Distributed Coordination Function(DCF)

802.11 관련 공부해야할 일이 있어서 DCF가 뭔지 정리했다.

뭘로 봐야할지 몰랐었는데 주세페 비앙키라는 분의 Performance analysis of the IEEE 802.11 distributed coordination function의 논문을 analysis 전까지만 읽으면 DCF, DIFS, SIFS, RTS/CTS에 대해서 알기 좋을거라고 추천받아서 봤다.

https://ieeexplore.ieee.org/document/840210

Performance analysis of the IEEE 802.11 distributed coordination function

 

 

Distributed Coordination Function(DCF)

논문에서 Distributed Coordination Function(DCF)는 경쟁 기반 방식으로 802.11의 fundamental mechanism to access midium 즉 가장 기본적인 매체 접근 매커니즘이라 한다.

 

CSMA/CA 프로토콜에 기반한 무작위 access 방식이며  충돌된 패킷의 재전송을 binary exponential backoff rule에 의해서 관리된다.

 

DCF에서는 패킷 전송에 두가지 기술을 사용한다.

Two-way handshaking technique

basic access mechanism 이라고도 불린다.

전송 station이 전송한 패킷을 수신 station이 성공적으로 수신하면 즉시 ACK을 전송한다.

Wireless medium에서는 송신자가 자신의 패킷을 성공적으로 수신했는지 여부를 알 수 없기 때문에 이렇게 명시적인 ACK전송이 필요하다.

Four-way handshaking technique

Request-To-Send/Clear-To-Send(RTS/CTS) 라고도 불린다.

 

Station은 패킷 전송 전 RTS/CTS mode 작동하여 RTS short frame을 전송하여 채널을 "예약"한다. 수신 station은 RTS frame 성공적 수신을 알리기 위해 CTS frame을 다시 전송한다. CTS frame을 수신한 송신 station은 이 후 정상적인 패킷전송과 ACK응답이 이루어진다.

 

충돌은 RTS frame에서만 나타날 수 있고 CTS 응답이 없다면 RTS가 충돌해서 수신 station이 못받았다는게 감지된다.

RTS/CTS mechanism을 사용하면 긴 메시지를 전송할 때보다 메시지 사이즈가 작기 때문 충돌 시간을 줄여서 시스템 성능을 향상시킬 수 있다.

 

Hidden termials(숨겨진 단말) 문제를 해결하기에 적합하다.(1-AP가 아닌 multi-ap의 경우 문제가 생길 수도 있다.)

 

four-way handshaking은 반드시 사용할 필요는 없고 옵셔널한 기술이라고 한다.

Conclusion

대략적으로 DCF가 뭐인지 알았고 Backoff ,DIFS, SIFS, RTS/CTS 에 대해서 자세히 정리해야겠다.

 

Abbreviation

• CSMA/CA: Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance
• Station: 그냥 device라고 생각하면 좋을 거 같다.
• AP: Access Point
• DIFS: Distributed Interframe Space
• SIFS: Short Interframe Space