第章介質(zhì)訪問控2022優(yōu)秀文檔

本章學習要點：信道分配問題多路訪問協(xié)議以太網(wǎng)技術虛擬局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層交換5.1信道分配問題1、靜態(tài)分配方案：主要是采用多路復用技術2、動態(tài)分配方案：輪轉(zhuǎn)：使每個用戶站點輪流獲得發(fā)送的機會。適合交互式終端對主機的通信。預約：指將傳輸介質(zhì)上的時間分隔成時間片，網(wǎng)上站點若要發(fā)送，必須事先預約能占用的時間片。適合數(shù)據(jù)流的通信。爭用：所有用戶站點都能爭用介質(zhì)。適合突發(fā)式通信。

5.2.1．ALOHA—美國夏威夷大學校園網(wǎng)將分布在各個島上的工作站通過無線網(wǎng)絡和總校校園的主機與其他工作站相聯(lián)。幾乎是不加控制，任何用戶站有數(shù)據(jù)幀就可以發(fā)送，如果發(fā)現(xiàn)沖突，則沖突的站都分別重發(fā)。分槽ALOHA將通道上的時間分割成時間片（分槽），每個時間片的長度與一個數(shù)據(jù)幀傳輸所需時間相等，各個站要發(fā)送數(shù)據(jù)幀必須在時間片的起始時間，即分槽處開始。這樣只有在兩個數(shù)據(jù)幀完全覆蓋時才會發(fā)生沖突，提高了通道的利用率。分槽ALOHA協(xié)議中，只要第1幀開始發(fā)送，在這一時間片內(nèi)就不允許其他站再發(fā)送數(shù)據(jù)幀。只要開始發(fā)送時沒產(chǎn)生沖突，在這一時間片內(nèi)就不會再產(chǎn)生沖突。

5.2.2．CSMA/CD（1）載波監(jiān)聽多路訪問—三種不同的協(xié)議每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)前先監(jiān)聽信道，如果空閑，則發(fā)送數(shù)據(jù)；如果忙，就不發(fā)送，等待一段時間。不堅持CSMA—一旦監(jiān)聽到信道忙，不堅持監(jiān)聽，延遲一個隨機的時間后再重新監(jiān)聽。1堅持CSMA—監(jiān)聽到信道忙，堅持監(jiān)聽，直到信道空閑立即將數(shù)據(jù)幀發(fā)送出去。P堅持CSMA—信道空閑，以概率P（0＜P＜1）發(fā)送數(shù)據(jù)，以概率（1-P）延遲一段時間，重新監(jiān)聽信道。

（2）載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD信號傳播延遲，采用CSMA協(xié)議并不能完全消除沖突。發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站點邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊監(jiān)聽信道，只要監(jiān)聽到發(fā)生沖突，就立即停止發(fā)送,并發(fā)送若干比特的干擾信號。（3）二進制指數(shù)退避算法—確定等待的隨機時間當站點發(fā)生第1次沖突，等待0~21-1個時間片。當站點發(fā)生第2次沖突，等待0~22-1個時間片。依此類推，當站點發(fā)生第n次沖突，在n≤10時，等待0~2n–1個時間片；n≥10后，等待0~210個時間片。當站點發(fā)生沖突的次數(shù)達到第16次時，將放棄該數(shù)據(jù)幀的發(fā)送。

