1、第第7章章 局域网和广域网技术局域网和广域网技术7.1 IEEE局域网通信协议局域网通信协议7.2 以太网以太网7.3无线局域网无线局域网7.4 其它局域网技术其它局域网技术7.5 异步传输模式（异步传输模式（ATM）7.6 帧中继帧中继o 局域网通常覆盖较小的地理范围，它们是基于相对简单的总线或环形拓扑结构而设计的，而且局域网物理层和链路层协议通常并不支持长距离的数据传输。o 而广域网则覆盖大得多的地理范围，有时甚至跨越几大洲。广域网是跨越长距离将多个局域网和主机进行连接的网络。局域网和广域网局域网和广域网局域网与广域网的比较局域网与广域网的比较o 广域网的拓扑结构要比局域网复杂得多，通常是
2、由广域网的拓扑结构要比局域网复杂得多，通常是由大量的点到点连接构成的网状结构大量的点到点连接构成的网状结构o 广域网和局域网的另一个不同点是路由技术。互连广域网和局域网的另一个不同点是路由技术。互连局域网中的路由方法相对较为简单，而复杂的广域局域网中的路由方法相对较为简单，而复杂的广域网结构要求有更高级的路由策略。网结构要求有更高级的路由策略。o 在管理维护上，局域网通常是由单个组织或部门来在管理维护上，局域网通常是由单个组织或部门来组织和管理的；而广域网则没有一个权威机构来管组织和管理的；而广域网则没有一个权威机构来管理和维护，广域网的运行更多的是依赖于使用它的理和维护，广域网的运行更多的是
3、依赖于使用它的机构间的合作机构间的合作o 最后，广域网一般是由连接现有网络发展而来的，最后，广域网一般是由连接现有网络发展而来的，所以，广域网同局域网相比包含了更多的网络类型所以，广域网同局域网相比包含了更多的网络类型和更多的不兼容性。和更多的不兼容性。7.1 IEEE7.1 IEEE局域网通信协议局域网通信协议 o 局域网局域网(LAN)(LAN)是在有限的地理范围内连接许多独立是在有限的地理范围内连接许多独立设备，使它们相互之间直接进行通信的系统。设备，使它们相互之间直接进行通信的系统。o 局域网出现不久，其产品的数量和品种迅速增加，局域网出现不久，其产品的数量和品种迅速增加，迫切要求局域
4、网标准化，以便用户设备和局域网互迫切要求局域网标准化，以便用户设备和局域网互连。连。7.1.1 IEEE7.1.1 IEEE局域网标准局域网标准 19801980年年2 2月月IEEEIEEE（Institute of Electrical Institute of Electrical and Electronics Engineersand Electronics Engineers电子电气工程电子电气工程师协会师协会)成立了成立了802802局域网标准委员会，局域网标准委员会，IEEEIEEE制订的有关局域网的标准，主要指的是制订的有关局域网的标准，主要指的是IEEE802IEEE802
5、标准。标准。802.1:LAN802.1:LAN中的网络互连标准。中的网络互连标准。802.2:802.2:逻辑链路控制逻辑链路控制(LLC)(LLC)协议标准。协议标准。802.3:CSMA/CD802.3:CSMA/CD访问方法和物理层规格说明。访问方法和物理层规格说明。802.4802.4:令牌总线访问方法和物理层规格说明。令牌总线访问方法和物理层规格说明。802.5802.5:令牌环访问方法和物理层规格说明。令牌环访问方法和物理层规格说明。IEEE802IEEE802标准标准7.1.2 IEEE7.1.2 IEEE局域网参考模型局域网参考模型 1IEEE 802局域网参考模型与局域网参
6、考模型与OSI模型的关系模型的关系 介质说明介质访问单元媒体访问控制逻辑链路控制网络层其它上层介质说明介质访问单元媒体访问控制逻辑链路控制网络层其它上层物理层数据链路层网络层其它上层物理层数据链路层网络层其它上层IEEE 标准OSI模型LLCMACo 逻辑链路控制逻辑链路控制(LLC)(LLC)子层是子层是IEEE 802IEEE 802数据链数据链路层的上子层路层的上子层,它对于所有的它对于所有的LANLAN协议来说协议来说都是相同的。都是相同的。o 媒体访问控制媒体访问控制(MAC)(MAC)子层解决共享介质的竞子层解决共享介质的竞争使用问题争使用问题.它包含了将数据从一个地方传它包含了将
