无线局域网技术 课件 项目3　无线局域网信道的共享与竞争

计算802.11gnac的数据传输速率T数据giantnetwork.无线局域网传输协议——802.11系列标准WLAN包含的内容QoS（QualityofService，服务质量）安全RF度量无线管理更有效的移动性大幅提升的吞吐量T数据giantnetwork.无线局域网传输协议——802.11系列标准WLAN包含的协议版本802.11a802.11b802.11g802.11n802.11acT数据giantnetwork.无线局域网传输协议——802.11系列标准WLAN定义的相关机制RF信号调制编码频带信道数据速率Thasbecomea无线局域网传输协议——802.11系列标准修订标准沿用原始修订版本名称Thasbecomeagiantnetwork.无线局域网传输协议——802.11a/b/g之间的兼容性问题既然802.11修订版本的字母是按照时间顺序排列的，那么为何高性能的802.11a会出现在低性能的802.11b之前呢？很明显，802.11g在吞吐量方面远优于802.11b，因而看起来应该简单地选用802.11g并在任何场景下都实现更高的数据速率，但有时却无法做到80211a/b/g之间的兼容性问题T数据giantnetwork.无线局域网传输协议——无线设备兼容性优化技术物理层优化双频多模技术双频：同时2.4GHz和5GHz频段双模指同时支持802.11b、802.11a两种模式三模指同时支持802.11b、802.11a、802.11g三种模式T数据giantnetwork.无线局域网传输协议——无线设备兼容性优化技术物理层优化客户端支持频段的情况IPhone4、IPhone4S、绝大多数的Android手机只支持2.4GHz频段Ipad支持2.4和5GHz两个频段，大多数Android系统的Pad只支持2.4GHz频段大多数笔记本只支持2.4GHz频段如何判断笔记本无线网卡的规格？T数据giantnetwork.无线局域网传输协议——无线设备兼容性优化技术物理层优化5GHz优先接入2.4GHzWLAN用户体验效果差5GHzWLAN网络具有多频点、高速率、低干扰的优势T数据giantnetwork.无线局域网传输协议——802.11n标准概述802.11n具有以下特点提高数据传输速率扩大覆盖范围全面兼容各标准。T数据giantnetwork.无线局域网传输协议——802.11ac标准概述802.11acWave2具有以下特点支持MU-MIMO技术。支持160MHz的信道带宽，提供更高的性能提供更多的空间流802.11n与802.11ac的区别如图所示T数据giantnetwork.无线局域网传输协议——波束成形技术的应用波束成形（Beamforming）技术是一种通用信号处理技术，用于控制射频信号传播的方向和射频信号的接收，其基本原理是发射端对数据先加权再发送，形成窄的发射波束，将能量对准目标用户，从而提高目标用户的解调SNRT数据giantnetwork.无线局域网传输协议——波束成形技术的应用波束成形技术是WLAN802.11n标准的可选部分，思科的家用无线路由器提供了对这一技术的支持。T数据giantnetwork.无线局域网的基本组成元素——BSSWLAN的最小构成单位是BSS（BasicServiceSet，基本服务集），相当于一个无线单元，如图3-9所示。BSS所覆盖的地理范围被称为基本服务区（BasicServiceArea，BSA），BSA内的成员STA之间可以保持相互通信，只要无线接口接收到的信号强度在RSSI阈值之上，就能确保STA在BSA内移动而不会失去与BSS的连接。T数据giantnetwork.无线局域网的基本组成元素——IBSS完全由STA组成的BSS称为IBSS（IndependentBSS，独立基本服务集），如图3-10所示，由两个STA组成的IBSS就是最简单的802.11网络。通常情况下，IBSS是由少数几个STA为了特定目的而组成的暂时性网络。实际的IBSS是由一个终端创建、其他终端加入形成的。为确保IBSS通信成功，所有客户端必须使用同一信道收发数据，所有客户端必须共享同一个BSSIDT数据giantnetwork.无线局域网的基本组成元素——InfrastructureBSS使用AP来扩展无线网络的覆盖范围，把BSS中由单个AP及若干STA所构成的网络称为InfrastructureBSS（基础架构基本服务集）需要注意的是，大部分AP具备隐藏SSID的能力，隐藏后的SSID只对合法终端用户可见。T数据giantnetwork.无线局域网的基本组成元素——ESS由单个BSS组成的WLAN的覆盖范围很小，为了扩大其覆盖范围，可以构建多个BSS，并通过分布式系统（DS），即骨干网络，将这些BSS连接在一起，构成ESS（ExtendedServiceSet，扩展服务集）T数据giantnetwork.无线局域网的基本组成元素——ESS最常见的ESS由多个AP构成，AP的覆盖小区之间部分重叠，以实现客户端的无缝漫游。大部分厂商建议，覆盖小区之间的重叠面积应保持在15%～25%T数据giantnetwork.