該協(xié)議分成競爭周期（預約周期）和發(fā)送周期兩個過程。競爭周期恰好有N個時隙組成，每個站點在屬于自己的時隙預約信道，在該時隙里，不允許其他站點發(fā)送，于是，競爭周期過后，每個站點也就知道有哪些站點想要發(fā)送數(shù)據(jù)，然后他們就按照數(shù)字順序依次發(fā)送。因為每個站點都知道下個該誰發(fā)送，所以根本不可能發(fā)生沖突。每個節(jié)點的地址用二進制數(shù)來表示，并假設所有地址長度相等；想要發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點，首先將其地址以二進制位串的形式按照由高到低的次序進行廣播；所有廣播出來的地址要進行對應二進制位的邏輯或運算；節(jié)點在發(fā)送地址的同時監(jiān)聽信道，當發(fā)現(xiàn)自己的地址中的某個“0”在發(fā)送出去后變成“1”時，就退出信道的爭用；最后參與爭用的地址最高的節(jié)點獲得信道的使用權發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀；數(shù)據(jù)發(fā)送結(jié)束后，開始新一輪的爭用。二進制倒計數(shù)協(xié)議對不同地址的節(jié)點是不公平的，高地址節(jié)點優(yōu)先級高，為此提出一種改進的方案：使用虛擬地址且地址可變，當節(jié)點成功發(fā)送出一個數(shù)據(jù)幀后將其地址變?yōu)?，使之排在最后，原來排在其后的節(jié)點地址遞增1，形成優(yōu)先級輪換。改進方案使長時間沉默的節(jié)點獲得較高的優(yōu)先權。例如：節(jié)點C、H、D、A、G、B、E、F的發(fā)送優(yōu)先級分別為7、6、5、4、3、2、1、0.如果此時節(jié)點D成功發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀，則優(yōu)先級順利變成C、H、A、G、B、E、F、D，優(yōu)先級分別為：7、6、5、4、3、2、1、0.當兩個局域網(wǎng)無法實現(xiàn)有線連接或使用有線連接存在困難時，就可使用無線網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)點對點的連接，在這里無線網(wǎng)橋起到了協(xié)議轉(zhuǎn)換的作用。有固定基礎設施的無線局域網(wǎng)網(wǎng)橋工作在OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層。基于端口的VLAN配置簡單，網(wǎng)絡的可監(jiān)控性強。虛擬局域網(wǎng)其實只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種服務，而并不是一種新型局域網(wǎng)。B向A發(fā)送數(shù)據(jù)，而C又想和D通信。如果忙，就不發(fā)送，等待一段時間。用于控制信息的時隙數(shù)為m，數(shù)據(jù)信道的時隙數(shù)為n+1，其中n個用于數(shù)據(jù)，最后一個用來報告站點的狀態(tài)（主要是報告在兩條信道中哪些時隙是空閑的）。網(wǎng)橋根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的目的地址判斷是否轉(zhuǎn)發(fā)該幀。例如對于使用TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡，可以使用子網(wǎng)段的地址來劃分VLAN。VLAN的其他劃分方法一個波長固定不變的發(fā)送端，它用于輸出數(shù)據(jù)幀；6666的數(shù)據(jù)幀，查找地址表后發(fā)現(xiàn)0260.發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站點邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊監(jiān)聽信道，只要監(jiān)聽到發(fā)生沖突，就立即停止發(fā)送,并發(fā)送若干比特的干擾信號。如果數(shù)據(jù)幀的目的地址在交換機的地址表中，那么就根據(jù)地址表轉(zhuǎn)發(fā)到相應的端口。它支持1～2Mbps數(shù)據(jù)速率，適于近距離通信。5.2.4有限競爭協(xié)議基本思想：將系統(tǒng)中的網(wǎng)絡節(jié)點分組，每個爭用時隙只允許一個分組爭用信道。協(xié)議的關鍵是如何分配時隙，只要節(jié)點分組合理，就可以減少在每個時隙內(nèi)的競爭，從而提高爭用的成功率。分組有兩種極端情況：第一種是每組只有一個成員，這樣每個時隙最多只有一個站點參與競爭，此時是無沖突協(xié)議；第二種是所有節(jié)點在一個分組中，這樣每個時隙都是有所有節(jié)點參與競爭，此時是爭用協(xié)議。有限競爭協(xié)議就是要根據(jù)當前網(wǎng)絡的分組情況，對節(jié)點進行動態(tài)分組，當網(wǎng)絡分組較輕時，每組的節(jié)點數(shù)量就多一些，當網(wǎng)絡分組較重時，每組的節(jié)點數(shù)量就少一些。5.2.5波分多路訪問協(xié)議基本思想：每個站點分配了兩個信道，其中，窄信道作為通知站點的控制信道，寬信道作為站點輸出數(shù)據(jù)幀的信道。每個信道被分成不同的時隙組。用于控制信息的時隙數(shù)為m，數(shù)據(jù)信道的時隙數(shù)為n+1，其中n個用于數(shù)據(jù)，最后一個用來報告站點的狀態(tài)（主要是報告在兩條信道中哪些時隙是空閑的）。該協(xié)議支持3種類型的通信：數(shù)據(jù)傳輸速率固定的面向連接的通信；數(shù)據(jù)傳輸速率可變的面向連接的通信；數(shù)據(jù)報通信。對于兩種面向連接的協(xié)議，如果A想與B通信，那么A必須在B的控制信道的空閑時隙中插入一個連接請求幀，如果B接受，A的數(shù)據(jù)信道就開始通信。每個站點都有兩個發(fā)送端和兩個接收端，他們分別如下：一個波長固定不變的接收端，它用來偵聽本站點的控制信道；一個波長可調(diào)的發(fā)送端，它用于向其他站點的控制信道發(fā)送幀；一個波長固定不變的發(fā)送端，它用于輸出數(shù)據(jù)幀；一個波長可調(diào)的接收端，它用來選擇要偵聽的數(shù)據(jù)發(fā)送端。為什么需要VLAN？交換機能解決沖突域問題，不能克服廣播域問題不同物理網(wǎng)段中的節(jié)點是不能直接相互通信的隨著交換技術的發(fā)展，交換式局域網(wǎng)結(jié)構逐漸取代了傳統(tǒng)的共享介質(zhì)局域網(wǎng)。交換技術的發(fā)展也為虛擬局域網(wǎng)(VLAN，VirtureLAN)的實現(xiàn)提供了技術基礎，交換式局域網(wǎng)是虛擬局域網(wǎng)的基礎。1.虛擬局域網(wǎng)的概念2.虛擬局域網(wǎng)的實現(xiàn)技術虛擬局域網(wǎng)其實只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種服務，而并不是一種新型局域網(wǎng)。

