1、IEEE 802.11。
IEEE 已经定义了无线局域网的规约,称为IEEE 802.11(协议),它包含了物理层和数据链路层。
体系结构:
802.11这个标准定义了两类服务,基本服务集(BSS),扩展的服务集(ESS)
IEEE 802.11将基本服务集(BSS)定义成为无线局域网的基本构件。BSS由固定的移动的无线站以及可选的中央基站构成,中央基站成为接入点(AP)。没有接入点的BSS是孤立的局域网,是不能给其他BSS发送数据的。这种体系结构称为自组织体系结构。在这种体系结构下,几个站就可以构成一个网络,而不需要有接入点。扩展的服务集(ESS)由两个或者更多个具有(AP)的BSS构成。扩展服务集使用了两种类型的站:移动的或者固定的。移动站是BSS中的一个普通的站,而固定站就是AP站,他们也是有线局域网的一部分。
当BSS互相连接起来后,彼此之间能够直接联系的上的站就可以不经过AP互相通信,但是两个不同类型的BSS中的站之间的通信,通常要经过AP。
站的类型:
IEEE 802.11根据各站在局域网中的移动性定义了三种类型的站:无切换,BSS切换,ESS切换。具有无切换移动能力的站可能是固定的(不移动)或者是只能在一个BSS内移动。具有BSS切换能力的站允许从一个BSS移动到另一个BSS,但是移动范围限制在一个ESS内。具有ESS切换能力的站能够从一个ESS移动到另一个ESS内。
MAC子层:
在这个协议中有两种不同的mac子层,不过使用最多的是基于CSMA/CA(碰撞避免的载波侦听多点接入)MAC子层。有三个原因使得无线局域网不能直接应用CSMA/CD。
●一个站如果要进行检测就必须能够同时发送数据和接受碰撞信号。这就意味着昂贵的费用以及对带宽需求增加。
●由于隐藏站的问题可能会使碰撞不可检测。
●站之间的距离可能会很远,信号衰减会使这一端口的信号无法被另一端接收。
帧交换时序:
●源站爱发送帧之前,要检查载波频率上的能量值以检测媒体是否空闲。
●源站使用带退避的坚持策略等待信道空闲。
●原站发现信道空闲之后,会先等待一段时间(分布帧间距DIFS),的时间。然后再发送一个称为请求发送(请求帧RTS),的控制帧。
目的站在接收到这个RTS并等待了一段被称为短帧间距(短帧间距SIFS)的时间之后,向原站发送一个称为允许发送的(允许发送帧CTS)控制帧,这个控制帧表示,目的站准备好接收数据。
原站在等待了一端与SIFS(短帧间距)等长间距的时间之后发送确认帧,表示该帧已经接受。
网络分配向量:
在这个协议中是如何为实现碰撞避免的?关键是一种被称为NAV特性:当某个站发送帧时,会包含该帧占用信道的时间长度,此次传输波及到的所有站都会创建一个定时器,称为网络分配向量(NIV),
他表示网站中其他站必须等待多长时间才可以检查信道是否空闲。每当有一个站接入系统并发送RTS帧后,其它站就必须启动自己的NAV是否到期。
分片:
无线环境特别复杂,被损坏的帧,必须要重传,因此,协议推荐使用这个分片方法,也就是将一个大的帧分割成几个较小的帧。重新发送一个小的帧要比发送整个帧效率高。
帧格式:
MAC层的帧包括9个字段。
FC | D | 地址1 | 地址2 | 地址3 | SC | 地址4 | 帧主体 | FCS |
2字节 | 2字节 | 6字节 | 6字节 | 6字节 | 2字节 | 6字节 | 0-2312字节 | 4字节 |
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协议版本 | 类型 | 子类型 | 去往DS | 来自DS | 更多标志 | 重试 | pwrmgt | 更多数据 | wep+Rsvd |
帧控制:FC
FC字段为2字节且定义了帧的类型以及一些控制信息。
字段 | 解释 |
版本 | 当前版本为0 |
类型 | 信息管理:管理(00),控制(01),数据(10) |
子类型 | 每种类型的子类型 |
去往DS | |
来自DS | |
更多标志 | 置为1时表示还有更多的分段 |
重传 | 置为1时表示是重传的帧 |
Pwr mgt | 置为1时表示该站处于电源管理模式中 |
更多数据 | 置为1时表示该站还有更多的数据需要发送 |
wep | 有线等效保密协议(实施加密) |
Rsvd | 保留的 |
D:除了一种类型之外,在其他所有类型的帧中这个字段定义的都是传输持续时间,他用于设置NAV的值。只有在一种控制帧中,这个字段定义的是该帧的标识符号。
地址:共有四个地址字段,都是字节长度,每个地址的意义都取决于DS(去往,来自)的值。
序号控制(SC):这个字段定义了在流量控制中使用的帧的序号。
帧主体:0-2312字节,所包含的信息内容取决于定义在FC字段中的类型和子类型。
FCS:FCS字段有四个字节长,含有CRC-32差错检测序列。
帧类型:
由IEEE 802.11定义的无线局域网具有三大类型的帧,管理帧,数据帧,控制帧。
管理帧:用于站和接入点之间的通信初始化时、
数据帧:携带数据和控制信息、
控制帧:控制帧,用于信道的接入和帧的确认。
FC | D | 地址1 | 地址2 | FCS |
2字节 | 2字节 | 6字节 | 6字节 | 4字节 |
RTS
FC | D | 地址1 | FCS |
2字节 | 2字节 | 6字节 | 4字节 |
CTS/ACK
控制帧的类型字段值为01,而我们之前曾提到的帧的子类型字段值如表:
子类型 | 含义 |
1011 | rts(请求发送) |
1100 | cts(允许发送) |
1101 | 确认(ack) |