7无线多点组网.ppt

1、新通信技术实验，无线多点组网，结束筛选，开始筛选，介绍无线组网的基本原理和相关概念，包括通信网络的基本组成，无线组网的基本原理和过程，网络的路由技术，广播和组播的过程和实现。学生使用现有的蓝牙设备进行网络操作，学习无线网络的基本原理和相关概念，了解点对多点网络和Ad hoc网络的拓扑结构、组网过程、简单路由协议、广播和组播。目录，真实环境真实目的，真实真相，真实内容，真实知识，知识，观点和问题，回到主页，真实环境，5台电脑为一组。硬件：5件半tttp 6601；5根通用串行总线电缆；软件：操作系统：视窗2000；屏幕分辨率：1024768；出于实用目的，使用多个设备来执行网络操作：学习无线网络

2、的基本原理和相关概念；了解点对多点网络和自组织网络中多跳连接的拓扑结构；了解网络流程、简单的路由协议以及广播和多播的概念。实验原理，通信网络拓扑路由技术，网络进程广播和组播，回目录，1。通信网络拓扑、通信网络分类服务类别：电话通信网络、数据通信网络、广播电视网络服务范围：室内网络、长途网络、国际网络、现代通信网络实现的五种基本结构，两台计算机之间可以相互通信的问题必须解决计算机之间通信时使用什么样的物理介质？信道特性如果所使用的通信介质由多台计算机共享，如何决定哪台计算机将在某个时间发送数据包？信道共享如何寻址计算机来唯一区分每个数据包的发送者和接收者？地址分配如果两台计算机没有直接连接在一起

3、，数据包如何选择从起点到目的地的合适路径？路由选择如何检测通信过程中的错误，以及在检测到错误后如何纠正它们？在错误检测通信中，用什么数字格式来表示数据？协议，研究这些问题的技术通常被称为计算机网络技术。开放系统互连模型从低到高有七层：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层网络层。它隐藏各种链路的特定特征，为传输层提供逻辑网络，并通过一条或多条链路将数据包从源设备传输到目的设备。网络设备是网络节点：主设备和从设备的位置和功能。网络节点：主机：包括PC机、工作站、文件服务器等。路由器：在主机和其他路由器之间转发数据包，这样主机就不必直接连接到用于通信的链路。转发：路由器再次发送

4、接收到的数据包的过程，目的是使数据包更接近目的地。回到原理目录，2。路由技术，路由技术要研究的问题：数据包可以从源设备通过多条路径到达目的设备，那么哪条路径是最合适的。路由器通过路由协议交换信息，以报告其连接的网络和设备，并更新路由表。扩散路由方法：数据包从原始节点发送到与其相邻的每个节点，接收数据包的节点检查是否收到数据包。如果已经收到，则丢弃它；如果不是，则该节点将该分组发送到除了分组源自的节点之外的所有相邻节点。查找表路由方法：在每个节点中使用路由表来指示从该节点到网络中任何节点的路径。数据包到达节点后，遵循路由表中指定的路径。路由表：一种以表格形式组织的软件数据结构，通过它，节点可以对

5、目的节点不是自己的数据包做出转发决定。路由：目的地址、源地址、下一跳地址、端口等。，回到原理目录，路由流程图，几种典型的无线网络结构：无线局域网网络结构无中心拓扑结构：(用于与少量用户的临时联网)网络中的任意两个站可以直接通信，一般使用公共广播信道；网络生存性好，网络建设容易，成本低，整体网络移动性好；当有大量用户时，信道竞争限制了网络性能，路由信息占据了大部分有效通信。有一个中心拓扑结构：一个无线站被用作基站，网络中的所有站接入和与网络的通信都由它控制；它可以实现高速通信，并且网络中的站点布局受环境的限制较少；中心站为局域网互连和有线主干网提供一个逻辑接入点。手机网络结构：覆盖模式分为小容量

