局域網(wǎng)和城域網(wǎng)wlan

1、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)第 4 章 局域網(wǎng)和城域網(wǎng)第 4 章 局域網(wǎng)和城域網(wǎng)4.1 局域網(wǎng)參考模型與協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)4.2 以太網(wǎng)4.3 高速以太網(wǎng)4.4 虛擬局域網(wǎng)4.5 無線局域網(wǎng)回顧上節(jié)課知識 無線局域網(wǎng)的組成本節(jié)課重點(diǎn) CSMA/CA 協(xié)議 二進(jìn)制指數(shù)退避算法 4.5.3 802.11 局域網(wǎng)的 MAC 層協(xié)議思考： 對于無線局域網(wǎng)是否還可以采用以太網(wǎng)的工作方式 CSMA/CD協(xié)議？無線局域網(wǎng)的特殊問題當(dāng) A 和 C 檢測不到無線信號時(shí)，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) A 的

2、作用范圍C 的作用范圍ABCDB 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(shí) B 向 A 發(fā)送數(shù)據(jù)并不影響 C 向 D 發(fā)送數(shù)據(jù)這就是暴露站問題(exposed station problem) ADCB？B 的作用范圍C 的作用范圍無線局域網(wǎng)的特殊問題思考問題：（1）CSMA/CD 協(xié)議特點(diǎn)：邊聽邊發(fā)（2）隱蔽站、暴露站 結(jié)論：無線局域網(wǎng)不能采用CSMA/CD協(xié)議。4.5.3 802.11 局域網(wǎng)的 MAC 層協(xié)議MAC 層無爭用服務(wù)（可選）爭用服務(wù)（必選）分布協(xié)調(diào)功能 DCF(Distributed Coordination Fu

3、nction)(CSMA/CA)點(diǎn)協(xié)調(diào)功能 PCF(Point Coordination Function)物理層1 1、MACMAC子層提供的服務(wù)：子層提供的服務(wù)：DCF 子層在每一個(gè)結(jié)點(diǎn)使用 CSMA 機(jī)制的分布式接入算法，讓各個(gè)站通過爭用信道來獲取發(fā)送權(quán)。因此 DCF 向上提供爭用服務(wù)。 MAC 層無爭用服務(wù)爭用服務(wù)分布協(xié)調(diào)功能 DCF(Distributed Coordination Function)(CSMA/CA)點(diǎn)協(xié)調(diào)功能 PCF(Point Coordination Function)物理層PCF 子層使用集中控制的接入算法把發(fā)送數(shù)據(jù)權(quán)輪流交給各個(gè)站從而避免了碰撞的產(chǎn)生 2、

4、802.11推薦使用3種幀間隔（IFS） DIFS(分布式協(xié)調(diào)IFS) PIFS（點(diǎn)協(xié)調(diào)IFS） SIFS（短IFS）優(yōu)先級別：SIFS PIFS DIFS時(shí)長：SIFS PIFS DIFSSlot time 時(shí)隙 時(shí)隙的長度：在一個(gè)基本服務(wù)集 BSS 內(nèi)當(dāng)某個(gè)站在一個(gè)時(shí)隙開始時(shí)接入到媒體時(shí)，那么在下一個(gè)時(shí)隙開始時(shí)，其他站就都能檢測出信道已轉(zhuǎn)變?yōu)槊B(tài)。 缺一個(gè)圖 4.5.3 802.11 局域網(wǎng)的 MAC 層協(xié)議 SIFS:固定值，最小的幀間間隔 DIFS =SIFS+ (2 * Slot time) PIFS = SIFS + Slot time幀間間隔的計(jì)算三種幀間間隔 時(shí)間SIFSPIF

5、SDIFS媒體空閑 發(fā)送第 1 幀SIFSPIFS時(shí)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(shí)間有幀要發(fā)送源站時(shí)間目的站ACKSIFS 其他站有幀要發(fā)送3、爭用服務(wù)分布式點(diǎn)協(xié)調(diào)功能 無線局域網(wǎng)：CSMA/CA 協(xié)議 改進(jìn)的辦法：CDCA 碰撞避免(Collision Avoidance)功能 802.11 使用 CSMA/CA 協(xié)議的同時(shí)，增加使用停止等待協(xié)議。CSMA/CA 協(xié)議的原理 （1）首先檢測信道是否被占用，如果空閑，則等待一段隨機(jī)時(shí)間后發(fā)送數(shù)據(jù)。（2）接收端如果正確收到此幀，則經(jīng)過一段時(shí)間間隔后，向發(fā)送端發(fā)送確認(rèn)幀ACK。（3）發(fā)送端收到ACK幀，確定數(shù)據(jù)正確

6、傳輸，在經(jīng)歷一段時(shí)間間隔后，進(jìn)入爭用期。圖例 凍結(jié)剩余的退避時(shí)間幀幀幀幀幀DIFSDIFSDIFSDIFS爭用窗口爭用窗口爭用窗口爭用窗口退避退避退避退避ABCDEttttt凍結(jié)凍結(jié)凍結(jié)凍結(jié)凍結(jié)4、802.11 的退避機(jī)制二進(jìn)制指數(shù)退避算法 A 的作用范圍B 的作用范圍5、對信道進(jìn)行預(yù)約 802.11 允許要發(fā)送數(shù)據(jù)的站對信道進(jìn)行預(yù)約。 ACBDERTSRTS源站 A 在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前先發(fā)送一個(gè)短的控制幀，叫做請求發(fā)送 RTS (Request To Send)，它包括源地址、目的地址和這次通信（包括相應(yīng)的確認(rèn)幀）所需的持續(xù)時(shí)間。 RTSA 的作用范圍B 的作用范圍5. 對信道進(jìn)行預(yù)約 802.11 允許要發(fā)送數(shù)據(jù)的站對信道進(jìn)行預(yù)約。 CTSACBDECTS若媒體空閑，則目的站 B 就發(fā)送一個(gè)響應(yīng)控制幀，叫做允許發(fā)送 CTS (Clear To Send)，它包括這次通信所需的持續(xù)時(shí)間（從 RTS 幀中將此持續(xù)時(shí)間復(fù)制到 CTS 幀中）。 A 收到 CTS 幀后就可發(fā)送其數(shù)據(jù)幀。 CTS本小節(jié)總結(jié) 比較:CSMA/CD 可以檢測沖突，但無法“避免”； CSMA/CA：不能檢測到有無沖突，只能盡量“避免”； 1.兩者的傳輸介質(zhì)不同,CSMA/CD總線式以太