第4章無線局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

1、Nankai University第4章 無線局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)徐敬東 張建忠南開大學(xué)計(jì)算機(jī)系 Nankai University本章主要內(nèi)容無線局域網(wǎng)CSMA/CA的基本工作原理無線局域網(wǎng)支持的最大傳輸速率無線局域網(wǎng)的組網(wǎng)模式組網(wǎng)所需的器件和設(shè)備實(shí)訓(xùn)內(nèi)容組裝簡單的自組無線局域網(wǎng)測(cè)試網(wǎng)絡(luò)的連通性Nankai University無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)利用空間無線電波作為傳輸介質(zhì)的局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)固定結(jié)點(diǎn)移動(dòng)結(jié)點(diǎn)Nankai University無線傳輸介質(zhì)無線傳輸技術(shù)：擴(kuò)頻技術(shù)和紅外技術(shù)擴(kuò)頻技術(shù)：在比正常頻帶寬的頻帶上擴(kuò)展信號(hào)，抗干擾能力和可用性高紅外技術(shù)：采用漫散射方式（目前已很少使用）優(yōu)點(diǎn)：不需要

2、鋪設(shè)線纜，不受結(jié)點(diǎn)布局的限制。安裝簡單、使用靈活、易于擴(kuò)展缺點(diǎn)：易受干擾、出錯(cuò)概率大，具有多徑傳輸問題（電磁波從發(fā)送方到接收方走過了不同長度的路徑）Nankai University無線局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法帶有沖突避免的載波偵聽多路訪問CSMA/CA與以太網(wǎng)的比較無線局域網(wǎng)和以太網(wǎng)在發(fā)送數(shù)據(jù)前都需要偵聽共享信道無線局域網(wǎng)采用沖突避免，以太網(wǎng)采用沖突檢測(cè)無線局域網(wǎng)發(fā)送的信息需要接收方確認(rèn)，以太網(wǎng)不需要Nankai UniversityCSMA/CA發(fā)送過程發(fā)送結(jié)點(diǎn)偵聽共享信道，直到空閑為止發(fā)送結(jié)點(diǎn)隨機(jī)選擇一個(gè)延遲發(fā)送時(shí)間值并在信道空閑時(shí)遞減該值。當(dāng)偵聽到信道忙時(shí)，延遲發(fā)送時(shí)間值保持不變當(dāng)延遲發(fā)

3、送時(shí)間值遞減為0時(shí)（由于只有在信道空閑時(shí)才遞減該值，因此這時(shí)的信道一定處于空閑狀態(tài)），發(fā)送結(jié)點(diǎn)發(fā)送整個(gè)數(shù)據(jù)信息并等待接收確認(rèn)信息如果在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)收到確認(rèn)信息，那么發(fā)送結(jié)點(diǎn)認(rèn)為目標(biāo)結(jié)點(diǎn)已經(jīng)正確接收到發(fā)送的信息，發(fā)送過程結(jié)束；如果未收到確認(rèn)信息，那么發(fā)送結(jié)點(diǎn)認(rèn)為發(fā)送失敗在發(fā)送失敗的情況下，發(fā)送結(jié)點(diǎn)根據(jù)失敗的次數(shù)決定是否重發(fā)該信息。如果失敗的次數(shù)小于某一規(guī)定的值，那么發(fā)送流程轉(zhuǎn)回到步驟(1)重發(fā)該信息；否則，發(fā)送結(jié)點(diǎn)放棄該信息的發(fā)送并返回Nankai UniversityCSMA/CA發(fā)送過程舉例Nankai University采用RTS和CTS的動(dòng)機(jī)CSMA/CA不能絕對(duì)地避免沖突由于沒有沖突