7、数据从一个地方传送到另一个地方所必需的同步送到另一个地方所必需的同步,标记标记,流量流量和差错控制的规范和差错控制的规范,同时也包括下一个站点同时也包括下一个站点的物理地址。的物理地址。2 2 802802标准与标准与OSIOSI模型的层次对应关系模型的层次对应关系 MAC物理层802.2 逻辑链路控制LLC802.1 网络互连其它上层MAC物理层802.2 逻辑链路控制LLC802.1 网络互连其它上层物理层数据链路层网络层其它上层物理层数据链路层网络层其它上层IEEE 标准OSI模型802.3以太网802.4令牌总线802.5令牌环 7.1.3 7.1.3 逻辑链路控制逻辑链路控制LLCL
8、LC 1LLCPDU与相邻层的与相邻层的PDU之间的关系之间的关系 网络层-PDU网络层-PDU目的SAP源SAP控制LLC数据目的SAP源SAP控制LLC数据MAC帧首MAC数据MAC帧尾MAC帧首MAC数据MAC帧尾LLC-PDUMAC-PDU网络层LLC子层MAC子层o LLC-PDULLC-PDU与与HDLCHDLC类似，包含四个域：目的服类似，包含四个域：目的服务访问点务访问点(DSAP)(DSAP)、源服务访问点、源服务访问点(SSAP)(SSAP)、控、控制域和信息域。制域和信息域。o DSAPDSAP和和SSAPSSAP是是LLCLLC所使用的地址，所使用的地址，SAPSAP叫
9、服务叫服务访问点。用来标明接收和发送数据的计算机访问点。用来标明接收和发送数据的计算机上的协议栈。上的协议栈。LLCLLC帧的类型分为三种：帧的类型分为三种：信息帧、监控帧和无编号帧信息帧、监控帧和无编号帧N(R)P/FN(S)0N(R)P/FN(S)01位7位7位1位I-帧的控制字段0N(R)P/FXXSS10N(R)P/FXXSS17位1位2位4位1位1位S-帧的控制字段XX:保留位MMMP/FMM11MMMP/FMM11U-帧的控制字段监控帧用于应答和流量控制。监控帧用于应答和流量控制。共有三种形式的监控帧：共有三种形式的监控帧：接收就绪帧（接收就绪帧（RRRR）；）；拒绝帧（拒绝帧（R
10、EJREJ）；）；接收未就绪帧（接收未就绪帧（RNRRNR）；）；在在MACMAC帧的帧首中，有目的站地址和源站帧的帧首中，有目的站地址和源站地址，它们都是地址，它们都是2 2字节或字节或6 6字节长。字节长。MACMAC帧帧中的地址是站点的物理地址。在中的地址是站点的物理地址。在LLCLLC帧的帧的帧首中帧首中,用用DSAPDSAP和和SSAPSSAP，该地址是逻辑地，该地址是逻辑地址址,是数据链路层的不同服务访问点。是数据链路层的不同服务访问点。2 2LLCLLC地址与地址与MACMAC地址地址物理层MACLLC物理层MACLLC物理层MACLLC物理层MACLLC物理层MACLLC物理层
11、MACLLC121321X YYACB局域网SAPSAPLLCLLC地址与地址与MACMAC地址是两个不同的概念，在局域地址是两个不同的概念，在局域网中，一个站点上的多个网中，一个站点上的多个SAPSAP可以复用一条数据可以复用一条数据链路。链路。o IEEE 802.3IEEE 802.3定义了两个类别：基带和宽带。定义了两个类别：基带和宽带。基带类使用数字信号传输数据；宽带类使用基带类使用数字信号传输数据；宽带类使用模拟信号传输数据。模拟信号传输数据。o IEEEIEEE将基带类划分为将基带类划分为5 5个不同的标准：个不同的标准：10base510base5、10base-T10base
12、-T和和100base-T100base-T等。等。o 开头数字指明了数据传输速率；最后的数字开头数字指明了数据传输速率；最后的数字或字母或字母(5,2,T)(5,2,T)指明了最大电缆长度或电缆指明了最大电缆长度或电缆的类别；的类别；basebase指明的是基带传输指明的是基带传输.o IEEEIEEE定义了一个宽带类标准：定义了一个宽带类标准：10broad36,10broad36,用用于小区网络连接于小区网络连接.7.2 7.2 以太网以太网 以太网是由以太网是由 DigitalDigital公司、公司、IntelIntel公司和公司和XeroxXerox公司联合开发的。公司联合开发的。
13、以太网的物理地址和电气规范以太网的物理地址和电气规范基带以太网使用曼彻斯特编码基带以太网使用曼彻斯特编码;以太网支持的数据传送速率以太网支持的数据传送速率 ：10Mbps10Mbps、100Mbps100Mbps和和1G,1G,目前已经出现目前已经出现10G10G的以太网的以太网.网络接口卡网络接口卡(NIC)(NIC)提供一个提供一个6 6字节的物理字节的物理地址地址 。NICNIC上的物理地址上的物理地址MACMAC是世界上唯是世界上唯一的一的 。7.2.1 以太网访问模式以太网访问模式:CSMA/CD以太网中使用的媒体访问控制机制称为带以太网中使用的媒体访问控制机制称为带有冲突检测的载波
