无线局域网

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☆无线接入点(BS) ●无线AP类似于移动通信网络的基站，通常处于 BSA的中心，固定不动 ●无线AP是具有无线网络接口的网络设备 ☆分布式系统(DS) 连接多个BS的系统称为DS 详细内容见教材第62-62页
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无线局域网的特点
☆无线局域网的优点 移动性,灵活性,可伸缩性,经济性 ☆无线局域网的局限性 可靠性,兼容性与共存性,带宽与系统容量,覆盖 范围,干扰,安全性,节能管理,多业务与多媒体,移 动性,小型化和低成本 详细内容见教材第59-61页
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无线局域网概述
无线电话 PDA 无线打印机 笔记本
PC
服务器
笔记本
PC
典型WLAN和LAN集成部署示意图
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(a)PCMCIA无线局域网卡
(b)USB无线局域网卡
(c)室内AP
(d)室外AP
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无线局域网的组成与服务

无线局域网的组成
☆站(STA) 站也称主机或终端，是WLAN的基本组成单元。 站一般作为客户端，是具备无线网络接口的计算 机设备，通常包括终端用户设备、无线网络接口 和网络软件三部分。 ☆无线介质(WM) 无线介质是WLAN中站或AP间通信的传输介质， 空气是无线电波和红外线传播的良好介质。
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无线局域网的服务
☆STA服务 (1)认证(Authentication) (2)解除认证(Deauthentication) (3)保密(Privacy) ☆DS服务 (1)联结(Association) (2)重新联结(Reassociation) (3)解除联结(Disassociation) (4)分布(Distribution) (5)集成(Integration)
通信距离较短 共 存 网 络 数 有 限 传输速率较高 传输速率较高
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☆802.11体系结构
逻辑链路子层(LLC) 介质访问控制子层(MAC) 介质访问控制层管理 (MAC Management) 物理汇聚子层(PLCP) 物理介质相关子层(PMD) 物理层管理 (PHY Management) 站点管理层 (Station Management)
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③PIFS (PCF IFS)。集中控制模式下的AP在无竞 争期开始时获得介质访问权的时间间隔。 ④EIFS (Extended IFS)。工作在分布式协调功能 模式下的终端，如果失去与无线介质空闲/忙状态 同步，当错误的帧校验序列(Frame Check Sequence，FCS)值导致错误接收帧时，需使用 EIFS作为等待时间。
目标主机
竞争窗口 延迟之后的 避让时间
③802.11e 增强分布式通道存取(EDCA)
EDCA的特点主要如下： ●使用AIFS代替DIFS ●最大最小竞争窗口的改变 参数设置见表3.7 EDCA的优势如下： ●划分了不同优先级的业务流 ●等待信道空闲的时间间隔为AIFS不同AC的业务流 ●等待信道空闲以后，退避时的初始窗口大小也不同 ●增加了时间受限的发送机会的概念
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分布对等式工作模式
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基础结构BSS工作模式
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IEEE802.11较完整协议体系
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无线局域网协议体系结构

IEEE 802.11物理层
有关物理层详细的细节参见教材3.3.2节表3.3-3.6
IEEE 802.11MAC协议
第3章 无线局域网
金光,江先亮
本章内容简介
☆无线局域网概述 ☆无线局域网的组成与服务 ☆无线局域网协议体系结构 ☆无线局域网的应用 ☆无线局域网的仿真
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无线局Байду номын сангаас网概述

