计算机网络-谢希仁(第五版)配套课件 9 无线网络
CH95ed 无线网络.ppt
课件制作人：谢希仁
课件制作人：谢希仁
争用窗口
信道从忙态变为空闲时，任何一个站要发 送数据帧时，不仅都必须等待一个 DIFS 的间隔，而且还要进入争用窗口，并计算 随机退避时间以便再次重新试图接入到信 道。
在信道从忙态转为空闲时，各站就要执行 退避算法。这样做就减少了发生碰撞的概 率。
第 1 次退避是在 8 个时隙（而不是 2 个） 中随机选择一个。
第 2 次退避是在 16 个时隙（而不是 4 个） 中随机选择一个。
课件制作人：谢希仁
退避计时器
(backoff timer)
站点每经历一个时隙的时间就检测一次 信道。这可能发生两种情况。
若检测到信道空闲，退避计时器就继续倒计 时。
802.11g 2.4 GHz 最高为 OFDM 54 Mb/s
最高数据率较高，支持更多用户 同时上网，价格最高，信号传播 距离较短，且易受阻碍
最高数据率较高，支持更多用户 同时上网，信号传播距离最远， 且不易受阻碍，价格比 802.11b 贵
课件制作人：谢希仁
9.1.3 802.11 局域网的 MAC 层协议
三种帧间间隔 于一次对话的各帧。一个站应当能够在这段时间内从发送方式切
换到接收方式。
使用 SIFS 的帧类型有：ACK 帧、CTS 帧、
由过长的 MAC 帧分片后的数据帧，以及所有 DIFS 回答 AP 探询的帧和在 PCF 方式中接入点 PIFS AP 发送出的任何帧。
SIFS
媒体空闲
发送第 1 帧
字节 2
2
6
6
6
2
6
0 ~ 2312
计算机网络 第五版 谢希仁 完整版
一、概述1-01计算机网络可以向用户提供哪些服务?答：可以使用户迅速传递数据文件，以及从网络上查找并获取各种有用资料，包括图像和视频文件。
计算机网络向用户提供的最重要的功能有两个：连通性和资源共享。
1-02 试简述分组交换的要点。
答：分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
在分组交换网络中，数据按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
以短的分组形式传送。
分组交换在线路上采用动态复用技术。
每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。
在路径上的每个结点，把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。
到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
分组交换比电路交换的电路利用率高，比报文交换的传输时延小，交互性好。
分组交换网的主要优点是：①高效。
在分组传输的过程中动态分配传输带宽，对通信链路是逐段占有。
②灵活。
每个结点均有智能，为每一个分组独立地选择转发的路由。
③迅速。
以分组作为传送单位，通信之前可以不先建立连接就能发送分组；网络使用高速链路。
④可靠。
完善的网络协议；分布式多路由的通信子网。
1-03试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
答：（1）电路交换电路交换就是计算机终端之间通信时，一方发起呼叫，独占一条物理线路。
当交换机完成接续，对方收到发起端的信号，双方即可进行通信。
在整个通信过程中双方一直占用该电路。
它的特点是实时性强，时延小，交换设备成本较低。
但同时也带来线路利用率低，电路接续时间长，通信效率低，不同类型终端用户之间不能通信等缺点。
电路交换比较适用于信息量大、长报文，经常使用的固定用户之间的通信。
（2）报文交换将用户的报文存储在交换机的存储器中。
当所需要的输出电路空闲时，再将该报文发向接收交换机或终端，它以“存储——转发”方式在网内传输数据。
报文交换的优点是中继电路利用率高，可以多个用户同时在一条线路上传送，可实现不同速率、不同规程的终端间互通。
计算机网络 谢希仁 第五版
存储转发原理 并非完全新的概念
• 在 20 世纪 40 年代，电报通信也采用了 基于存储转发原理的报文交换(message switching)。 • 报文交换的时延较长，从几分钟到几小 时不等。现在报文交换已经很少有人使 用了。
三种交换的比较
电路交换
连接建立 报 文
报文交换
分组交换
数据传送
报文
服务器软件的特点
• 一种专门用来提供某种服务的程序，可 同时处理多个远地或本地客户的请求。 • 系统启动后即自动调用并一直不断地运 行着，被动地等待并接受来自各地的客 户的通信请求。因此，服务器程序不需 要知道客户程序的地址。 • 一般需要强大的硬件和高级的操作系统 支持。
2. 对等连接方式
• 对等连接(peer-to-peer，简写为 P2P)是指 两个主机在通信时并不区分哪一个是服 务请求方还是服务提供方。 • 只要两个主机都运行了对等连接软件 （P2P 软件），它们就可以进行平等的、 对等连接通信。 • 双方都可以下载对方已经存储在硬盘中 的共享文档。
