WLAN基础理论

D类
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计算网络基础知识
特殊的IP地址 • 主机号全为0的IP地址，不分配给任何主机，仅用于表示某个 网络的网络地址。例如：192.168.2.0 • 主机号全为1的IP地址，不分配给任何主机，用作广播地址， 对应分组传递给该网络中的所有节点。例如：192.168.2.255 • 32位全为1的IP地址，称为有限广播地址，通常由无盘工作站 启动时使用，希望从网络IP地址服务器处获得一个IP地址。 • 32位全为0的IP地址，表示本机地址。 • 127.0.0.1为回送地址，常用于本机上软件测试和本机上网络应 用程序之间的通信地址。 Internet地址授权机构（IANA）控制IP地址分配方案中，留出了 三类网络号，给不连到Internet上的专用网用，分别用于A，B， C类IP地址： 10.0.0.0---10.255.255.255 172.16.0.0---172.131.255.255 192.168.0.0---192.168.255.255
计算网络基础知识
网络互联相关设备
路由器(Router)
• 运行在网络层的中继设备，用 于连接两个不同（低二层）的 网络 • 作用 – 分组过滤 – 存储转发 – 路径选择 – 流量管理 – 在网络层划分网段
• 桥由器
相对于可路由的协议称之为路由器，对于不可路由 的协议称之为网桥
计算网络基础知识
应用层 表示层 会话层 传输层
网络层
数据链路层 物理层
计算网络基础知识
ISO/OSI参考模型
物理层：数据的物理传输 数据链路层：错误检测和校正，组帧 网络层：对通信子网进行路由选择、差错控制、拥塞控制等 传输层：将数据划分成较小的单元，端-端通信的最底层



会话层：允许不同机器上的用户之间建立会话关系
计算网络基础知识
网络互联相关设备
网桥（Bridge） • 网桥工作在数据链路层，用 于连接两个相同或相似的网络。 • 功能 – 匹配不同端口的速度 – 对帧进行检测和过滤 – 提高网络的带宽，扩 大网络的地理范围 – 在数据链路层划分网段 • 问题 – 转发增加了时延 – MAC子层没有流量控制，可能丢帧 – 广播风暴
计算网络基础知识
无线介质：
短波通信：工作频率3MHz-30MHz 微波通信：工作频率100MHz-10GHz WLAN（2.4GHz-2.484GHz、5GHz）蓝牙（2.45GHz） 卫星通信：利用地球同步卫星作为中继器的微波接力通信 红外线通信
计算网络基础知识
ISO/OSI参考模型 tcp/ip
MAC控制字段：实现介质访问控制所必需的协议控制信息 目的MAC地址：对方物理地址 源MAC地址：自身物理地址 LLC：来自LLC层的数据 CRC：循环校验字段
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局域网标准
IEEE802.1：高级接口（High Level Interface ） IEEE802.2：逻辑链路控制（LLC） IEEE802.3：CSMA/CD访问方法和物理层技术规范 IEEE802.4：标记总线（Token Bus）访问方法和物理层技术规范 IEEE802.5：标记环（Token Ring）访问方法和物理层技术规范 IEEE802.6：城域网（MAN）访问方法和物理层技术规范 IEEE802.7：宽带传输标准 IEEE802.8：光纤网标准（FDDI） IEEE802.9：综合话音/数据（V/D）局域网标准接口 IEEE802.10：网络安全 IEEE802.11：无线局域网WLAN（采用扩展频谱技术） IEEE802.12：100VG-Any LAN 其中，IEEE802.3、IEEE802.4和IEEE802.5为MAC子层及物理层标准
任务
扩大网络通信范围与限定信息通信范围 不同网络之间的连接 提高网络系统性能和系统可靠性
计算网络基础知识
网络互联相关设备(比较个设备的特点)
中继器（Repeater） • 属于物理层的中继系统 • 功能 – 信号的恢复（中继、再生） – 扩大网络的覆盖范围 – 连接更多的站点 – 不同拓扑结构之间的连接 – 不同传输介质之间的连接 • 问题 – 每个中wenku.baidu.com器和网段都增加了时延---个数受到限制 – 工作在物理层，没有高层信息的隔离作用
计算网络基础知识
