無線局域網(wǎng)講解

1、LOGO 無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)WLANWLAN 無線網(wǎng)絡歷史 l1971年，夏威夷大學（University of Hawaii）的研究 人員創(chuàng)造了第一個基于封包式技術(shù)的無線電通訊網(wǎng)絡， 被稱為ALOHNET網(wǎng)絡，是最早的無線局域網(wǎng)絡。這 個WLAN包括了7臺計算機，采用雙向星型拓撲（bi- directional star topology）橫跨四座夏威夷的島嶼， 中心計算機放置在瓦胡島（Oahu Island）上。從這 時開始，無線局域網(wǎng)可以說是正式誕生了。 ALOHA無線電系統(tǒng)(19681972) 無線網(wǎng)絡的應用背景 l從“e”到“u”：構(gòu)建無所不在的網(wǎng)絡 l普適計算(Pervasive

2、 Computing / Ubiquitous Computing ) l泛在網(wǎng)(ubiquitous network ) l無線城市 凡是自由空間均可連接網(wǎng)絡，不受限于線纜和端口位置。 辦公大樓候機大廳 渡假山莊商務酒店 無線讓網(wǎng)絡使用更自由 無線讓網(wǎng)絡建設更經(jīng)濟，通信更便利 l 終端與交換設備之間省去布線，有效降低布線成本。 l 適用于特殊地理環(huán)境下的網(wǎng)絡架設，如隧道、港口碼 頭、高速公路。 終端與設備之間 不方便通過線纜 連接 地理環(huán)境不適合 布設有線網(wǎng)絡 無線讓工作更高效 體育場館新聞中心展館與證券大廳 制造車間物流運輸 普適計算 l1999年，IBM提出普適計算(又叫普及計算)的 概

3、念。所謂普適計算（Pervasive Computing / Ubiquitous Computing）指的是，無所不在的、 隨時隨地可以進行計算的一種方式；無論何時 何地，只要需要，就可以通過某種設備訪問到 所需的信息。普適計算是網(wǎng)絡計算的自然延伸， 它使得不僅個人電腦，而且其它小巧的智能設 備也可以連接到網(wǎng)絡中，從而方便人們即時地 獲得信息并采取行動。 泛在網(wǎng) l“泛在網(wǎng)”即廣泛存在的網(wǎng)絡，它以無所不在、無所不 包、無所不能為基本特征，以實現(xiàn)在任何時間、任何 地點、任何人、任何物都能順暢地通信為目標。目前， 隨著經(jīng)濟發(fā)展和社會信息化水平的日益提高，構(gòu)建 “泛在網(wǎng)絡社會”，帶動信息產(chǎn)業(yè)的整體

4、發(fā)展，已經(jīng) 成為一些發(fā)達國家和城市追求的目標。 l在技術(shù)方面，建設“無處不在的網(wǎng)絡”不僅要依靠有 線網(wǎng)絡的發(fā)展，還要積極發(fā)展無線網(wǎng)絡。其中Wi-Fi、 3G、ADSL、FTTH、電子標簽、無線射頻等技術(shù)都是 組成“無處不在網(wǎng)絡”的重要技術(shù) “U”計劃戰(zhàn)略 l日本日本U-Japan計劃計劃 l韓國韓國U-Korea戰(zhàn)略戰(zhàn)略 l新加坡新加坡“下一代下一代I-Hub”計劃計劃 lU-China戰(zhàn)略 無線城市無線城市 l使用高速寬帶無線技術(shù)覆蓋城市行政區(qū)域，向使用高速寬帶無線技術(shù)覆蓋城市行政區(qū)域，向 公眾提供利用無線終端或無線技術(shù)獲取信息的公眾提供利用無線終端或無線技術(shù)獲取信息的 服務，提供隨時隨地接

