Войти
В одном сценарии станция A может взаимодействовать со станцией B. Станция C также может взаимодействовать с Access Точечная станция B. Однако станции A и C не могут связываться друг с другом, поскольку они находятся вне зоны досягаемости друг друга, и, таким образом, начинают передавать одновременно, не позволяя B получать сообщения, предназначенные для этого. В беспроводной сети, проблема со скрытым узлом или проблема со скрытым терминалом возникает, когда узел может обмениваться данными с точкой беспроводного доступа (AP), но не может напрямую связываться с другими узлами, которые обмениваются данными с этой AP. Это приводит к трудностям на подуровне управления доступом к среде, поскольку несколько узлов могут одновременно отправлять пакеты данных в AP, что создает помехи в AP, в результате чего пакеты не проходят.
Хотя некоторая потеря пакетов является нормальным явлением в беспроводной сети, и более высокие уровни будут повторно отправлять их, если один из узлов передает много больших пакетов в течение длительного периода, другой узел может получить очень мало goodput.
Существуют практические протокольные решения проблемы скрытого узла. Например, механизмы запроса на отправку / разрешение на отправку (RTS / CTS), при которых узлы отправляют короткие пакеты, чтобы запросить разрешение точки доступа на отправку более длинных пакетов данных. Поскольку ответы от AP видны всем узлам, узлы могут синхронизировать свои передачи, чтобы не мешать. Однако этот механизм приводит к задержке, и накладные расходы часто могут превышать стоимость, особенно для коротких пакетов данных.
Скрытые узлы в беспроводной сети - это узлы, которые находятся вне досягаемости других узлы или набор узлов. Рассмотрим физическую топологию «звезда» с точкой доступа со множеством узлов, окружающих ее по кругу: каждый узел находится в пределах дальности связи точки доступа, но узлы не могут взаимодействовать друг с другом.
Например, в беспроводной сети, вероятно, узел на дальнем краю диапазона точки доступа, известный как A, может видеть точку доступа, но он маловероятно, что тот же узел может взаимодействовать с узлом на противоположном конце диапазона точки доступа, C . Эти узлы известны как скрытые.
Другой пример: точки A и C находятся по обе стороны от препятствия, которое отражает или сильно поглощает радиоволны, но, тем не менее, они оба могут видеть одну и ту же точку доступа.
Проблема заключается в том, что узлы A и C начинают одновременно отправлять пакеты в точку доступа B . Поскольку узлы A и C не могут принимать сигналы друг друга, поэтому они не могут обнаружить коллизию до или во время передачи, множественный доступ с контролем несущей с обнаружением коллизий (CSMA / CD ) не работает, и возникают коллизии, которые затем повреждают данные, полученные точкой доступа.
Чтобы преодолеть проблему скрытого узла, в точке доступа в точке доступа реализовано квитирование запрос-отправка / очистка-отправка (RTS / CTS) (IEEE 802.11 RTS / CTS ). в сочетании со схемой множественного доступа с контролем несущей и предотвращением конфликтов (CSMA / CA ). Та же проблема существует в специальной мобильной сети (MANET ).
IEEE 802.11 использует 802.11 RTS / CTS пакеты подтверждения и квитирования, чтобы частично преодолеть проблему скрытого узла. RTS / CTS не является полным решением и может еще больше снизить пропускную способность, но адаптивные подтверждения от базовой станции тоже могут помочь.
Сравнение со скрытыми станциями показывает, что пакеты RTS / CTS в каждом классе трафика являются прибыльными (даже с короткими аудиокадрами, которые вызывают высокие накладные расходы на кадры RTS / CTS).
В В экспериментальную среду включены следующие классы трафика: данные (не критичные по времени), данные (критические по времени), видео, аудио. Примеры обозначений: (0 | 0 | 0 | 2) означает 2 аудиостанции; (1 | 1 | 2 | 0) означает 1 станцию данных (не критично по времени), 1 станцию данных (критично по времени), 2 видеостанции.
Тесты: чистая пропускная способность с / без RTS / CTS (Pommer, стр.179) Другие методы, которые можно использовать для решения проблемы скрытых узлов:
Увеличение мощности передачи узлов может решить проблему скрытого узла, позволяя ячейке вокруг каждого узла увеличиваться в размере, охватывая все другие узлы. Эта конфигурация позволяет не скрытым узлам обнаруживать или слышать скрытый узел. Если не скрытые узлы слышат скрытый узел, скрытый узел больше не скрыт. Поскольку беспроводные локальные сети используют протокол CSMA / CA, узлы будут ждать своей очереди, прежде чем связываться с точкой доступа.
. Это решение работает только в том случае, если увеличивается мощность передачи на скрытых узлах. В типичном случае сети WiFi увеличение мощности передачи на точке доступа только, а не решит проблему, потому что обычно скрытые узлы являются клиентами (например, ноутбуки, мобильные устройства), а не сама точка доступа, и клиенты по-прежнему не смогут слышать друг друга. Увеличение мощности передачи в точке доступа на самом деле может усугубить проблему, потому что это приведет к появлению новых клиентов в зоне действия точки доступа и, таким образом, к добавлению новых узлов в сеть, которые будут скрыты от других клиентов.
Поскольку узлы, использующие направленные антенны, почти невидимы для узлов, которые не расположены в направлении, на которое направлена антенна, направленные антенны следует использовать только для очень маленькие сети (например, выделенные соединения точка-точка ). Используйте всенаправленные антенны для широко распространенных сетей, состоящих из более чем двух узлов.
Увеличение мощности на мобильных узлах может не работать, если, например, один узел скрыт, потому что бетонная или стальная стена препятствует обмену данными с другими узлами. Сомнительно, что удастся устранить такое препятствие, но устранение препятствия - еще один метод решения проблемы скрытого узла.
Другой метод решения проблемы скрытого узла - перемещение узлов так, чтобы все они могли слышать друг друга. Если обнаруживается, что проблема со скрытым узлом является результатом того, что пользователь перемещает свой компьютер в область, которая скрыта от других беспроводных узлов, может потребоваться повторное перемещение этого пользователя. Альтернативой принуждению пользователей к перемещению является расширение беспроводной LAN для добавления надлежащего покрытия скрытой области, возможно, с использованием дополнительных точек доступа.
Существует несколько программных реализаций дополнительных протоколов, которые по существу реализуют стратегию опроса или передачи маркера. Затем мастер (обычно точка доступа) динамически опрашивает клиентов на предмет данных. Клиентам не разрешается отправлять данные без приглашения мастера. Это устраняет проблему скрытого узла за счет увеличения задержки и уменьшения максимальной пропускной способности.
Wi-Fi IEEE 802.11 RTS / CTS - это один из используемых протоколов установления связи. Клиенты, которые хотят отправить данные, отправляют пакет RTS. Затем точка доступа отправляет пакет CTS, когда он готов для этого конкретного узла. Для коротких пакетов накладные расходы довольно велики, поэтому короткие пакеты обычно не используют их, минимальный размер обычно настраивается.
В сотовых сетях проблема скрытых узлов имеет практические решения посредством мультиплексирования во временной области для каждого данного клиента на мачте и использования пространственно разнесенных передатчиков, так что каждый узел потенциально обслуживается любой из трех мачт, чтобы значительно уменьшить проблемы с препятствиями, мешающими распространению радиоволн.