• 应用层：定义了应用程序及使用互联网的规程。 DNS（Domain Name Service）域名服务，提供域名到 IP地址的转换 FTP（File Transfer Protocol）文件传输协议，用于主机 之间文件的交换 SMTP（Simple Mail Transfer Protocol）简单邮件传输 协议，用于邮件服务器之间进行通讯 SNMP（Simple Network Management Protocol）简单 网络管理协议 Telnet（Telecommunication Network）网络终端协议 HTTP超文本传输协议，用于WWW服务
DNS FTP TCP ICMP IP ARP RARP 以太网 令牌环 FDDI HDLC SMTP Telnet
应用层（第五层） 传输层（第四层） 网络层（第三层）
UDP
数据链路层（第二层） 物理层（第一层）
计算网络基础知识
• 物理层：对硬件设备的电气特性作一个规范，使这些设备都能 够互相连接并兼容使用。 • 数据链路层：定义了将数据组成正确帧的规则和在网络中传输 帧的规则。 • 网络层：定义了互联网中传输的“信息包”格式，以及从一个 用户通过一个或多个路由器到最终目标的“信息包”转发机制。 ARP（Address Resolution Protocol）地址解析协议：将 IP地址转换成MAC硬件地址。 RARP（Reverse ARP）反向地址解析协议。 IP（Internet Protocol）网际协议：提供无连接数据报传输 和网际路由协议。 ICMP（Internet Control Message Protocol）网际控制报 文协议：允许主机或路由器报告差错情况和提供有关异常情 况的报告。
特点
结构简单 投资少 数据传输率高 一般为1-100Mb/s之间，可达到1Gb/s速率 可靠性好 距离短，误码率一般在10-11-10-8之间
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传输介质 有线介质：
双绞线：屏蔽双绞线、非屏蔽双绞线 根据传输特性又分为：三类线、四类线、五类线、超五类 三类线：带宽为16Mb/s，适合语音及10Mb/s以下数据传输 四类线：带宽为20Mb/s，16Mb/s的速率，语音传输 五类线：带宽为100Mb/s，适合高速数据传输 超五类：带宽为16Mb/s，衰减小，抗干扰强 同轴电缆：基带同轴、宽带同轴 光纤：多模光纤（Multi mode）、单模光纤（Single mode）
IPv4与IPv6
• IPv4数据报结构 0
版本号
4
IP头长度 标示符
8
12
服务类型
16
标志
20
24
28
偏移段
31（位）
IP数据包总长度 IP报头检验和
生存期（TTL）
协议 源站IP地址（32位） 目的站IP地址（32位）
IP选项
数据域 。。。
填充域
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• IPv6数据报结构 0 版本号 4 优先级 8 12 16 20 24 流标签 28
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比较：
TCP/IP模型：广域网Internet的标准协议，分为5层，它规范
了网络上所有通信设备的数据往来格式和传送方式。
局域网模型：局域网实际上只相当于一个通信子网的功能，
由于其内部采用共享信道技术，所以通常不单独设立网络层及 其以上层。高层的功能由具体的局域网操作系统来实现。
计算网络基础知识
计算网络基础知识
IP协议提供的服务
上层数据 IP报头 MAC帧头 IP报头 IP数据 IP数据
IP数据报
校验码
MAC数据帧
• IP协议提供不可靠的，无连接的，尽力的数据报投递服务。
计算网络基础知识
• 传输层：为两个用户进程之间建立、管理和拆除可靠而又有效 的端到端连接。 TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议， 建立在IP协议之上的面向连接的端到端的通信协议。 1. IP是无连接、不可靠的协议 2. TCP采用确认、超时重发、流量控制等保证可靠性 3. 增加了协议开销 4. 不提供广播或多播服务 UDP（User Datagram Protocol）用户数据报协议，建立 在IP协议之上的无连接端到端的通信协议。 1. 不提供可靠性保证机制 2. 增加和扩充了IP协议的接口能力 3. 传输高效、开销小 4. 协议和协议格式简单
TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol的简写， 中文译名为传输控制协议/互联网络协议）协议是Internet最基本 的协议，简单地说，就是由底层的IP协议和TCP协议组成的。 TCP/IP协议的开发工作始于70年代，是用于互联网的第一套协 议。 TCP/IP体系结构
计算网络基础知识
IP地址分类 A类 0 网络号 7 0XXXXXXX B类 主机号
0---127
24 例如: 10.1.1.10
10
网络号 14
主机号
10XXXXXX C类 110 110XXXXX
16 128---191 例如: 169.9.1.10
网络号 主机号
21 8 192---223 例如:211.68.9.1 组播地址
网络互联相关设备
网关(Gateway) • 运行在高层的中继设备，用于高层协议转换的网间连接器， 一般是专用设备 • 作用 – 报文格式转换 – 地址映射 – 网络协议转换 – 原语连接转换 – 连接不同结构的网络 LAN---网关---主机 LAN---网关---LAN LAN---网关---广域网
计算网络基础知识
网络互联相关设备
集线器(Hub) 集线器实际就是一种多端口的中继器。集线器通过 一定数量的RJ45接口接口，便能为相应数量的电脑 完成“中继”功能（将已经衰减得不完整的信号经 过整理，重新产生出完整的信号再继续传送）。
LAN交换机
LAN交换机是一种智能集线器，它包括多条总线，并 具有基本的路由功能。几条总线相互连接成交换矩 阵（switching matrix）。通过交换矩阵，LAN交换 机能够同时支持多路点对点传输。LAN交换机读取帧 头含有的地址信息后，按照需要，可以随时通过交 换矩阵在入站端口到外站端口之间建立一条通路。
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网络互联相关设备
网卡 网卡又称网络适配器，主要工作原理是整理计 算机上发往网线上的数据，将数据分解为适当大小 的数据包后发上网络。 按照传输速度可分为10MB/s网卡，10/100MB/s 自适应网卡以及GB/s网卡。 • • 笔记本专用网卡 USB网卡
计算网络基础知识 TCP/IP
31（位）
负载长度
下一个报头域
源站IP地址（128位） 目的站IP地址（128位）
跳跃限制
计算网络基础知识
IP地址
• • • • • • •
每个连接到Internet中的主机分配一个地址 全球范围保证地址唯一 32位的逻辑地址 IP地址由Internet网络信息中心（InterNIC）负责分配 采用4个3位十进制数中间用点进行分割表示---点分十进制记法 IP地址包含网络号和主机号两部分 根据两部分所占的比特位数不同分成不同的地址类
物理层：信号的编码和译码，比特的传输与接收。
MAC子层：MAC帧的封装、拆卸、发送和接收，实
现和维护MAC协议，比特差错控制以及寻址等。
LLC子层：具有实现传统的数据链路层功能，建
立数据通信链路，提供流量控制、差错控制、按序传 送等。
计算网络基础知识
MAC帧结构：
MAC控制 目的MAC地址 源MAC地址 LLC CRC
表示层：格式转换、编码、压缩、加密 应用层：本层处理安全问题与资源的可用性
计算网络基础知识
ISO/OSI参考模型
计算网络基础知识 局域网的体系结构
OSI参考模型
应用层 表示层 会话层 网际
局域网体系结构
传输层
网络层 数据链 路层 物理层 数据链 路层
LLC MAC
物理层
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WLAN基础理论
目录
计算机网络基础 无线局域网（WLAN）概述 无线局域网（WLAN）设备
计算机网络基础
局域网 ISO/OSI参考模型 局域网的体系结构 局域网标准 网络互联 TCP/IP VLAN
计算网络基础知识
局域网
概念
局域网（LAN），通信网络的一种形式，小范围内实现共享的 计算机网络。
计算网络基础知识 网络互联
概念
两个以上的计算机网络通过一定的方法，用一种或多种通信处 理设备相互连接起来，以构成更大的网络系统。
目的
通信的基础上实现更广泛的资源共享在彼此进行。
形式
LAN-LAN、LAN-WAN、WAN-WAN
能功
协调不同的网络体系结构之间的关系，建立连接体系。