5、入和速度更快的無線網(wǎng)服務，提供隨時隨地接入和速度更快的無線網(wǎng) 絡絡,從而使在現(xiàn)有的第二代移動通信網(wǎng)絡上不能從而使在現(xiàn)有的第二代移動通信網(wǎng)絡上不能 使用、未來第三代移動通信網(wǎng)絡上效果不夠理使用、未來第三代移動通信網(wǎng)絡上效果不夠理 想的高速度的新業(yè)務、新功能被開發(fā)出來想的高速度的新業(yè)務、新功能被開發(fā)出來,是城是城 市信息化和現(xiàn)代化的一項基礎(chǔ)設施，也是衡量市信息化和現(xiàn)代化的一項基礎(chǔ)設施，也是衡量 城市運行效率、信息化程度以及競爭水平的重城市運行效率、信息化程度以及競爭水平的重 要標志。要標志。 無線城市案例 l無線費城計劃 l臺北無線城市網(wǎng)絡 l上海嘉定無線城市 l北京無線城市 l中國的無線城市計劃

6、 l北京、天津、青島、武 漢、上海、南京、杭州、 廣州、深圳、揚州，成 都，洛陽 熱點(hot spot) l現(xiàn)在許多地方，如辦公室、機場、快餐店、旅 館、購物中心等都能夠向公眾提供有償或無償 接入 Wi-Fi 的服務。這樣的地點就叫做熱點。 l由許多熱點和 AP 連接起來的區(qū)域叫做熱區(qū)(hot zone)。熱點也就是公眾無線入網(wǎng)點。 l現(xiàn)在也出現(xiàn)了無線因特網(wǎng)服務提供者 WISP (Wireless Internet Service Provider)這一名詞。 用戶可以通過無線信道接入到 WISP，然后再 經(jīng)過無線信道接入到因特網(wǎng)。 l由于無線技術(shù)的多樣性，各種無線設備互 不兼容，為了解決該

7、問題，廠商自發(fā)組成 了非盈利組織Wi-Fi聯(lián)盟。凡是通過其兼 容性的測試產(chǎn)品，都被準予打上“Wi-Fi CERTIFIED”標記。我們在選購無線產(chǎn)品 時，最好選購有Wi-Fi標記的產(chǎn)品，以保 證產(chǎn)品之間的兼容性。 Wi-Fi認證(wireless fidelity ) l802.11 l802.11b l802.11a l802.11g l802.11e l802.11h l802.11i l802.11n 幾種主要的WLAN技術(shù) 支持無線局域網(wǎng)的技術(shù)標準主要有：支持無線局域網(wǎng)的技術(shù)標準主要有： 藍牙技術(shù)：手機或藍牙技術(shù)：手機或PDAPDA為主要設計對象為主要設計對象 HomeRFHomeRF

8、技術(shù)：主要服務為家庭無線網(wǎng)絡技術(shù)：主要服務為家庭無線網(wǎng)絡 IEEE 802.11IEEE 802.11系列：無線局域網(wǎng)標準系列：無線局域網(wǎng)標準 蜂窩式無線覆蓋 l 任意相鄰區(qū)域使用無頻率 交叉的頻道，如：1、6、11 頻道 。 l 適當調(diào)整發(fā)射功率，避免 跨區(qū)域同頻干擾。 l 蜂窩式無線覆蓋實現(xiàn)無交 叉頻率重復使用。 802.11網(wǎng)絡的基本元素網(wǎng)絡的基本元素 BSS BSS1 BSS2 STA1 STA2 STA3 STA5 STA6 STA4 AP AP v能互相進行無線通信的能互相進行無線通信的STASTA可以組成一個可以組成一個BSSBSS（Basic Service SetBasic

9、Service Set） vBSSBSS是是802.11802.11網(wǎng)絡的基本結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡的基本結(jié)構(gòu) vStations (STA)Stations (STA)：任何的無線終端設備。：任何的無線終端設備。 vAP AP （Access PointAccess Point）：一種特殊的）：一種特殊的STASTA 802.11網(wǎng)絡的基本元素網(wǎng)絡的基本元素 DS v DS（Distribution System）：分布式系統(tǒng) BSS2 AP BSS1 AP DS 802.11網(wǎng)絡的基本元素 SSID和BSSID AP1AP2 BSSID1SSID SSID“marketing” SSID“marketi