14、侦听多路访问有冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD)。冲突冲突：当多个用户同时访问一条线路时：当多个用户同时访问一条线路时,将存在由于不同信号叠加而相互破坏的情将存在由于不同信号叠加而相互破坏的情况。况。工作站A工作站BiMaciMaciMaciMac冲突示意图冲突示意图 ABAB时间t0A开始发送帧ABAB时间t0+a-A帧头刚到B,B开始发送帧ABAB时间t0+aB检测到冲突，停止帧的发送，开始发阻塞信号ABAB时间t0+2aB的被破坏帧到达A,A检测到冲突。用于检用于检测冲突测冲突的时间的时间等于任等于任意两个意两个站点之站点之间最大间最大的传播的传播延迟的延迟的两倍。两倍。o 最
15、短帧长的计算公式：最短帧长的计算公式：o LminLmin=2S=2S*R/V R/V o LminLmin：最短数据帧长（：最短数据帧长（bitbit）o S S：任意两站点间的最大距离（：任意两站点间的最大距离（m m）o R R：数据传输速率（：数据传输速率（MbpsMbps）o V V：电子传播速度（：电子传播速度（200m/us200m/us）CSMA/CDCSMA/CD发展的发展的3 3个过程个过程1.1.多路访问多路访问(MA):(MA):不提供通信管制，不提供通信管制，“不听不听就说就说”2.2.载波帧听多路访问载波帧听多路访问(CSMA)(CSMA)：首先监听链：首先监听链路
16、上是否已经存在通信。路上是否已经存在通信。“先听后说先听后说”.由于存在传输延迟由于存在传输延迟,还是会出现冲突还是会出现冲突;3.3.带有冲突检测的载波侦听多路访问带有冲突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD):(CSMA/CD):在传输的时候继续监听链路在传输的时候继续监听链路是否发生冲突。是否发生冲突。“边听边说边听边说”CSMA/CDCSMA/CD的算法描述的算法描述1.1.如果链路是空闲的，则可以发送并同时检测如果链路是空闲的，则可以发送并同时检测冲突。冲突。2.2.如果链路是忙的，则继续侦听，直到检测到如果链路是忙的，则继续侦听，直到检测到链路空闲。链路空闲。3.3.如果在发送过
17、程中检测到冲突，则停止当前如果在发送过程中检测到冲突，则停止当前帧的发送，发阻塞信号，等待一段选定的时帧的发送，发阻塞信号，等待一段选定的时间。间。CSMACSMA可分为三种可分为三种1.1.非坚持非坚持CSMACSMA2.2.坚持坚持CSMACSMA3.P-3.P-坚持坚持CSMACSMAo 1.1.非坚持非坚持CSMACSMA的算法如下：如果链路是空闲的算法如下：如果链路是空闲的，则可以发送。如果链路是忙的，则等待的，则可以发送。如果链路是忙的，则等待一段时间。一段时间。o 2.2.坚持坚持CSMACSMA的算法如下：如果链路是空闲的，的算法如下：如果链路是空闲的，则可以发送。如果链路是忙
18、的，则继续侦听，则可以发送。如果链路是忙的，则继续侦听，直到检测到链路空闲，立即发送。如果有冲直到检测到链路空闲，立即发送。如果有冲突则等待随机的时间。突则等待随机的时间。o 3.P-坚持坚持CSMA的算法如下：如果链路的算法如下：如果链路是空闲的，则以是空闲的，则以P的概率发送，而以的概率发送，而以(1-P)的概率延迟一个时间单位。如果链路是忙的概率延迟一个时间单位。如果链路是忙的，继续侦听直至链路空闲。的，继续侦听直至链路空闲。退避算法退避算法 1 1、对每一个帧，当第一次发生冲突时，设置参、对每一个帧，当第一次发生冲突时，设置参数数L=2L=2；2 2、退避间隔取、退避间隔取1 1到到L
19、 L个时间片中的一个随机数。个时间片中的一个随机数。一个时间片等于链路上最大传输延迟的一个时间片等于链路上最大传输延迟的2 2倍。倍。3 3、当帧重复发生一次冲突时，则将参数、当帧重复发生一次冲突时，则将参数L L加倍。加倍。L L的最大值为的最大值为10241024。即当。即当L L增加到增加到10241024时，时，L L不再不再增加。增加。4 4、帧的最大重传次数为、帧的最大重传次数为1616，超过这个次数，则，超过这个次数，则该帧不再重传，并报告出错。该帧不再重传，并报告出错。t=2n*R*A其中其中:n是冲突次数是冲突次数(最大为最大为16);R是随机数是随机数;A是是2倍的总线延迟
