無線局域網(wǎng)技術(shù) 課件 項目3　無線局域網(wǎng)信道的共享與競爭

計算802.11gnac的數(shù)據(jù)傳輸速率T數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)傳輸協(xié)議——802.11系列標(biāo)準(zhǔn)WLAN包含的內(nèi)容QoS（QualityofService，服務(wù)質(zhì)量）安全RF度量無線管理更有效的移動性大幅提升的吞吐量T數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)傳輸協(xié)議——802.11系列標(biāo)準(zhǔn)WLAN包含的協(xié)議版本802.11a802.11b802.11g802.11n802.11acT數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)傳輸協(xié)議——802.11系列標(biāo)準(zhǔn)WLAN定義的相關(guān)機制RF信號調(diào)制編碼頻帶信道數(shù)據(jù)速率Thasbecomea無線局域網(wǎng)傳輸協(xié)議——802.11系列標(biāo)準(zhǔn)修訂標(biāo)準(zhǔn)沿用原始修訂版本名稱Thasbecomeagiantnetwork.無線局域網(wǎng)傳輸協(xié)議——802.11a/b/g之間的兼容性問題既然802.11修訂版本的字母是按照時間順序排列的，那么為何高性能的802.11a會出現(xiàn)在低性能的802.11b之前呢？很明顯，802.11g在吞吐量方面遠優(yōu)于802.11b，因而看起來應(yīng)該簡單地選用802.11g并在任何場景下都實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)速率，但有時卻無法做到80211a/b/g之間的兼容性問題T數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)傳輸協(xié)議——無線設(shè)備兼容性優(yōu)化技術(shù)物理層優(yōu)化雙頻多模技術(shù)雙頻：同時2.4GHz和5GHz頻段雙模指同時支持802.11b、802.11a兩種模式三模指同時支持802.11b、802.11a、802.11g三種模式T數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)傳輸協(xié)議——無線設(shè)備兼容性優(yōu)化技術(shù)物理層優(yōu)化客戶端支持頻段的情況IPhone4、IPhone4S、絕大多數(shù)的Android手機只支持2.4GHz頻段Ipad支持2.4和5GHz兩個頻段，大多數(shù)Android系統(tǒng)的Pad只支持2.4GHz頻段大多數(shù)筆記本只支持2.4GHz頻段如何判斷筆記本無線網(wǎng)卡的規(guī)格？T數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)傳輸協(xié)議——無線設(shè)備兼容性優(yōu)化技術(shù)物理層優(yōu)化5GHz優(yōu)先接入2.4GHzWLAN用戶體驗效果差5GHzWLAN網(wǎng)絡(luò)具有多頻點、高速率、低干擾的優(yōu)勢T數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)傳輸協(xié)議——802.11n標(biāo)準(zhǔn)概述802.11n具有以下特點提高數(shù)據(jù)傳輸速率擴大覆蓋范圍全面兼容各標(biāo)準(zhǔn)。T數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)傳輸協(xié)議——802.11ac標(biāo)準(zhǔn)概述802.11acWave2具有以下特點支持MU-MIMO技術(shù)。支持160MHz的信道帶寬，提供更高的性能提供更多的空間流802.11n與802.11ac的區(qū)別如圖所示T數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)傳輸協(xié)議——波束成形技術(shù)的應(yīng)用波束成形（Beamforming）技術(shù)是一種通用信號處理技術(shù)，用于控制射頻信號傳播的方向和射頻信號的接收，其基本原理是發(fā)射端對數(shù)據(jù)先加權(quán)再發(fā)送，形成窄的發(fā)射波束，將能量對準(zhǔn)目標(biāo)用戶，從而提高目標(biāo)用戶的解調(diào)SNRT數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)傳輸協(xié)議——波束成形技術(shù)的應(yīng)用波束成形技術(shù)是WLAN802.11n標(biāo)準(zhǔn)的可選部分，思科的家用無線路由器提供了對這一技術(shù)的支持。