10、ng” ESS BSSID1SSID SSID是一個ESS的網(wǎng)絡標識 BSSID是一個BSS的標識 1208E 1208E 802.11網(wǎng)絡的基本元素網(wǎng)絡的基本元素 SSID AP1 SSID“marketing” SSID：Service Set ID 服務集識別碼 STA STASTA 802.11網(wǎng)絡的基本元素網(wǎng)絡的基本元素 ESS v ESS（Extended Service Set）是采用相同的SSID的多個BSS形成的更 大規(guī)模的虛擬BSS。 ESS BSS2 AP2 Service set identify (SSID1) BSS1 AP1 Service set identif

11、y (SSID1) 屬于同一VLAN的客戶端 DS 什么是漫游什么是漫游 lSTA可以在屬于同一個ESS的AP接入點接入； lSTA可以在Wireless網(wǎng)絡中任意移動； l保證已有的業(yè)務不中斷，用戶的標識（IP地址）不改變。 STA AP AP 移動 ESS 漫游的分類漫游的分類 l二層漫游 在同一個子網(wǎng)內(nèi)的AP間漫游 l三層漫游 在不同子網(wǎng)內(nèi)的AP間漫游 VLAN1 IP:1.0.0.1 VLAN1 APAP VLAN1 L2網(wǎng)絡 STA 移動 二層漫游 VLAN1 IP:1.0.0.1 VLAN1 AP AP VLAN2 L3網(wǎng)絡 STA 移動 三層漫游 802.11組網(wǎng)模式 單一 BS

12、S 以太網(wǎng) 1208E 以太網(wǎng) 802.11組網(wǎng)模式 多個BSS 1208E 1208E 基本服務集 BSS 擴展的服務集 ESS 基本服務集 BSS A B 漫游 接入點 AP 接入點 AP 分配系統(tǒng) DS 門橋門橋 802.x 局域網(wǎng) 因特網(wǎng) n有固定基礎(chǔ)設施的無線局域網(wǎng) 基本服務集 BSS 擴展的服務集 ESS 基本服務集 BSS A B 接入點 AP 接入點 AP 分配系統(tǒng) DS 門橋門橋 802.x 局域網(wǎng) 因特網(wǎng) 一個基本服務集 BSS 包括一個基站和若干個移動站，所有的站在本 BSS 以內(nèi)都可以直接通信，但在和本 BSS 以外的站通信時都要通 過本 BSS 的基站。 n有固定基礎(chǔ)

13、設施的無線局域網(wǎng) 基本服務集 BSS 擴展的服務集 ESS 基本服務集 BSS A B 接入點 AP 接入點 AP 分配系統(tǒng) DS 門橋門橋 802.x 局域網(wǎng) 因特網(wǎng) 基本服務集中的基站叫做接入點 AP (Access Point)其作用和網(wǎng)橋相似。 擴展的服務集 ESS 基本服務集 BSS 基本服務集 BSS A B 接入點 AP 接入點 AP 分配系統(tǒng) DS 門橋門橋 802.x 局域網(wǎng) 因特網(wǎng) 一個基本服務集可以是孤立的，也可通過接入點 AP連接到一個主 干分配系統(tǒng) DS (Distribution System)，然后再接入到另一個基本 服務集，構(gòu)成擴展的服務集ESS (Extend

14、ed Service Set)。 擴展的服務集 ESS 基本服務集 BSS 基本服務集 BSS A B 接入點 AP 接入點 AP 分配系統(tǒng) DS 門橋門橋802.x 局域網(wǎng) 因特網(wǎng) ESS 還可通過叫做門橋(portal)為無線用戶提供到非 802.11 無線局域網(wǎng) （例如，到有線連接的因特網(wǎng)）的接入。門橋的作用就相當于一個網(wǎng)橋。 擴展的服務集 ESS 基本服務集 BSS 基本服務集 BSS A B 接入點 AP 接入點 AP 分配系統(tǒng) DS 門橋門橋 802.x 局域網(wǎng) 因特網(wǎng) 移動站 A 從某一個基本服務集漫游到另一個基本服務集， 而仍然可保持與另一個移動站 B 進行通信。 （一）隱蔽站

