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从一个图展开
基于这底层逻辑共享以太网可以用 CSMA/CD而 Wi-Fi 只能用 CSMA/CA区别在 CD(冲突检测) 和 CA(冲突避免)。
以太网做冲突检测很简单直观讲假设把信号电压约束在 05V只要检测到大于 5 δV 电压就意味着冲突但 Wi-Fi 就没这么简单于是隐藏节点和暴露节点问题被拎出来。
在调查评估这些问题事实上有多大影响需不需要花大力气解决之前工人的思路往往是先解决它们。因为无法 CD则只能 CA。从另一个更合理的角度看如果不能 CD最简单的方法应只保留 CSMA而不是解决不能 CD 的问题。没有了 CDWi-Fi 的 MAC 逻辑变得更加简洁直接随机二进制退避发送直到成功或彻底失败。
但这种极简的 MAC 逻辑会带来比较大的冲突概率显然无法满足性能需求那么接下来的起点应从物理层入手从此步入正轨。但即使 802.11 也有犯糊涂的时候产出了 RTS/CTS 这种复杂但没卵用的设计。同样的故事在 TCP 演进过程中经常发生降低物理层误码率很多拥塞控制层面复杂的丢包检测机制和算法就不再需要。在物理层尚未做出改变前等待好于折腾。典型的本末倒置设计一般都是希望其外的金玉掩盖其中的败絮开始。
回到上图信号特征的区别是有线无线网络的最本质区别RTS/CTS 的思路也简单见招拆招既然信号在接收端看起来比较拉就从 receiver 而不是 sender 入手来检测或避免冲突流程就顺理成章了。
但欲发送数据帧的 sender 根本不知道 receiver 的情况既不知道距离多远也不知道 receiver 附近是否有自己检测不到的其它传输正在发生唯一能做的就是低成本询问。由于共享介质特征询问结果至少需要保留一帧成功接收的时间这次询问才有意义于是询问必须带有 “资源预留” 的含义
sender 附近的节点均可收到信号强度不弱的 RTS获知了 sender 的资源预留申请receiver 如果能收到 RTS 并回复 CTSCTS 足够强到让其附近节点收到它们也获知 sender 的资源申请CTS 回到 sendersender 开始发送帧receiver 如果收不到 RTSsender 将超时重试发送 RTS
这样一来senderreceiver 附近的所有相关节点都知道了 sender 将有帧要发往 receiver并主动避让避让时间包含在 RTSCTS 帧头字段中大约为 sender 成功发帧的时间。这一切看起来就是这么顺理成章。
理论上RTS 中应该包含两个 “避让时间”一个是 sender 附近节点需要避让的时间 D1另一个是 receiver 附近节点需要避让的时间 D2由 receiver 在 CTS 中 echo 回来被其附近节点收到D1 D2。原因也不难理解D1 只是 RTS/CTS 这种短帧来回的时间而 D2 才是长数据帧来回的时间。如果 sender 的 RTS 有去无回附近其它节点就可以竞争信道回避 D2 的时间就没有必要。
更进一步D1 甚至可以是 0只要 sender 附近节点听不到 receiver 发送的 CTS它们就可以自由和其它节点通信从而解决暴露节点问题。但 802.11 只是简单的全部避让。
看起来很不错的一个机制但仔细琢磨它只是在小心翼翼避免根本避免不了或根本不会发生的问题
如果 sender 要发送的数据帧很短何不直接发送(或者包在 RTS/CTS 中)呢AP 对任何节点均可达AP 根本没有隐藏站暴露站问题虽然 RTS/CTS 相比数据帧很小在越来越大的带宽下二者影响越来越一致隐藏站和暴露站并不多见…
如果不能精确认领和解决问题在弹性系统中交给概率是最好方法。RTS/CTS 机制非常类似 TCP 的 D-SACK对大多数场景帮助不大少数可以帮助到的场景获得的全局收益不大。它也非常像人们集中大量时间和精力优化异常流的做法比如优化 TCP 丢包检查和重传却只为解决非常罕见的问题。
同样都是 “链路资源预留”电路交换就是精确认领解决问题仔细品它们的区别。类似的经验在数据中心正在融合还是那个观点网络越往高速发展就越不可抗拒地将设计推回到面向连接的电路交换同时代价也是昂贵的但作为非汇聚非骨干的普通接入网络高速和通用兼容需要权衡轻重这一点上Wi-FiTCP接入以太网有相似的特征它们成功的原因一致也踩过同样的坑。
浙江温州皮鞋湿下雨进水不会胖。