1.虛擬局域網(wǎng)的概念概念：將物理上彼此分開的用戶或服務器分成邏輯的工作組，建立在局域網(wǎng)交換機之上，它以軟件的方式實現(xiàn)邏輯工作組的劃分和管理，邏輯工作組的節(jié)點組成不受物理位置的限制。標準：特點：建立在局域網(wǎng)交換機上，以軟件方式實現(xiàn)邏輯工作組的劃分與管理，邏輯工作組的節(jié)點組成不受物理位置的限制；同一邏輯分組的成員可以分布在相同的物理網(wǎng)段上，也可以分布在不同的網(wǎng)絡上；房間A房間B房間C123456789交換機VLAN

A：1-3-6-8-9VLAN

B：2-4-5-7VLAN的物理連接結(jié)構VLAN的邏輯結(jié)構VLAN

AVLAN

B136894257交換機以太網(wǎng)交換機A4B1以太網(wǎng)交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機三個虛擬局域網(wǎng)VLAN1,VLAN2和VLAN3的構成以太網(wǎng)交換機A4B1以太網(wǎng)交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機三個虛擬局域網(wǎng)VLAN1,VLAN2和VLAN3的構成當B1向VLAN2工作組內(nèi)成員發(fā)送數(shù)據(jù)時，工作站B2和B3將會收到廣播的信息。以太網(wǎng)交換機A4B1以太網(wǎng)交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機三個虛擬局域網(wǎng)VLAN1,VLAN2和VLAN3的構成B1發(fā)送數(shù)據(jù)時，工作站A1,A2和C1都不會收到B1發(fā)出的廣播信息。以太網(wǎng)交換機A4B1以太網(wǎng)交換機VLAN3C3B3VLAN1VLAN2C1A2A1A3C2B2以太網(wǎng)交換機以太網(wǎng)交換機三個虛擬局域網(wǎng)VLAN1,VLAN2和VLAN3的構成虛擬局域網(wǎng)限制了接收廣播信息的工作站數(shù)，使得網(wǎng)絡不會因傳播過多的廣播信息(即“廣播風暴”)而引起性能惡化。虛擬局域網(wǎng)使用的以太網(wǎng)幀格式在傳統(tǒng)的以太網(wǎng)的幀格式中插入一個4字節(jié)的標識符，稱為VLAN標記，用來指明發(fā)送該幀的工作站屬于哪一個虛擬局域網(wǎng)。目的地址Port）長度／類型長度／類型＝802.1Q標記類型用戶優(yōu)先級2字節(jié)圖5.31虛擬局域網(wǎng)以太網(wǎng)幀格式數(shù)據(jù)802.3MAC幀源地址Port）FCS字節(jié)66424615004插入4字節(jié)的VLAN標記標記控制信息10000001000000VIDCFI2字節(jié)作用：方便了節(jié)點的移動；控制網(wǎng)絡廣播風暴；增加網(wǎng)絡的安全性；提高網(wǎng)絡管理效率。類型：根據(jù)端口劃分；根據(jù)MAC地址劃分；基于網(wǎng)絡層的VLAN；根據(jù)IP廣播組劃分?；诮粨Q機端口的虛擬局域網(wǎng)基于交換機端口的虛擬局域網(wǎng)無法自動解決節(jié)點的移動、增加和變更問題。如果一個節(jié)點從一個端口移動到另一個端口時，網(wǎng)絡管理者必須對虛擬局域網(wǎng)成員進行重新配置。

