RTS/CTS机制以及RTS threshold

目录

1. 为什么要有RTS/CTS

2. RTS threshold

1. 为什么要有RTS/CTS

在以太网络中，工作站是通过接收传输信号来行使CSMA/CD载波监听的功能。空中的介质线路中包含了信息，而且会传输到各网络节点。无线网络的界线比较模糊，有时候并不是每个节点都可以跟其他节点直接通信，如下图

节点1和节点3互为隐藏节点，节点2可以跟节点1和节点3通信。如果使用简单的transmit-and-pray协议，节点1与节点3有可能在同一时间传送数据，这会造成节点2无法辨识任何信息。此外，节点1与节点3将无从得知错误发生，因为只有节点2才知道有冲突发生。

在无线网络中，由隐藏节点所导致的碰撞问题相当难以监听，因为无线收发器通常是半双工工作模式，即无法同时收发数据。为了防止碰撞发生，802.11允许工作站使用请求发送(RTS)和允许发送(CTS)帧来清空传送区域。由于RTS与CTS帧会延长数据交易过程，因为RTS帧、CTS帧、数据帧以及最后的应答帧均被视为相同基本连接的一部分。

如上图所示，Source有个数据帧待传输，因此送出一个RTS帧启动整个过程。RTS帧本身带有两个目的：预约无线链路的使用权，并要求接收到这一消息的其他工作站停止发言。一旦收到RTS帧，接收端会以CTS帧应答。和RTS帧一样，CTS帧也会令附近的工作站保持沉默。等到RTS/CTS完成交换过程，Source即可传送上面要传送的帧，无须担心来自其他隐藏节点的干扰。 

2. RTS threshold

整个RTS/CTS 传输过程会用到好几个帧，实际开始传输数据之前的延迟也会消耗相当的频宽。因此，它通常只用在高用量的环境，以及传输竞争比较显著的场合。对低用量的环境而言，通常无此必要。

随着802.11 逐渐成熟，隐藏节点已经不成问题。在小型、不太活跃、只有几部客户端共享一个接入点的网络里，很少会有同时进行传输的情况，何况还有不少闲置频宽可供重传之用。在比较大型的网络环境里，由于覆盖范围内有相当密集的接入点，客户端就有可能坐落在好几台接入点的共同覆盖范围内。如果802.11 网卡的驱动程序支持，使用者可以通过调整RTS 门限值(RTS threshold)来控制RTS/CTS 程序。只要大于此门限值，就会进行RTS/CTS 交换程序。小于此门限值则会直接传送数据帧。

早期的802.11帧最大长度为2346，RTS threshold的范围是0-2347 bytes。

当设为0表示只要发送数据包，AP就要先发送RTS。

当设为其他值 ：比如设为400， 只要一个数据包大小为410的数据包要发送时，因为410超过了400，路由就会发送RTS信号通知对方，以防信号冲突。

当设为2347，表示所有数据包直接发送，无需先发RTS。

随着HT、VHT、HE等更高吞吐量的无线模式出现，802.11帧的最大长度早已不再是2346， 所以RTS threshold也不应限制在2347。如果是一个HT的设备，它的RTS threshold最大值应该设为65536(如果是VHT，HE的设备，它的maximum A-MPDU size更大，但是802.11无线模式都是向下兼容的，RTS threshold最好也为0-65536)。

以发送1500 bytes的以太报文为例，如果AP/STA支持802.11n/ac/ax模式，RTS threshold设置为2347. 那么说明只要发送聚合报文(A-MSDU, A-MPDU)，发包之前都会先发送RTS。