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計算機網絡 無線區域網路 你掌握了什麼?

1、無線區域網路的組成

無線區域網路可以分為兩大類:

(1)有固定基礎設施(預先建立的固定基站)

(2)無固定基礎設施

下圖為有固定基礎設施的無線區域網路

計算機網絡 無線區域網路 你掌握了什麼?

由圖可知:

  • 一個基本服務集BSS包括一個基站和若幹個移動站,所有的站在本BSS以内都可以直接通信,但是要和本站以外的BSS通信,都要通過本BSS基站。
  • BSS内的基站叫做接入點AP。當網絡管理者安裝AP時,必須為AP配置設定一個不超過32位元組的伺服器辨別符SSID和一個通信信道。(SSID其實就是指使用該AP的無線區域網路的名字)
  • 一個BSS可以是孤立的,也可以通過AP連接配接到一個配置設定系統DS,然後再連接配接到一個BSS,這樣就構成了一個擴充的服務集ESS。
  • ESS還可以通過門戶(圖中的Portal)為無線使用者提供到非802.11無線區域網路的接入。門戶的作用相當于一個網橋。
  • 移動站A從一個BSS漫遊到另一個BSS仍然可以與移動站B進行通信。

2、移動站與接入點AP建立關聯

移動站與接入點AP建立關聯的方式有兩種:

(1)被動掃描:移動站等待接入點AP周期性的發出信标幀。(走到一個地方手機會自動提示可以接入的wifi)

(2)主動掃描:移動站主動發出探測請求幀,然後等待接入點AP發回探測響應幀。(手動連接配接wifi)

3、熱點、熱區

能夠向公衆提供有償或者無償接入wifi服務的地點叫做熱點。

由許多熱點和接入點AP連接配接起來的區域叫做熱區。

4、幾種不同的接入方式

(1)固定接入——使用者設定的地理位置保持不變。

(2)移動接入——使用者裝置以車輛速度移動時進行網絡通信。

(3)便攜接入——使用者裝置以步行速度移動時進行網絡通信。

(4)遊牧接入

802.11區域網路的實體層略作了解

5、802.11區域網路的MAC層協定

資料鍊路層分為:上層(LLC)邏輯鍊路控制;下層(MAC)媒體通路控制,主要負責控制與連接配接實體層的實體媒體。

CSMA/CA協定

CSMA/CA協定就是載波監聽多點接入/避免碰撞。

為什麼802.11區域網路MAC層不用CSMA/CD協定呢?主要有兩點原因。

  • CSMA/CD協定要求一個站點在發送本站資料的同時,還必須不間斷地檢測信道,但在無線區域網路中信号強度的動态範圍非常大,在裝置中實作這種功能花費過大。
  • 即使我們能夠實作碰撞檢測的功能,并且當我們在發送資料時檢測到信道是空閑的,在接收端仍然有發生碰撞的可能。

無線區域網路的特殊問題:

(1)暴露站問題:

當B向A發送資料時,C想要向D發送資料,但是C檢測信道被占用,無法發送資料,但是此時D空閑。

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(2)隐藏站問題

A、C同時向B發送資料,信道空閑,但資料在B發送碰撞。

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802.11區域網路在使用CSMA/CA協定時,還使用停止等待協定。這是因為無線信道的通信品質遠不如有線信道,是以無線站點每通過無線區域網路發送完一幀以後,要等到受到對方的确認幀後才能繼續發送下一幀。這就是鍊路層确認。

802.11的MAC層在實體層上面,它包括兩個子層:

  • 分布協調功能DCF。DCF不采用任何中心控制,而是每一個結點使用CSMA機制的分布式接入算法,讓各個站通過争用信道來擷取發送權。
  • 點協調功能PCF。PCF使用集中控制的接入算法,用類似于探詢的方法把發送資料權輪流交給各個站,進而避免了碰撞的産生。

6、幀間間隔IFS以及幀的分類

所有站在完成發送後,必須再等待一段很短的時間才能發送下一幀。這段時間稱為幀間間隔。幀間間隔取決于幀的類型。進階幀優先于低級幀發送。

(1)SIFS:短幀間間隔,28微秒

(2)PIFS:點協調功能幀間間隔,78微秒(28+50(時隙slot))

(3)DIFS:分布協調功能幀間間隔,128微秒(28+50+50(時隙slot))

7、CSMA/CA原理

(1)虛拟載波監聽,讓源站将占用信道的時間通知所有的站。所謂的通知,就是源站在其MAC幀首部的第二個字段“持續時間”中填入了占用的時間。當其他的站檢測到傳送MAC幀首部“持續時間”字段時,調整自己的網絡配置設定向量NAV。NAV指出了必須經過多長時間才能完成資料幀的這次傳輸,才能使信道進入空閑狀态。

(2)推遲發送,當源站發送它的第一個MAC幀時,若檢測到信道空閑,則在等待一段時間DIFSA後就可以發送。目的站若正确收到此幀,則經過時間間隔SIFS後,向源站發送确認幀ACK。

(3)沖突退避

802.11使用二進制指數退避算法(僅在檢測到信道空閑,并且發送的幀是第一個幀時不使用二進制指數退避算法)

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  • 第 i 次退避就在 22+i 個時隙中随機地選擇一個,即:在時隙 {0, 1, …, 22 + i – 1} 中随機地選擇一個,使不同站點選擇相同退避時間的機率減少。
  • 第 1 次退避是在 8 個時隙(而不是 2 個)中随機選擇一個。
  • 第 2 次退避是在 16 個時隙(而不是 4 個)中随機選擇一個。
  • 最大值255,即第6次退避。

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