虛擬局域網(wǎng)的工作方式基于MAC地址的虛擬局域網(wǎng)優(yōu)點：允許節(jié)點移動到網(wǎng)絡其它物理網(wǎng)段；可以解決基于端口的VLAN所不能解決的問題，將一個集線器連接區(qū)域內(nèi)的節(jié)點劃分到不同的VLAN中。缺點：需要對大量的毫無規(guī)律的MAC地址進行操作；基于網(wǎng)絡層地址的虛擬局域網(wǎng)使用節(jié)點的網(wǎng)絡層地址來配置虛擬局域網(wǎng)，要求交換機能夠處理網(wǎng)絡層的數(shù)據(jù)；用戶可以隨意移動節(jié)點而無需重新配置網(wǎng)絡地址；基于網(wǎng)絡層的虛擬網(wǎng)有多種劃分方式，例如當網(wǎng)絡中存在多種協(xié)議時，可以通過不同的可路由協(xié)議來劃分多個VLAN；當然，也可以使用網(wǎng)絡層地址來確定虛擬網(wǎng)絡的成員。例如對于使用TCP/IP協(xié)議的網(wǎng)絡，可以使用子網(wǎng)段的地址來劃分VLAN。由于檢查網(wǎng)絡層地址比檢查MAC地址的延遲要大，因此，這種方法影響了交換機的交換時間以及整個網(wǎng)絡的性能；VLAN的其他劃分方法基于IP組播的虛擬局域網(wǎng)基于IP廣播組劃分的VLAN是以動態(tài)的方式建立的多點廣播組來確定虛擬網(wǎng)。每一站點通過對標識不同虛擬網(wǎng)的廣播信息的確認來決定是否加入某一虛擬網(wǎng)。根據(jù)IP廣播組劃分的VLAN是利用了一種被稱為代理的設備對虛擬網(wǎng)絡的成員進行管理。以這種方式定義VLAN時，任何屬于同一IP廣播組的計算機都屬于同一虛擬網(wǎng)。VLAN的實現(xiàn)方式有兩種：靜態(tài)和動態(tài)。1．靜態(tài)VLAN在靜態(tài)VLAN中，由網(wǎng)絡管理員根據(jù)交換機端口進行靜態(tài)的VALN分配，當在交換機上將其某一個端口分配給一個VLAN時，將一直保持不變直到網(wǎng)絡管理員改變這種配置，所以又被稱為基于端口的VLAN?；诙丝诘腣LAN配置簡單，網(wǎng)絡的可監(jiān)控性強。但缺乏足夠的靈活性，當用戶在網(wǎng)絡中的位置發(fā)生變化時，必須由網(wǎng)絡管理員將交換機端口重新進行配置。所以靜態(tài)VLAN比較適合用戶或設備位置相對穩(wěn)定的網(wǎng)絡環(huán)境。基于IP廣播組劃分的VLAN是以動態(tài)的方式建立的多點廣播組來確定虛擬網(wǎng)。覆蓋范圍大抗干擾、抗噪聲抗衰減和保密性好網(wǎng)橋工作在OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層?？苫ミB不同物理層、不同MAC子層和不同速率（如10Mb/s和100Mb/s以太網(wǎng)）的局域網(wǎng)。無線局域網(wǎng)不能使用CSMA/CD，而只能使用改進的CSMA協(xié)議。一個網(wǎng)橋可以連接多個網(wǎng)絡，同時一個網(wǎng)絡又可以使用多個網(wǎng)橋與其他網(wǎng)絡互連。②當主機D與E主機通信時，交換機從E3端口接收到目的地址為的數(shù)據(jù)幀，查找地址表后發(fā)現(xiàn)并不在表中，因此交換機仍然向E0、E1、E2和E4端口轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀。當用戶的主機連入交換機端口時，交換機通過檢查VLAN管理數(shù)據(jù)庫中相應的關于MAC地址、邏輯地址（如IP地址）或數(shù)據(jù)報協(xié)議的表項，以相應的數(shù)據(jù)庫表項內(nèi)容動態(tài)地配置相應的交換機端口。幾乎是不加控制，任何用戶站有數(shù)據(jù)幀就可以發(fā)送，如果發(fā)現(xiàn)沖突，則沖突的站都分別重發(fā)。