复旦大学：《数据通讯与计算机网络》课程教学资源（PPT课件）第四章 局域网和城域网（3/3）

第四章局域网和城域网(3) 46IEE802.11标准:无线局域网 47IEEE8026标准:DQDB 4.8局域网性能

第四章 局域网和城域网 (3) ◼ 4.6 IEEE 802.11标准：无线局域网 ◼ 4.7 IEEE 802.6标准：DQDB ◼ 4.8 局域网性能

无线局域网:IEEE802.11 什么是无线局域网? 有线LAN的扩充或者替代技术,通过RF技术进行站 点间的通信 无线局域网的基本特性: 覆盖一定范围、全连接、广播支持 电池容量有限 噪声的干扰、安全、多个无线局域网的干扰 漫游服务 网络的动态配置:站点动态加入、退出、移动

无线局域网：IEEE 802.11 ◼ 什么是无线局域网？ ◼ 有线LAN的扩充或者替代技术，通过RF技术进行站 点间的通信 ◼ 无线局域网的基本特性： ◼ 覆盖一定范围、全连接、广播支持 ◼ 电池容量有限 ◼ 噪声的干扰、安全、多个无线局域网的干扰 ◼ 漫游服务 ◼ 网络的动态配置：站点动态加入、退出、移动

IEEE802.11参考模型(1) 基本服务集BSS:所有站点利用相同MAC 协议来访问同一个共享的传输媒体 ■访问点AP:通过AP连接到有线LAN 独立的BSS:节点之间相互通信 LAI ALAR BSS BSS BSS

IEEE 802.11参考模型（1） ◼ 基本服务集BSS：所有站点利用相同MAC 协议来访问同一个共享的传输媒体 ◼ 访问点AP：通过AP连接到有线LAN ◼ 独立的BSS：节点之间相互通信

IEEE802.11参考模型(2) ■扩展服务集ESS:两个或多个BSS,组成 个单一的逻辑上的局域网。 ■站点的移动特性来分:无移动、BSS转移 ESS转移 服务器 扩展服务集 分布式系统 访问点 访问点 站点 站点 站点 站点 站点 基本服务集 基本服务集 图4l4IE8021体系结构

IEEE 802.11参考模型（2） ◼ 扩展服务集ESS：两个或多个BSS，组成 一个单一的逻辑上的局域网。 ◼ 站点的移动特性来分：无移动、BSS转移、 ESS转移 分布式系统 服务器 扩展服务集 站点 站点 访问点 基本服务集 站点 站点 访问点 基本服务集 站点 图4.14 IEEE802.11体系结构

IEEE802.11参考模型(3) 无线局域网的传输技术: ■红外线:无法穿越不透明物体 ■窄带微波:采用特定的频率,和电话类似 通过采用不同的频率来保证隐私和不受干扰。 有些要申请许可证,有些则不需要 ■扩展频谱:使用扩展频谱技术,一般无需申 请许可证

IEEE 802.11参考模型（3） ◼ 无线局域网的传输技术： ◼ 红外线：无法穿越不透明物体 ◼ 窄带微波:采用特定的频率，和电话类似， 通过采用不同的频率来保证隐私和不受干扰。 有些要申请许可证，有些则不需要 ◼ 扩展频谱：使用扩展频谱技术，一般无需申 请许可证

IEEE802.11协议结构 无竞争服务 竞争服务 点协调功能 (PCF) 分布式协调功能(DCF) 物理层 图4l5IE80211协议结构

分布式协调功能（DCF） 物理层 点协调功能 （PCF） 无竞争服务 竞争服务 MAC层 图4.15 IEEE802.11协议结构 IEEE 802.11协议结构

IEEE 802.11. MAC DFWMAC: Distributed foundation wireless LAN n分布式访问机制: CSMA/CA 点协调模式:轮询 为什么采用 CSMA/CA而不是 CSMA/CD? CSMA/CD:以太网能够在传输的时候检测冲突 而对无线站点,相比其他站点来的信号而言,站点 发送的信号非常强 别的站点的信号经过一段距离的传播后信号会衰减

