第6章 无线网络和移动网络总结
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第6章 无线网络和移动网络
6.1 概述 6.3 WiFi：802.11无线LAN 6.4 蜂窝因特网接入 6.5 移动管理：原理
6.6 移动IP
6.7 蜂窝网中的移动性管理
引言
无线网络：经无线链路组成的通信网络。 移动网络：用户改变与网络的连接点。
员工下班后将笔记本电脑关机后带回家上网工作。
space
B, C彼此听到
A, C彼此不能听到
意味着A, C不知道它们在B 的时候发生干扰。
信号衰退: B, A彼此听到 B, C彼此听到 A, C所处的位置信号强度 不足，检测不到对方的传 输。不能听到对方的干扰
10
多路访问控制协议CSMA/CA
6.3 WiFi：802.11无线LAN
移动: 术语
归属网络: 移动用户的永 久的“家”。
(如 128.119.40/24)
归属代理 : 当移动用户在远地，代 表它执行移动管理功能的实体。
广域网
永久地址: 在归属网络 中的地址，总能被用 于到达移动用户，如
128.119.40.186
通信者
18
移动: 术语
永久地址: 保持不变 (如128.119.40.186) 被访网络（外部网络）:移动用 户当前驻留的网络 (如 79.129.13/24)
相关标准：802.11b、802.11a、
802.11g、802.11n
无线频率和数据速率不同；
PHY
802.11(1/2 Mbps)
都使用CSMA/CA多路访问和相 都具有基站模式和自组织模式。
同的帧格式；
802.11b(5.5/11 Mbps) 802.11g(54 Mbps) 802.11a(54 Mbps)
无线网络组成元素
无线主机 运行应用程序； 便携机、 PDA、 IP电 话； 可以是固定的或移动 的；
网络基础设施
3
无线网络组成元素
基站 通常与有线网络连接 负责协调与之相关联的多 个无线主机的传输；（向 主机发送数据或从主机接 收数据） 网络基础设施 链路层中继：多个无线主 机通过基站连接、通信， 并与更大网络相连。
如蜂窝塔、 802.11 接入点
4
无线网络组成元素
无线链路 连接移动用户到基 站； 也用作主干链路； 多个接入协议协调 链路接入； 各种数据速率，传 输距离；
网络基础设施
5
数据传输数率(Mbps)
200 54 5-11 4 1 .384 .056
802.11n 802.11a,g 802.11b 802.11a,g point-to-point 4G: LTWE WIMAX 3G: UMTS/WCDMA-HSPDA, CDMA2000-1xEVDO 802.15
2.5G: UMTS/WCDMA, CDMA2000 2G: IS-95, CDMA, GSM 室内10-30m
Байду номын сангаас
室外
50-200m
室外中等距离
200m – 4 Km
室外长距离 5Km – 20 Km
部分无线网络标准的链路特性
无线网络的通信模式
无线网络的通信模
式：基础设施模式 移动用户通过基站 连接到有线网络。
网络基础设施
7
无线网络的通信模式
无线网络的通信模
式：自组织模式 无基站 节点自己组织成为一 个网络 节点自己提供选路等 服务
Ad Hoc网络
8
6.2 无线链路和网络特征
无线链路不同于有线链路：（在链路层及以下的有区别）
衰减的信号强度：当无线电信号传播通过物质时，信号
削弱(路径损失)。距离越远，信号越弱。
802.11n(300 Mbps)
11
6.3.1 802.11 LAN 体系结构
基本构件
因特网
基本服务集 (BSS)：
接入点
(AP)，基站。
无线主机：使用基站 交换机或路由器
通信。
BSS 1
BSS 2
12
信道和关联
BBS 1 BBS 2 BBS 1 BBS 2
1
AP 1
1
1 2
AP 2
6.3.4 在相同的IP子网中的移动性
同一个IP子网中部署多个BSS，
用户H1在多个BSS间移动时， 仍然可以保持自己的IP地址和 所有正在进行的TCP连接？ 而收到更强的AP2的信号。解 除旧的关联，建立新AP2关联 。 ？