三個虛擬局域網(wǎng)VLAN1,VLAN2當A和C檢測不到無線信號時，都以為B是空閑的，⑵使用靈活、移動簡單當用戶的主機連入交換機端口時，交換機通過檢查VLAN管理數(shù)據(jù)庫中相應的關于MAC地址、邏輯地址（如IP地址）或數(shù)據(jù)報協(xié)議的表項，以相應的數(shù)據(jù)庫表項內(nèi)容動態(tài)地配置相應的交換機端口。和VLAN3的構成⑶經(jīng)濟節(jié)約、性價比高2．動態(tài)VLAN動態(tài)VLAN是指交換機上以連網(wǎng)用戶的MAC地址、邏輯地址（如IP地址）或數(shù)據(jù)報協(xié)議等信息為基礎將交換機端口動態(tài)分配給VLAN的方式。當用戶的主機連入交換機端口時，交換機通過檢查VLAN管理數(shù)據(jù)庫中相應的關于MAC地址、邏輯地址（如IP地址）或數(shù)據(jù)報協(xié)議的表項，以相應的數(shù)據(jù)庫表項內(nèi)容動態(tài)地配置相應的交換機端口。以基于MAC地址的動態(tài)VLAN為例，網(wǎng)絡管理員首先需要在VLAN策略服務器上配置一個關于MAC地址與VLAN劃分映射關系的數(shù)據(jù)庫，當交換機初始化時將從VLAN策略服務器上下載關于MAC地址與VLAN劃分關系的數(shù)據(jù)庫文件，此時，若有一臺主機連接到交換機的某個端口時，交換機將會檢測該主機的MAC地址信息，然后查找VLAN管理數(shù)據(jù)庫中的MAC地址表項，用相應的VLAN配置內(nèi)容來配置這個端口。這種機制的好處在于只要用戶的應用性質(zhì)不變，并且其所使用的主機不變（嚴格地說，是使用的網(wǎng)卡不變），則用戶在網(wǎng)絡中移動時，并不需要對網(wǎng)絡進行額外配置或管理。但是，在使用VLAN管理軟件建立VLAN管理數(shù)據(jù)庫和維護該數(shù)據(jù)庫時需要做大量的管理工作?？傊?，不管以何種機制實現(xiàn)，分配給同一個VLAN的所有主機共享一個廣播域，而分配給不同VLAN的主機將不會共享廣播域。也就是說，只有位于同一VLAN中的主機才能直接相互通信，而位于不同VLAN中的主機之間是不能直接相互通信的。1.無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)是計算機網(wǎng)絡與無線通信技術相結(jié)合的產(chǎn)物。所謂無線，就是利用無線電波來作為信息的傳導，而就應用層面來講，它與有線網(wǎng)絡的用途完全相似，兩者最大不同的地方是在于傳輸媒介不同。2.無線局域網(wǎng)的特點⑴安裝便捷、維護方便⑵使用靈活、移動簡單⑶經(jīng)濟節(jié)約、性價比高⑷易于擴展、大小自如綜上所述，無線局域網(wǎng)具有易安裝、易擴展、易管理、易維護、高移動性、保密性強、抗干擾等特點。技術標準：藍牙技術HomeRF技術IEEE802.11：覆蓋了無線局域網(wǎng)的物理層和MAC子層物理層標準規(guī)定了無線傳輸信號等基礎規(guī)范，如802.11a、802.11b、802.11d、802.11g、802.11h物理層三種可選的物理層實現(xiàn)方式1．紅外線方式紅外線局域網(wǎng)采用波長小于1μｍ的紅外線作為傳輸媒介，有較強的方向性，受陽光干擾大。它支持1～2Mbps數(shù)據(jù)速率，適于近距離通信。2．直接序列式擴頻（DSSS）直接序列式擴頻就是使用具有高碼率的擴頻序列，在發(fā)射端擴展信號的頻譜，而在接收端用相同的擴頻碼序列進行解擴，把展開的擴頻信號還原成原來的信號。DSSS局域網(wǎng)可在很寬的頻率范圍內(nèi)進行通信，支持1～2Mbps數(shù)據(jù)速率，在發(fā)送和接收端都以窄帶方式進行，而以寬帶方式傳輸。3．跳頻擴展頻譜（FHSS）跳頻技術是另外一種擴頻技術。跳頻的載頻受一個偽隨機碼的控制，在其工作帶寬范圍內(nèi)，其頻率按隨機規(guī)律不斷改變頻率。接收端的頻率也按隨機規(guī)律變化，并保持與發(fā)射端的變化規(guī)律一致。跳頻的高低直接反映跳頻系統(tǒng)的性能，跳頻越高，抗干擾的性能越好，軍用的跳頻系統(tǒng)可以達到上萬跳每秒。DSSS和FHSS的優(yōu)點覆蓋范圍大抗干擾、抗噪聲抗衰減和保密性好