IEEE 802.11: MAC ◼ DFWMAC：Distributed Foundation Wireless LAN ◼ 分布式访问机制: CSMA/CA ◼ 点协调模式: 轮询 ◼ 为什么采用CSMA/CA而不是CSMA/CD？ ◼ CSMA/CD：以太网能够在传输的时候检测冲突 ◼ 而对无线站点，相比其他站点来的信号而言，站点 发送的信号非常强 ◼ 别的站点的信号经过一段距离的传播后信号会衰减

IEEE 802.11: CSMA/CA CSMA/CA包括两个部分: 在发送之前首先监听 冲突避免机制:由于无法进行冲突检测,检测到媒体忙时 说明有站点在传输,需要在监测到媒体空闲后再等待一段 时间后开始重新尝试,检测到媒体忙的次数越多,等待的 时间就越长。 基本算法 首先监听信道,如果空闲,等待一个IFS间隔后信道仍然 空闲?如空闲,发送 如果信道忙,等待直到传输结束,然后开始冲突避免阶段 冲突避免:传输完成后继续等待IFS间隔,如果信道仍然 空闲则进行二进制指数退避,等待一段随机时间后,继续 监听信道,如果信道空闲,竞争成功,传输帧 。其他站点继续监听直到传输完成进行下一次竞争

IEEE 802.11: CSMA/CA ◼ CSMA/CA包括两个部分： ◼ 在发送之前首先监听 ◼ 冲突避免机制：由于无法进行冲突检测，检测到媒体忙时 说明有站点在传输，需要在监测到媒体空闲后再等待一段 时间后开始重新尝试，检测到媒体忙的次数越多，等待的 时间就越长。 ◼ 基本算法 ◼ 首先监听信道，如果空闲，等待一个IFS间隔后信道仍然 空闲？如空闲，发送 ◼ 如果信道忙，等待直到传输结束，然后开始冲突避免阶段 ◼ 冲突避免：传输完成后继续等待IFS间隔，如果信道仍然 空闲则进行二进制指数退避，等待一段随机时间后，继续 监听信道，如果信道空闲，竞争成功，传输帧 ◼ 其他站点继续监听直到传输完成进行下一次竞争

IEEE 802.11: IFS 站点通过不同 Inter Frame Spaces(FS提供4种优先级 SIFS-Short Inter Frame Space PIFS-Point Coordination IFS DIFS-Distributed IfS EIFS-EXtended ifs ■IFS定义了站点检测到媒体空闲必须等待的最短时间, 站点采用的IFS越短,优先级越高 ■如果出现冲突,则采用指数退避算法,以保证重负载 下的稳定性

IEEE 802.11: IFS ◼ 站点通过不同Inter Frame Spaces (IFS)提供4种优先级 ◼ SIFS-Short Inter Frame Space ◼ PIFS-Point Coordination IFS ◼ DIFS-Distributed IFS ◼ EIFS-Extended IFS ◼ IFS定义了站点检测到媒体空闲必须等待的最短时间， 站点采用的IFS越短，优先级越高 ◼ 如果出现冲突，则采用指数退避算法，以保证重负载 下的稳定性

IEEE802.11:MAC层的ACK 站点收到一个帧后,等待SIFS间隔后发一个ACK。 发送冲突的机会比较多,在MAC帧实现重传,而不是等待高层协议 来重传,有助于冲突恢复 可以用于MAC层的分段支持 大的 LLC PDU分解成多个小的 MAC PDU 只需要重传小的 MAC PDU,并且冲突的机会减少 和MAC帧重传机制结合:获得媒体的访问权后,连续(收到ACK后)传 递多个MAC帧 DIS Data DIFS- Contention Win do Other VIT Next MPDU Defer Access Backoff after Dfer CSMA/CD Back-off Algorithm

IEEE 802.11: MAC层的ACK ◼ 站点收到一个帧后，等待SIFS间隔后发一个ACK。 ◼ 发送冲突的机会比较多，在MAC帧实现重传，而不是等待高层协议 来重传，有助于冲突恢复 ◼ 可以用于MAC层的分段支持 ◼ 大的LLC PDU分解成多个小的MAC PDU ◼ 只需要重传小的MAC PDU，并且冲突的机会减少 ◼ 和MAC帧重传机制结合：获得媒体的访问权后，连续（收到ACK后）传 递多个MAC帧