• 这里我们假定分组在传输过程中没有出 现差错，在转发时也没有被丢弃。
因特网的核心部分
• 因特网的核心部分是由许多网络和把它们互 连起来的路由器组成，而主机处在因特网的 边缘部分。 • 在因特网核心部分的路由器之间一般都用高 速链路相连接，而在网络边缘的主机接入到 核心部分则通常以相对较低速率的链路相连 接。 • 主机的用途是为用户进行信息处理的，并且 可以和其他主机通过网络交换信息。路由器 的用途则是用来转发分组的，即进行分组交 换的。
网络 结点 链路
互联网（网络的网络）
(a)
(b)
主机
因特网
internet 和 Internet 的区别
计算机网络课件(最完整版)-谢希仁
双方都可以下载对方已经存储在硬盘中 的共享文档。
对等连接方式的特点
对等连接方式从本质上看仍然是使用客 户服务器方式，只是对等连接中的每一 个主机既是客户又同时是服务器。
例如主机 C 请求 D 的服务时，C 是客户， D 是服务器。但如果 C 又同时向 F提供 服务，那么 C 又同时起着服务器的作用。
网络与因特网
网络把许多计算机连接在一起。 因特网则把许多网络连接在一起。
网络 结点 链路
互联网（网络的网络）
(a)
(b)
主机 因特网
1.2.2 因特网发展的三个阶段
第一阶段是从单个网络 ARPANET 向互 联网发展的过程。
1983 年 TCP/IP 协议成为 ARPANET 上 的标准协议。
第 1 章 概述（续）
1.4 计算机网络在我国的发展 1.5 计算机网络的类别
1.5.1 计算机网络的定义 1.5.2 几种不同类别的网络 1.6 计算机网络的性能 1.6.1 计算机网络的性能指标 1.6.2 计算机网络的非性能特征
第 1 章 概述（续）
1.7 计算机网络的体系结构 1.7.1 计算机网络体系结构的形成 1.7.2 协议与划分层次 1.7.3 具有五层协议的体系结构 1.7.4 实体、协议、服务和服务访问点 1.7.5 TCP/IP 的体系结构
每一个分组的首部都含有地址等控制信 息。
分组交换网中的结点交换机根据收到的 分组的首部中的地址信息，把分组转发 到下一个结点交换机。
用这样的存储转发方式，最后分组就能 到达最终目的地。
收到分组后剥去首部
接பைடு நூலகம்端收到分组后剥去首部还原成报文。
计算机网络教程谢钧谢希仁第5版微课版PPT
7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8
系统安全：防火墙与入侵检测
网络攻击及其防范
7.1.1 安全威胁
计算机网络上的通信面临以下四种威胁：
第 7 章 网络安全
3
01
OPTION
截获
从网络上窃听他人的通信内容。
02
OPTION
中断
有意中断他人在网络上的通信。
03
OPTION
篡改
故意篡改网络上传送的报文。
系统安全：防火墙与入侵检测
网络攻击及其防范
7.1.2 安全服务
机密性(confidentiality) 确保计算机系统中的信息或网络中传输的信息不会 泄漏给非授权用户。这是计算机网络中最基本的安
第 7 章 网络安全
7
实体鉴别(entity authentication) 通信实体能够验证正在通信的对端实体的真实身 份，确保不会与冒充者进行通信。 访问控制(access control) 系统具有限制和控制不同实体对信息源或其他系 统资源进行访问的能力。系统必须在鉴别实体身 份的基础上对实体的访问权限进行控制。 可用性(availability)
第 7 章 网络安全
22
• 发送方将可变长度的报文m经过报文摘要算法运算后得出固定长度的报文摘要H(m)。
• 然后对H(m)进行加密，得出EK(H(m))，并将其附加在报文m后面发送出去。
• 接收方把EK(H(m))解密还原为H(m)，再把收到的报文进行报文摘要运算，看结果是否与收到的 H(m)一样。
虽然差错检验码可以检测出报文的随机改变，但却无法抵御攻击者的恶意篡改，因 为攻击者可以很容易地找到差错检验码与原文相同的其他报文，从而达到攻击目的。
计算机网络(第五版)谢希仁因特网上的音频视频服务课件
02
03
流媒体技术的定义
流媒体技术是指通过网络 将连续的音频视频数将音频视频数据压缩 编码，然后以数据包的形 式通过网络传输，最后在 客户端进行解码播放。
流媒体技术的特点
支持实时传输、可跨平台 播放、易于网络发布等。
音频视频服务的应用
01
02
03
压缩算法
音频视频压缩算法主要包括变换编 码、预测编码、插值与外推法、统 计编码等，这些算法在压缩效率和 图像质量之间进行权衡。
音频视频编解码技术
编解码技术概述
音频视频编解码技术是将模拟信号或数字信号转换为适合传输或存储的格式的过程，包括音频编解码和视频编解码。
常见编解码器
常见的音频编解码器有AAC、MP3、WMA等，常见的视频编解码器有MPEG、H.264、AVC等，这些编解码器支持 不同的应用场景和性能要求。
音频视频服务的发展
随着网络技术的不断发展和用户需求的提升，音频视频服务经历了 从简单的流媒体到高清、超高清视频的演变。