无线局域网(WLAN)的定义
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无线局域网协议体系结构
☆MAC层优化 802.11b分布式协调功能(DCF)，包含CSMA/CA和 RTS/CTS ①CSMA/CA CSMA/CA方式中，检测到信道空闲期间大于某 一IFS后立即开始发送帧，否则延迟发送直到检 测到需要的IFS，然后选择退避时间进入退避， 退避结束后重新开始上述过程。
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DIFS 源主机
数据 SIFS ACK DIFS 退避时间 竞争窗口 延迟之后的退避时间 时 间
目标主机
其它主机
数据帧成功传送的时间图
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☆MAC体系结构 MAC子层通过两种访问机制来实现共享介质访问的 公平：分布式协调功能(DCF)和点协调功能(PCF)。 ☆MAC接入协议 分布式的无线介质访问控制协议(DFWMAC)，支持 自组织和基础结构两种类型
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②RTS/CTS
DIFS RTS SIFS 数据
CTS
SIFS
源主机
SIFS ACK
NAV(RTS) 其它主机 延迟时间 NAV(CTS)
BSS中RTS/CTS示意图
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SIFS
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无线局域网的拓扑结构
☆WLAN的拓扑结构可从几方面分类：根据物理 拓扑可分为单区网和多区网；根据逻辑拓扑可分 为对等式,基础结构式和线型,星型,环型等；根据 控制方式可分为无中心分布式和有中心集中控制 式两种；根据与外网的连接性可分为独立WLAN 和非独立WLAN。 ☆BSS是WLAN的基本构造模块，有两种基本拓 扑结构或组网方式：分布对等式拓扑、基础结构 集中式拓扑
子标准 物理层 MAC层 频带 传输速率 主要缺点 主要优点 802.11 DSSS,FHSS,IR CSMA/CA /900MHz 1,2Mbps 传输速率有限 通信距离较远 802.11b DSSS CSMA/CA 2.4GHz 1,2,5.5,11Mbps 传输速率有限 通信距离较远 OFDM CSMA/CA 5GHz 6~54Mbps OFDM CSMA/CA 2.4GHz 最高54Mbps
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无线局域网协议体系结构

IEEE802.11协议标准
☆IEEE802.11标准的发展 IEEE802.11标准经历了20多年的发展，已经逐步 完善和形成体系，详细见教材3.3.1节 ☆IEEE802.11若干子标准比较
分段 WEP
重装
物理层
RTS,CTS,ACK 协调功能 (DCF,PCF) SIFS,PIFS,DIFS,EI FS,CSMA/CA
IEEE802.11-1/2Mbps 2.4GHz IEEE802.11a-54Mbps max OFDM 5GHz IEEE802.11b-11Mbps max CCK 2.4GHz IEEE802.11g-54Mbps max OFDM 2.4GHz IEEE802.11n-108Mbps 2.4GHz/5GHz
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无线局域网的分类
☆按频段
需执照频段 WLAN 不需执照频段
无线电
红外线
窄带
宽带
定向波束
扩散
扩频 直接序列扩频 跳频扩频
非扩频
无线局域网分类一
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☆根据业务类型
WLAN
基于分组
基于ATM
IEEE 802.11
HiperLAN1
蓝牙
MMAC
HiperLAN2
无线局域网分类二
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☆根据网络拓扑和应用要求，可分为对等,基础架 构,接入,中继等 ☆WLAN有3种应用目的 WLAN接入,网络无线互联,定位
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IEEE 802.11优化技术
☆物理层优化
双频多模无线局域网结构示意图
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802.11体系结构
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IEEE802.11i -安全扩展 IEEE802.11eQoS扩展 LLC IEEE802.2 IEEE802.11 MAC MAC控制 ——同步 ——节电 ——信标
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☆ESS网络拓扑 ESA是多个BSA通过DS连接形成的扩展区域， 范围可达数千米 ☆中继或桥接型网络拓扑 两个或多个网络(LAN或WLAN)或网段可通过无 线中继器、网桥或路由器等连接和扩展
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WLAN的常用设备
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WLAN领域的两个典型标准
☆IEEE802.11 IEEE802.11系列标准由802.11工作组提出，包括 802.11,802.11a,802.11b,802.11g,802.11i和802.11n等多个标 准，每一种标准在实现性能上各异。 ☆HiperLAN HiperLAN由欧洲ETS开发，包括HiperLAN1,HiperLAN2, 室内无线骨干网络的HiperLink,室外访问有线基础设施的 HiperAccess 4种标准。 详细内容见教材第59页
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IEEE802.11中有4种时间间隔，以提供不同的访问 优先级别，其时间长度关系为：SIFS<DIFS<PIFS <EIFS。 ①SIFS (Short IFS)。一些特殊帧要求使用SIFS时 间间隔访问介质，以完成需要的帧交换，防止其 它站对介质的访问企图，减少帧重发次数。 ②DIFS (DCF IFS)。所有工作在分布式协调功能 模式下的终端都使用DIFS来发送数据帧和管理帧 ，当载波监听机制检测到介质空闲超过DIFS，且 该终端随机退避结束，就可立即开始发送数据。
☆WLAN是计算机网络与无线通信技术相结合 的产物，通常指采用无线传输介质的计算机局 域网。 ☆WLAN在距离有限的区域内实现无线通信， 距离差异使得数据传输的范围不同，导致网络 具体的设计和实现方面有所区别。
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