无线网络IPV6.ppt

无线局域网的组成 有固定基础设施的无线局域网 AP1 AP2 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 AP1 AP2 基本服务集内的基站叫做接入点AP AccessPoint 其作用和网桥相似 AP1 AP2 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 AP1 AP2 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 DistributionSystem 然后再接入到另一个基本服务集 构成扩展的服务集ESS ExtendedServiceSet AP1 AP2 ESS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 AP1 AP2 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 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 beaconframe 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 proberequestframe 然后等待从AP发回的探测响应帧 proberesponseframe 热点 hotspot 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 hotzone 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 WirelessInternetServiceProvider 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 移动自组网络又称自组网络 adhocnetwork 自组网络 A E D C B F 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 WirelessSensorNetwork 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 fixedaccess 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 mobilityaccess 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 portableaccess 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 nomadicaccess 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 802 11局域网的MAC层协议 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 因而都向B发送数据 结果发生碰撞 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 hiddenstationproblem 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 exposedstationproblem A D C 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 CollisionAvoidance 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 下一代的网际协议IPv6 IPng 解决IP地址耗尽的措施 从计算机本身发展以及从因特网规模和网络传输速率来看 现在IPv4已很不适用 最主要的问题就是32位的IP地址不够用 要解决IP地址耗尽的问题的措施 采用无类别编址CIDR 使IP地址的分配更加合理 采用网络地址转换NAT方法以节省全球IP地址 采用具有更大地址空间的新版本的IP协议IPv6 IPv6的基本首部 IPv6仍支持无连接的传送所引进的主要变化如下更大的地址空间 IPv6将地址从IPv4的32位增大到了128位 扩展的地址层次结构 灵活的首部格式 改进的选项 允许协议继续扩充 支持即插即用 即自动配置 支持资源的预分配 IPv6数据报的首部 IPv6将首部长度变为固定的40字节 称为基本首部 baseheader 将不必要的功能取消了 首部的字段数减少到只有8个 取消了首部的检验和字段 加快了路由器处理数据报的速度 在基本首部的后面允许有零个或多个扩展首部 所有的扩展首部和数据合起来叫做数据报的有效载荷 payload 或净负荷 IPv6数据报的一般形式 基本首部 扩展首部1 扩展首部N 数据部分 选项 IPv6数据报 有效载荷 0 4 16 31 版本 位 目的地址 源地址 下一个首部 流标号 12 通信量类 128位 128位 有效载荷长度 跳数限制 24 有效载荷 扩展首部 数据 IPv6的基本首部 40B IPv6的有效载荷 至64KB 0 4 16 31 版本 位 目的地址 源地址 下一个首部 流标号 12 通信量类 128位 128位t 有效载荷长度 跳数限制 24 扩展首部 数据 IPv6的基本首部 40B IPv6的有效载荷 至64KB 有效载荷 扩展首部 数据 0 4 16 31 版本 位 目的地址 源地址 下一个首部 流标号 12 通信量类 128位 128位 有效载荷长度 跳数限制 24 IPv6的基本首部40B 版本 version 4位 它指明了协议的版本 对IPv6该字段总是6 0 4 16 31 版本 位 目的地址 源地址 下一个首部 流标号 12 通信量类 128位 128位 有效载荷长度 跳数限制 24 IPv6的基本首部40B 通信量类 trafficclass 8位 这是为了区分不同的IPv6数据报的类别或优先级 目前正在进行不同的通信量类性能的实验 0 4 16 31 版本 位 目的地址 源地址 下一个首部 流标号 12 通信量类 128位 128位 有效载荷长度 跳数限制 24 IPv6的基本首部40B 流标号 flowlabel 20位 流 是互联网络上从特定源点到特定终点的一系列数据报 流 所经过的路径上的路由器都保证指明的服务质量 所有属于同一个流的数据报都具有同样的流标号 0 4 16 31 版本 位 目的地址 源地址 下一个首部 流标号 12 通信量类 128位 128位 有效载荷长度 跳数限制 24 IPv6的基本首部40B 有效载荷长度 payloadlength 16位 它指明IPv6数据报除基本首部以外的字节数 所有扩展首部都算在有效载荷之内 其最大值是64KB 0 4 16 31 版本 位 目的地址 源地址 下一个首部 流标号 12 通信量类 128位 128位 有效载荷长度 跳数限制 24 IPv6的基本首部40B 下一个首部 nextheader 8位 它相当于IPv4的协议字段或可选字段 0 4 16 31 版本 位 目的地址 源地址 下一个首部 流标号 12 通信量类 128位 128位 有效载荷长度 跳数限制 24 IPv6的基本首部40B 跳数限制 hoplimit 8位 源站在数据报发出时即设定跳数限制 路由器在转发数据报时将跳数限制字段中的值减1 当跳数限制的值为零时 就要将此数据报丢弃 0 4 16 31 版本 位 目的地址 源地址 下一个首部 流标号 12 通信量类 128位 128位 有效载荷长度 跳数限制 24 IPv6的基本首部40B 源地址 128位 是数据报的发送站的IP地址 0 4 16 31 版本 位 目的地址 源地址 下一个首部 流标号 12 通信量类 128位 128位 有效载荷长度 跳数限制 24 IPv6的基本首部40B 目的地址 128位 是数据报的接收站的IP地址 IPv6的扩展首部扩展首部及下一个首部字段 IPv6把原来IPv4首部中选项的功能都放在扩展首部中 并将扩展首部留给路径两端的源站和目的站的主机来处理 数据报途中经过的路由器都不处理这些扩展首部 只有一个首部例外 即逐跳选项扩展首部 这样就大大提高了路由器的处理效率 六种扩展首部 在RFC2460中定义了六种扩展首部 逐跳选项路由