T數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)的基本組成元素——BSSWLAN的最小構(gòu)成單位是BSS（BasicServiceSet，基本服務(wù)集），相當(dāng)于一個無線單元，如圖3-9所示。BSS所覆蓋的地理范圍被稱為基本服務(wù)區(qū)（BasicServiceArea，BSA），BSA內(nèi)的成員STA之間可以保持相互通信，只要無線接口接收到的信號強度在RSSI閾值之上，就能確保STA在BSA內(nèi)移動而不會失去與BSS的連接。T數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)的基本組成元素——IBSS完全由STA組成的BSS稱為IBSS（IndependentBSS，獨立基本服務(wù)集），如圖3-10所示，由兩個STA組成的IBSS就是最簡單的802.11網(wǎng)絡(luò)。通常情況下，IBSS是由少數(shù)幾個STA為了特定目的而組成的暫時性網(wǎng)絡(luò)。實際的IBSS是由一個終端創(chuàng)建、其他終端加入形成的。為確保IBSS通信成功，所有客戶端必須使用同一信道收發(fā)數(shù)據(jù)，所有客戶端必須共享同一個BSSIDT數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)的基本組成元素——InfrastructureBSS使用AP來擴展無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，把BSS中由單個AP及若干STA所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為InfrastructureBSS（基礎(chǔ)架構(gòu)基本服務(wù)集）需要注意的是，大部分AP具備隱藏SSID的能力，隱藏后的SSID只對合法終端用戶可見。T數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)的基本組成元素——ESS由單個BSS組成的WLAN的覆蓋范圍很小，為了擴大其覆蓋范圍，可以構(gòu)建多個BSS，并通過分布式系統(tǒng)（DS），即骨干網(wǎng)絡(luò)，將這些BSS連接在一起，構(gòu)成ESS（ExtendedServiceSet，擴展服務(wù)集）T數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)的基本組成元素——ESS最常見的ESS由多個AP構(gòu)成，AP的覆蓋小區(qū)之間部分重疊，以實現(xiàn)客戶端的無縫漫游。大部分廠商建議，覆蓋小區(qū)之間的重疊面積應(yīng)保持在15%～25%T數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)的基本組成元素——ESSESS的第二種部署方式是，AP的覆蓋小區(qū)不存在任何重疊，在這種部署中，客戶端離開AP1所在的BSA時將暫時失去連接，并在進入AP2的覆蓋范圍后重新建立連接。這種客戶端在非重疊小區(qū)之間移動的方式被稱為漫游。T數(shù)據(jù)giantnetwork.無線局域網(wǎng)的基本組成元素——ESSESS的第三種部署方式是，多個AP的覆蓋小區(qū)完全重合，目的是增加覆蓋區(qū)域的容量，但不同AP必須配置在不同的信道上。P分析無線傳輸介質(zhì)的訪問控制過程常見的媒體訪問控制方法MAC：是描述各種不同媒體訪問方法的通用術(shù)語常用方法：輪詢方法令脾傳送競爭方法：如CSMA/CD是否適合WLAN環(huán)境？802.11數(shù)據(jù)鏈路層概述分為MAC和LLC兩個層主要完成：幀同步、差錯控制、尋址和接入控制等功能MAC子層的主要功能利用兩種訪問控制機制：PCF（強制性）和DCF（可選的）來實現(xiàn)公平地訪問共享介質(zhì)802.11不能使用CSMA/CD的原因無線設(shè)備工作在單雙工模式存在隱藏站點的問題，不能檢測到信道真正的空閑站點不能監(jiān)視到從自己發(fā)送出去的電磁波無線網(wǎng)絡(luò)中只能使用CSMA/CA進行沖突避免載波偵聽(CarrierSense)：檢測傳輸媒介是否繁忙多路訪問(MultipleAccess)：確保多個終端可以進行公平的媒介訪問沖突避免(CollisionAvoidance)：在指定時間內(nèi)只有一個無線終端可以得到媒介訪問能力，借此避免沖突沖突檢測如何知道沖突發(fā)生如果發(fā)送端沒有收到ACK幀，就假設(shè)沖突發(fā)生了Thasbecomeagiantnetwork.