15、問題（一）隱蔽站問題 （二）暴露站問題（二）暴露站問題 （三）問題的解決（三）問題的解決CSMA/CACSMA/CA A 的作用范圍 無線局域網(wǎng)的特殊問題 C 的作用范圍 ABCD 當 A 和 C 檢測不到無線信號時，都以為 B 是空閑的， 因而都向 B 發(fā)送數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)生碰撞。 這種未能檢測出媒體上已存在的信號的問題 叫做隱蔽站問題(hidden station problem) B 的作用范圍 無線局域網(wǎng)的特殊問題 C 的作用范圍 ADCB ？ B 向 A 發(fā)送數(shù)據(jù)，而 C 又想和 D 通信。 C 檢測到媒體上有信號，于是就不敢向 D 發(fā)送數(shù)據(jù)。 其實 B 向 A 發(fā)送數(shù)據(jù)并不影響 C 向

16、 D 發(fā)送數(shù)據(jù) 這就是暴露站問題(exposed station problem) 上述兩種情況，以及無線信道傳輸條件的信號強度 變化很大，致使發(fā)送站無法使用碰撞檢測確定是 否發(fā)生了碰撞。 無線局域網(wǎng)卻不能簡單地搬用 CSMA/CD 協(xié)議。這 里主要有兩個原因。CSMA/CD 協(xié)議要求一個站點 在發(fā)送本站數(shù)據(jù)的同時，還必須不間斷地檢測信 道，但在無線局域網(wǎng)的設備中要實現(xiàn)這種功能就 花費過大。即使我們能夠?qū)崿F(xiàn)碰撞檢測的功能， 并且當我們在發(fā)送數(shù)據(jù)時檢測到信道是空閑的， 在接收端仍然有可能發(fā)生碰撞。 CSMA/CA 協(xié)議 無線局域網(wǎng)不能使用CSMA/CD，而只能使用改進的 CSMA協(xié)議。改進的辦法

17、是將CSMA增加一個碰撞 避免(Collision Avoidance)功能。 802.11就使用CSMA/CA協(xié)議。并在使用它的同時還增 加使用確認機制。CSMA/CA技術(shù)的關(guān)鍵在于發(fā)送 數(shù)據(jù)幀之前應先對信道進行預約。 CSMA/CA 協(xié)議 CSMA/CA 與 CSMA/CD lCSMA/CA 和 CSMA/CD 都采用載波偵聽原理來判斷傳 輸媒介的空閑 l兩者差別在于當發(fā)現(xiàn)傳輸媒介由忙碌變成空閑時： lCSMA/CD 會將幀立刻傳送出去，然后監(jiān)聽是否發(fā)生沖 撞，若發(fā)生沖撞，則立刻停止傳送并且等待一段隨機延 遲時間后再重新開始。 lCSMA/CA 是在發(fā)現(xiàn)傳輸媒介由忙碌變成空閑時，先產(chǎn) 生一

18、段隨機延遲時間 (暫不考慮幀間隔)，然后才傳送幀。 其傳送幀和產(chǎn)生隨機延遲時間的順序正好和 CSMA/CD 的做法相反。 l先產(chǎn)生隨機延遲時間的目的是想預先避免發(fā)生沖撞，所 以此方法叫“沖撞避免”(collision avoidance)。 CSMA/CA 與 CSMA/CD l這樣做是因為無線網(wǎng)絡中沖撞偵測的任務不易 完成。在無線網(wǎng)中，不同站點在傳輸媒介上所 使用的信號強度范圍是不定的，因此物理層很 難在每次沖撞發(fā)生時，都能偵測出。 l避免發(fā)生沖撞并不表示沖撞就不會發(fā)生。由 CSMA/CA的特性可以知道，幀傳送前雖然延遲 隨機數(shù)時間但還是可能發(fā)生沖撞，而當沖撞發(fā) 生時又偵測不出來，此時傳送的

