计算机网络笔记四 无线局域网

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29.9 积分

随着便携笔记本和智能手机的普遍使用，人们希望不论在何时、何地都能够与任何人进行包括数据、语音、图像和视频等任何内容的通信。在这样的大背景下，无线网受到越来越多的关注，成为近年来发展最快的计算机网络。无线局域网是无线网络中最重要的。4.1 无线网络4.1.1无线网络介绍无线网络是利用无线介质(无线电波、红外线和激光等)作为信息传输媒介而构成的计算机网络。按照网络覆盖的地理范围分为无线广域网(WWAN)、无线城域网(WMAN)、无线局域网(WLAN)和无线个域网(WPAN)。 1. 无线广域网无线广域网(WWAN)是指传输范围可跨越国家或不同城市的无线网络，由于其网络覆盖范围大，需要运营商来架设及维护整个网络。通常我国WWAN指的就是几大电信运营商(中国移动、中国电信、中国联通等)的移动通信网。用户可以通过远程公用网络或专用网络建立无线网络连接，通过使用由运营商负责维护的若干天线基站或卫星系统，覆盖若干城市或者国家(地区)。目前，WWAN的应用形式包括全球数字移动电话系统(GPRS)、网络数字包数据(CDPD)和多址代码分区访问(CSMA)。WWAN标准由IEEE 802.20和3G蜂窝移动通信系统构成。WWAN应用如图4.1和图4.2所示。图4.1图4.21. 无线城域网无线城域网(WMAN)通常用于城市范围内，其有效覆盖区域为2～10km，最大可达到30km，数据传输速率最快可达70Mbps。WMAN采用IEEE 802.16标准，采用WiMAX和WiMesh。(1) WiMAX。全球微波接入互操作性网络。采用IEEE802.16标准，范围覆盖50KM，点对点、点对多点的固定接入。如图4.3所示。图4.3(2) WiMesh，无线网状网。支持多点对多点网状结构；采用移动自组织结构；每个接入设备是并列关系；覆盖范围5KM，传输速率6Mb/s; 移动汽车时可达1-1.5Mb/s。如图4.4所示。图4.41. 无线局域网无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)是以太网和无线数据通信技术相结合的产物，它以无线方式实现传统以太网的所有功能。主要用于宽带家庭、办公大楼以及园区内部。WLAN采用IEEE 802.11系列标准。1. 无线个域网无线个域网(Wireless Personal Area Network，WPAN)也叫无线个人网，是指在个人活动范围内所使用的无线网络，主要用途是让个人使用的手机、PDA、笔记本等可互相通信，交换数据。其典型的传输距离为几米，目前主要技术为蓝牙(Bluetooth)和超宽带(UWB)等。WPAN采用IEEE 802.15标准。路由器路由器表4.1    广义无线局域网类别名称WLAN(Wi-Fi系统)IEEE 802.11bIEEE 802.11aIEEE 802.11gIEEE 802.11nWPAN蓝牙(Bluetooth)超宽带(UWB)ZigBeeHomeRF IrDA  4.1.2无线局域网1. 无线局域网分类作为无线网络的一大重要门类，无线局域网有狭义和广义之分。狭义无线局域网：特指采用了IEEE 802.11系列标准的局域网。IEEE 802.11系列的无线局域网又叫做Wi-Fi系统。广义无线局域网：以无线为传输介质的局部网络，它包含无线局域网(WLAN)和个人网技术(WPAN)。广义无线局域网-省略部分-负载的包长变化很大，可以十分短也可以十分长。不超过2312字节，不过802.11帧的长度通常都是小于1500字节(以太网的最大长度)。(4) 帧检验：FCS字段采用CRC方法生成，共4字节。1. 802.11数据帧地址802.11数据帧最特殊的地方就是有四个地址字段。地址4用于自组网络。控制字段中的"到DS"(到分配系统)和"从DS"(从分配系统)两个子字段各占1位，合起来共有4种组合，用于定义802.11帧中的几个地址字段的含义。最常用的两种情况，表3.5。表3.5    802.11帧的地址字段最常用的两种情况路由器路由器到DS从DS地址1地址2地址3地址401目的地址AP地址源地址—10AP地址源地址目的地址—       路由器路由器图3.44    A向B发送数据帧必须经AP1转发【图3.44例子】站点A向B发送数据帧。        (1) A把数据帧发送给AP1: 到DS＝1, 从DS＝0地址1: AP1的MAC地址*(接收地址)，地址2: A的MAC地址(源地址)，地址3: B的MAC地址(目的地址)。注意："接收地址"与"目的地址"并不等同。(2) AP1把数据帧转发给站点B：到DS＝0，从DS＝1地址1：B的MAC地址(目的地址)，地址2：AP1的MAC地址(发送地址)，地址3：A的MAC地址(源地址)。注意："发送地址"与"源地址"也不相同。其中，AP的MAC地址: 与以太网地址相似，也是一个6字节(48位)地址。1. 序号控制字段、持续期字段和帧控制字段(1) 序号控制字段：占16位，作用是使接收方能够区分开是新传送的帧还是因出现差错而重传的帧。包含序号子字段和分片子字段。序号子字段：占12位，从0开始编号，每发送一个新帧就加1，到4095后再回到0。分片子字段：占4位，不分片则保持为0。如分片则帧的序号子字段保持不变，而分片子字段从0开始，每个分片加1，最多到15。重传的帧的序号和分片子字段的值都不变。(2) 持续期字段：占16位。CSMA/CA协议允许传输站点预约信道一段时间(包括传输数据帧和确认帧的时间)，这个时间就是写入到持续期字段中的。这个字段有多种用途，最高位为0时表示持续期。持续期不能超过32767(215-1)微秒。③    帧控制字段共分为11个子字段。其中较为重要的几个介绍如下。协议版本字段：现在是0。类型字段：802.11帧共有三种类型：控制帧、数据帧和管理帧。子类型字段：每一种帧又分为若干种子类型。例如，控制帧有RTS、CTS和ACK等几种不同的类型。更多分片字段：置为1时表明这个帧属于一个帧的多个分片之一。因为无线信道的通信质量是较差，因此无线局域网的数据帧不宜太长。当帧长为1518字节(以太网最大帧长)，正确收到这样的帧的概率还不到30%。因此为了提高传输效率，在信道质量较差时，需要把一个较长的帧划分为许多较短的分片。这时可以在一次使用RTS和CTS帧预约信道后连续发送这些分片。当然这仍然要使用停止等待协议，即发送一个分片，等到收到确认后再发送下一个分片，不过后面的分片都不需要用RTS和CTS帧重新预约信道了。WEP：占1位。若WEP＝1，就表明采用了WEP加密算法。WEP在无线信道的这种加密算法在效果上可以和有线信道上通信一样地保密。路由器路由器 关 键 词： 笔记 无线 局域网 计算机网络

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