20、倍的总线延迟(冲突检测时间冲突检测时间);7.2.2 以太网以太网MAC帧格式帧格式 CRCLLC-PDULLC-PDU长度/类型源地址目标地址SFD前导码CRCLLC-PDULLC-PDU长度/类型源地址目标地址SFD前导码7字节1字节6字节6字节2字节46-1500字节4字节l前导码前导码:包含7个字节，在这个域中，1和0交替出现，警告系统接收即将到来的数据帧，同时使系统能够调整同步输入时钟。“10101010”的模式仅仅提供一个警告和时钟脉冲。l帧起始分界符帧起始分界符(SFD)(SFD):帧起始分界符标记了帧的开始。它只有一个字节，模式是“10101011”，SFD通知接收方后面所有的
21、内容都是数据。目的地址目的地址(DA)(DA)：DADA域为域为6 6个字节，标记了个字节，标记了数据帧下一个站点的物理地址。数据帧下一个站点的物理地址。源地址源地址(SA)(SA)：SASA域也分配了域也分配了6 6个字节。它个字节。它包含了最后一个转发此帧的设备的物理地包含了最后一个转发此帧的设备的物理地址。址。LLC-PDULLC-PDU的长度的长度/类型：源地址下面的两个字节指出了类型：源地址下面的两个字节指出了LLC-PDULLC-PDU的字节数，也就是的字节数，也就是LLC-PDULLC-PDU域中的有效字节数。域中的有效字节数。如果该字段大于如果该字段大于5DC5DC（15001
22、500），那么这个域表示类型（例），那么这个域表示类型（例如：如：08000800表示表示IPIP协议，协议，08060806表示表示ARPARP协议）。为了使协议）。为了使CSMA/CDCSMA/CD协议的正常操作，需要一个最小帧长度，必要时协议的正常操作，需要一个最小帧长度，必要时可在可在LLC-PDULLC-PDU字段内以字节为单位加一些填充位。字段内以字节为单位加一些填充位。o LLC-PDU:LLC-PDU:以太网以太网MACMAC帧将帧将802.2802.2的整个帧作为透的整个帧作为透明数据包含了进来。该域的长度可以从明数据包含了进来。该域的长度可以从4646到到15001500字
23、节不等。如果长度字段大于字节不等。如果长度字段大于5DC5DC，该字段，该字段是携带上层协议字段是携带上层协议字段o CRC:MACCRC:MAC帧的最后一个域是差错检测，占帧的最后一个域是差错检测，占3232位，位，用用CRCCRC。7.2.3 以太网种类以太网种类 1 110base510base5：粗缆以太网：粗缆以太网 电缆终接器RG-8粗同轴电缆收发器(MAU)收发器电缆，最长50米网络接口卡(NIC)在计算机内2 210base210base2：细缆以太网：细缆以太网 电缆终接器RG-58细同轴电缆BNC-T型连接器网络接口卡(NIC)在计算机内最大长度185米3 310base-
24、T10base-T：双绞线以太网：双绞线以太网10BASE-T Hub网络接口卡(NIC)在计算机内4对UTP电缆RJ-45插孔使用了和使用了和10base-T10base-T相同的相同的MACMAC协议和帧格协议和帧格式，与式，与10base-T10base-T的不同点是，编码系统的不同点是，编码系统为了适应为了适应100Mbps100Mbps的速率要求改为的速率要求改为4B/5B4B/5B编码。编码。4.4.快速以太网快速以太网 （100BASE-T 100BASE-T，1000BASE-T1000BASE-T）802.3标准的发展标准的发展o 1982年年 802.3 10Base5 o
25、 1985年年 802.3a 10Base2o 1990年年 802.3i 10BaseTo 1993年年 802.3j 10BaseF o 1995年年 802.3u 100BaseTo 1997年年 802.3x 全双工以太网全双工以太网o 1998年年 802.3z 1000BaseXo 2000年年 802.3ab 1000BaseTo 2002年年 802.3ae 10G 7.3 无线局域网无线局域网 o 无线局域网无线局域网 WLAN WLAN 技术定义在技术定义在 IEEE 802.11 IEEE 802.11 规范说明系列中。规范说明系列中。7.3.1 无线局域网标准无线局域网