音频视频服务的类型
主要包括在线直播、点播、短视频、语音通话等。
音频视频传输协议
RTP（Real-time Transport Protocol）：用于实时传输音频视频 数据流的传输层协议，支持一对一或 一对多的传输模式。
功能
数据通信、资源共享、集中管理和分布式处理、提高计算机的可靠性和可用性 。
计算机网络分类
根据规模大小和延伸 范围分类：局域网 (LAN)、城域网 (MAN)、广域网 (WAN)。
根据传输介质分类： 有线网和无线网。
根据网络拓扑结构分 类：星型网、总线网 、环型网和网状网。
计算机网络体系结构
OSI参考模型
流媒体传输是将音频视频数据以流的 形式实时传输，用户可以边下载边播 放，无需等待整个文件下载完成。流 媒体传输协议主要包括RTSP、RTMP 、HLS等。
计算机网络基础第5版课件 (9)[58页]
![计算机网络基础第5版课件 (9)[58页]](https://img.taocdn.com/s3/m/81046c4daef8941ea76e05b3.png)
9.2 综合业务数字网（ISDN）
综 合 业 务 数 字 网 ISDN （ Integrated Services Digital Network）让用户利用现有电话线，实现用户 端数字信号入网，是数字传输和数字交换综合而成 的数字电话网，整个思想就是电话网络数字化。
SLIP只支持异步传输方式，无协商过程，尤 其不能协商诸如双方IP地址等网络属性，在后来 的发展过程中，逐步被PPP协议所替代。
5
Lizq98@
9ห้องสมุดไป่ตู้1 公共电话交换网（PSTN）
9.1.1 SLIP/PPP协议
2. 点到点协议（PPP）
PPP协议是一个数据链路层协议，提供点到点链 路上传输、封装网络层数据包的功能，是目前TCP/IP 网络中最主要的点到点数据链路层协议。PPP支持多 种协议，同时还支持异/同步通信、错误检测、选项 商定、头部压缩等。
1984年CCITT对它定义是：“ISDN是综合数字 电话网发展起来的一个网络，它提供端到端的数字 连接以支持广泛的服务，包括声音和非声音的，用 户的访问是通过少量用途用户网络接口标准实现 的。”
ISDN Modem是 中期利用电话线 接入广域网方式
10
Lizq98@
9.2 综合业务数字网（ISDN）
9.1.1 SLIP/PPP协议
3. PPP的身份验证 PPP协议增加了通信双方的身份验证和安全性协 议，即在网络层协商IP地址前，先要通过身份验证。
1) 口令认证协议PAP 2) 查询握手认证协议CHAP
7
Lizq98@
9.1 公共电话交换网（PSTN）
9.1.2 拔号入网
1
Lizq98@
第9章 广域网技术
谢希仁《计算机网络》(第5版)笔记和课后习题(含考研真题)详解-无线网络(圣才出品)
第9章无线网络9.1复习笔记一、无线局域网WLAN无线局域网提供了移动接入的功能。
（一）无线局域网的组成无线局域网可分为两大类。
第一类是有固定基础设施的，第二类是无固定基础设施的。
1．凡使用802.11系列协议的局域网又称为WiFi（Wireless-Fidelity，意思是“无线保真度”）。
IEEE802.11标准规定无线局域网的最小构件是基本服务集BSS（Basic Service Set）。
一个基本服务集可以是孤立的，也可通过接入点AP连接到一个分配系统DS（Distribution System），然后再连接到另一个基本服务集，这样就构成了一个扩展的服务集ESS （Extended Service Set）（如图9-1所示）。
图9-1IEEE802.11的基本服务集BSS和扩展服务集ESS2．移动自组网络。
另一类无线局域网是无固定基础设施的无线局域网，它又称做自组网络（Ad Hoc Network）。
这种自组网络没有上述基本服务集中的接入点AP而是由一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成的临时网络（如图9-2所示）。
图9-2由处于平等状态的一些便携机构成的自组网络即使在和因特网相连时，移动自组网络也是以残桩网络（Stub Network）方式工作的。
所谓“残桩网络”就是通信量可以进入残桩网络，也可以从残桩网络发出，但不允许外部的通信量穿越残桩网络。
（二）802.11局域网的物理层表9-1是这三种无线局域网（802.11b，802.11a和802.11g）的简单比较。
表9-1三种常用的802.11无线局域网标准频段数据速率物理层优缺点802.11b 2.4GHz 最高为11Mb／s HR、DSSS最高数据率较低，价格最低，信号传播距离最远，且不易受阻碍802.11a 5GHz 最高为54Mb／sOFDM最高数据率较高，支持更多用户同时上网，价格最高，信号传播距离较短，且易受阻碍802.11g 2.4GHz最高为54Mb／soFDM 最高数据率较高，支持更多用户同时上网，信号传播距离最远，且不易受阻碍，价格比802.11b 贵（三）802.11局域网的MAC 层协议1．CSMA/CA 协议在无线局域网中，并非所有的站点都能够听见对方，如图9-3所示。