MAC子層協(xié)議無線局域網(wǎng)不能簡單地搬用CSMA/CD協(xié)議。這里主要有兩個原因。CSMA/CD協(xié)議要求一個站點在發(fā)送本站數(shù)據(jù)的同時還必須不間斷地檢測信道，但在無線局域網(wǎng)的設備中要實現(xiàn)這種功能就花費過大。即使我們能夠?qū)崿F(xiàn)碰撞檢測的功能，并且當我們在發(fā)送數(shù)據(jù)時檢測到信道是空閑的，在接收端仍然有可能發(fā)生碰撞。A的作用范圍無線局域網(wǎng)的特殊問題C的作用范圍ABCD當A和C檢測不到無線信號時，都以為B是空閑的，因而都向B發(fā)送數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)生碰撞。這種未能檢測出媒體上已存在的信號的問題叫做隱蔽站問題(hiddenstationproblem)B的作用范圍無線局域網(wǎng)的特殊問題C的作用范圍ADCB？B向A發(fā)送數(shù)據(jù)，而C又想和D通信。C檢測到媒體上有信號，于是就不敢向D發(fā)送數(shù)據(jù)。其實B向A發(fā)送數(shù)據(jù)并不影響C向D發(fā)送數(shù)據(jù)這就是暴露站問題(exposedstationproblem)無線局域網(wǎng)不能使用CSMA/CD，而只能使用改進的CSMA協(xié)議。采用帶沖突避免的載波偵聽多路訪問（CSMA/CA）引入了稱為請求發(fā)送/清除發(fā)送（RTS/CTS）的機制

