802.11无线网络
2017-07-12 14:20
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802.11网络包含的四种主要物理组件
工作站(station):配备无线网络接口的计算设备。
接入点(Access Point): 具备无线至有线的桥接功能的设备,还有其他功能例如桥接
无线媒介(Wireless Medium):802.11标准以无线媒介在工作站之间传递帧。其所定义的物理层不止一种。RF物理层更受欢迎。
分布式系统(Distribution System):当几个接入点串联以覆盖较大区域时,彼此之间必须相互通信以掌握移动式工作点的行踪,属于逻辑组件负责将帧转送至目的地。大多数商用产品是以桥接引擎和分布式系统媒介共同组成分布式系统。分布式系统是接入点间转发帧的骨干网络,因此称为骨干网络(backbone network),一般是Ehernet为骨干网络。
网络类型:
基本服务集(basic service set, 简称BSS)是802.11网络的基本组件(building block),由一组相互通信的工作站组成。
1.独立型网络
独立基本服务集(independent BSS,简称BSS)。在IBSS中,工作站之间可以相互通信,但两者间的距离必须在可以直接通信的范围内。
2.基础结构型网络
基础结构型基本服务集(infrastructure BSS),有接入点参与其中。接入点负责基础结构型网络的所有通信,包括同一服务区域中所有的移动节点间的通信。一个工作站想与另一个工作站通信,必须经过接入点。
扩展服务区域
利用骨干网络将几个BSS串联为扩展服务集(extended service set,简称ESS),所有位于同一个ESS的接入点将会使用相同的服务组织标识符(service set identifier,简称SSID)。隶属于同一个ESS的工作站可以相互通信。
分布式系统
802.11以能给无线工作站提供哪些服务来描述分布式系统。分布式系统必须负责追踪工作站实际的位置以及帧的传送。若要传送帧给某个移动式工作站分布式系统必须负责将之传递给服务该移动式工作站的接入点。接入点的两种网络媒介(无线及Ethernet)之间的帧传送有桥接引擎加以控制。帧会通过桥接器被送至无线网络,任何由桥接器的无线端口所送出的帧都会传给所有已关联的工作站。每个已关联的工作站均可传递帧至接入点。工作站A要传送帧给工作站B的唯一方式就是通过接入点里桥接引擎的转发。
网络服务
4000
BSS转换
工作站持续监控来自所有接入点的信号强度与信号质量。在扩展服务去区域中,802.11提供了MAC层次的移动性。附接至分布式系统的工作站可以将所送出的帧寻址到某个移动式工作站的MAC地址,并让接入点充当该移动式工作站的最终跳跃点(final hop).BSS的转换需要接入点的相互合作。AP2必须通知AP1该移动式找工作站现在已经和AP2关联。802.11协议并没有规范BSS转换过程中接入点之间如何通信的细节。
ESS转换
802.11并未支持这种转换,不过允许工作站在离开第一个ESS的范围之后与第二个ESS里的接入点关联,不过可以确定的是,叫上层的链接必然会因此而中断。802.11所支持的ESS转换仅能够让工作站比较容易与新的扩展服务区域中的接入点关联。要能够维持较高层次的链接,必须得到协议簇的支持。
帧间间隔
短帧帧间间隔(short interframe space,简称SIFS)
SIFS用于高优先级的传输场合。例如RTS/CTS以及肯定确认帧。经过一段SIFS时间,即可进行高优先级的传输。一旦高优先级传输开始,媒介即处于忙碌状态,因此相较于必须等待较长时间才能传输的帧,SIFS消失后即可进行传输的稚嫩的优先级更高。
PCF帧间间隔(PCF interframe space,简称PIFS)
PIFS主要被PCF使用在无竞争操作中,在务经证实其,有数据待传的工作站可以等待PIFS后再加以传送,其优先级高于任何竞争式传输。