计算机网络第五版(谢希仁)课件ppt教材
《计算机网络》实验指导书专业班级：网络12-1 指导老师：实验一Packet Tracer软件和网络基本命令的使用一、实验目的1．熟悉Packet Tracer 5.3模拟软件的使用方法；2．了解常用网络命令的工作原理；3．掌握常用网络命令的使用。
二、实验条件要求1．局域网接入互联网；2．Pc安装有Packet Tracer 5.3模拟软件；3．服务器端安装window 2003，客户端安装window xp。
三、实践内容与步骤1．打开Packet Tracer 5.3模拟软件（可自行汉化），熟悉基本界面，掌握基本操作规范和方法；2．Ping命令的解释及其使用。
Ping命令用于确定本机是否能与另一台主机交换数据包。
1)Ping 127.0.0.1，环回地址，验证tcp/ip安装及是否正确；2)Ping 本机ip；3)Ping 网关ip；4)Ping 。
3．Netstat命令的解释及其使用。
用于显示ip、tcp、udp等协议相关统计数据，检验本机各端口的网络连接情况。
7．LISTEN：在监听状态中。
ESTABLISHED：已建立联机的联机情况。
TIME_WAIT：该联机在目前已经是等待的状态。
8．-e。
含义：本选项用于显示关于以太网的统计数据。
它列出的项目包括传送的数据报的总字节数、错误数、删除数、数据报的数量和广播的数量。
这些统计数据既有发送的数据报数量，也有接收的数据报数量。
这个选项可以用来统计一些基本的网络流量。
若接收错和发送错接近为零或全为零，网络的接口无问题。
但当这两个字段有100 个以上的出错分组时就可以认为是高出错率了。
高的发送错表示本地网络饱和或在主机与网络之间有不良的物理连接; 高的接收错表示整体网络饱和、本地主机过载或物理连接有问题，可以用Ping 命令统计误码率，进一步确定故障的程度。
netstat -e 和ping 结合使用能解决一大部分网络故障。
Received为接收数，Sent为发送数。
计算机网络(第5版)
课件制作人：谢希仁
. 协议不需要的功能
纠错 流量控制 序号 多点线路 半双工或单工链路
课件制作人：谢希仁
. 协议的组成
年制订了 协议。经过 年和 年的修订， 现在的 协议已成为因特网的正式标准[ ]。
协议有三个组成部分 一个将 数据报封装到串行链路的方法。 链路控制协议 ( )。 网络控制协议 ( )。
课件制作人：谢希仁
第 章 数据链路层（续）
扩展的以太网 在物理层扩展以太网 在数据链路层扩展以太网
高速以太网 以太网 吉比特以太网 吉比特以太网 使用高速以太网进行宽带接入
其他类型的高速局域网接口
课件制作人：谢希仁
数据链路层
数据链路层使用的信道主要有以下两种类 型：
点对点信道。这种信道使用一对一的点对 点通信方式。
模 运算的结果是：商 ，
余数 。
把余数 作为冗余码添加在数据 的后面发送出 去。发送的数据是：
即：，共 ( ) 位。
课件制作人：谢希仁
循环冗余检验的原理说明
← (商) (除数) → ← (被除数)
← (余数)，作为
课件制作人：谢希仁
帧检验序列
在数据后面添加上的冗余码称为帧检验 序列 ( )。
字节填充( )或字符填充( )——接收端的数据链路层 在将数据送往网络层之前删除插入的转义字符。
如果转义字符也出现数据当中，那么应在转义字 符前面插入一个转义字符。当接收端收到连续的 两个转义字符时，就删除其中前面的一个。
课件制作人：谢希仁
用字节填充法解决透明传输的问题
帧开始符
原始数据
帧结束符
字节填充
字节填充
字节填充
计算机网络(第5版).ppt
加密密钥是公开的，但不能用它来解密，即
DPKB (EPKB ( X )) X
(7-5)
2019-10-31
感谢你的阅读 21
公钥算法的特点（续）
加密和解密的运算可以对调，即
EPKB (DSKB ( X )) DSKB (EPKB ( X )) X （7-6）
在计算机上可容易地产生成对的 PK 和 SK。 从已知的 PK 实际上不可能推导出 SK，即从
PK 到 SK 是“计算上不可能的”。 加密和解密算法都是公开的。
2019-10-31
感谢你的阅读 22
公钥密码体制
B 的公钥 PKB
B 的私钥 SKB
A 加密
E 运算 密文Y 明文 X 加密算法
因特网
解密
B
密文Y D 运算 解密算法 明文 X
2019-10-31
感谢你的阅读 23
7.3 数字签名
数字签名必须保证以下三点：
(1) 报文鉴别——接收者能够核实发送者对 报文的签名；
(2) 报文的完整性——发送者事后不能抵赖 对报文的签名；
(3) 不可否认——接收者不能伪造对报文的 签名。
现在已有多种实现各种数字签名的方法。 但采用公钥算法更容易实现。
2019-10-31
感谢你的阅读 24
截获信息的攻击称为被动攻击，而更改信息和拒 绝用户使用资源的攻击称为主动攻击。
2019-10-31
感谢你的阅读
5
对网络的被动攻击和主动攻击