基本思想：發(fā)送站點刺激接收站點發(fā)送應答短幀，從而使得接收站點周圍的站點監(jiān)聽到該幀，并在一定時間內(nèi)避免發(fā)送數(shù)據(jù)基本過程A向B發(fā)送RTS（RequestToSend）幀（20字節(jié)），A周圍的站點在一定時間內(nèi)不發(fā)送數(shù)據(jù)，以保證CTS幀返回給A；B向A回答CTS（ClearToSend）幀，B周圍的站點在一定時間內(nèi)不發(fā)送數(shù)據(jù)，以保證A發(fā)送完數(shù)據(jù)；A開始發(fā)送若發(fā)生沖突，采用二進制指數(shù)后退算法等待隨機時間，再重新開始無線局域網(wǎng)設備①無線網(wǎng)卡在無線局域網(wǎng)中的作用相當于有線網(wǎng)卡在有線局域網(wǎng)中的作用。按無線網(wǎng)卡的總線類型可分為適用于臺式機PCI接口的無線網(wǎng)卡和適用筆記本PCMCIA接口的無線網(wǎng)卡。②無線訪問接入點（AP）則是在無線局域網(wǎng)環(huán)境中，進行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的集中設備，相當于有線網(wǎng)絡中的集線器。通常，一個AP能夠在幾十至上百米的范圍內(nèi)連接多個無線用戶。AP可以通過標準的Ethernet電纜與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡相連，從而可作為無線網(wǎng)絡和有線網(wǎng)絡的連接點。由于無線電波在傳播過程中會不斷衰減，導致AP的通信范圍被限定在一定的范圍之內(nèi)，這個范圍被稱為微單元。但若采用多個AP，并使它們的微單元互相有一定范圍的重合時，則用戶可以在整個無線局域網(wǎng)覆蓋區(qū)內(nèi)移動，無線網(wǎng)卡能夠自動發(fā)現(xiàn)附近信號強度最大的AP，并通過這個AP收發(fā)數(shù)據(jù)，保持不間斷的網(wǎng)絡連接，這種方式稱為無線漫游。③無線網(wǎng)橋主要用于無線或有線局域網(wǎng)之間的互連。當兩個局域網(wǎng)無法實現(xiàn)有線連接或使用有線連接存在困難時，就可使用無線網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)點對點的連接，在這里無線網(wǎng)橋起到了協(xié)議轉(zhuǎn)換的作用。無線網(wǎng)橋示意圖如圖5.26所示。圖5.26無線網(wǎng)橋④無線路由器則集成了無線AP的接入功能和路由器的第3層路徑選擇功能。⑤天線（Antenna）則是將信號源發(fā)送的信號借由天線傳輸至遠處。天線一般有所謂的定向性（Uni-directional）與全向性（Omni-directional）之分，前者較適合于長距離使用，而后者則較適合區(qū)域性應用。例如，若要將在第一棟樓內(nèi)無線網(wǎng)絡的范圍擴展到1km甚至數(shù)千米以外的第二棟樓，其中的一個方法是在每棟樓上安裝一個定向天線，天線的方向互相對準，第一棟樓的天線經(jīng)過網(wǎng)橋連到有線網(wǎng)絡上，第二棟樓的天線是接在第二棟樓的網(wǎng)橋上，如此無線網(wǎng)絡就可接通相距較遠的兩個或多個建筑物。無線局域網(wǎng)的組網(wǎng)模式一般來說，無線局域網(wǎng)有兩種組網(wǎng)模式，一種是無固定基站的，另一種是有固定基站的。無固定基站組成的網(wǎng)絡稱為自組網(wǎng)絡，主要用于在便攜式計算機之間組成平等狀態(tài)的網(wǎng)絡；有固定基站的網(wǎng)絡類似于移動通信的機制，網(wǎng)絡用戶的便攜式計算機通過基站（又稱為訪問點AP）連入網(wǎng)絡。這種網(wǎng)絡是應用比較廣泛的網(wǎng)絡，一般用于有線局域網(wǎng)覆蓋范圍的延伸或作為寬帶無線互聯(lián)網(wǎng)的接入方式。1．自組網(wǎng)絡（Ad-Hoc）模式自組網(wǎng)絡又稱對等網(wǎng)絡，是最簡單的無線局域網(wǎng)結(jié)構，是一種無中心的拓撲結(jié)構，網(wǎng)絡連接的計算機具有平等的通信關系，僅適用于較少數(shù)的計算機無線互連（通常是在5臺主機以內(nèi)）。這些計算機要有相同的工作組名和密碼（如果適用）。任何時間，只要兩個或更多的無線網(wǎng)絡接口互相都在彼此的范圍之內(nèi)，它們就可以建立一個獨立的網(wǎng)絡；可以實現(xiàn)點對點與點對多點連接；自組網(wǎng)絡不需要固定設施，是臨時組成的網(wǎng)絡，非常適合于野外作業(yè)和軍事領域；組建這種網(wǎng)絡，只需要在每臺計算機中插入一塊無線網(wǎng)卡，不需要其他任何設備就可以完成通信。2．基礎結(jié)構網(wǎng)絡（Infrastucture）模式在具有一定數(shù)量用戶或是需要建立一個穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡平臺時，一般會采用以AP為中心的模式，將有限的“信息點”擴展為“信息區(qū)”，這種模式也是無線局域網(wǎng)最為普通的構建模式，即基礎結(jié)構模式，采用固定基站的模式。在基礎結(jié)構網(wǎng)絡中，要求有一個無線固定基站充當中心站，所有站點對網(wǎng)絡的訪問均由其控制。在基于AP的無線網(wǎng)絡中，AP訪問點和無線網(wǎng)卡還可針對具體的網(wǎng)絡環(huán)境調(diào)整網(wǎng)絡連接速度，如11Mbps的IEEE802.11b的可使用速率可以調(diào)整為1Mbps、2Mbps、5.5Mbps和11Mbps4種；有固定基礎設施的無線局域網(wǎng)基本服務集BSS擴展的服務集ESS基本服務集BSSAB漫游接入點AP接入點AP分配系統(tǒng)DS門橋門橋局域網(wǎng)因特網(wǎng)有固定基礎設施的無線局域網(wǎng)基本服務集BSS擴展的服務集ESS基本服務集BSSAB接入點AP接入點AP分配系統(tǒng)DS門橋門橋局域網(wǎng)因特網(wǎng)一個基本服務集BSS包括一個基站和若干個移動站，所有的站在本BSS以內(nèi)都可以直接通信，但在和本BSS以外的站通信時都要通過本BSS的基站。有固定基礎設施的無線局域網(wǎng)基本服務集BSS擴展的服務集ESS基本服務集BSSAB接入點AP接入點AP分配系統(tǒng)DS門橋門橋局域網(wǎng)因特網(wǎng)基本服務集中的基站叫做接入點AP(AccessPoint)其作用和網(wǎng)橋相似。擴展的服務集ESS基本服務集BSS基本服務集BSSAB接入點AP接入點AP分配系統(tǒng)DS門橋門橋局域網(wǎng)因特網(wǎng)一個基本服務集可以是孤立的，也可通過接入點AP連接到一個主干分配系統(tǒng)DS(DistributionSystem)，然后再接入到另一個基本服務集，構成擴展的服務集ESS(ExtendedServiceSet)。擴展的服務集ESS基本服務集BSS基本服務集BSSAB接入點AP接入點AP分配系統(tǒng)DS門橋門橋局域網(wǎng)因特網(wǎng)ESS還可通過叫做門橋(portal)為無線用戶提供到非802.11無線局域網(wǎng)（例如，到有線連接的因特網(wǎng)）的接入。門橋的作用就相當于一個網(wǎng)橋。擴展的服務集ESS基本服務集BSS基本服務集BSSAB接入點AP接入點AP分配系統(tǒng)DS門橋門橋局域網(wǎng)因特網(wǎng)移動站A從某一個基本服務集漫游到另一個基本服務集，而仍然可保持與另一個移動站B進行通信。無固定基礎設施的無線局域網(wǎng)