无线局域网的基本组成元素——ESSESS的第二种部署方式是，AP的覆盖小区不存在任何重叠，在这种部署中，客户端离开AP1所在的BSA时将暂时失去连接，并在进入AP2的覆盖范围后重新建立连接。这种客户端在非重叠小区之间移动的方式被称为漫游。T数据giantnetwork.无线局域网的基本组成元素——ESSESS的第三种部署方式是，多个AP的覆盖小区完全重合，目的是增加覆盖区域的容量，但不同AP必须配置在不同的信道上。P分析无线传输介质的访问控制过程常见的媒体访问控制方法MAC：是描述各种不同媒体访问方法的通用术语常用方法：轮询方法令脾传送竞争方法：如CSMA/CD是否适合WLAN环境？802.11数据链路层概述分为MAC和LLC两个层主要完成：帧同步、差错控制、寻址和接入控制等功能MAC子层的主要功能利用两种访问控制机制：PCF（强制性）和DCF（可选的）来实现公平地访问共享介质802.11不能使用CSMA/CD的原因无线设备工作在单双工模式存在隐藏站点的问题，不能检测到信道真正的空闲站点不能监视到从自己发送出去的电磁波无线网络中只能使用CSMA/CA进行冲突避免载波侦听(CarrierSense)：检测传输媒介是否繁忙多路访问(MultipleAccess)：确保多个终端可以进行公平的媒介访问冲突避免(CollisionAvoidance)：在指定时间内只有一个无线终端可以得到媒介访问能力，借此避免冲突冲突检测如何知道冲突发生如果发送端没有收到ACK帧，就假设冲突发生了Thasbecomeagiantnetwork.#worklikeanetwork分布式协调功能PCFIFS的长度：不同类型的MAC帧，IFS不同；IFS越短的帧，优先级就越高常见有两种类型的IFS：SIFS和DIFSSIFS这段时间用于让终端完成发送方式和接收方式之间的转换DIFS是终端用必须侦听到信道持续空闲等待的时间Thasbecomeagiantnetwork.#worklikeanetwork分布式协调功能PCFDuration/ID字段：MAC头中的字段之一用于重置其他终端的网络分配向最(NAV)计时器无线终端角逐媒介访问权前要忙碌的时间Thasbecomeagiantnetwork.#worklikeanetwork分布式协调功能PCF载波侦听：检查无线信道是否空闲的方法，有两种方法虚拟载波侦听：该机制允许正在发送的802.11无线客户端通知其他客户端在这段时间(Duration/ID值)内无线信道会被占用物理载波侦听：确保无线终端在其他终端传输时停止传输，判定无线信道忙的依据是：信道存在电磁波且电磁波能量超过设定的阈值Thasbecomeagiantnetwork.#worklikeanetwork随机回退计时器第一帧前检测信道时两种结果：信道忙或不忙第一种结果，如果终端持续DCF规定的DIFS检测到信道不忙，表明没有多个终端同时争用信道，终端可以立即发送数据。第二种结果，可能出现多个终端等待信道不忙的情况Thasbecomeagiantnetwork.#worklikeanetwork随机回退计时器第二种结果出现问题的解决方法：要求终端在信道持续DIFS不忙后，每个终端需要通过退避算法独立产生随机的延迟时间，只有在退避时间内一直检测到信道空闲的终端才能发送数据时隙：指的是一段时间，取决于WLAN的物理层协议标准和传输速率回退计时器：回退值与时隙的乘积，计数为0时，再评估信道，若信道空闲就可以发送数据了T数据giantnetwork.802.3MAC帧的操作使用两个MAC地址，一个标识源端，另一个标识目的终端源MAC地址不用来传递帧，而由于返回源端的返回流量根据目的MAC地址被动转发数据帧数据帧的长度1518字节，小于802.11MAC帧长度2346字节Thasbecomeagiantnetwork.802.11帧操作客户端在AP的协调下进行通信无线客户端的每一个无线接口用MAC地址来标识AP也用MAC地址来标识，无线客户端将AP地址作为BSSID802.11帧负责标识帧的类型以及该帧在无线设备之间传播时的方向等信息Thasbecomeagiantnetwork.802.11帧头中为何设置两个帧传输方向的比特无线帧的传输通常都要经过AP一个只要用一个比特标识帧传输方向的例子Thasbecomeagiantnetwork.802.11帧头中为何设置两个帧传输方向的比特一个需要2个比特标识帧传输方向的例子Thasbecomeagiantnetwork.#worklikeanetwork理解帧从源端去往目的端所经过的每一步帧是否会停在AP处AP是否将该帧中继到更远的地方或者中继来自远端的帧概述可配置的设备可以是STA和APAP可以配置在BSS中STA可以配置在BSS和IBSS中可以分为标准配置和非标准配置AP的配置模式根模式：802.11定义的标准配置模式，AP主要作为DS的入口设备网桥模式通过配置的MAC地址建立两个相距很远的LAN之间无线链路WDS系统中可以采用单频AP，也可以采用双频AP，均可接入无线STAAP的配置模式网桥模式的应用点到点室外网桥：用于连接两个不同