❶ 在家手机用宽带WIFI是不是一定要买猫和无线路由器
是要买光猫或者无线路由器其中一个就可以上手机WIFI网络。
1、光猫就是调制解调器,是将电信号转化为数字信号的设备,因为早期信号传输主要依靠电话线传输,没有这个调节器是无法转换网络。
2、路由器是一种网关设备,是主要的数据分配交换中心。通过光猫接收和解析数据以后发送给路由器,然后路由器可以将数据分配给不同的用户。也可以直接通过路由器可以实现多设备共用一条光纤,手机、电脑、智能设备都可以轻松接入因特网从而实现上网功能。
(1)dcf无线网络技术扩展阅读:
Wi-Fi基本工作原理
1、半双工时分系统:同一区域、同一频点 / 信道、同一时间只有一个设备能发送报文。
2、工作模式:主要采用DCF,即通过CSMA/CA(载波侦听多路访问/冲突避免,Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)技术来实现信道共享。
3、类似于以太网802.3协议中的CSMA/CD载波侦听多路访问/冲突检测,由于Wi-Fi是半双工的,所以进行了调整。CSMA/CD能检测冲突,但不能“避免”; CSMA/CA在发送是不能检测斗困冲突,只能尽量“避免”。空仔念
4、环境中的Wi-Fi设备 、终端多了整体的传输效率就会急速降低,所有时间都被用来传信令报,戚游无法进行正常的数据通信。因此能搜索到的Wi-Fi信号越多,Wi-Fi环境就越差。
❷ 怎样在有线网络上设计无线网络。
也许对于很多消费者来说,无线技术固然再好、再便捷但是如果不能BT下载,不能流畅地游戏那么它就没有价值。而本文的重点就是向大家介绍如何在WLAN环境下进行合理的BT下载设置,以便获得最佳的使用效果。
也许很多朋友都有这样的感觉,在将自家的有线路由器换成无线路由器以后,BT下载的稳定性和连接速度有了明显的下降,甚至是不能进行BT下载。其实,无论是有线还是无线路由他们的工作原理都基本一样:对内网向外网发出的信息不会进行阻拦,但对来自外部想进入内部网络的信息则会在进行识别、筛选后才会转发给内网电脑,也正是基于此原理,才导致了很多内网BT用户在下载时出现断流和缓慢的现象。当然,对于无线路由器来说,我们还需要进行一些额外的设置才能够获得与有线网络相同的下载效果。
关闭SSID
SSID(ServiceSetIdentifier)一般是由AP或无线路由器广播出来的局域网名称,它的目的是让只有设置为名称相同SSID的值的电脑才能互相通信。
对于BT下载来说,我们建议大家关闭SSID来获得更好的使用你效果。因为,关闭SSID后可以节省带宽的占用率和免除许多网络冗余信息,提高BT的下载速度。 另一方面,关闭SSID后也可以起到对网络保护的作用。关闭SSID广播后,其他用户将无法搜索到你无线设备的SSID,除非他能手动填写出你正确的SSID才能进行连接。
启用加密,控制用户数量
与传统有线路由相比,无线路由器更容易被他人入侵,尤其是没有采用任何加密措施的无线路由,你的邻居将毫不费力的使用你的网络进行下载和其他操作,从而影响你的网络质量。
除了上面提到的关闭SSID,我们还可以通过WEP和WPA这些无线加密手段来对网络进行保护。这里我们建议大家,在其他设置正常的情况下,排除ISP和软件的问题后,您不妨看看是否有人偷偷潜入了您的网络。
IEEE 802.11 Wireless LAN 网络
13.1 网络架构及特性简介
由于可携式计算机(包含笔记型计算机 (notebook) 和掌上型计算机 (laptop))普及率的快速成长,无线局域网络对今日的计算机及通讯工业来讲,将成为一项重要的观念及技术。在无线局域网络的架构中,计算机主机不需要像在传统的有线网络里,必需保持固定在网络架构中的某个节点上,而是可以在任意的时间作任何的移动,也能对网络上的数据作任意的访问。大体说来,无线网络有四项特性与传统的有线网络不同:
一、无线网络的目的地址(Destination Address)通常不等于目的位置(Destination Location):
在有线网络里,一个地址通常就代表一个固定的位置,然而在无线网络里,这件事不一定成立,因为在无线网络中,事先被给定地址的一部计算机,随时都有可能会移动到不同的地方。
二、无线网络的传输媒介会影响整体网络的设计:
无线网络的实体层和有线网络的实体层基本上有很大的不同,无线网络的实体层有下列特性:
点和点之间的连结范围是有限的,因为这牵涉到讯号强弱的关系。
使用了一个需要共享的传输媒介。
传送的讯号未被保护,易受外来噪声干扰。
在数据传送的可靠性来讲,较有线网络来的差。
具有动态的网络拓扑结构。
因为上述的原因,使得设计整个网络的软硬体架构,就会和传统的有线网络不同。举例而言,由于讯号传送范围的受限,使得无线局域网络硬体架构的设计,就必需考虑到只能在一个有着合理几何距离的区域内。
三、无线网络要有能力处理会移动的工作站:
对无线网络来讲,一个重要的要求就是,不但能处理可携式的工作站 (portable station),更要能处理移动式的工作站 (mobile station),可携式的工作站也会从某一个位置移动到另一个位置,但长时间来看,它通常还是会固定在某一个位置上。而移动式的工作站就有可能在短时间内不断的移动,且会在移动中仍对网络上的数据作访问。
四、无线网络和其它 IEEE 802 网络层间的关系不同:
为了达到网络的透明化,无线局域网络希望做到在逻辑链接层就能和别的网络相通,这使得无线局域网络必需将处理移动性工作站及保持数据传送可靠性的能力全做在网络媒介访问层 (MAC Layer) 中,这和传统有线网络在媒介访问层所需具有的功能是不同的。
无线局域网络正逐渐受到重视,为了使各种竞争产品之间能兼容互通,标准的制定就成了重要的工作,而 IEEE 802.11 无线局域网络 (wireless LAN) 的标准就在这样的情况下诞生。
IEEE 802.11 主要目的是要制定一套适合在无线局域网络环境下作业的通讯协议,最重要的工作,就是要制定出 MAC 层和实体层。 因此 IEEE 802.11 的参考模式主要分成两部份,第一部份是制定出适用于所有无线网络系统的 MAC 规格,设计出和实体层无关的 MAC 协议。第二部份则是制定出和传输媒介相关的 PHY 规格。IEEE 802.11 所支持的每一种传输讯号频宽,都有不同的 PHY 规格。例如,915MHz 频宽、2.4GHz 和5.2GHz 频宽以及红外线频宽等,都有不同的 PHY 规格。此外功率的管理和时限性的服务等也包括在 IEEE 802.11的定义范围内。本章讨论的重点将着重在 IEEE 802.11 所制订出的 MAC 通讯协议上。IEEE 802.11 无线局域网络的主要特性如下:
多重传输速率。IEEE 802.11可以让工作站使用不同的传输速率(单位为100kbps)在网络上通讯。例如 0.5 Mbps, 1 Mbps 或 2 Mbps。
frame为 IEEE 802.11 frame。
传输媒介为无线电。
基本通讯协议为 CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)。如果同时有二个或二个以上的工作站传送frame将造成冲撞,发生冲撞的frame视为无效并丢弃。IEEE 802.11所采用的 CSMA/CA通讯协议虽可避免大部分不必要的冲撞,但仍无法完全排除冲撞的现象。因此只适合用来传送非实时性的数据。
提供两种传送服务。分布式协调功能 (Distributed Coordination Function, DCF) 使用 CSMA/CA ,适合传输非实时信息。集中式协调功能 (Point Coordination Function, PCF) 由网络协调者 (Point Coordinator) 掌控并且以轮询 (polling) 的方式安排工作站传送frame的时机及顺序。由于工作站传送的时间可事先安排,因此可提供保证传送延迟的服务。
非实时传输使用之频宽不保证公平分配。在 DCF 部份由于工作站利用 CSMA/CA 通讯协议来互相竞争传送frame的机会,并没有轮流传送的特性,因此每个工作站实际使用的频宽量可能不同。
提供认证 (Authentication) 及数据保密 (Privacy) 功能。无线电是一种开放性的介质,任何人都可以很容易的干扰或!!。任证是确任对方的身分,免得在不知情的状况下因
为与陌生人通讯而泄漏重要的信息。保密是利用加密 (Encryption) 及解密 (Decryption) 的技术来保护传送的数据,使得!!者即使!!到数据也无法得知其内容。
较不适合多媒体信息传输。虽然网络提供保证的传送延迟服务,但目前最高的传送速率只有 2 Mbps。此频宽尚不足以应付具有实时要求的多媒体信息。如果无线网络上同时存在许多工作站,则每一部工作站平均分配到的频宽将更少。
13.2 无线局域网络硬件架构
要了解无线局域网络硬件架构之前,要先了解无线局域网络协议的功能需求,因为 IEEE 802.11 就是根据这些需求,拟订了一套无线局域网络系统的基本架构。 IEEE 802.11将最低的功能频宽订为 1Mbps,这对于一般性的操作,像档案传输、程序加载、交易处理等,是绝对必要的。对于需要传输实时数据的应用软件,像数字式声音、影像等,IEEE 802.11也提供了时限性 (time bounded)的服务。另外,IEEE 802.11也定义了包括财务、办公室、学校以及工业大楼等各种环境中的可靠操作需求。此外,还定义了行动式的计算机系统至少必须支持每小时几哩的行人速度。而为了整合这些需求,IEEE 802.11就制订出两种不同类型的无线局域网络基本架构:
有基础架构的无线局域网络 (Infrastructure Wireless LAN)
无基础架构的无线局域网络 (Ad Hoc Wireless LAN)
