计算机网络复习 - 无线和移动网络
IEEE 802.11 无线局域网
802.11 无线局域网架构：
802.11 无线 LAN 的基本组成单元是基本服务集（BSS）
一个 BSS 包括:
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若干无线终端
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一个无线接入点 AP
每个无线接口（终端及 AP）均有一个全局唯一的 MAC 地址
802.11 信道与关联：
802.11 将通信频段划分成若干信道，每个 BSS 分配一个信道：
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管理员安装 AP 时，为 AP 分配一个服务集标识符（SSID），并选择 AP 使用的信道
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相邻 AP 使用的信道可能相互干扰
主机必须与一个 AP 关联： -
扫描信道，监听各个 AP 发送的信标帧（包含 AP 的 SSID 和 MAC 地址）
主动扫描：
- 主机广播探测请求帧
- AP 发送探测响应帧
- 主机从收到的探测响应中选择一个 AP 发送关联请求
- AP 发送关联响应帧
被动扫描：
- 主机监听 AP 发送的信标帧
- 主机选择一个 AP 发送关联请求帧
- AP 向主机发送关联响应帧
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选择一个 AP 进行关联（可能需要身份鉴别）
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使用 DHCP 获得 AP 所在子网中的一个IP地址
802.11: 多路访问控制
802.11：基于 CSMA - 发送数据前监听信道。
特点：发前监听，边发边听（最小帧长），冲突避让（BEB）。
- 避免与正在进行传输的其他结点冲突
802.11：不能像 CSMA/CD 那样，边发送，边检测冲突。
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无线信道很难实现：无线网络中，信号强度急剧衰减。
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无法侦听到所有可能的冲突：隐藏站、信号衰落
例如：
A-B、B-C 之间可以正常传输，A/C 之间有障碍物，遮挡了信号的传播，导致 A-C 之间的信号无法传输，若 A,C 同时和 B 传输数据，则会出现冲突。
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目标：避免冲突 CSMA/C(illision)A(voidance) （只能避免数据帧的冲突）
MAC 协议：CSMA/CA
sender/receiver 工作流程
802.11 sender：
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if 监听信道空闲了 DIFS 时间 then
发送整个帧（无同时检测冲突，即 CD（collision detection）
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if 监听到信道忙 then
开始随机退避计时
信道忙，计时冻结
当信道空闲时，计时器倒计时
当计时器超时时，发送帧
if 没有收到 ACK then
增加随机退避的间隔时间
重复第 2 步
802.11 receiver：
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if 正确接收帧
延迟 SIFS（< DIFS） 时间之后，向发送端发送 ACK （由于存在隐藏站问题）
802.11 利用帧间间隔时间的长短来区分数据的优先级，间隔时间越长，优先级越低。
例如，DIFS 比 SIFS 长，说明 数据帧（data）的优先级低于 ACK 的优先级。
如何实现冲突避免？
基本思想：
允许发送端 预约 信道，而不是随机发送数据帧，从而避免长数据帧的冲突。
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发送端首先利用 CSMA 向 BS（基站） 发送一个很短的 RTS 帧
RTS （request to send）帧仍然有可能彼此冲突，但 RTS 帧很短，
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BS 广播一个 CTS（clear to send） 帧作为对 RTS 的响应
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CTS 可以被 所有节点 接收
可以消除隐藏站的影响
发送端可以发送数据帧
其他结点推迟发送
利用很小的预约帧，彻底避免数据帧冲突。
举个栗子：
802.11 MAC 帧