自組網(wǎng)絡(adhocnetwork)

自組網(wǎng)絡AEDCBF源結(jié)點目的結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點自組網(wǎng)絡沒有上述基本服務集中的接入點AP而是由一些處于平等狀態(tài)的移動站之間相互通信組成的臨時網(wǎng)絡。移動自組網(wǎng)絡的應用前景在軍事領域中，攜帶了移動站的戰(zhàn)士可利用臨時建立的移動自組網(wǎng)絡進行通信。這種組網(wǎng)方式也能夠應用到作戰(zhàn)的地面車輛群和坦克群，以及海上的艦艇群、空中的機群。當出現(xiàn)自然災害時，在搶險救災時利用移動自組網(wǎng)絡進行及時的通信往往很有效的，移動自組網(wǎng)絡

和移動IP并不相同移動IP技術使漫游的主機可以用多種方式連接到因特網(wǎng)。移動IP的核心網(wǎng)絡功能仍然是基于在固定互聯(lián)網(wǎng)中一直在使用的各種路由選擇協(xié)議。移動自組網(wǎng)絡是將移動性擴展到無線領域中的自治系統(tǒng)，它具有自己特定的路由選擇協(xié)議，并且可以不和因特網(wǎng)相連。在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)交換功能的設備主要是網(wǎng)橋和交換機。網(wǎng)橋的主要功能是將兩個局域網(wǎng)連接起來，根據(jù)物理地址來轉(zhuǎn)發(fā)幀，可看作一個“低層的路由器”。網(wǎng)橋并不對網(wǎng)絡層的頭部進行檢查。使用網(wǎng)橋的環(huán)境單位多元化地理位置不同調(diào)節(jié)載荷局域網(wǎng)分段阻止信息流有助于安全保密網(wǎng)橋工作在OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層的MAC子層。網(wǎng)橋可以將局域網(wǎng)分成兩個或更多的網(wǎng)段，它通過隔離每個網(wǎng)段內(nèi)部的數(shù)據(jù)流量，從而增加了每個節(jié)點所能使用的有效帶寬。網(wǎng)橋的重要功能是不受介質(zhì)訪問子層中沖突域的限制而擴展網(wǎng)長，對于眾多的共享LAN可以隔離LAN段，為每一個LAN段提供相同的帶寬，這就等于擴大了總帶寬，既可使各個LAN段內(nèi)部信息包、沖突包都不會廣播到另一個LAN段，明顯地提高了利用效率。同時網(wǎng)橋又具有存儲、轉(zhuǎn)發(fā)、過濾功能，使應當發(fā)送到另一個LAN的信息正確轉(zhuǎn)發(fā)。2.網(wǎng)橋功能網(wǎng)橋主要具有如下功能：(1)物理上擴展網(wǎng)絡一個網(wǎng)橋可以連接多個網(wǎng)絡，同時一個網(wǎng)絡又可以使用多個網(wǎng)橋與其他網(wǎng)絡互連。(2)數(shù)據(jù)過濾功能在網(wǎng)橋中，要維持一個交換表，該表給出關于網(wǎng)橋不同接口所連主機的MAC地址信息。網(wǎng)橋根據(jù)數(shù)據(jù)幀中的目的地址判斷是否轉(zhuǎn)發(fā)該幀。也就是說，網(wǎng)橋從某一接口收到數(shù)據(jù)幀時，將首先獲取目的MAC地址，然后查看交換表，若發(fā)送節(jié)點與目的節(jié)點在同一個網(wǎng)段內(nèi)時，則網(wǎng)橋就不轉(zhuǎn)發(fā)該幀，只有源節(jié)點與目的節(jié)點不在同一個網(wǎng)段時，網(wǎng)橋才轉(zhuǎn)發(fā)該幀。也就是說，網(wǎng)橋具有基于第二層地址進行幀過濾的功能。(3)邏輯劃分網(wǎng)絡的功能通過對幀的過濾，網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)了物理網(wǎng)絡內(nèi)部通信的相互隔離，源和目標在同一物理網(wǎng)段中的數(shù)據(jù)幀由于網(wǎng)橋的數(shù)據(jù)過濾作用是不會被轉(zhuǎn)發(fā)或滲透到其他網(wǎng)段中的。將網(wǎng)橋所具備的這種隔離功能稱為邏輯劃分網(wǎng)絡的功能。(4)數(shù)據(jù)推進功能網(wǎng)橋根據(jù)數(shù)據(jù)過濾的結(jié)果實現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的轉(zhuǎn)發(fā)。(5)幀格式轉(zhuǎn)換功能當數(shù)據(jù)幀通過網(wǎng)橋到達另一個執(zhí)行不同局域網(wǎng)協(xié)議的LAN時，網(wǎng)橋還能夠?qū)袷竭M行轉(zhuǎn)換處理。網(wǎng)橋的內(nèi)部結(jié)構站表端口管理軟件網(wǎng)橋協(xié)議實體端口1端口2緩存①②③網(wǎng)段B網(wǎng)段A1112①③⑤2②④⑥2站地址端口網(wǎng)橋網(wǎng)橋④⑤⑥過濾通信量。擴大了物理范圍。提高了可靠性?？苫ミB不同物理層、不同MAC子層和不同速率（如10Mb/s和100Mb/s以太網(wǎng)）的局域網(wǎng)。使用網(wǎng)橋帶來的好處存儲轉(zhuǎn)發(fā)增加了時延。在MAC子層并沒有流量控制功能。具有不同MAC子層的網(wǎng)段橋接在一起時時延更大。網(wǎng)橋只適合于用戶數(shù)不太多(不超過幾百個)和通信量不太大的局域網(wǎng)，否則有時還會因傳播過多的廣播信息而產(chǎn)生網(wǎng)絡擁塞。這就是所謂的廣播風暴。使用網(wǎng)橋帶來的缺點用戶層IPMAC站1用戶層IPMAC站2物理層網(wǎng)橋1網(wǎng)橋2AB①②③④⑤⑥⑦⑧⑨用戶數(shù)據(jù)IP-HMAC-HMAC-TDL-HDL-T①⑨②⑧③④⑥⑦⑤物理層DLRMAC物理層物理層DLRMAC物理層物理層LANLAN兩個網(wǎng)橋之間還可使用一段點到點鏈路交換機

交換機由網(wǎng)橋發(fā)展而來，是一種多端口的網(wǎng)橋

交換機可以提供高密度的連接端口

可為每個