IEEE 802.11無線網路鏈結層與跨階層交遞行為之分析

Abstract

無線網路在交遞過程造成的網路中斷，為諸多學者和設計者積極想要改善的。雖有不少的論文研究著重於縮短交遞延遲時間，但多為模擬實驗或是以單一的環境為探討方向，缺少詳細的分析和實際的量測。本論文針對現有的802.11無線網路，在Windows XP系統上利用SIP-based的VoIP軟體進行交遞實驗，分析不同無線網卡在不同環境下的交遞行為和交遞過程中跨階層的交互影響。交遞實驗選用四種市佔率高的品牌之網卡(Intel、D-Link、Cisco和Linksys)，並利用訊號隔離箱及訊號衰減器模擬各式網路環境。透過在交遞過程的實際封包擷取及電腦系統內NDIS(Network Driver Interface Specification)的訊息攔截，本論文計算交遞過程中各階段所花的時間並分析各種網卡的行為。 實驗過程中，分別在這四張網卡上都有一些發現。由於無線網卡的做法都傾向和同一ESS(Extended Service Set)的基地台連線，因此Inter ESS類型的網路環境，鏈結層會需要較長的時間來判斷是否搜尋或轉換其它可連線目標基地台。在Intra ESS的網路環境，鏈結層的交遞延遲時間短，但交遞前後的基地台若處於不同網域的交遞，則會使得網路層的交遞時間拉長。此外，跨階層的訊息傳遞也在交遞過程扮演重要角色，若能儘早將底層的資訊提供給上層，上層就能越早為交遞做預先的準備，進而縮短交遞延遲。 本篇論文根據各家網卡交遞時的行為，推論其無線網卡的設計思維，和影響延遲時間的因素。交遞延遲時間取決於無線網卡的行為，若省略或改變一些交遞進行中的行為，就能減少總延遲時間。依據這些推論結果，除可對網卡製造商提出修正建議外，並且提供使用者在不同的網路環境下使用網卡的建議。