6、大区域系统(用户少的区域)和大容量小区域系统；提高了小区系统的频率利用率，减少了它们之间的干扰；蜂窝网络结构可以实现信息的无缝连接。3.组网过程、微微网和分布式网络：微微网：蓝牙网络的基本单元。微微网中的一个主设备可以同时与多个从设备相连，处于活动状态的从设备的最大数量为7个，其余的可以处于待机状态。主设备是微微网的中心。分布式网络：它由同一个区域中的多个微微网组成，具有重叠的区域和特定的连接。蓝牙设备可以在时分复用的多个微微网中工作(同一个节点可以作为不同微微网中的主设备和从设备，或者多个微微网的从设备)。蓝牙设备不能用作多个微微网中的主设备(使用相同的跳频序列和相位来成为相同的微微网)。在

7、分布式网络中，大量的节点相互连接，构成支持移动性的无线自组织网络。自组织网络：网络中的所有节点(设备)都具有同等的地位。每个节点都有路由器的功能，信息可以通过每个节点转发到目的节点。如果两个节点不在同一个微微网中，即使它们的空间距离很近，它们也不能直接通信。网络中节点的角色分配：任意两个节点可以通过多跳进行通信；路由算法尽可能简洁，网络效率尽可能高。一种称为蓝牙树的网络方法可以满足上述要求。联网模式：主设备(m)可以查询周围的蓝牙设备并与它们建立链接；从设备不能主动查询和被其他蓝牙设备查询，也不能主动发起和被动建立链接；主从设备不能主动查询，但可以被其他蓝牙设备查询，不能主动发起链构建，但可以

8、被动构建链。组网原则：一个主设备最多可以与n个从设备建立链路(为了使本实验的网络结构更加清晰，规定一个主设备最多可以与2个从设备建立链路)；两个从设备之间的链路不能直接建立(通过主设备路由)；所有从设备节点只能由一个主设备控制。“蓝牙树”组网过程，组网过程：每个节点都知道：(1)它是否是根设备；(2)与其相距一跳的外围设备的地址；(3)距离自己一跳的外围设备是否已经在微微网中。这些信息可以通过在连接设备时交换地址信息来获得。它们在网络管理和实现单播、广播和多播功能方面发挥着重要作用。每个节点应该将其已知的设备信息(路由信息)通知其主设备(父设备)。网络中的根设备最终掌握网络中所有节点设备的路由

9、信息。每个节点都将自己的父设备作为默认路由器，并认为它包含更多的路由信息。当无法从该节点的路由表中确定下一跳节点时，数据包将被发送到默认路由器进行处理。单跳连接：网络中的任何节点设备都会将信息发送到距离自身一跳的相邻设备。多跳连接：网络中的任何节点设备都会将信息发送给与其自身没有直接连接的设备。4.广播和多播、广播(所有设备)任何节点设备都向网络中的所有其他节点发送相同的消息。任何设备接收目的地址为广播地址的数据。(本实验的广播地址是FF:FF:FF:FF:FF)。多播(某些特定设备)节点设备向网络中的一个组发送多播信息。网络中的任何节点设备都可以申请加入一个或多个多播组。每个多播组由唯一的多

10、播地址标识。发送到某个组的数据只能由该组的成员接收。多播目的地址是一个集合(它可以将数据传输到多个目的地址)。不同微微网的设备可以形成同一个组(这些特定设备属于同一个组，但可能不属于同一个微微网)。组播也需要组播路由算法。组播路由表的维护非常复杂，在无线网络环境中更为复杂：一方面，需要尽量减少网络发送的信息量；另一方面，你不能错过这个组的任何节点。返回主目录，验证内容，在联网期间广播和多播单播路由信息，返回目录，1。在联网期间，假设有5个蓝牙设备参与联网：A、B、C、D和E。首先，一个设备(例如，B)发起查询，如果发现多个设备，则选择两个设备(例如，D和E)来主动与它们建立链接。在这个阶段，b

11、、d和e形成微微网，b是主设备(m)，d和e是从设备(s)。然后，另一个设备a发起查询，查询设备b和设备c，然后主动建立链。此时，a、b、c、d和e构成了一个分布式网络。设备a成为网络中的根设备。最后形成上图所示的拓扑结构，这是一个典型的二叉树结构，每个设备的作用是m，s，m/s。由于参与组网的设备数量很少，实际上形成了一个自组织的Ad hoc网络。回到内容目录，注意：(重复)微微网中活动从属设备的数量被限制为2；一旦某个设备成为从设备(即D、E)，它就不能再被其他设备发现，也不能查询其他设备或与其他设备建立链。在链构建的过程中，如果已经被用作M的设备(例如B)成功地接受了链构建，则它应该将它