H1收到AP1的信号逐渐减弱，
交换机:H1关联的AP是哪个呢
16
6.5 移动管理：原理
移动结点是随着时间改变它与网络连接位置的结点。
从网络层的角度，用户如何移动？
高度移动性
无移动
用户仅在相同的 无线接入网中移 动。
用户在该接入网之 间移动，当在网间 移动时关闭连接。
用户在接入网之间移 动，同时维持进行的 连接。
保持移动结点的地址不变的重要性？
17
来自其他源的干扰: 同频段发送信号互相干扰。 多路径传播: 无线电信号反射离开物体，以不同的时间 到达目的地。接收信号模糊。
无线链路更容易出现比特差错。
CRC校验，链路层ARQ协议
9
无线链路信号广播中的问题：
A B C
C’s 信号强度
C B
A’s信号强度
A
隐藏终端问题 B, A彼此听到
公共电话网 和因特网
移动用户 交换中心
有线网络
15
6.4 蜂窝因特网体系结构概述
全球移动通信系统（GSM）标准
1G:模拟FDMA，用于语音通信 3G：高速率的语音/数据通信。支持因特网的服务。 CDMA 4G：TD-LTE,FDD-LTE
2G：主要语音服务，扩展对数据的支持。（2.5G）
交换机的自学习功能实现。
BBS 1
H1
BBS 2
14
6.4 蜂窝因特网体系结构概述
蜂窝：一个地理区域被分成多 个地理小的覆盖区域（Cell）
移动交换中心MSC 将cells与广域网相连; 管理呼叫建立; 处理移动(切换）;
移动用户 交换中心
cell
收发基站 (BTS)类似
802.11 AP; 移动用户通过BTS与网络 相连; 空中接口: 在移动用户和 BTS之间的物理和链路层协 议;
3
AP 1
2
2 3
AP 2
4
H1
H1
被动扫描: (1)自APs发出信标帧 (2)H1向选择的AP发送关联 请求帧 (3)选择的AP向H1发送关联 响应帧
主动扫描: (1)自H1广播探测请求帧 (2)自APs发送探测响应 (3)H1向选择的AP发送关联 请求帧 (4)选择的AP向H1发送关联 的响应帧
6.1 概述 6.3 WiFi：802.11无线LAN 6.4 蜂窝因特网接入 6.5 移动管理：原理
6.6 移动IP
6.7 蜂窝网中的移动性管理
引言
无线网络：经无线链路组成的通信网络。 移动网络：用户改变与网络的连接点。
员工下班后将笔记本电脑关机后带回家上网工作。
space
B, C彼此听到
A, C彼此不能听到
意味着A, C不知道它们在B 的时候发生干扰。
信号衰退: B, A彼此听到 B, C彼此听到 A, C所处的位置信号强度 不足，检测不到对方的传 输。不能听到对方的干扰
10
多路访问控制协议CSMA/CA
6.3 WiFi：802.11无线LAN
移动: 术语
归属网络: 移动用户的永 久的“家”。
(如 128.119.40/24)
归属代理 : 当移动用户在远地，代 表它执行移动管理功能的实体。
广域网
永久地址: 在归属网络 中的地址，总能被用 于到达移动用户，如
128.119.40.186
通信者
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移动: 术语
永久地址: 保持不变 (如128.119.40.186) 被访网络（外部网络）:移动用 户当前驻留的网络 (如 79.129.13/24)
相关标准：802.11b、802.11a、
802.11g、802.11n
无线频率和数据速率不同；
PHY
802.11(1/2 Mbps)
都使用CSMA/CA多路访问和相 都具有基站模式和自组织模式。
同的帧格式；
802.11b(5.5/11 Mbps) 802.11g(54 Mbps) 802.11a(54 Mbps)
无线网络组成元素
无线主机 运行应用程序； 便携机、 PDA、 IP电 话； 可以是固定的或移动 的；
网络基础设施
3
无线网络组成元素
基站 通常与有线网络连接 负责协调与之相关联的多 个无线主机的传输；（向 主机发送数据或从主机接 收数据） 网络基础设施 链路层中继：多个无线主 机通过基站连接、通信， 并与更大网络相连。