DCF帧间间隔(DCF interframe space,简称DIFS)
DIFS是竞争式服务中最短的媒介闲置时间。如果媒闲置时间长于DIFS,则工作站可以立即对媒介进行访问。
广播与组播数据或管理帧
广播与组播帧无法分段也无需得到确认。因为只有一个帧,NAV(网络分配矢量)为0,也无需使用虚拟载波侦听来监听锁定媒介以防止其他工作站的访问。
帧分段
包括IP在内,一些较上层的网络协议或多或少会用到帧分段(fragmentation).在网络层进行分段的缺点是接收端必须重组,如果帧在传送过程中遗失,整个封包就必须重传。在链路层使用分段机制可以提高速度,即以较小的MTU在跳跃点见传送数据。也可以用帧分段来避免干扰。无线电波通常会以瞬间且高能量的突波形式出现。帧分段是由MAC的分段阈值参数控制。大部分的网卡驱动程序都允许用户设定此参数。
选速与降速
速率选择主要决定了一张网卡改在何时提高速率以提高链路品质。802.11标准并未规范工作站如何决定降速(或升速),因此速率选择如何实现就留给芯片商自行决定。
最常用来判断何时该变速的算法,其实是通过一些不是那么严谨的信号质量测量。信号质量可以直接就信噪比加以测量,或间接观察有多少帧需要重传。间接测量则是监测瞬间或平均遗失多少帧,然后予以湿度补偿。采用间接测量的算法简单来讲就是:如果帧已经遗失且帧重试计数器已经用尽,那就降速至下一档,然后重试一遍。
帧的处理与桥接
当接入点的无线接口接收到准备传送至有线网络的帧时,接入点必须在两种媒介之间桥接帧。
工作站(station):配备无线网络接口的计算设备。
接入点(Access Point): 具备无线至有线的桥接功能的设备,还有其他功能例如桥接
无线媒介(Wireless Medium):802.11标准以无线媒介在工作站之间传递帧。其所定义的物理层不止一种。RF物理层更受欢迎。
分布式系统(Distribution System):当几个接入点串联以覆盖较大区域时,彼此之间必须相互通信以掌握移动式工作点的行踪,属于逻辑组件负责将帧转送至目的地。大多数商用产品是以桥接引擎和分布式系统媒介共同组成分布式系统。分布式系统是接入点间转发帧的骨干网络,因此称为骨干网络(backbone network),一般是Ehernet为骨干网络。
网络类型:
基本服务集(basic service set, 简称BSS)是802.11网络的基本组件(building block),由一组相互通信的工作站组成。
1.独立型网络
独立基本服务集(independent BSS,简称BSS)。在IBSS中,工作站之间可以相互通信,但两者间的距离必须在可以直接通信的范围内。
2.基础结构型网络
基础结构型基本服务集(infrastructure BSS),有接入点参与其中。接入点负责基础结构型网络的所有通信,包括同一服务区域中所有的移动节点间的通信。一个工作站想与另一个工作站通信,必须经过接入点。
扩展服务区域
利用骨干网络将几个BSS串联为扩展服务集(extended service set,简称ESS),所有位于同一个ESS的接入点将会使用相同的服务组织标识符(service set identifier,简称SSID)。隶属于同一个ESS的工作站可以相互通信。
分布式系统
802.11以能给无线工作站提供哪些服务来描述分布式系统。分布式系统必须负责追踪工作站实际的位置以及帧的传送。若要传送帧给某个移动式工作站分布式系统必须负责将之传递给服务该移动式工作站的接入点。接入点的两种网络媒介(无线及Ethernet)之间的帧传送有桥接引擎加以控制。帧会通过桥接器被送至无线网络,任何由桥接器的无线端口所送出的帧都会传给所有已关联的工作站。每个已关联的工作站均可传递帧至接入点。工作站A要传送帧给工作站B的唯一方式就是通过接入点里桥接引擎的转发。
网络服务
服务 | 属于 | 说明 |
分布式 | 分布式系统 | 传递帧时,可将此服务用来决定目的地位于基础结构网络上的地址 |