12、自己的从设备信息(路由信息)通知给先前的主设备(父设备)。这样，所有设备的路由信息最终都会保留在树结构的根设备(顶层的父设备)中。每个节点也有自己的路由信息，路由表包含默认路由器，即其父节点。当它无法从本地路由表中找到数据的目的地址时，它会将其转发到默认路由器，因为默认路由器可能包含比其自身更多的路由信息。例如，在单跳中，设备d向设备b发送信息，或者设备b向设备d和e发送信息.多跳连接，例如，设备e向设备C发送信息.此时，有必要通过多个节点传输信息。请注意，虽然某些节点(例如设备D和设备E)之间的物理距离非常近，但由于两个节点都是从设备，因此它们不能在它们之间直接传输信息。体验如何通过单跳或多

13、跳实现网络中任意两个节点之间的通信。广播网络中的某个设备(例如，E)向所有设备发送公共消息，并且网络中的所有设备(包括发送设备本身)都可以接收该公共消息。设置一个网络窗口(规定一台设备最多应主动与另外两台设备建立连接)，返回到内容目录，点击单播按钮弹出该对话框，您可以从下拉菜单中选择对象或手动输入，确认后进入输入数据框。接收方和发送方都观察并记录数据包的路由信息。请检查成功发送的单播数据或收到的单播数据的路由信息。返回内容目录，2。单播，3。路由信息，显示发送数据的路由信息，观察实验中节点间地址和数据信息的交换过程，了解简单路由协议的实现过程。参考前面提到的路由流程图，并在前面的网络结构图中标

14、记您自己的路由选择。，返回内容目录，4。广播和组播，回到内容目录，在网络中建立两个组播组，并回到内容目录，将任意节点设备发送的相同消息广播给网络中的所有其他节点，并观察其发送的目的地址和数据交换过程；观察这种情况下的路由过程与两个节点之间的数据单播过程有何不同。组播网络中的任何节点都可以申请加入一个或多个组，然后网络中的任何节点设备向某个组发送组播信息，观察数据包的发送过程；更改节点加入的多播组，并观察结果。组播路由表的维护非常复杂，在无线网络环境中更加复杂。你可以根据这个实验形成的网络来思考或设计组播路由表的格式以及如何维护它。通信网络的基本结构计算机组网技术网络节点路由技术组网过程单跳和多

15、跳广播和组播，回内容目录，预览要求(1)了解计算机通信网络的基本组成。(2)了解无线网络的网络结构。实验报告要求(1)组网步骤完成后，记录该组中由五个网络节点组成的自组织网络的结构，绘制拓扑图，指出每个节点的角色(M，S或M/S)。(2)与该组的其他四个节点通信，观察并记录每个节点的路由。(3)加入组播组，与同一组中的其他节点通信，观察并记录每个节点的路由。(4)向其他节点广播，观察并记录每个节点的路由。(5)回答思考问题。想想这个问题，如何实现组播？路由器如何知道相应的组播目的节点在哪个方向？如何减少无用多播数据的传播和环路的形成？本实验中联网模式的缺点是什么？你能提出一个更好的网络模式吗？

16、尝试构建具有各种拓扑的网络。无线网络环境非常复杂，在一方或双方都不知道的情况下，由于不可靠，链路经常会断开。如何确保网络的自检和恢复？对网络负载会有什么影响？通过本实验，学生可以了解通信网络的基本组成、无线组网的基本原理和过程、路由技术以及广播和组播的相关知识。这个实验不需要超过5名参与者，每个人都有一台电脑和一套实验设备。硬件要求：计算机要求：中央处理器奔腾II或以上，内存64M或以上，带通用串行总线接口的实验设备：五套SEMIT TTP6601(包括TTP6607硬件和通用串行总线电缆)操作系统要求：Windows2000安装步骤1。安装实验程序：打开安装光盘，运行Setup.exe并按照提示操作。2.安装通用串行总线驱动程序：(a)如果当计算机插入通用串行总线电缆和TTP6601硬件时出现提示信息“找到新硬件”，