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## 6.3 WiFi:802.11 无线LAN WiFi:IEEE 802.11 无线LAN。 * 802.11b:与2.4GHz的电话和微波炉争用频段。 * 802.11a:使用更高的频率工作,但传输距离短,并且受多径传播影响大。 * 802.11g:与802.11b工作在同频率上,但向后兼容了802.11b并有较高传输。 ![](https://img.kancloud.cn/4b/ad/4bad50d08f28ca5b1b22ad8948306c58_1502x286.png) ### 6.3.1 802.11 体系结构 基本服务集(Basic Service Set,BBS):基本构件模块。 * 一或多个无线站点。 * 接入点(Access Point,AP),也称中央基站(Base Station)。 ![](https://img.kancloud.cn/e2/ed/e2ed7981d4e2d14b9be0420566b21276_672x638.png) **信道与关联** WiFi 丛林(WiFi Jungle):一个物理节点可接收到两个或多个AP信号。 互联(Associate):无线站点与AP之间建立一条虚拟线路。 * 服务集标识符(Service Set Identifier,SSID) * 信道号:802.11在2.4~2.4835GHz这85MHz的频段内定义了11个部分重叠的信道,当且仅两个信道有4个或更多信道隔开时它们才无重叠。 802.11 标准要求AP周期性地发送信标帧(Beacon Frame):SSID和MAC地址。 * 被动扫描(Passive Scaning):扫描信通和监听信标帧。 * 主动扫描(Active Scaning):主机向范围内AP发送广播探测帧。 关联过程: * 无线主机发送关联请求到AP。 * AP接收到关联请求后,返回一个ACK给无线主机。 ### 6.3.2 802.11 MAC协议 AP可以相连多个无线站点,因此许多站点可能希望同时经相同信道传输数据帧,802.11 协议使用带碰撞避免的CSMA(CSMA with Collision Avoidance,CSMA/CA) * 碰撞避免而非碰撞检测。 * 无线比特错误率更高,使用链路层确认/重传(ARQ)方案。 链路层确认(Link-layer Acknowledgment)方案: * 目的站点:使用CRC效验帧效验后,等待一个短帧间隔(Short Inter-Frame Spacing,SIFS)的一小段时间后发送帧。 * 发送方:在制定时间内未收到确认帧,则假定为发送失败,重传,而使用CSMA/CA协议,多次发送失败则放弃发送该帧。 ![](https://img.kancloud.cn/89/49/894900729723ac8983654b52e03409eb_598x976.png) CSMA/CA: * 信道空闲:在等待分布式帧间隔(Distributed Inter-Frame Space,DIFS)的短时间后发送帧。 * 信道非空闲:选取一个随机回退值(因为随机值不同,多个发送站点会有先后顺序) * 再次监听时信道空闲,回退值减少,减少至0则发送帧。 * 再次监听时信道非空闲,回退值不变。 **处理隐藏终端:RTS和CTS** 允许站点使用:请求发送(Request to Send,RTS)控制帧和允许发送(Clear to Send,CTS)预约信道,但是该方法会导致时延代价高,所以仅用于长数据帧预约信道。 ![](https://img.kancloud.cn/4b/98/4b9838542a4c5dbfdc41c5d545081559_596x474.png) **使用802.11作为一个点对点链路** 站点使用定向天线。 ### 6.3.3 IEEE 802.11 帧 ![](https://img.kancloud.cn/00/96/009683044161edd09aeffe2ca44121dc_1338x478.png) * 有效载荷与CRC字段 * 地址字段: * 地址1:目的MAC地址。 * 地址2:源MAC地址。 * 地址3:路由器MAC地址。 * 序号、持续期和帧控制字段 ### 6.3.4 在相同IP子网中的移动性 * 主机:断开先前AP,连接更强AP信号,保持IP不变。 * AP:自学习性质,自主构件转发表。 ![](https://img.kancloud.cn/47/59/4759bd33ba2d09df91effc3d80d815bd_670x516.png) ### 6.3.5 802.11 中的高级特色 802.11选择适应:根据当前和近期信道特点来选择下层物理层调制技术。 功率管理:结点能够明显地在睡眠和唤醒状态之间交替。 ### 6.3.6 802.11以外的标准:蓝牙和ZipBee 蓝牙 VS WiFi: * 蓝牙 IEEE 802.15.1:低功率、小范围、地速率的“电缆替代”技术。 * WiFi IEEE 802.11:大功率、中范围、高速率“接入”技术。 蓝牙:无线个人区域网络(Wireless Reasonal Area Network,WRAN),TMD工作方式,2.4GHz无线电波,每个时隙长度625us,每个时隙内,用79个信道中的一个进行传输。 Zip:高带宽、高成本。