19、幀就丟失。為 了提供可靠的傳輸環(huán)境，IEEE 802.11在沖撞避 免的功能中加入了幀傳送的確認動作，以確保 可靠傳輸。 ABCD Step1：B向C發(fā) 送數(shù)據(jù)之前，先發(fā) 送一個請求。 ABCD Step2：C收到請 求后，向B返回一個 確認信息，允許B發(fā) 送，當B收到確認信 息后，開始發(fā)送數(shù)據(jù)。 A：發(fā)送數(shù)據(jù)之前進行預約解決了隱蔽站問題 A在B的傳輸范圍內(nèi)而非C的傳輸范圍內(nèi)。因此A能收 到B的發(fā)送請求，收不到C的返回信息。于是在B向C發(fā)送 數(shù)據(jù)時A可以發(fā)送自己的數(shù)據(jù)不會干擾B與C間的通信。 CSMA/CA 協(xié)議 l改進的辦法是把 CSMA 增加一個碰撞避 免(Collision Avoida

20、nce)功能。 l802.11 就使用 CSMA/CA 協(xié)議。而在使 用 CSMA/CA 的同時，還增加使用停止 等待協(xié)議。 l下面先介紹 802.11 的 MAC 層。 IEEE 802.11MAC基本服務 l異步數(shù)據(jù)服務 l廣播 l組播 lBest effort lAd hoc 、AP l時限服務 lAP l需要AP控制介質(zhì)訪問以避免沖突 802.11基本訪問機制 l基于CSMA/CA的強制基本功能 l避免隱藏終端問題的可選功能 l時限服務的無沖突polling方法 CSMA/CA l載波偵聽（CSMA） l如果介質(zhì)為空，則節(jié)點傳輸幀 l如果介質(zhì)忙，則等待 lRTS/CTS l沖突避免（C

21、A） l隨機退讓算法 l優(yōu)先級確認協(xié)議 物理層的直接載波監(jiān)測物理層的直接載波監(jiān)測 MAC層的虛擬載波監(jiān)測層的虛擬載波監(jiān)測 幀間間隔 IFS l所有的站在完成發(fā)送后，必須再等待一段很短 的時間（繼續(xù)監(jiān)聽）才能發(fā)送下一幀。這段時 間的通稱是幀間間隔 IFS (InterFrame Space)。 l幀間間隔長度取決于該站欲發(fā)送的幀的類型。 高優(yōu)先級幀需要等待的時間較短，因此可優(yōu)先 獲得發(fā)送權(quán)。 l若低優(yōu)先級幀還沒來得及發(fā)送而其他站的高優(yōu) 先級幀已發(fā)送到媒體，則媒體變?yōu)槊B(tài)因而低 優(yōu)先級幀就只能再推遲發(fā)送了。這樣就減少了 發(fā)生碰撞的機會。 優(yōu)先級控制等待時間的參數(shù) l用不同的幀間隔來定義優(yōu)先級 lS

22、IFS (Short IFS) lPIFS (PCF IFS) lDIFS (DCF IFS) 三種幀間間隔 時間 SIFS PIFS DIFS 媒體空閑 發(fā)送第 1 幀 SIFS PIFS 時間NAV（媒體忙） DIFS 爭用窗口 發(fā)送下一 幀 推遲接入 等待重試時間 有幀要發(fā)送 源站 時間 目的站 ACK SIFS 其他站 有幀要發(fā)送 SIFS，即短(Short)幀間間隔，是最短的幀間間隔，用來分隔開屬 于一次對話的各幀。一個站應當能夠在這段時間內(nèi)從發(fā)送方式切 換到接收方式。 使用 SIFS 的幀類型有：ACK 幀、CTS 幀、 由過長的 MAC 幀分片后的數(shù)據(jù)幀，以及所有 回答 AP 探