源站
目的站 源站 目的站 源站 目的站 源站
目的站
截获 被动攻击
中断
篡改 主动攻击
伪造
2019-10-31
谢希仁 计算机网络(第5版)
用户通过 ISP 上网
用户
因特网 服务提供者
ISP1
因特网
ISP2 根据提供服务的覆盖面积大小以及所拥有的 IP 地址数目的不同，ISP 也分成为不同的层次。
本地 ISP 本地 ISP 第二层ISP 本地 ISP 本地 ISP 第二层ISP 本地 ISP 第二层ISP
第三层 本地 ISP
第二层 第一层 大公司 本地 ISP 本地 ISP
因特网的意义
因特网是自印刷术以来人类通信方面最 大的变革。 现在人们的生活、工作、学习和交往都 已离不开因特网。
任务二
因特网的概念 因特网的组成 分组交换技术
1.2 因特网概述
1.2.1 网络的网络 起源于美国的因特网现已发展成为世界 上最大的国际性计算机互联网 网络(network)由若干结点(node)和连接 这些结点的链路(link)组成。 互联网是“网络的网络”(network of networks)。 连接在因特网上的计算机都称为主机 (host)。
计算机网络使用情况调查表
1．是否会使用IE浏览器? □会 □不会 2．是否会使用电子邮件? □会 □不会 3．是否会进行网上资源检索? □会 □不会 4．是否会网上下载或上传文件（如迅雷或FlashGet等FTP软件）? □会 □不会 5．是否会使用QQ、BBS与他人交流? □会 □不会 6．是否会使用博客Blog进行交流? □会 □不会 7．是否会使用媒体播放器(如Mediaplayer、Realplayer等)播放网络音乐 和网络影视：? □会 □不会 8．目前你平均每周上网时间为多少？ □20小时以上 □10-20小时 □2-10小时 □1小时以下
请注意名词“结点”
《计算机网络教程》第五版 谢希仁编 电子工业出版社课件和课后答案
爱答案习题答案课件资源网
韶关学院信息工程学院 骆耀祖整理
物理层 物理层的任务就是透明地传送比特流。（注意：传递信息的物理媒体，如双绞
资 线、同轴电缆、光缆等，是在物理层的下面，当做第 0 层。） 物理层还要确定连接电缆插头
的定义及连接法。
件 数据链路层 数据链路层的任务是在两个相邻结点间的线路上无差错地传送以帧 课 （frame）为单位的数据。每一帧包括数据和必要的控制信息。
第 2 章 协议与体系结构
201 网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？ 答：在计算机网络中要做到有条不紊地交换数据，就必须遵守一些事先约定好的规则。 这些为进行网络中的数据交换而建立的规则、标准或约定即称为网络协议。一个网络协议主
爱答案习题答案课件资源网
韶关学院信息工程学院 骆耀祖整理
答 传播时延＝ 1000km =5×103s 2 ´108 m / s 题
111 计算机网络由哪几部分组成？
习 答：一个计算机网络应当有三个主要的组成部分： 案 （1）若干主机，它们向用户提供服务；
答 （2）一个通信子网，它由一些专用的结点交换机和连接这些结点的通信链路所组成的； 爱（3）一系列协议，这些协议为主机之间或主机和子网之间的通信而用的。
爱答案习题答案课件资源网
韶关学院信息工程学院 骆耀祖整理
107 试在下列条件下比较电路交换和分组交换。要传送的报文共 x（bit）。从源站到目
的站共经过 k 段链路，每段链路的传播时延为 d（s），数据率为 b（b/s）。在电路交换时电路
计算机网络课件(谢希仁) 第九章_无线网络
几种常用的 802.11 无线局域网
标准 802.11b 802.11a 频段 2.4 GHz 5 GHz 数据 速率 物理层 优缺点 最高为 HR-DSSS 最高数据率较低，价格最低，信 11 Mb/s 号传播距离最远，且不易受阻碍 最高为 OFDM 54 Mb/s 最高数据率较高，支持更多用户 同时上网，价格最高，信号传播 距离较短，且易受阻碍
DCF 子层在每一个结点使用 CSMA 机制的 分布式接入算法，让各个站通过争用信道来 获取发送权。因此 DCF 向上提供争用服务。
无争用服务 点协调功能 PCF (Point Coordination Function)
MAC 层
争用服务
分布协调功能 DCF (Distributed Coordination Function) (CSMA/CA) 物理层
目的站
SIFS
NAV（媒体忙） 其他站 有帧要发送 推迟接入
DIFS，即分布协调功能帧间间隔（最长的 IFS），在 DCF 方式 中用来发送数据帧和管理帧。DIFS 的长度比 PIFS 再增加一个时 隙长度。
DIFS PIFS 媒体空闲 源站 有帧要发送 SIFS 发送第 1 帧 SIFS ACK 目的站 DIFS PIFS 争用窗口 发送下一 帧 等待重试时间 时间 时间 时间
课件制作人：谢希仁
802.11 的 MAC 层
MAC 层通过协调功能来确定在基本服务集 BSS 中 的移动站在什么时间能发送数据或接收数据。 无争用服务（选用） 点协调功能 PCF (Point Coordination Function)