26、标准 o IEEE 802.11IEEE 802.11标准定义了三种物理层介质：标准定义了三种物理层介质：跳频扩展频谱跳频扩展频谱FHSSFHSS（Frequency Hopping Frequency Hopping Spread SpectrumSpread Spectrum）、直接序列扩展频谱）、直接序列扩展频谱DSSSDSSS（Direct Sequence Spread SpectrumDirect Sequence Spread Spectrum）和红外线。和红外线。o 目前该系列包含一系列规格说明：802.11、802.11a、802.11b 以及 802.11g等。o 所有这些
27、说明都采用以太网协议和载波监听多路访问/冲突避免技术（CSMA/CA）替代了CSMA/CD来实现链路共享。802.11协议栈结构协议栈结构 7.3.2 802.11协议族协议族MAC帧结构帧结构 22666260-2312 bytes4 bytesFrame ControlDuration/IDAddress 1Address 2Address 3SeqAddress 4DataCRC22411111111VersionTypeSubtypeTo DSFrom DSMFRetryPwrMoreWO其中其中Frame ControlFrame Control结构为：结构为：（1 1）帧控制）帧控
28、制Frame ControlFrame Control。（2 2）Duration/IDDuration/ID（IDID）：站）：站IDID用于用于Power-Save Power-Save PollPoll信息帧类型，信息帧类型，DurationDuration值用于网络分配向量值用于网络分配向量（NAVNAV）计算。）计算。（3 3）Address FieldsAddress Fields（1-41-4）：包括）：包括4 4个地址（源地个地址（源地址、目标地址、发送方地址和接收方地址），取决址、目标地址、发送方地址和接收方地址），取决于帧控制字段（于帧控制字段（ToDSToDS 和和 Fr
29、omDSFromDS 位）。位）。（4 4）Sequence ControlSequence Control：由分段号和序列号组成。：由分段号和序列号组成。用于表示同一帧中不同分段的顺序，并用于识别数用于表示同一帧中不同分段的顺序，并用于识别数据包副本。据包副本。（5 5）DataData：发送或接收的信息。：发送或接收的信息。（6 6）CRCCRC：包括：包括3232位的循环冗余校验（位的循环冗余校验（CRCCRC）。）。其中其中Frame ControlFrame Control域结构如下：域结构如下：（1 1）Protocol VersionProtocol Version：表示：表示
30、IEEE 802.11 IEEE 802.11 标准版本。标准版本。（2 2）TypeType：帧类型，表示管理、控制和数据帧。：帧类型，表示管理、控制和数据帧。（3 3）SubtypeSubtype：帧子类型，包括认证帧（：帧子类型，包括认证帧（Authentication Authentication FrameFrame）、解除认证帧（）、解除认证帧（DeauthenticationDeauthentication Frame Frame）、）、连接请求帧（连接请求帧（Association Request FrameAssociation Request Frame），连接响），连接响
31、应帧（应帧（Association Response FrameAssociation Response Frame）、重新连接请）、重新连接请求帧（求帧（ReassociationReassociation Request Frame Request Frame）、重新连接响）、重新连接响应帧（应帧（ReassociationReassociation Response Frame Response Frame）、解除连接）、解除连接帧（帧（Disassociation FrameDisassociation Frame）、信标帧（）、信标帧（Beacon Beacon FrameFrame