如蜂窝塔、 802.11 接入点
4
无线网络组成元素
无线链路 连接移动用户到基 站； 也用作主干链路； 多个接入协议协调 链路接入； 各种数据速率，传 输距离；
网络基础设施
5
数据传输数率(Mbps)
200 54 5-11 4 1 .384 .056
802.11n 802.11a,g 802.11b 802.11a,g point-to-point 4G: LTWE WIMAX 3G: UMTS/WCDMA-HSPDA, CDMA2000-1xEVDO 802.15
2.5G: UMTS/WCDMA, CDMA2000 2G: IS-95, CDMA, GSM 室内10-30m
Байду номын сангаас
室外
50-200m
室外中等距离
200m – 4 Km
室外长距离 5Km – 20 Km
部分无线网络标准的链路特性
无线网络的通信模式
无线网络的通信模
式：基础设施模式 移动用户通过基站 连接到有线网络。
网络基础设施
7
无线网络的通信模式
无线网络的通信模
式：自组织模式 无基站 节点自己组织成为一 个网络 节点自己提供选路等 服务
Ad Hoc网络
8
6.2 无线链路和网络特征
无线链路不同于有线链路：（在链路层及以下的有区别）
衰减的信号强度：当无线电信号传播通过物质时，信号
削弱(路径损失)。距离越远，信号越弱。
802.11n(300 Mbps)
11
6.3.1 802.11 LAN 体系结构
基本构件
因特网
基本服务集 (BSS)：
接入点
(AP)，基站。
无线主机：使用基站 交换机或路由器
通信。
BSS 1
BSS 2
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信道和关联
BBS 1 BBS 2 BBS 1 BBS 2
1
AP 1
1
1 2
AP 2
6.3.4 在相同的IP子网中的移动性
同一个IP子网中部署多个BSS，
用户H1在多个BSS间移动时， 仍然可以保持自己的IP地址和 所有正在进行的TCP连接？ 而收到更强的AP2的信号。解 除旧的关联，建立新AP2关联 。 ？
H1收到AP1的信号逐渐减弱，
交换机:H1关联的AP是哪个呢
16
6.5 移动管理：原理
移动结点是随着时间改变它与网络连接位置的结点。
从网络层的角度，用户如何移动？
高度移动性
无移动
用户仅在相同的 无线接入网中移 动。
用户在该接入网之 间移动，当在网间 移动时关闭连接。
用户在接入网之间移 动，同时维持进行的 连接。
保持移动结点的地址不变的重要性？
17
来自其他源的干扰: 同频段发送信号互相干扰。 多路径传播: 无线电信号反射离开物体，以不同的时间 到达目的地。接收信号模糊。
无线链路更容易出现比特差错。
CRC校验，链路层ARQ协议
9
无线链路信号广播中的问题：
A B C
C’s 信号强度
C B
A’s信号强度
A
隐藏终端问题 B, A彼此听到
公共电话网 和因特网
移动用户 交换中心
有线网络
15
6.4 蜂窝因特网体系结构概述
全球移动通信系统（GSM）标准
1G:模拟FDMA，用于语音通信 3G：高速率的语音/数据通信。支持因特网的服务。 CDMA 4G：TD-LTE,FDD-LTE
2G：主要语音服务，扩展对数据的支持。（2.5G）
交换机的自学习功能实现。
BBS 1
H1
BBS 2
14
6.4 蜂窝因特网体系结构概述
蜂窝：一个地理区域被分成多 个地理小的覆盖区域（Cell）
移动交换中心MSC 将cells与广域网相连; 管理呼叫建立; 处理移动(切换）;
移动用户 交换中心
cell
收发基站 (BTS)类似
802.11 AP; 移动用户通过BTS与网络 相连; 空中接口: 在移动用户和 BTS之间的物理和链路层协 议;
3
AP 1
2
2 3
AP 2
4
H1
H1
被动扫描: (1)自APs发出信标帧 (2)H1向选择的AP发送关联 请求帧 (3)选择的AP向H1发送关联 响应帧
主动扫描: (1)自H1广播探测请求帧 (2)自APs发送探测响应 (3)H1向选择的AP发送关联 请求帧 (4)选择的AP向H1发送关联 的响应帧