MAC 层
争用服务 （必须实现）
分布协调功能 DCF (Distributed Coordination Function) (CSMA/CA) 物理层
计算机网络(第五版)课件第一章 概述
基于ISP的多层因特网
第三层ISP：本地ISP，本地范围的网络 第二层：地区 NAP（Network Access Point）：到本世 纪初，美国的NAP的数量达十几个（国 家范围） 第一层：服务面积最大，覆盖国家范围， 拥有高速主干网（国际范围）
课件制作人：谢希仁
National ISP是由专门公司建立和维护的主 干网络。在北美有多个national ISP，这些 ISP被network access points (NAP)互连。 一些national ISP也直接彼此互连。 Regional ISP:是连接到national ISP的较小 的ISP。 Local ISP：直接给终端用户提供服务。 Local ISP被连接到regional ISP，或直接到 national ISP。
课件制作人：谢希仁
网络与因特网
网络把许多计算机连接在一起。 因特网则把许多网络连接在一起。
课件制作人：谢希仁
因特网历史
在1960年代中期，计算机都是单独存在，不 同厂家的计算机不能相互通信。美国国防部 下属的ARPA希望找到计算机互连的方法， 希望把许多计算机连接在一起。 1967年，ARPA提出ARPANET，把计算机 连接到interface message processor (IMP)， 这些IMP再彼此连接。每个IMP能与其他IMP 通信，及与所连接的计算机通信。 1969年，4个结点通过IMP连接，形成一个网 络。
课件制作人：谢希仁
因特网历史
1972年，ARPA的两个核心成员( Vint Cert, Bob Kahn)，进行了Internetting项目。在1973 年，发表关于TCP协议的论文，提出封装、 数据报等概念。 后来， 把TCP分成两个协议：TCP和IP。IP负 责数据报的路由；TCP负责高层的功能，如 封装，重装及差错检验。
计算机网络（第五版）谢希仁课后答案第九章
计算机网络（第五版）谢希仁课后答案第九章9-01.无线局域网都由哪几部分组成？无线局域网中的固定基础设施对网络的性能有何影响？接入点AP是否就是无线局域网中的固定基础设施？答：无线局域网由无线网卡、无线接入点(AP)、计算机和有关设备组成，采用单元结构，将整个系统分成许多单元，每个单元称为一个基本服务组。
所谓“固左基础设施”是指预先建立起来的、能够覆盖一定地理范用的一批固左基站。
直接影响无线局域网的性能。
接入点AP是星形拓扑的中心点，它不是固泄基础设施。
9-02. Wi-Fi与无线局域网WLAN是否为同义词？请简单说明一下。
答：Wi-Fi在许多文献中与无线局域网WLAN是同义词。
802.11是个相当复杂的标准。
但简单的来说，802.11是无线以太网的标准，它是使用星形拓扑，苴中心叫做接入点AP(Access Point),在MAC层使用CSMA/CA协议。
凡使用802.11 系列协议的局域网又称为Wi-Fi(Wireless-Fidelity,意思是“无线保真度”)。
因此，在许多文献中，Wi-Fi几乎成为了无线局域网WLAN的同义词。
9-03服务集标示符SSID与基本服务集标示符BSSID有什么区别？答：SSID (Service Set Identifier) AP唯一的ID码，用来区分不同的网络，最多可以有32 个字符，无线终端和AP的SSID必须相同方可通信。
无线网卡设苣了不同的SSID就可以进入不同网络，SSID 通常由AP广播出来，通过XP自带的扫描功能可以相看当前区域内的SSIDo岀于安全考虑可以不广播SSID,此时用户就要手工设巻SSID才能进入相应的网络。
简单说，SSID 就是一个局域网的需称，只有设置为名称相同SSID的值的电脑才能互相通信。
BSS是一种特殊的Ad-hoc LAN的应用，一个无线网络至少由一个连接到有线网络的AP 和若干无线工作站组成，这种配置称为一个基本服务装宜BSS (Basic Service Set)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
计算机网络（第5 版）第9 章无线网络第9 章无线网络9.1 无线局域网WLAN9.1.1 无线局域网的组成9.1.2 802.11 标准中的物理层9.1.3 802.11 标准中的MAC 层9.1.4 802.11 标准中的MAC 帧9.2 无线个人区域网WPAN9.3 无线城域网WMAN9.1 无线局域网9.1.1 无线局域网的组成 有固定基础设施的无线局域网AP1AP2一个基本服务集BSS 包括一个基站和若干个移动站，所有的站在本BSS 以内都可以直接通信，但在和本BSS 以外的站通信时，都要通过本BSS 的基站。
AP1AP2基本服务集内的基站叫做接入点AP(Access Point)其作用和网桥相似。