所谓的基础架构通常指的就是一个现存的有线网络分布式系统 (wired distribution system),在这种网络架构中,会存在一种特别的节点,称作AP (access points),这个AP的功能就是要将一个或多个的无线局域网络和现存的有线网络分散系统相连结,以提供某个无线局域网络中的工作站,能和较远距离的另一个无线局域网络的工作站通讯,另一方面也促使无线局域网络中的工作站,能访问有线分布式系统中的网络资源。这一类型的无线网络通讯范围,通常是以同一栋建筑物出现,例如,商店、医院、或是同一栋楼层。
无基础架构的无线局域网络主要是要提供不限量的用户,能实时架设起无线通信网路,在这种架构中,通常任二个用户间都可直接通讯,这一类的无线网络架构在会议室里经常用得上。IEEE 802.11所制订的架构允许“无基础架构的无线局域网络”和“有基础架构的无线局域网络”同时使用同一套基本访问协议。然而,一般讨论 IEEE 802.11 无线局域网络硬体架构,还是偏重在“有基础架构的无线网络上”。IEEE 802.11 所定义的无线网络硬体架构,主要由下列组件所组成(参考图13-1):
Wireless Medium (WM):无线传输媒介,无线局域网络实体层所使用到的传输媒介。
Station (STA):工作站,任何设备只要拥有 IEEE 802.11 的 MAC 层和 PHY 层的接口,就可称为一个工作站。
Station Services (SS):工作站服务,提供工作站送收数据的服务。
Basic Service Area (BSA):在“有基础架构的无线局域网络”中,每一个几何上的建构区块 (building block) 就称为一个基本服务区域 (Basic Service Area, 简称 BSA) ,每一建构区块的大小依该无线工作站的环境和功率而定。
Basic Service Set (BSS):基本服务区中所有工作站的集合。
Distribute System (DS):分布式系统,通常是由有线网络所构成,可将数个 BSAs 连结起来。
Access Point (AP):AP,连结 BSS 和 DS 的设备,不但具有工作站的功能,还提供工作站具有访问分布式系统的能力,通常在一个 BSA 内会有一个AP。
Extended Service Area (ESA):数个 BSAs 经由 DS 连结在一起,所形成的区域,就叫作一个扩充服务区。
Extended Service Set (ESS):数个经由分布式系统所连接的 BSS 中的每一基本工作站集,形成一个扩充服务集。
Distribution System Services (DSS):分布式系统所提供的服务,使得数据能在不同的 BSSs 间传送。
图13-1 无线网络硬体架构组成组件
IEEE 802.11 无线网络系统与传统的有线局域网络相连结是经由一个称为 “端口接器”(Portal)的连结设备,如图13-2 所示。端口接器的主要功能是将数据从有线局域网络送入无线网络系统,或将来自无线局域网络的数据送入有线局域网络中。这之间除了必须考虑通讯协议的不同外也要考虑到传输媒介的差异。
图13-2 无线局域网络与有线局域网络之相连结
13.3 无线局域网络软件架构
IEEE 802.11的软体架构主要可分为工作站软体和分布式系统软体二部份。标准中并无规定应如何实作此分布式系统软体,取而代之的是,它描述了这个分布式系统应提供那些服务才能满足整个系统所需。因此,无线网络的软件架构可看成是由下列二大类的服务所组成(参考图13-3):
工作站服务 (Station Services, 简称 SS), 由工作站所提供。此类服务提供工作站具有正确送收数据的能力,另外也考虑传送数据的安全性。包含下列两种服务:
身份确认服务(Authentication)
隐密性服务(Privacy)
分布式系统服务(Distribution System Services, 简称 DSS),由分布式系统所提供。此类服务使 MAC frame能在同一个 ESS 中的不同 BSS 间传送。无论工作站移动到那里,也都要能收到它该收到的数据,这类服务大部份是由一个特别的工作站呼叫使用,此工作站本身也同时提供这些服务,因此也称为AP(Access Point, 简称AP)。AP是唯一同时提供 SS 和 DSS的无线网络组件,它也是工作站与分布式系统间的桥梁。分散系统提供下列五种服务:
联结服务(Association)
取消联结服务(Disassociation)
分送服务(Distribution)
整合服务(Integration)
重联结服务(Reassociation)
图13-3 无线网络软体服务架构
IEEE 802.11 所指定的七种服务中有五种是用来支持使“媒介访问服务数据单元”(MAC service data unit,简称 MSDU) 能在不同的 BSS 间传送。另外二种则是用来控制工作站对 IEEE 802.11局域网络的访问,及数据的隐私性。其功能分述如下:
分送服务(Distribution):此服务的主要工作就是将分布式系统中的数据送到该送到的地方。以图13-3 为例,假设有一笔frame要从 工作站 1 送到 工作站 4 ,一开始这笔frame会先被送到工作站 2 ( 输入AP),接着工作站 2 会透过“分送服务”将这笔frame送到工作站 3 (输出AP),而工作站 3 再透过无线媒介将frame送达工作站 4 。IEEE 802.11 并没有规定分散系统要如何将frame正确的送达目的位置,但它说明了在“联结”(Association)、“取消联结”(Disassociation)及“重联结”(Reassociation) 等服务中该提供那些信息,使得分散系统可以决定该笔frame该送往那个 输出AP,而将frame送达正确的目的地位置。
整合服务(Integration):此服务的主要目的是要使frame能在分散系统和现存的传统局域网络间传送。如果分送服务知道该笔frame的目的地位置是一个现存的 IEEE 802.x 有线局域网络,则该笔frame在分散系统中的输出点将是端口接器而不是AP。分送服务若发现该frame是要被送到端口接器将会使得分散系统在frame送达端口接器后接着驱动“整合服务”,而整合服务的任务就是将该笔frame从分散系统转送到相连的局域网络媒介。其中整合服务要做的主要工作就是将不同的地址空间做一个转换。 为了要了解以下所将要介绍的“联结”(Association)、“取消联结”(Disassociation)及“重联结”(Reassociation)等服务的意义,我们先介绍一个叫做“移动性”(mobility) 的观念,IEEE 802.11对工作站,定义了三种程度的“移动性”,分别描述如下: 无变动:此程度的移动性又可分为以下两种型式:静止(工作站根本就没动)及区域性的移动(工作站只在一个基本服务区内移动)。
基本服务区的变动:工作站会从一个基本服务区移动到另一个基本服务区,但仍保持在同一个扩充服务区内。
扩充服务区的变动:工作站会从某一个扩充服务区内的基本服务区移动到另一个扩充服务区内的基本服务区。
联结服务(Association):此服务的主要目的是要在工作站和AP之间建立一个通讯联机。当分布式系统要将数据送给工作站时,它必需事先知道这个工作站目前是透过那个AP来访问分布式系统,这些信息就是由联结服务来提供。一个工作站在被允许借由某个AP送数据给分散系统之前,它必须先和此AP作联结,通常在一个基本服务区内有一个AP,因此任何在这个基本服务区内的工作站想和外界作通讯,就必须先向此AP相联结。此动作类似注册,因为当工作站作完联结的动作后,AP就会记住此工作站目前在它的管辖范围之内。请注意在任一瞬间,任一个工作站只会和一个AP作联结,这样才能使得分散系统能在任一时候知道哪一个工作站是由哪一个AP所管辖。然而,一个AP却可同时和多个工作站作联结。联结服务都是由工作站所启动的,通常工作站会借由启动联结服务来要求和AP作一个联结。
重联结服务(Reassociation):此服务的主要目的是要将一个移动中工作站的联结,从一个AP转移到另一个AP。当工作站从一个基本服务区移动到另一个基本服务区时,它就会启动一个“重联结的服务”,此服务会将工作站和它所移入的基本服务区内的AP作一个联结,使得分散系统将来能知道此工作站目前已由另一个AP所管辖了。重联结的服务也都是由工作站所启动的。
取消联结服务(Disassociation):此服务的主要目的是取消一个联结。当一个工作站传送资料结束时,可以启动“取消联结服务”。另外,当一个工作站从一个基本服务区移动到另一个基本服务区时,它除了会对新的AP启动“重联结服务”外,也会对旧的AP启动“取消联结服务”。此服务可由工作站或AP来启动。不论是哪一方启动,另一方都不能拒绝。AP可能因为网络负荷的原因,而启动此服务对工作站取消联结。
身份确认服务(Authentication):此服务的主要目的是用来确认每一个工作站的身份。IEEE 802.11 支援一种叫做“盘问/响应”(Challenge/Response,简称 C/R) 的身份确认方法。一般 C/R 身份确认的方法主要有下列三个步骤:
声明身份 (Assertion of Identity)
盘问声明 (Challenge of Assertion)
回应盘问 (Response to Challenge)
以下为 C/R 身份确认方法的实例
声明 (Assertion):我是工作站 4
盘问 (Challenge):证明你的身份
回应 (Response):这是我的密码
结果 (Result):如果密码 OK ,工作站就完成身份确认
IEEE 802.11 通常要求双向式的身份确认。在任一瞬间,一个工作站能同时和多个工作站(包含AP)作身份确认的动作。身份确认的服务是属于工作站服务。