32、）、）、Probe Probe 帧（帧（Probe FrameProbe Frame）、）、Probe Probe 请求帧请求帧（Probe Request FrameProbe Request Frame）或）或 Probe Probe 响应帧（响应帧（Probe Probe Response FrameResponse Frame）。）。（4 4）To DSTo DS：当帧发送给：当帧发送给 Distribution SystemDistribution System（DSDS）时，）时，该值设置为该值设置为1 1。（5 5）From DSFrom DS：当帧从：当帧从 Distribut
33、ion SystemDistribution System（DSDS）处接收到时，该值设置为处接收到时，该值设置为1 1。（6 6）MFMF：More Fragment More Fragment 表示当有更多分段属于相同帧时该表示当有更多分段属于相同帧时该值设置为值设置为1 1。（7 7）RetryRetry：表示该分段是先前传输分段的重发帧。：表示该分段是先前传输分段的重发帧。（8 8）PwrPwr：Power ManagementPower Management，表示传输帧以后，站所采用，表示传输帧以后，站所采用的电源管理模式。的电源管理模式。（9 9）MoreMore：More Dat
34、aMore Data，表示有很多帧缓存到站中。，表示有很多帧缓存到站中。（1010）W W：WEPWEP，表示根据，表示根据WEPWEP（Wired Equivalent PrivacyWired Equivalent Privacy）算法对帧主体进行加密。算法对帧主体进行加密。（1111）O O：Order Order 表示利用严格顺序服务类发送帧的顺序。表示利用严格顺序服务类发送帧的顺序。7.3.3 CSMA/CA协议协议 o CSMA/CACSMA/CA是带有冲突避免的载波侦听多路访是带有冲突避免的载波侦听多路访问，发送包的同时不能检测到信道上有无冲问，发送包的同时不能检测到信道上有无冲
35、突，只能尽量突，只能尽量“避免避免”。IEEE 802.11之所以采用了之所以采用了CSMA/CA而没有而没有采用采用CSMA/CD是因为：是因为：（1 1）要检测冲突，设备必须在发送数据的同时能够接收数据，以）要检测冲突，设备必须在发送数据的同时能够接收数据，以便检测是否发生冲突，这对于无线网络设备来说是难以实现的。便检测是否发生冲突，这对于无线网络设备来说是难以实现的。（2 2）碰撞检测方式不同，）碰撞检测方式不同，CSMA/CDCSMA/CD通过电缆中电压的变化来检测，通过电缆中电压的变化来检测，当数据发生碰撞时，电缆中的电压就会随着发生变化；而当数据发生碰撞时，电缆中的电压就会随着发生
36、变化；而CSMA/CACSMA/CA采用能量检测采用能量检测(ED)(ED)、载波检测、载波检测(CS)(CS)和能量载波混合检和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式。测三种检测信道空闲的方式。（3 3）在无线局域网（）在无线局域网（WLANWLAN）中，对某个节点来说，其刚刚发出的）中，对某个节点来说，其刚刚发出的信号强度要远高于来自其它节点的信号强度，也就是说它自己信号强度要远高于来自其它节点的信号强度，也就是说它自己的信号会把其它的信号给覆盖掉，无法通过信号强度的变化来的信号会把其它的信号给覆盖掉，无法通过信号强度的变化来检测是否发生了冲突。检测是否发生了冲突。（4 4）本节点处没有冲
37、突并不意味着在接收节点处就没有冲突。例）本节点处没有冲突并不意味着在接收节点处就没有冲突。例如隐蔽站点问题。如隐蔽站点问题。o CSMA/CACSMA/CA协议的关键在于冲突避免协议的关键在于冲突避免CACA（Collision AvoidanceCollision Avoidance）。）。o IEEE 802.11IEEE 802.11的冲突避免采用了三种机制来的冲突避免采用了三种机制来实现：实现：1.1.预约信道预约信道2.2.正向确认正向确认3.3.RTS/CTSRTS/CTS机制机制 （1 1）预约信道）预约信道 发送站点利用发送站点利用MACMAC帧中的传输持续时间字段（帧中的传输
38、持续时间字段（DurationDuration）向所有其它无线站点通告本站点将要占用站点多长时间，向所有其它无线站点通告本站点将要占用站点多长时间，其它站点在这段时间内不要发送数据，以避免冲突。其它站点在这段时间内不要发送数据，以避免冲突。每一个站点的每一个站点的MACMAC层将检查接收到的帧中的传输持续时间层将检查接收到的帧中的传输持续时间字段，如果发现该字段的值大于本站点的当前的网络分配字段，如果发现该字段的值大于本站点的当前的网络分配向量向量NAVNAV的值，就用该字段的值更新本站点的的值，就用该字段的值更新本站点的NAVNAV。NAVNAV是一个计数器，它从设定的值开始不断减是一个计数