23、詢的幀和在 PCF 方式中接入點 AP 發(fā)送出的任何幀。 三種幀間間隔 時間 SIFS PIFS DIFS 媒體空閑 發(fā)送第 1 幀 SIFS PIFS 時間NAV（媒體忙） DIFS 爭用窗口 發(fā)送下一 幀 推遲接入 等待重試時間 有幀要發(fā)送 源站 時間 目的站 ACK SIFS 其他站 有幀要發(fā)送 PIFS，即點協(xié)調(diào)功能幀間間隔，它比 SIFS 長，是為了在開始使 用 PCF 方式時（在 PCF 方式下使用，沒有爭用）優(yōu)先獲得接入 到媒體中。PIFS 的長度是 SIFS 加一個時隙(slot)長度。 時隙的長度是這樣確定的：在 一個基本服務集 BSS 內(nèi)當某 個站在一個時隙開始時接入到 媒

24、體時，那么在下一個時隙開 始時，其他站就都能檢測出信 道已轉(zhuǎn)變?yōu)槊B(tài)。 三種幀間間隔 時間 SIFS PIFS DIFS 媒體空閑 發(fā)送第 1 幀 SIFS PIFS 時間NAV（媒體忙） DIFS 爭用窗口 發(fā)送下一 幀 推遲接入 等待重試時間 有幀要發(fā)送 源站 時間 目的站 ACK SIFS 其他站 有幀要發(fā)送 DIFS，即分布協(xié)調(diào)功能幀間間隔（最長的 IFS），在 DCF 方式 中用來發(fā)送數(shù)據(jù)幀和管理幀。DIFS 的長度比 PIFS 再增加一個時 隙長度。 使用CSMA/CA的基本DCF l如果介質(zhì)持續(xù)為空的時間大于DIFS，則節(jié)點可 以立即訪問介質(zhì) l網(wǎng)絡負載較輕時可縮短訪問延遲 l網(wǎng)

25、絡規(guī)模增大時需要其他機制的協(xié)助 l如果介質(zhì)為忙，則等待一段隨機時間 CSMA/CA是否公平？ l如果介質(zhì)忙，則節(jié)點必須等待DIFS，然后進入 競爭階段； l每個節(jié)點在競爭窗口中選擇一個隨機backoff時 間，延遲這段時間訪問介質(zhì)； l如果隨機等待時間過后，介質(zhì)仍然為空，則節(jié) 點可立即訪問介質(zhì)； l如果介質(zhì)為忙？ l重新開始下一輪競爭 l每個節(jié)點在下一次競爭時具有同樣的發(fā)送數(shù)據(jù)機會 爭用窗口 l信道從忙態(tài)變?yōu)榭臻e時，任何一個站要發(fā) 送數(shù)據(jù)幀時，不僅都必須等待一個 DIFS 的間隔，而且還要進入爭用窗口，并計算 隨機退避時間以便再次重新試圖接入到信 道。 l在信道從忙態(tài)轉(zhuǎn)為空閑時，各站就要執(zhí)行

26、退避算法。這樣做就減少了發(fā)生碰撞的概 率。 l802.11 使用二進制指數(shù)退避算法。 退避計時器 (backoff timer) l站點每經(jīng)歷一個時隙的時間就檢測一次 信道。這可能發(fā)生兩種情況。 l若檢測到信道空閑，退避計時器就繼續(xù)倒 計時。 l若檢測到信道忙，就凍結(jié)退避計時器的剩 余時間，重新等待信道變?yōu)榭臻e并再經(jīng)過 時間DIFS 后，從剩余時間開始繼續(xù)倒計時。 如果退避計時器的時間減小到零時，就開 始發(fā)送整個數(shù)據(jù)幀。 退讓（Backoff）過程 l當空閑時間IFS，立即傳輸 l當介質(zhì)忙，延遲直到當前傳輸結(jié)束+IFS時間 l開始隨機后退過程 l選擇一個隨機數(shù)（0，Cwindow） l使用偵聽