隐密性服务 (Privacy);此服务的主要目的是避免传送数据的内容被!!。无线网络和有线网络不太相同的地方,其中一点就在于无线网络的数据是在空气这开放的介质中传播,因此任何只要装有 IEEE 802.11 适配卡的工作站都能接收到别人的数据,所以数据的保密性若做的不好,资料就很容易被别人所!!。“隐密性服务”的主要功能就是提供一套“隐密性服务”的算法 (privacy algorithm) 将数据做加密与解密。“隐密性服务”也是属于工作站服务 。
13.4 frame格式
IEEE 802.11 的 MAC frame格式如图13-4 所示,其中包含
frame标头 (Header):30字节,此部份主要包括了控制信息 (control information),地址 (addressing),顺序号码 (sequencing number),持续时间 (ration) 等字段。
资料:长度不一(0 - 2312 字节),此部份依frame型态 (frame type) 有所不同。
错误检查码 :4 字节,记录frame的检查码,采用 CRC-32 技术。
2 2 6 6 6 2 6 0-2312 4 字节
Frame Control
Duration/ID
Address 1
Address 2
Address 3
Sequence Control
Address 4
Frame Body
CRC
------------------------- MAC Header --------------
图13-4 MAC frame格式
13.4.1 frame控制字段
frame控制字段之格式如图13-5 所示。其中
2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 位
Protocol
Version
Type
Subtype
To
DS
From DS
More
Flag
Retry
Pwr
Mgt
More
Data
WEP
Order
图13-5 frame控制字段格式
Protocol Version : 802.11 标准版本,目前值为 00。
Type and Subtype : frame型态,目前定义的有三种 : Data frame, Control frame, Management frame。 每一种型态有可分为若干次型态,如表13-1 所示。
To DS : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(包括广播或群播frame)要传送给分布式系统。若为其它种类的frame,则其值应为 0。
From DS : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(包括广播或群播frame)是由分布式系统传送下来。若为其它种类的frame,则其值应为 0。To DS 与 From DS之组合有四种,期代表意义如表13-2 所示。
More Fragments : 此旗标值为 1 表示工作站尚有其它片段(Fragments) 待传送。若为其它种类的frame,则其值应为 0。
Retry : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(或Managementframe)为重送之frame。接收端可依此讯息来丢弃重复之frame。
Power Management : 此旗标用来显示工作站之电源管理模式。其值为 1 表示此工作站处于省电模式,其值为 0 表示此工作站处于正常模式。所有由 AP 传送的frame上此值都必须为 0。
More Data : 此旗标由 AP 用来通知处于省电模式之工作站说 AP 目前仍有MSDUs 欲传送给该工作站。在 Data frame上其值为 1 表示至少还有一个 MSDU 待转送。若为其它种类的frame,则其值应为 0。
WEP : 此旗标值为 1 表示此 Data frame(或Managementframe)中所携带的数据已经过 WEP 算法处理过。若为其它的frame,则其值应为 0。
Order : 此旗标值为 1 表示此 Data frame经由严格依序服务等级 (Strictly-Ordered service class) 来传送。若为其它的frame,则其值应为 0。
表13-1 各式frame型态及次型态
Type value
b3 b2
Type Description
Subtype Value
b7 b6 b5 b4
Subtype Description
00
Management
0000
Association Request
00
Management
0001
Association Response
00
Management
0010