AP1AP2当网络管理员安装AP 时，必须为该AP 分配一个不超过32 字节的服务集标识符SSID和一个信道。
一个基本服务集可以是孤立的，也可通过接入点AP 连接到一个主干分配系统DS (Distribution System)，然后再接入到另一个基本服务集，构成扩展的服务集ESS (Extended Service Set)。
AP1AP2ESS还可通过叫做门户(portal)为无线用户提供到非802.11无线局域网（例如，到有线连接的因特网）的接入。
门户的作用就相当于一个网桥。
AP1AP2移动站A 从某一个基本服务集漫游到另一个基本服务集（到A 的位置），仍可保持与另一个移动站B 进行通信。
AP1AP2与接入点AP建立关联(association)⏹一个移动站若要加入到一个基本服务集BSS，就必须先选择一个接入点AP，并与此接入点建立关联。
⏹建立关联就表示这个移动站加入了选定的AP 所属的子网，并和这个AP 之间创建了一个虚拟线路。
⏹只有关联的AP 才向这个移动站发送数据帧，而这个移动站也只有通过关联的AP 才能向其他站点发送数据帧。
移动站与AP 建立关联的方法⏹被动扫描，即移动站等待接收接入站周期性发出的信标帧(beacon frame)。
⏹信标帧中包含有若干系统参数（如服务集标识符SSID 以及支持的速率等）。
⏹主动扫描，即移动站主动发出探测请求帧(probe request frame)，然后等待从AP 发回的探测响应帧(probe response frame)。
热点(hot spot)⏹现在许多地方，如办公室、机场、快餐店、旅馆、购物中心等都能够向公众提供有偿或无偿接入Wi-Fi 的服务。
这样的地点就叫做热点。
⏹由许多热点和AP 连接起来的区域叫做热区(hot zone)。
热点也就是公众无线入网点。
⏹现在也出现了无线因特网服务提供者WISP (Wireless Internet Service Provider)这一名词。
用户可以通过无线信道接入到WISP，然后再经过无线信道接入到因特网。
2. 移动自组网络又称自组网络(ad hoc network)自组网络AEDCBF 源结点目的结点转发结点转发结点转发结点自组网络是没有固定基础设施（即没有AP）的无线局域网。
这种网络由一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成的临时网络。
移动自组网络的应用前景⏹在军事领域中，携带了移动站的战士可利用临时建立的移动自组网络进行通信。
⏹这种组网方式也能够应用到作战的地面车辆群和坦克群，以及海上的舰艇群、空中的机群。
⏹当出现自然灾害时，在抢险救灾时利用移动自组网络进行及时的通信往往很有效的，无线传感器网络WSN(Wireless Sensor Network)⏹由大量传感器结点通过无线通信技术构成的自组网络。
⏹无线传感器网络的应用是进行各种数据的采集、处理和传输，一般并不需要很高的带宽，但是在大部分时间必须保持低功耗，以节省电池的消耗。
⏹由于无线传感结点的存储容量受限，因此对协议栈的大小有严格的限制。
⏹无线传感器网络还对网络安全性、结点自动配置、网络动态重组等方面有一定的要求。
传感器结点的形状(a)和组成(b)存储器CPU传感器硬件电池无线收发器(a)(b)无线传感器网络主要的应用领域⏹环境监测与保护（如洪水预报、动物栖息的监控）；⏹战争中对敌情的侦查和对兵力、装备、物资等的监控；⏹医疗中对病房的监测和对患者的护理；⏹在危险的工业环境（如矿井、核电站等）中的安全监测；⏹城市交通管理、建筑内的温度/照明/安全控制等。
移动自组网络和移动IP 并不相同⏹移动IP 技术使漫游的主机可以用多种方式连接到因特网。
⏹移动IP 的核心网络功能仍然是基于在固定互联网中一直在使用的各种路由选择协议。
⏹移动自组网络是将移动性扩展到无线领域中的自治系统，它具有自己特定的路由选择协议，并且可以不和因特网相连。
几种不同的接入⏹固定接入(fixed access)——在作为网络用户期间，用户设置的地理位置保持不变。
⏹移动接入(mobility access)——用户设置能够以车辆速度移动时进行网络通信。
当发生切换时，通信仍然是连续的。
⏹便携接入(portable access)——在受限的网络覆盖面积中，用户设备能够在以步行速度移动时进行网络通信，提供有限的切换能力。
⏹游牧接入(nomadic access)——用户设备的地理位置至少在进行网络通信时保持不变。
如用户设备移动了位置，则再次进行通信时可能还要寻找最佳的基站9.1.2 802.11 局域网的物理层⏹802.11 无线局域网可再细分为不同的类型。
⏹现在最流行的无线局域网是802.11b，而另外两种（802.11a 和802.11g）的产品也广泛存在。