27、確定每個時間槽是否有活動 l如果沒有活動則減少backoff時間 l后退過程中介質(zhì)為忙時掛起backoff過程 l在當前幀傳輸結(jié)束后恢復后退過程 退避算法的使用情況 l僅在下面的情況下才不使用退避算法： 檢測到信道是空閑的，并且這個數(shù)據(jù)幀 是要發(fā)送的第一個數(shù)據(jù)幀。 l除此以外的所有情況，都必須使用退避 算法。即： l在發(fā)送第一個幀之前檢測到信道處于忙態(tài)。 l在每一次的重傳后。 l在每一次的成功發(fā)送后。 CSMA/CA算法 802.11 的退避機制 增強型CSMA/CA lCSMA/CA + ACK l接收方在CRC正確時立即返回ACK l沒有接收到ACK則在隨機退讓時間后重傳數(shù)據(jù)幀 帶有RTS

28、/CTS的擴展DCF lRTS/CTS機制 l機制的使用是可選的 l每個802.11節(jié)點必須實現(xiàn)該功能 l明確預留信道 l發(fā)送者發(fā)送短的RTS（請求發(fā)送） l接收者用短的CTS（清除發(fā)送） lCTS為發(fā)送者預留了帶寬同時通告所有的站點（包 括隱藏站點） lRTS/CTS長短很短，沖突的概率小 l避免“隱藏”終端沖突 基于RTS / CTS機制的典型報文發(fā)送過程 AP STA2 RTS請求發(fā)送 CTS同意發(fā)送 STA1-STA2的數(shù)據(jù) ACK發(fā)送確認 RTS請求發(fā)送 CTS同意發(fā)送 STA1-STA2的數(shù)據(jù) ACK發(fā)送確認 1208E 虛擬載波監(jiān)聽原理 l虛擬載波監(jiān)聽(Virtual Carri

29、er Sense)的機 制是讓源站將它要占用信道的時間（包括 目的站發(fā)回確認幀所需的時間）通知給所 有其他站，以便使其他所有站在這一段時 間都停止發(fā)送數(shù)據(jù)。 l這樣就大大減少了碰撞的機會。 l“虛擬載波監(jiān)聽”是表示其他站并沒有監(jiān) 聽信道，而是由于其他站收到了“源站的 通知”才不發(fā)送數(shù)據(jù)。 虛擬載波監(jiān)聽的效果 l這種效果好像是其他站都監(jiān)聽了信道。 l所謂“源站的通知”就是源站在其 MAC 幀首部中的第二個字段“持續(xù)時間”中填 入了在本幀結(jié)束后還要占用信道多少時間 （以微秒為單位），包括目的站發(fā)送確認 幀所需的時間。 網(wǎng)絡分配向量 l當一個站檢測到正在信道中傳送的 MAC 幀首部的“持續(xù)時間”字段

30、時，就調(diào)整自 己的網(wǎng)絡分配向量 NAV (Network Allocation Vector)。 lNAV 指出了必須經(jīng)過多少時間才能完成 數(shù)據(jù)幀的這次傳輸，才能使信道轉(zhuǎn)入到空 閑狀態(tài)。 隱藏節(jié)點問題的解決 如何應付無線鏈路高比特出錯率 帶有輪詢的PCF l可選的DCF之上的接入服務 l與支持異步數(shù)據(jù)傳輸?shù)腄CF并存 l需要一個集中的輪詢站點 l以循環(huán)的方式輪詢所有配置成polling的站點 l被詢問的站點利用SIFS返回響應 l如果收到響應，則等待PIFS后發(fā)出另一個polling l如果沒有收到響應，則polling其他站 可靠的數(shù)據(jù)傳送 l通過確認機制來提高可靠性 lRTS/CTS保證一

