第12章 无线局域网80211协议CSMACA算法模拟程序

吴功宜董大凡王珺刘乾“十一五”国家重点图书计算机科学与技术学科前沿丛书

计算机科学与技术学科研究生系列教材（中文版）

计算机网络

高级软件编程技术

1《计算机网络高级软件编程技术》第12章

无线局域网802.11协议CSMA/CA算法模拟程序

2《计算机网络高级软件编程技术》概述

无线局域网是网络技术研究与应用的热点，其中802.11协议是其中最基本和最重要的协议之一。通过模拟无线网络帧发送和接收的过程，读者能够深入理解无线网络数据发送流程与CSMA/CA的基本工作原理3《计算机网络高级软件编程技术》编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高提纲4《计算机网络高级软件编程技术》编程训练目的掌握模拟无线网络帧发送和接收的过程使读者了解无线网络数据发送流程，即CSMA/CA工作流程掌握使用模拟程序分析问题和解决问题的能力5《计算机网络高级软件编程技术》编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高提纲6《计算机网络高级软件编程技术》编程训练要求

编写程序，模拟CSMA/CA的通信过程，要求：使用两个线程分别模拟局域网中收发数据的两台主机A、B；使用第三个线程模拟其他主机随机发送数据帧行为，制造冲突；使用一个变量来模拟共享信道；由A主机像B主机发送十个数据帧，并接收B主机发送的ACK帧，如果发送失败，则等待一段时间后进行重传，如重传超过指定次数后仍然失败，自动放弃该次数据传输；输出相关提示信息；7《计算机网络高级软件编程技术》程序运行界面示例

8《计算机网络高级软件编程技术》编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高提纲9《计算机网络高级软件编程技术》802.11协议概述

发展历史特点工作原理与CSMA/CD的区别10《计算机网络高级软件编程技术》工作流程

11《计算机网络高级软件编程技术》编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高提纲12《计算机网络高级软件编程技术》总体执行流程定义变量dwBus，代表共享信道将该变量置零开启两个线程分别模拟接收数据的主机B和发送数据的主机A在一个循环中模拟其他主机访问共享信道的情况13《计算机网络高级软件编程技术》数据接收线程

程序始终检测共享介质上是否有信号如果检测到信号且接收数据准确无误（即传输过程中未发生冲突），则接收数据完毕后发送ACK数据帧准备接收下一个数据帧整个过程持续到接收完10个数据帧后结束14《计算机网络高级软件编程技术》数据发送线程

监听信道，确定信道空闲后，随机等待一段时间再次确认信道状态，以便将冲突的概率降到最低再次确认信道空闲后，发送数据帧等待ACK帧，在指定时间内收不到ACK帧则随机等待一段时间后进行重传如果重传超过次数上限，则放弃该数据帧的发送15《计算机网络高级软件编程技术》退避时间计算方法

802.11采用二进制指数退避算法，其第i次退避在22+i个时间片中随机选择一段进行退避，即实际退避时间为小于等于22+i的一个随机数乘以TimeSlot的积加上DIFS。（DIFS：分布协调功能帧间间隔，一般在调频扩频通信FHSS下为128us）16《计算机网络高级软件编程技术》编程训练目的编程训练要求相关知识介绍程序设计分析扩展与提高提纲17《计算机网络高级软件编程技术》扩展与提高无线局域网发展的历史；IEEE802.11b主要优点：功能优点速度达到普通Ethernet水平，基本满足应用需求。动态速率转换在恶劣网络环境下，可以自动降低传输速度。使用范围100米到300米。可靠性与以太网类似的连接协议和数据帧确认提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用。互用性与以前的标准不同的是，802.11b只允许一种标准的信号发送技术。Wi-Fi将认证产品的互用性。电源管理支持休眠模式，可提高笔记本电池待机时间。漫游支持在主机移动过程中无缝接入网络。安全性内置安全加密协议。18《计算机网络高级软件编程技术》IEEE802.11b无线网络包含组件

工作站无线访问点

端口19《