⏹802.11 的物理层有以下几种实现方法：⏹直接序列扩频DSSS⏹正交频分复用OFDM⏹跳频扩频FHSS （已很少用）⏹红外线IR （已很少用）几种常用的802.11 无线局域网标准频段数据速率物理层优缺点802.11b 2.4 GHz最高为11 Mb/s HR-DSSS最高数据率较低，价格最低，信号传播距离最远，且不易受阻碍802.11a 5 GHz最高为54 Mb/s OFDM最高数据率较高，支持更多用户同时上网，价格最高，信号传播距离较短，且易受阻碍802.11g 2.4 GHz最高为54 Mb/s OFDM最高数据率较高，支持更多用户同时上网，信号传播距离最远，且不易受阻碍，价格比802.11b贵9.1.3 802.11 局域网的MAC 层协议1. CSMA/CA 协议无线局域网却不能简单地搬用CSMA/CD 协议。
这里主要有两个原因。
⏹CSMA/CD 协议要求一个站点在发送本站数据的同时，还必须不间断地检测信道，但在无线局域网的设备中要实现这种功能就花费过大。
⏹即使我们能够实现碰撞检测的功能，并且当我们在发送数据时检测到信道是空闲的，在接收端仍然有可能发生碰撞。
无线局域网的特殊问题当A 和C 检测不到无线信号时，都以为B 是空闲的，这种未能检测出媒体上已存在的信号的问题叫做隐蔽站问题(hidden station problem) A 的作用范围 C 的作用范围A B C D无线局域网的特殊问题B 向A 发送数据，而C 又想和D 通信。
C 检测到媒体上有信号，于是就不敢向D 发送数据。
其实B 向A 发送数据并不影响C 向D 发送数据这就是暴露站问题(exposed station problem) A DC B ？B 的作用范围C 的作用范围CSMA/CA 协议⏹无线局域网不能使用CSMA/CD，而只能使用改进的CSMA 协议。
⏹改进的办法是把CSMA 增加一个碰撞避免(Collision Avoidance)功能。
⏹802.11 就使用CSMA/CA 协议。
而在使用CSMA/CA 的同时，还增加使用停止等待协议。
⏹下面先介绍802.11 的MAC 层。
802.11 的MAC 层MAC 层无争用服务（选用）争用服务（必须实现）分布协调功能DCF(Distributed Coordination Function)(CSMA/CA)点协调功能PCF(Point Coordination Function)物理层MAC 层通过协调功能来确定在基本服务集BSS 中的移动站在什么时间能发送数据或接收数据。
MAC 层无争用服务争用服务分布协调功能DCF(Distributed Coordination Function)(CSMA/CA)点协调功能PCF(Point Coordination Function)物理层DCF 子层在每一个结点使用CSMA 机制的分布式接入算法，让各个站通过争用信道来获取发送权。
因此DCF 向上提供争用服务。
MAC 层无争用服务争用服务分布协调功能DCF(Distributed Coordination Function)(CSMA/CA)点协调功能PCF(Point Coordination Function)物理层PCF 子层使用集中控制的接入算法把发送数据权轮流交给各个站从而避免了碰撞的产生帧间间隔IFS⏹所有的站在完成发送后，必须再等待一段很短的时间（继续监听）才能发送下一帧。
这段时间的通称是帧间间隔IFS (InterFrame Space)。
⏹帧间间隔长度取决于该站欲发送的帧的类型。
高优先级帧需要等待的时间较短，因此可优先获得发送权。
⏹若低优先级帧还没来得及发送而其他站的高优先级帧已发送到媒体，则媒体变为忙态因而低优先级帧就只能再推迟发送了。
这样就减少了发生碰撞的机会。
三种帧间间隔时间SIFS PIFS DIFS媒体空闲发送第1 帧SIFSPIFS 时间NAV （媒体忙）DIFS争用窗口发送下一帧推迟接入等待重试时间有帧要发送源站时间目的站ACK SIFS 其他站SIFS ，即短(Short)帧间间隔，是最短的帧间间隔，用来分隔开属于一次对话的各帧。
一个站应当能够在这段时间内从发送方式切换到接收方式。
使用SIFS 的帧类型有：ACK 帧、CTS 帧、由过长的MAC 帧分片后的数据帧，以及所有回答AP 探询的帧和在PCF 方式中接入点AP 发送出的任何帧。
三种帧间间隔时间SIFS PIFSDIFS媒体空闲发送第1 帧SIFS PIFS 时间NAV （媒体忙）DIFS争用窗口发送下一帧推迟接入等待重试时间有帧要发送源站时间目的站ACK SIFS 其他站PIFS ，即点协调功能帧间间隔，它比SIFS 长，是为了在开始使用PCF 方式时（在PCF 方式下使用，没有争用）优先获得接入到媒体中。
PIFS 的长度是SIFS 加一个时隙(slot)长度。
时隙的长度是这样确定的：在一个基本服务集BSS 内当某个站在一个时隙开始时接入到媒体时，那么在下一个时隙开始时，其他站就都能检测出信道已转变为忙态。
三种帧间间隔时间SIFSPIFSDIFS 媒体空闲发送第1 帧SIFSPIFS时间NAV （媒体忙）DIFS 争用窗口发送下一帧推迟接入等待重试时间有帧要发送源站时间目的站ACKSIFS其他站DIFS ，即分布协调功能帧间间隔（最长的IFS ），在DCF 方式中用来发送数据帧和管理帧。