31、個數(shù)據(jù)報的完整傳輸過程 802.11 局域網(wǎng)的 MAC 幀 l802.11 幀共有三種類型，即控制幀、數(shù)據(jù)幀和 管理幀。 l下面是數(shù)據(jù)幀的主要字段。 字節(jié) 2 2 6 6 6 2 6 0 2312 4 幀控制持續(xù)期地址 1地址 2地址 3序號控制地址 4幀主體FCS 協(xié)議 版本 類型子類型 到 DS 從 DS 更多 分片 重試 功率 管理 更多 數(shù)據(jù) WEP 順序 位 2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 MAC 首部 802.11 數(shù)據(jù)幀的三大部分 lMAC 首部，共 30 字節(jié)。幀的復雜性都 在幀的首部。 l幀主體，也就是幀的數(shù)據(jù)部分，不超過 2312 字節(jié)。這個數(shù)值比以太網(wǎng)的最大長

32、 度長很多。不過 802.11 幀的長度通常都 是小于 1500 字節(jié)。 l幀檢驗序列 FCS 是尾部，共 4 字節(jié) MAC 幀格式 MAC 幀格式 MAC幀分類 取消鑒權(quán) 鑒權(quán) 去關(guān)聯(lián) 無數(shù)據(jù)幀和無競爭查詢以及無競爭應答認可廣播傳輸指示消息 無數(shù)據(jù)幀和無競爭查詢信標幀 無數(shù)據(jù)幀和無競爭應答認可無競爭結(jié)束和無競爭應答認可探測響應 空閑幀無競爭結(jié)束探測請求 數(shù)據(jù)幀和無競爭查詢以及無競爭應答認可應答認可重新關(guān)聯(lián)響應 數(shù)據(jù)幀和無競爭查詢允許發(fā)送重新關(guān)聯(lián)請求 數(shù)據(jù)幀和無競爭應答認可請求發(fā)送關(guān)聯(lián)響應 簡單數(shù)據(jù)幀節(jié)能輪詢關(guān)聯(lián)請求 數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)幀幀控控制制幀幀管管理理幀幀 AP設備的典型組網(wǎng)設備的典型組網(wǎng) l

33、企業(yè)網(wǎng)絡的組網(wǎng)模式： AP1 APn STAs l 家庭或soho網(wǎng)絡的組網(wǎng)模式： APADSL Modem WAN 以太交換機以太交換機 PCSTAs 企業(yè)核心網(wǎng)企業(yè)核心網(wǎng) 802.11無線網(wǎng)橋 l無線網(wǎng)橋是一種采用無線技術(shù)進行網(wǎng)絡互連的特 殊功能的AP。 l無線網(wǎng)橋根據(jù)傳輸距離的不同可分為工作組網(wǎng)橋 和長距專業(yè)網(wǎng)橋。 l為了防止信號大幅度衰減，網(wǎng)橋組網(wǎng)時兩個網(wǎng)橋 之間通常不能有障礙物的阻擋。 l以室外作為主要應用環(huán)境的無線網(wǎng)橋一般在設計 時都會考慮適應一些惡劣的應用環(huán)境。 802.11無線網(wǎng)橋的典型組網(wǎng) 有線網(wǎng)絡A 有線網(wǎng)絡B 有線網(wǎng)絡互連有線網(wǎng)絡互連 無線網(wǎng)絡互連無線網(wǎng)絡互連 有線網(wǎng)絡 網(wǎng)絡A 多網(wǎng)絡互連多網(wǎng)絡互連 1208E 網(wǎng)絡B 網(wǎng)橋網(wǎng)橋網(wǎng)橋網(wǎng)橋 網(wǎng)橋網(wǎng)橋 網(wǎng)橋網(wǎng)橋 網(wǎng)橋網(wǎng)橋 網(wǎng)橋網(wǎng)橋 網(wǎng)橋網(wǎng)橋 WLAN 技術(shù)標準演進 過去未來 現(xiàn)在 WLAN標準不斷完善，可運營可管理性穩(wěn)步增強，802.11n已成主流。 802.1