار الاتصال بالشبكة الأمثل.

حتى بعد الاتصال بشبكة، تستمر بطاقة الشبكة اللاسلكية في البحث عن إشارات البث. وهذا له فوائد عديدة. أولًا، من خلال الاستمرار في البحث عن شبكات أخرى، يمتلك الجهاز خيارات لشبكات بديلة إذا ضعفت إشارة نقطة الوصول الحالية لدرجة تمنع استمرار الاتصال. ثانيًا، بما أنه لا يزال يستقبل إطارات إشارات البث من نقطة الوصول المتصلة حاليًا، يستطيع الجهاز استخدام الطوابع الزمنية في تلك الإشارات لتحديث ساعته الداخلية. كما تُعلم إشارات البث من نقطة الوصول المتصلة حاليًا الأجهزة بالتغييرات الوشيكة في الإعدادات، مثل تغييرات معدل نقل البيانات.

وأخيرًا، تُمكّن الإشارات اللاسلكية الأجهزة من تفعيل أوضاع توفير الطاقة. تحتفظ نقاط الوصول بالحزم المُوجّهة إلى المحطات التي هي في وضع السكون. وفي خريطة مؤشرات حركة البيانات لإطار الإشارة اللاسلكية، تستطيع نقطة الوصول إبلاغ المحطات بوجود إطارات بيانات تنتظر التسليم.

مراجع

  1. ↑ معيار IEEE 802.11-2016 الجزء 11: مواصفات التحكم في الوصول إلى الوسائط (MAC) والطبقة الفيزيائية (PHY) للشبكات المحلية اللاسلكية . IEEE. 2016. ص  692.
  2. ↑ جير، جيم. "الكشف عن إشارات 802.11" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 2018-08-05 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 2019-04-18 .
  3. ↑ مولينا، لودان؛ بلانك، ألبرتو؛ مونتافون، نيكولاس؛ سيميتش، ليليانا (2017). "تحديد تشبع القناة في شبكات الواي فاي من خلال المراقبة السلبية لتذبذب إشارة IEEE 802.11" . وقائع الندوة الدولية الخامسة عشرة لجمعية ACM حول إدارة التنقل والوصول اللاسلكي . MobiWac '17. نيويورك، نيويورك، الولايات المتحدة الأمريكية: ACM. الصفحات 63-70 . doi : 10.1145/3132062.3132069 . ISBN  9781450351638. S2CID 19508621 .