4、檢測(cè)，因此沖突后發(fā)送不會(huì)立即停止。沖突的數(shù)據(jù)塊長度越長，沖突占用信道的時(shí)間越長，信道的利用率越低RTS和CTS機(jī)制用于預(yù)約信道Nankai UniversityRTS和CTS機(jī)制RTS和CTS為兩個(gè)很短控制幀，用于信道預(yù)約RTS和CTS機(jī)制 發(fā)送結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)之前發(fā)送RTS，通知其他結(jié)點(diǎn)自己希望占用信道的時(shí)間 接收結(jié)點(diǎn)正確收到RTS后回送CTS，用于確認(rèn)信道預(yù)約 發(fā)送結(jié)點(diǎn)正確收到CTS后發(fā)送正式數(shù)據(jù)，其他結(jié)點(diǎn)在預(yù)約時(shí)間內(nèi)不再與之爭用信道RTS和CTS有可能與其他結(jié)點(diǎn)的發(fā)送信息沖突，但由于長度很短，對(duì)信道利用率的影響較小Nankai University隱藏終端問題隱藏終端問題可以通過RTS和CT

5、S機(jī)制解決Nankai University相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：IEEE 802.11b、IEEE 802.11g和IEEE802.11aIEEE 802.11b和IEEE 802.11g最常用通過Wi-Fi認(rèn)證的產(chǎn)品具有良好的互通性和兼容性無線結(jié)點(diǎn)之間實(shí)際的數(shù)據(jù)傳輸速率可能達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的最大數(shù)據(jù)傳輸速率Nankai University無線局域網(wǎng)的組網(wǎng)模式自組織無線局域網(wǎng)Ad Hoc基礎(chǔ)設(shè)施無線局域網(wǎng)Nankai University自組無線局域網(wǎng)Ad HocNankai University自組無線局域網(wǎng)Ad Hoc無線結(jié)點(diǎn)具有平等的通信關(guān)系發(fā)送結(jié)點(diǎn)與接收結(jié)點(diǎn)直接通信，不需要經(jīng)過中心結(jié)

6、點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)可以在需要時(shí)臨時(shí)組成，適合于辦公會(huì)議、野外作業(yè)、軍事訓(xùn)練與實(shí)戰(zhàn)等場(chǎng)合使用Nankai University基礎(chǔ)設(shè)施無線局域網(wǎng)Nankai University基礎(chǔ)設(shè)施無線局域網(wǎng)無線訪問接入點(diǎn)AP是中心結(jié)點(diǎn)AP類似于以太網(wǎng)中的交換機(jī)結(jié)點(diǎn)之間的通信通過AP的中轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)AP帶有有線網(wǎng)絡(luò)接口，可實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的安全性和可靠性比較容易控制常應(yīng)用于辦公自動(dòng)化等領(lǐng)域最常見的無線網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)模式Nankai University組網(wǎng)所需的器件和設(shè)備無線網(wǎng)卡無線訪問接入點(diǎn)天線Nankai University無線網(wǎng)卡功能：實(shí)現(xiàn)CSMA/CA協(xié)議，完成類似于有線以太網(wǎng)網(wǎng)卡的功能接口類型：PCI接口、PCMCIA接口、USB接口支持標(biāo)準(zhǔn)：802.11b/g/a（基本都具有自適應(yīng)功能）Nankai University無線訪問接入點(diǎn)AP處于網(wǎng)絡(luò)的中心位置，品質(zhì)的優(yōu)劣關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)性能的高低通常帶有有線以太網(wǎng)接口AP設(shè)備種類用戶類型：企業(yè)、家庭應(yīng)用環(huán)境：室內(nèi)、室外支持標(biāo)準(zhǔn)：802.11b、802.11g、802.11aNankai University天線功能：提高無線信號(hào)的信噪比加強(qiáng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性擴(kuò)大無線局域網(wǎng)的覆蓋范圍網(wǎng)卡和AP通常內(nèi)置天線，但有時(shí)需要外接分類：室內(nèi)、室外，全向、定向Nankai University實(shí)訓(xùn)：動(dòng)手組裝簡單的Ad Hoc網(wǎng)Nanka