39、器，它从设定的值开始不断减1 1，当，当NAVNAV的的值减为值减为0 0且信道空闲时，本站点就可以发送数据了。且信道空闲时，本站点就可以发送数据了。（2 2）正向确认）正向确认 接收站点如果正确收到以它为目的地的数据帧时，接收站点如果正确收到以它为目的地的数据帧时，就向发送站点发送一个就向发送站点发送一个ACKACK帧作为接收成功的肯定帧作为接收成功的肯定应答，否则将不采取任何动作。应答，否则将不采取任何动作。发送站点在发送完数据帧的规定时间内若没有收到发送站点在发送完数据帧的规定时间内若没有收到ACKACK帧，就需要重复发送数据帧，直到收到帧，就需要重复发送数据帧，直到收到ACKACK帧为
40、帧为止，重复发送的最大次数根据预先确定的限定值而止，重复发送的最大次数根据预先确定的限定值而定。正向确认机制提供了对于冲突的高效恢复，因定。正向确认机制提供了对于冲突的高效恢复，因为一个帧没有正确接收，很可能是由于发生了冲突。为一个帧没有正确接收，很可能是由于发生了冲突。（3 3）RTS/CTSRTS/CTS机制机制 IEEE 802.11IEEE 802.11提供请求发送提供请求发送RTS(RequestRTS(Request to to Send)/Send)/允许发送允许发送CTS(ClearCTS(Clear to Send)to Send)选项来选项来解决隐蔽站点问题。解决隐蔽站点问
41、题。隐蔽站点是指这样一种情况，有隐蔽站点是指这样一种情况，有A A、B B、C C三三个站点，个站点，B B位于位于A A和和C C之间。虽然之间。虽然A A和和C C都能与都能与B B通信，但通信，但A A和和C C却因为距离较远或二者之间存却因为距离较远或二者之间存在障碍物而彼此收不到对方发出的信号。当在障碍物而彼此收不到对方发出的信号。当A A和和C C都要与都要与B B通信时，因为通信时，因为A A和和C C相互感知不相互感知不到对方的存在，因而都向到对方的存在，因而都向B B发送数据，结果发送数据，结果数据在数据在B B站点发生冲突。站点发生冲突。如果使用如果使用RTS/CTSRTS
42、/CTS机制就可以解决上述隐机制就可以解决上述隐蔽站点的问题：蔽站点的问题：首先，首先，A A向向B B发送发送RTSRTS帧，表明帧，表明A A要向要向B B发送若干数据，发送若干数据，B B收到收到RTSRTS帧后，就向帧后，就向A A回送一个回送一个CTSCTS帧，表明帧，表明B B准备准备接收。而此时接收。而此时C C也会收到也会收到B B发送给发送给A A的的CTSCTS帧，帧，C C就不就不会发送任何帧，从而使得会发送任何帧，从而使得A A可以向可以向B B发送数据而不会发送数据而不会发生冲突。发生冲突。B B收到收到A A发送的数据后，立即发送一个发送的数据后，立即发送一个ACK
43、ACK帧，随后三个站点可以重新竞争信道。帧，随后三个站点可以重新竞争信道。RTSRTS和和CTSCTS帧都包含了帧都包含了“传输持续时间传输持续时间”字段，隐蔽字段，隐蔽站问题正是利用了站问题正是利用了RTSRTS和和CTSCTS帧的信道预约功能而得帧的信道预约功能而得到解决的。到解决的。7.3.4 802.11b标准标准oEEE 802.11bEEE 802.11b无线局域网的带宽最高可达无线局域网的带宽最高可达11Mbps11Mbps，比，比IEEE IEEE 802.11802.11标准快标准快5 5倍，扩大了无线局域网的应用领域。倍，扩大了无线局域网的应用领域。o另外，也可根据实际情况
44、采用另外，也可根据实际情况采用5.5Mbps5.5Mbps、2 Mbps2 Mbps和和1 Mbps1 Mbps带宽，带宽，实际的工作速度在实际的工作速度在5Mb/s5Mb/s左右，与普通的左右，与普通的10Base-T10Base-T规格有线局规格有线局域网几乎是处于同一水平。域网几乎是处于同一水平。oIEEE 802.11bIEEE 802.11b使用的是开放的使用的是开放的2.4GB2.4GB频段，不需要申请就可使频段，不需要申请就可使用。既可作为对有线网络的补充，也可独立组网，从而使网络用。既可作为对有线网络的补充，也可独立组网，从而使网络用户摆脱网线的束缚，实现真正意义上的移动应用。
