计算机网络(第2版)第04章.ppt

Nankai University 第4章 无线局域网组网技术徐敬东 张建忠南开大学计算机系xujd@nankai.edu.cn zhangjz@nankai.edu.cn 本章主要内容 无线局域网CSMA/CA的基本工作原理 无线局域网支持的最大传输速率 无线局域网的组网模式 组网所需的器件和设备 实训内容 组装简单的自组无线局域网 测试网络的连通性 无线局域网 无线局域网 利用空间无线电波作为传输介质的局域网 网络结点 固定结点 移动结点 无线传输介质 无线传输技术：扩频技术和红外技术 扩频技术：在比正常频带宽的频带上扩展信号，抗干扰能力和可用性高 红外技术：采用漫散射方式（目前已很少使用） 优点：不需要铺设线缆，不受结点布局的限制。安装简单、使用灵活、易于扩展 缺点：易受干扰、出错概率大，具有多径传输问题（电磁波从发送方到接收方走过了不同长度的路径） 无线局域网介质访问控制方法 带有冲突避免的载波侦听多路访问CSMA/CA 与以太网的比较 无线局域网和以太网在发送数据前都需要侦听共享信道 无线局域网采用冲突避免，以太网采用冲突检测 无线局域网发送的信息需要接收方确认，以太网不需要 CSMA/CA发送过程 发送结点侦听共享信道，直到空闲为止 发送结点随机选择一个延迟发送时间值并在信道空闲时递减该值。当侦听到信道忙时，延迟发送时间值保持不变 当延迟发送时间值递减为0时（由于只有在信道空闲时才递减该值，因此这时的信道一定处于空闲状态），发送结点发送整个数据信息并等待接收确认信息 如果在规定的时间内收到确认信息，那么发送结点认为目标结点已经正确接收到发送的信息，发送过程结束；如果未收到确认信息，那么发送结点认为发送失败 在发送失败的情况下，发送结点根据失败的次数决定是否重发该信息。如果失败的次数小于某一规定的值，那么发送流程转回到步骤(1)重发该信息；否则，发送结点放弃该信息的发送并返回 CSMA/CA发送过程举例 采用RTS和CTS的动机 CSMA/CA不能绝对地避免冲突 由于没有冲突检测，因此冲突后发送不会立即停止。 冲突的数据块长度越长，冲突占用信道的时间越长，信道的利用率越低 RTS和CTS机制用于预约信道 RTS和CTS机制 RTS和CTS为两个很短控制帧，用于信道预约 RTS和CTS机制 发送结点发送数据之前发送RTS，通知其他结点自己希望占用信道的时间 接收结点正确收到RTS后回送CTS，用于确认信道预约 发送结点正确收到CTS后发送正式数据，其他结点在预约时间内不再与之争用信道 RTS和CTS有可能与其他结点的发送信息冲突，但由于长度很短，对信道利用率的影响较小 隐藏终端问题 隐藏终端问题可以通过RTS和CTS机制解决 相关标准 主要技术标准：IEEE 802.11b、IEEE 802.11g和IEEE802.11a IEEE 802.11b和IEEE 802.11g最常用 通过Wi-Fi认证的产品具有良好的互通性和兼容性 无线结点之间实际的数据传输速率可能达不到标准规定的最大数据传输速率 无线局域网的组网模式 自组织无线局域网Ad Hoc 基础设施无线局域网 自组无线局域网Ad Hoc 自组无线局域网Ad Hoc 无线结点具有平等的通信关系 发送结点与接收结点直接通信，不需要经过中心结点转发 可以在需要时临时组成，适合于办公会议、野外作业、军事训练与实战等场合使用 基础设施无线局域网 基础设施无线局域网 无线访问接入点AP是中心结点 AP类似于以太网中的交换机 结点之间的通信通过AP的中转实现 AP带有有线网络接口，可实现无线网络和有线网络的互联 网络的安全性和可靠性比较容易控制 常应用于办公自动化等领域 最常见的无线网络组网模式 组网所需的器件和设备 无线网卡 无线访问接入点 天线 无线网卡 功能：实现CSMA/CA协议，完成类似于有线以太网网卡的功能 接口类型：PCI接口、PCMCIA接口、USB接口 支持标准：802.11b/g/a（基本都具有自适应功能） 无线访问接入点 AP处于网络的中心位置，品质的优劣关系到网络性能的高低 通常带有有线以太网接口 AP设备种类 用户类型：企业、家庭 应用环境：室内、室外 支持标准：802.11b、802.11g、802.11a 天线 功能：提高无线信号的信噪比 加强数据传输的稳定性和可靠性 扩大无线局域网的覆盖范围 网卡和AP通常内置天线，但有时需要外接 分类：室内、室外，全向、定向 实训：动手组装简单的Ad Hoc网 无线网卡驱动程序的安装 配置自组无线局域网 无线网络的连通性测试（1） 无线网络的连通性测试（2） Nankai University