Reassociation Request
00
Management
0011
Reassociation Response
00
Management
0100
Probe Request
00
Management
0101
Probe Response
00
Management
0110-0111
Reserved
00
Management
1000
Beacon
00
Management
1001
ATIM
00
Management
1010
Disassociation
00
Management
1011
Authentication
00
Management
1100
Deauthentication
00
Management
1101-1111
Reserved
01
Control
0000-1001
Reserved
01
Control
1010
PS-Poll
01
Control
1011
RTS
01
Control
1100
CLS
01
Control
1101
ACK
01
Control
1110
CF End
01
Control
1111
CF End+CF-Ack
10
Data
0000
Data
10
Data
0001
Data+CF-Ack
10
Data
0010
Data+CF-Poll
10
Data
0011
Data+CF-Ack+CF-Poll
10
Data
0100
Null Function (no data)
10
Data
0101
CF-Ack (no data)
10
Data
0110
CF-Poll (no data)
10
Data
0111
CF-Ack+CF-Poll (no data)
10
Data
1000-1111
Reserved
11
Reserved
0000-1111
Reserved
表13-2 To DS 与 From DS组合与意义
To DS
From DS值
代表意义
To DS = 0
From DS = 0
Dataframe由一个工作站直接传送给另外一个在相同BSS中的工作站
To DS = 1
Dataframe传送给分布式系统
From DS = 0
To DS = 0
From DS = 1
Dataframe由分布式系统传下来
To DS = 1
From DS = 1
由一个AP 传给另外一个AP 的WDSframe
13.4.2 Duration/ID 字段
Duration /ID 字段长度为16位,其用法如下(请参考表13-3):
若frame为控制型态(Control Type),且次型态为PS-Poll, 则此字段代表一个SID, 其最左边两个位都是1, 而剩下的 14 位则是传送此frame之工作站之SID。SID 值的范围为 1 到 2007。
若为其它frame,则此字段代表一个ration, 其值依各frame型态而定。不过对于所有在免竞争期间所传送的frame来说,此字段之值应设为 32768。当Duration/ID 字段的内容小于 32768 时,表示其为一个ration 值,应该被拿来修正NAV。
表13-3 Duration /ID 字段意义 Bit 15
Bit 14
Bits 13-0
用途
0
0-32767
Duration (由此frame结束后起 算,单位为us)
1
0
0
在免竞争期间所传送之frame使用之固定值(32768)
1
0
1-16383
保留
1
1
0
保留
1
1
1-2007
在PS-Pollframe中指定之工作站 ID
1
1
20013-16383
保留
13.4.3 地址字段
MACframe格式中共有四个地址字段。这些字段用来记录BSSID (BSS Identifier), 起始工作站地址 (Source Address, SA),目地的工作站地址(Destination Address, DA),传送工作站地址(Transmitter Address, TA),及接收工作站地址(Receiver Address, RA)。其中目地的工作站地址(DA) 可以是各别或群播地址。是该frame的最终目的地。起始工作站地址 (SA) 是产生此frame的工作站地址。传送工作站地址(TA) 是指在无线媒介上传送此frame的工作站地址。接收工作站地址(RA) 则是指在无线媒介上接收此frame的工作站地址。每一个地址长度都是符合 IEEE 802 标准之 48 位。有些frame并不需要用到所有的地址字段。有些地址字段在使用时和其在地址字段的相对地址(1-4)有关而与地址型态无关。例如当一个工作站接收到一笔frame时,都是用Address 1 的内容来判断该frame是否传送给自己。而 CTS frame (ACKframe) 中的 RA 则等于 RTS frame (需要被回复之frame) 中的 Address 2 的内容。