整合 | 分布式系统 | 用来将帧传递至无线网络以外的IEEE 802 LAN |
关联 | 分布式系统 | 用来建立AP(作为网关使用)与特定移动式工作站间的关联 |
重新关联 | 分布式系统 | 用来变更AP与特定移动式工作站间的关联 |
取消关联 | 分布式系统 | 关联用来从网络移出无线工作站 |
身份验证 | 工作站 | 建立关联之前用来进行身份验证(利用MAC地址) |
解除身份验证 | 工作站 | 用来终结一段身份验证关系,其副作用是终止当前关联 |
机密性 | 工作站 | 用来防止窃听 |
MSDU传送 | 工作站 | 用来传递数据至接收端 |
传输功率控制 | 工作站/频谱管理 | 降低工作站传输功率以减少干扰 |
动态频率选择 | 工作站/频谱管理 | 工作站/频谱管理避免在5GHz频带干扰雷达操作 |
工作站持续监控来自所有接入点的信号强度与信号质量。在扩展服务去区域中,802.11提供了MAC层次的移动性。附接至分布式系统的工作站可以将所送出的帧寻址到某个移动式工作站的MAC地址,并让接入点充当该移动式工作站的最终跳跃点(final hop).BSS的转换需要接入点的相互合作。AP2必须通知AP1该移动式找工作站现在已经和AP2关联。802.11协议并没有规范BSS转换过程中接入点之间如何通信的细节。
ESS转换
802.11并未支持这种转换,不过允许工作站在离开第一个ESS的范围之后与第二个ESS里的接入点关联,不过可以确定的是,叫上层的链接必然会因此而中断。802.11所支持的ESS转换仅能够让工作站比较容易与新的扩展服务区域中的接入点关联。要能够维持较高层次的链接,必须得到协议簇的支持。
帧间间隔
短帧帧间间隔(short interframe space,简称SIFS)
SIFS用于高优先级的传输场合。例如RTS/CTS以及肯定确认帧。经过一段SIFS时间,即可进行高优先级的传输。一旦高优先级传输开始,媒介即处于忙碌状态,因此相较于必须等待较长时间才能传输的帧,SIFS消失后即可进行传输的稚嫩的优先级更高。
PCF帧间间隔(PCF interframe space,简称PIFS)
PIFS主要被PCF使用在无竞争操作中,在务经证实其,有数据待传的工作站可以等待PIFS后再加以传送,其优先级高于任何竞争式传输。
DCF帧间间隔(DCF interframe space,简称DIFS)
DIFS是竞争式服务中最短的媒介闲置时间。如果媒闲置时间长于DIFS,则工作站可以立即对媒介进行访问。
广播与组播数据或管理帧
广播与组播帧无法分段也无需得到确认。因为只有一个帧,NAV(网络分配矢量)为0,也无需使用虚拟载波侦听来监听锁定媒介以防止其他工作站的访问。
帧分段
包括IP在内,一些较上层的网络协议或多或少会用到帧分段(fragmentation).在网络层进行分段的缺点是接收端必须重组,如果帧在传送过程中遗失,整个封包就必须重传。在链路层使用分段机制可以提高速度,即以较小的MTU在跳跃点见传送数据。也可以用帧分段来避免干扰。无线电波通常会以瞬间且高能量的突波形式出现。帧分段是由MAC的分段阈值参数控制。大部分的网卡驱动程序都允许用户设定此参数。
选速与降速
速率选择主要决定了一张网卡改在何时提高速率以提高链路品质。802.11标准并未规范工作站如何决定降速(或升速),因此速率选择如何实现就留给芯片商自行决定。
最常用来判断何时该变速的算法,其实是通过一些不是那么严谨的信号质量测量。信号质量可以直接就信噪比加以测量,或间接观察有多少帧需要重传。间接测量则是监测瞬间或平均遗失多少帧,然后予以湿度补偿。采用间接测量的算法简单来讲就是:如果帧已经遗失且帧重试计数器已经用尽,那就降速至下一档,然后重试一遍。
帧的处理与桥接
当接入点的无线接口接收到准备传送至有线网络的帧时,接入点必须在两种媒介之间桥接帧。
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