45、用户摆脱网线的束缚，实现真正意义上的移动应用。oIEEE 802.11bIEEE 802.11b无线局域网采用载波侦听的方式来控制网络中信无线局域网采用载波侦听的方式来控制网络中信息的传送，引进了冲突避免技术，从而避免了网络中冲突的发息的传送，引进了冲突避免技术，从而避免了网络中冲突的发生，可以大幅度提高网络效率。生，可以大幅度提高网络效率。IEEE 802.11b特点 功能功能特点特点速度速度2.4ghz2.4ghz直接序列扩频无线电提供最大为直接序列扩频无线电提供最大为11mbps11mbps的数据传输速率，无须直线传播的数据传输速率，无须直线传播动态速率转换动态速率转换当射频情况变差时，
46、降低数据传输速率为当射频情况变差时，降低数据传输速率为5.5mbps5.5mbps、2mbps2mbps和和1mbps1mbps使用范围使用范围802.11b802.11b支持以百米为单位的范围（在室外为支持以百米为单位的范围（在室外为300300米；在办公环境中最长为米；在办公环境中最长为100100米）米）可靠性可靠性与以太网类似的连接协议和数据包确认提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用与以太网类似的连接协议和数据包确认提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用互用性互用性与以前的标准不同的是，与以前的标准不同的是，802.11b802.11b只允许一种标准的信号发送技术。只允许一种标准的信
47、号发送技术。wecaweca将认证产品的互用性将认证产品的互用性 电源管理电源管理802.11b802.11b网络接口卡可转到休眠模式，访问点将信息缓冲到客户，延长了笔记本电脑的电池寿命网络接口卡可转到休眠模式，访问点将信息缓冲到客户，延长了笔记本电脑的电池寿命 漫游支持漫游支持当用户在楼房或公司部门之间移动时，允许在访问点之间进行无缝连接当用户在楼房或公司部门之间移动时，允许在访问点之间进行无缝连接加载平衡加载平衡802.11b NIC802.11b NIC更改与之连接的访问点，以提高性能（例如，当前的访问点流量较拥挤，或发出低质量更改与之连接的访问点，以提高性能（例如，当前的访问点流量较拥
48、挤，或发出低质量的信号时）的信号时）可伸缩性可伸缩性最多三个访问点可以同时定位于有效使用范围中，以支持上百个用户；同时支持语音和数据最多三个访问点可以同时定位于有效使用范围中，以支持上百个用户；同时支持语音和数据安全性安全性内置式鉴定和加密内置式鉴定和加密802.11b的基本运作模式的基本运作模式 o 802.11b802.11b运作模式基本分为两种：点对点模式和基运作模式基本分为两种：点对点模式和基本模式。本模式。o 点对点模式是指无线网卡和无线网卡之间的通信方点对点模式是指无线网卡和无线网卡之间的通信方式。只要式。只要PCPC插上无线网卡即可与另一具有无线网卡插上无线网卡即可与另一具有无线
49、网卡的的PCPC连接，对于小型的无线网络来说，是一种方便连接，对于小型的无线网络来说，是一种方便的连接方式，最多可连接的连接方式，最多可连接256256台台PCPC。o 基本模式是指无线网络规模扩充或无线和有线网络基本模式是指无线网络规模扩充或无线和有线网络并存时的通信方式，这是并存时的通信方式，这是802.11b802.11b最常用的方式。最常用的方式。802.11b的典型解决方案的典型解决方案（1 1）对等解决方案）对等解决方案 （2 2）单接入点解决方案）单接入点解决方案 （3 3）多接入点解决方案）多接入点解决方案 （4 4）无线中继解决方案）无线中继解决方案 （5 5）无线冗余解决方
50、案）无线冗余解决方案 （6 6）多蜂窝漫游工作方式）多蜂窝漫游工作方式 802.11b的应用的应用功能功能优点优点不易接线的区域不易接线的区域在不易接线或接线费用较高的区域（如有历史意义的建筑物，有石在不易接线或接线费用较高的区域（如有历史意义的建筑物，有石棉的建筑物，以及教室）中提供网络服务棉的建筑物，以及教室）中提供网络服务灵活的工作组灵活的工作组为经常进行网络配置更改的工作区降低了维护成本为经常进行网络配置更改的工作区降低了维护成本网络化的会议室网络化的会议室用户可在从一个会议室移动到另一个会议室时进行网络连接，以获用户可在从一个会议室移动到另一个会议室时进行网络连接，以获得最新的信息，