每个 BSS 都有一个具唯一性的辨识码 (BSSID, 长度为 48 位), 对于有基础架构的BSS, 此辨识码为AP (AP) 中的工作站的地址。对于无基础架构的BSS (IBSS), 此辨识码最左边两个位为 01, 而剩下的 46 位则以随机数产生。广播性BSSID (48 位都为 1) 只能用在管理frame且次型态为Probe (Type = 00, Subtype = 0100 或 0101)。
13.4.4 顺序控制字段 (Sequence Control)
顺序控制字段包含两个次字段 : 顺序号码 (Sequence Number, 12 位) 及片段号码 (Segment Number, 4 位), 如图13-6 所示。其中顺序号码为该frame携带之 MSDU 的顺序号码。每一个 MSDU 都有一个顺序号码, 其值由 0 开始, 到4095, 然后重复轮流使用。由同一个 MSDU 切割出来的片段都应该使用相同的顺序号码。片段号码则是指该片段在原来MSDU所切割出来的片段顺序。第一个片段(或没有切割的MSDU)其值为0。以后则依序加一,到 15 为止,然后重复轮流使用。
4 12 位
Fragment Number
Sequence Number
图13-6 顺序控制字段
13.5 各式frame型态之格式
13.5.1控制frame
控制frame之控制字段内容如图13-7所示。
Protocol
Version
Type
Subtype
To
DS
From DS
More
Flag
Retry
Pwr
Mgt
More
Data
WEP
Order
Protocol
Version
Control
Subtype
0
0
0
0
Pwr
Mgt
0
0
0
2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1 位
❸ 无线局域网的技术与应用论文 (需要资料)
无线局域网的典型组网方式
1. 无线组网
组网要求:在局域网内用无线的方式组网,实现各设备间的资源共享。
组网方式:在局域网中心放置无线接入点,上网设备上加装无线网卡。
2 . 点到点连接
①单机与计算机网络的无线连接
组网要求:实现远端计算机与计算机网络中心的无线连接
组网方式:在计算机网络中心加装无线接入点外接定向天线,在单机上加装无线网卡外接定向天线与网络中心相对。
②计算机网络间的无线连接
组网要求:实现远端计算机网络与计算机网络中心的无线连接
组网方式:在计算机网络中心加装无线接入点外接定向天线,在远端计算机网络加装无线接入点外接定向天线与网络中心相对。
3 . 点到多点的连接
①异频多点连接
组网要求:有 A 、 B 、 C 三个有线网络, A 为中心网络,要实现 A 网分别与 B 网和 C 网的无线连接。
百事通
组网方式:在 A 网加装一无线网桥外接定向天线,在 B 网加装一无线网桥外接定向天线和 A 网相对;在 A 网加装另一无线网桥外接定向天线,在 C 网加装一无线网桥外接定向天线 和 A 网的第二个定向天线相对。
②同频多点连接
组网要求:有 A 、 B 、 C 、 D 四个有线网络, A 为中心网络,要实现 A 网分别与 B 网、 C 网、 D 网的无线连接。
组网方式:在 A 网加装一无线网桥外接全向天线,在 B 网、 C 网、 D 网各加装一无线网桥外接定向天线和 A 网相对, A 网与 B 、 C 、 D 三网以相同的频率建立连接。
4 . 面向区域的移动上网服务
组网要求:在较大的范围内为在此区域内的移动设备提供移动上网服务。
组网方式:在区域内进行基站选点,在每个基站放置无线接入点外接全向天线,形成多个互相交叠的蜂窝来覆盖要联网的区域。移动设备上加装无线网卡,即可享受在此范围内的移动联网服务。
5. 中继连接
①跨越障碍物的连接
组网要求:两个网络间要实现无线组网,但两个网络的地理位置间有障碍物,不存在微波传输所要求的可视路径。
组网方式:采用建立中继中心的方式,寻找一个能同时看到两个网络的位置设置中继点,使两个网络能够通过中继建立连接。
②长距离连接
组网要求:两个网络间要实现无线组网,但两个网络的距离超过了点对点连接能达到的最大通信距离。
组网方式:在两个网络间建立一个中继点,使两个网络能够通过中继建立连接。
6 . 网状网连接
无线网状网是纯无线网络的系统,网络内的各个 AP 之间可以通过无线通道直接相互连接。
相互间无线连接的 AP 数量可以不受限制。通常一个城市里面可以有上万台 AP 同时在网络上协调工作。无线网状网整体网络中的任何位置的 AP 都拥有相同的带宽,不会因多级连接而降低带宽。无线网状网可以构成覆盖城市范围的宽带无线通讯网,可以提供无线的 VOIP 和移动宽带多媒体通信服务,也可以为某些特定行业用户,提供城域宽带无线移动接入服务。
❹ 无线网卡的天线的作用原理,希望物理达人们指点一二!谢谢!
