计算机网络：无线局域网WLAN IEEE802.11

无线局域网的组成：

①基于固定基础设施的无线局域网：

采用星形拓扑结构，最小构建单元是基本服务集BSS（Base Service Set），每一个BSS由一个接入点（Access Point，AP，又称为基站）和若干个移动站组成的。一个BSS覆盖的区域被称为一个基本服务区（Basic Service Area，BSA），它是由移动设备发送的电磁波的辐射范围等因素决定的，直径范围一般不超过100m。

一个BSA可以是孤立的，也可以通过AP连接到分配系统（Distribution System，DS），然后再连接到另一个BSA。一个BSA中的所有站之间都能直接通信，但是不同BSA中站点之间的通信需要通过AP连接到DS进行中转。

②无固定基础设施的无线局域网：

又称为自组网络。这种自组网络没有基本服务集中的AP，各个站点之间是平等的，各个站点之间可以直接进行无线通信，无需AP进行转发。这种工作模式可以对移动站点进行组网，在军事或者民用应急事件处理中非常有效。

 

IEEE 802.11：

IEEE 802.11标准规定物理层使用无线通信信道，具体的传输技术包括红线外技术、跳频扩频、直接序列扩频、正交频分多路复用、高速率的直接序列扩频。

IEEE 802.11的MAC子层采用带冲突避免的载波监听多路访问（CSMA/CA）协议。这是因为：

1. 传统以太网使用的带冲突检测的CSMA（CSMA/CD ）协议，要求一个站点在发送数据的同时，还必须不间断地监听信道。而在无线局域网的适配器上，接收信号的强度往往会远于发送信号的强度，因此在无线局域网的设备中要实现冲突检测的花费过大。
2. 在无线局域网环境中，即使发送数据时检测到信道是空闲的，接收方仍有可能发生碰撞。

• 隐蔽站问题：某一时刻，站点A和C都想向站点B发送数据，但是因为站点A和C相距较远，彼此没在对方的信号传播范围内，因此A和C都检测到信道空闲并向B发送数据，结果发生碰撞。

• 暴露站问题：站点B向A发送数据，同时，站点C想向D发送数据，但是C检测到信道忙，于是就停止向D发送数据。但是显然，站点B向A发送数据不影响C向D发送数据，这就是暴露站问题。

 

带冲突避免的载波监听多路访问（CSMA/CA）协议：

基本过程：

• 送出数据前，监听媒体状态，等没有人使用媒体，维持一段时间后，再等待一段随机的时间后依然没有人使用，才送出数据。

• 送出数据前，先送一段小小的请求传送报文(RTS)给目标端，等待目标端回应 CTS报文后，才开始传送。 

IEEE 802.11的物理层执行信道载波监听，当确定信道空闲时，源站点在等待DIFS时间后，信道仍然空闲则发送一帧，发送结束后，等待接收确认帧，目的站点在收到正确的数据帧的SIFS时间后，向源站点发送确认帧。在规定的时间内源站点接收到确认帧则表明帧发送成功。

为了进一步减少冲突的发生，IEEE 802.11标准的MAC子层采用了虚拟载波监听机制。站点在发送数据帧时将它要占用信道的时间写入帧头，其他站点据此调整自己的网络分配向量NAV (Network Allocation Vector)。NAV值等于发送一帧的时间加上SIFS时间与目的站点发送确认帧的时间，表示信道在经过NAV值的时间之后才可能进入空闲状态。 

 

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