網路架構大概論4－ 網路底層的訊框傳送法則

無線使用CSMA/CA

雖然CSMA/CD在有線網路的範圍中，已被全雙工和switch所避免掉，在GbE網路環境裡已相當少用，10GbE規格裡更是直接被拿掉半雙工支援，hub也不復存在。但在無線網路中，CSMA還活得好好的，因為使用空間作為介質傳遞訊號，很難限定訊號只在特定範圍內傳播。無線環境還有個相當特殊的「隱藏節點」狀況，如下圖所示：

▲無線網路的特殊現象，由於無線訊號無法傳遞太遠，兩側的裝置無法得知對方的存在

由於無線訊號會根據傳輸距離而逐漸遞減，A、B點和基地台的距離都要在雙方的無線訊號涵蓋區之內才可進行通訊，但A、B點卻因距離問題都不在對方的訊號範圍內，無法得知對方的存在，如果同時發送訊號給基地台，基地台部分必會發生碰撞。由於無法相當有效的偵測碰撞的存在，無線傳輸無法使用CSMA/CD，而是盡量避免碰撞的發生，使用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）。

發送之前隨機等待

CSMA/CA一樣也是先偵測傳輸媒體的狀態，如果忙碌中就不進行傳輸。但當偵測到媒體空閒時，並不像CSMA/CD直接傳輸資料，而是再等待一段隨機時間後，如果媒體依然空閒，才進行資料的傳輸。同時，傳輸資料後必須收到確認訊息後才算傳輸成功；若沒有收到確認訊息，則代表接收端有狀況發生，可能是上述的隱藏節點造成碰撞，也有可能是其它原因，總之傳輸端會重新傳送1次資料。

RTS/CTS

在無線網路傳輸標準802.11之中，還有個選用功能能夠避免碰撞的發生，就是啟用RTS/CTS（Request To Send/Clear To Send）。

在裝置傳送無線訊號之前，會先向基地台傳送RTS訊號，請求傳輸許可，若基地台感測到目前空間無裝置使用，便會發送CTS訊號給裝置，告知其准許傳輸。如果同時有多個裝置同時向基地台發送RTS，則基地台只會給其中1台CTS訊號允許傳輸，便不會造成訊框碰撞。

事實上這個RTS/CTS的交握協議在傳輸小量資料時較無效率，因此在實作上會有個RTS門檻值，一旦要傳送大於這個值的資料，就開始進行RTS/CTS的交握協議，如果比這個訊框小就不使用RTS/CTS。

以上所述在無線訊號的範疇裡屬於DCF（Distributed Coordination Function，分散式協調功能），需要傳送方自行去搶傳送資源，應此又稱為競爭式服務。另外一種是由AP負責輪詢各台裝置，唯有被問到的裝置才能傳輸資訊，為PCF（Point Coordination Function，集中式協調功能），屬於非競爭式服務。PCF由AP集中管理各裝置的發送，所以不會造成訊框碰撞，也避免掉隱藏節點的問題。但由於PCF屬於選配功能，實際應用上還是以DCF占大多數。

RTS門檻值的小八卦

如果讀者家中的AP提供RTS門檻值選項，其實大家可以觀察一下預設值為多少，絕大多數設定在最大的2346或是2347，所以大於2346  byte的訊框才會啟用RTS/CTS功能，而無線網路的訊框最大為2436  byte（包含訊框主體和其它控制除錯部分），換言之當RTS門檻值設定在2346或2347時，也就是關閉RTS/CTS功能。如果家中使用較多無線產品，或是附近的AP實在太多，干擾嚴重，就建議把RTS門檻值往下調，可以提升傳輸速度與品質。但是如果無線網路環境簡單，則建議保持預設值即可。其實這只是個經驗法則，最佳的RTS門檻值需要不斷的依據當地無線網路狀況，持續做實驗才可找出最佳設定。

下一次將會說明無線網路的規格，無線網路比較特殊一點，像是常見的54Mbps、150Mbps、300Mbps指的都是OSI網路模型L1的部分，或許可以談到DSSS（直接序列展頻）、OFDM（正交分頻複用）等技術。 

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