#worklikeanetwork分布式協(xié)調(diào)功能PCFIFS的長度：不同類型的MAC幀，IFS不同；IFS越短的幀，優(yōu)先級就越高常見有兩種類型的IFS：SIFS和DIFSSIFS這段時間用于讓終端完成發(fā)送方式和接收方式之間的轉(zhuǎn)換DIFS是終端用必須偵聽到信道持續(xù)空閑等待的時間Thasbecomeagiantnetwork.#worklikeanetwork分布式協(xié)調(diào)功能PCFDuration/ID字段：MAC頭中的字段之一用于重置其他終端的網(wǎng)絡(luò)分配向最(NAV)計時器無線終端角逐媒介訪問權(quán)前要忙碌的時間Thasbecomeagiantnetwork.#worklikeanetwork分布式協(xié)調(diào)功能PCF載波偵聽：檢查無線信道是否空閑的方法，有兩種方法虛擬載波偵聽：該機制允許正在發(fā)送的802.11無線客戶端通知其他客戶端在這段時間(Duration/ID值)內(nèi)無線信道會被占用物理載波偵聽：確保無線終端在其他終端傳輸時停止傳輸，判定無線信道忙的依據(jù)是：信道存在電磁波且電磁波能量超過設(shè)定的閾值Thasbecomeagiantnetwork.#worklikeanetwork隨機回退計時器第一幀前檢測信道時兩種結(jié)果：信道忙或不忙第一種結(jié)果，如果終端持續(xù)DCF規(guī)定的DIFS檢測到信道不忙，表明沒有多個終端同時爭用信道，終端可以立即發(fā)送數(shù)據(jù)。第二種結(jié)果，可能出現(xiàn)多個終端等待信道不忙的情況Thasbecomeagiantnetwork.#worklikeanetwork隨機回退計時器第二種結(jié)果出現(xiàn)問題的解決方法：要求終端在信道持續(xù)DIFS不忙后，每個終端需要通過退避算法獨立產(chǎn)生隨機的延遲時間，只有在退避時間內(nèi)一直檢測到信道空閑的終端才能發(fā)送數(shù)據(jù)時隙：指的是一段時間，取決于WLAN的物理層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和傳輸速率回退計時器：回退值與時隙的乘積，計數(shù)為0時，再評估信道，若信道空閑就可以發(fā)送數(shù)據(jù)了T數(shù)據(jù)giantnetwork.802.3MAC幀的操作使用兩個MAC地址，一個標(biāo)識源端，另一個標(biāo)識目的終端源MAC地址不用來傳遞幀，而由于返回源端的返回流量根據(jù)目的MAC地址被動轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀數(shù)據(jù)幀的長度1518字節(jié)，小于802.11MAC幀長度2346字節(jié)Thasbecomeagiantnetwork.802.11幀操作客戶端在AP的協(xié)調(diào)下進行通信無線客戶端的每一個無線接口用MAC地址來標(biāo)識AP也用MAC地址來標(biāo)識，無線客戶端將AP地址作為BSSID802.11幀負責(zé)標(biāo)識幀的類型以及該幀在無線設(shè)備之間傳播時的方向等信息Thasbecomeagiantnetwork.802.11幀頭中為何設(shè)置兩個幀傳輸方向的比特?zé)o線幀的傳輸通常都要經(jīng)過AP一個只要用一個比特標(biāo)識幀傳輸方向的例子Thasbecomeagiantnetwork.802.11幀頭中為何設(shè)置兩個幀傳輸方向的比特一個需要2個比特標(biāo)識幀傳輸方向的例子Thasbecomeagiantnetwork.#worklikeanetwork理解幀從源端去往目的端所經(jīng)過的每一步幀是否會停在AP處AP是否將該幀中繼到更遠的地方或者中繼來自遠端的幀概述可配置的設(shè)備可以是STA和APAP可以配置在BSS中STA可以配置在BSS和IBSS中可以分為標(biāo)準(zhǔn)配置和非標(biāo)準(zhǔn)配置AP的配置模式根模式：802.11定義的標(biāo)準(zhǔn)配置模式，AP主要作為DS的入口設(shè)備網(wǎng)橋模式通過配置的MAC地址建立兩個相距很遠的LAN之間無線鏈路WDS系統(tǒng)中可以采用單頻AP，也可以采用雙頻AP，均可接入無線STAAP的配置模式網(wǎng)橋模式的應(yīng)用點到點室外網(wǎng)橋：用于連接兩個不同