无线AP的工作原理是将网络信号通过双绞线传送过来,经过AP产品的编译,将电信号转换成为无线电讯号发送出来,形成无线网的覆盖,这一切,只需要一根网线和一个电源就可以完成。
通俗的来说就是微波射频技术
笔记本目前有WIFI、GPRS、CDMA等几种无线数据传输模式来上网,后两者由中国电信和中国联通来实现,前者电信或网通有所参与,但不多主要是自己拥有接入互联网的WIFI基站(其实就是WIFI路由器等)和笔记本用的WIFI网卡。要说基本概念是差不多的,通过无线形式进行数据传输。无线上网遵循802.1q标准
通过无线传输,有无线接入点发出信号,用无线网卡接受和发送数据
无线网络是实现移动Internet的基本物理网之一,它为移动计算机(移动终端)提供高速
的网络接入方法。目前,无线局域网提供的通信业务实际上是一个尚未开发的大市场,有着很
大的潜力。国际上许多大公司,如IBM、AT&T(Incent)、DEC、AMD等都在加紧研制无线网络产
品。现虽有部分产品面市,但只是实现了简单的计算机无线联网,真正支持移动通信的产品还
未见到。IEEE协会已推出了IEEE802.11协议,制订了无线局域网的媒体访问控制协议,我们研
制的网卡不但符合IEEE802.11协议,而且具有漫游和散步功能。
无线网卡的硬件组成包括Antenna & RF、IF、SS和NIC等几部分,如图所示。
@@49E19000.GIF;图1 网卡的硬件组成示意图@@
NIC是网络接口控制单元,它完成SS单元与计算机之间的接口控制。SS是扩频解扩频及解
调单元,它完成对发送数据的频谱扩展和对接收信号的解扩解调,同时,它还具有对数据进行
加、解扰处理的功能,在QPSK时还要进行并/串和串/并变换。在SS单元,还要对发射功率和分
集接收进行相应的控制,并具有信道能量检测(ED-Energy Detect,实际是接收信号强度指示
RSSI-Receive Signal Strength Indication)和载波强度(CS-CarrierSense,实际是信号
质量SQ-Signal Quality)检测等功能。IF是中频单元,它完成对已扩频信号的调制BPSK/QP
SK)和对接收信号的变频及其它处理。RF&Antenna单元完成对发送中频信号的向上和向下变
频、功率放大(PA)及低噪声放大(LNA)等功能,一般包括Antenna及分集开关、T/R开关、LNA
和PA、Local oscilator、向下/向下混频器、滤波器几个部分。
由RF&Antenna、IF和SS单元构成了扩频通信机(SS Transceiver)。
无线网卡的工作原理
按照IEEE802.11协议,无线局域网卡分为媒体访问控制(MAC)层和物理层(PHY Layer)在
两者之间,还定义了一个媒体访问控制-物理(MAC-PHY)子层(Sublayers)。MAC层提供主机与
物理层之间的接口,并管理外部存储器,它与无线网卡硬件的NIC单元相对应。
物理层具体实现无线电信号的接收与发射,它与无线网卡硬件中的扩频通信机相对应。
物理层提供空闲信道估计CCA信息给MAC层,以便决定是否可以发送信号,通过MAC层的控制来
实现无线网络的CCSMA/CA协议,而MAC-PHY子层主要实现数据的打包与拆包,把必要的控制信
息放在数据包的前面。
IEEE802.11协议指出,物理层必须有至少一种提供空闲信道估计CCA信号的方法。
无线网卡的工作原理如下:当物理层接收到信号并确认无错后提交给MAC-PHY子层,经过
拆包后把数据上交MAC层,然后判断是否是发给本网卡的数据,若是,则上交,否则,丢弃。
如果物理层接收到的发给本网卡的信号有错,则需要通知发送端重发此包信息。当网卡
有数据需要发送时,首先要判断信道是否空闲。若空,随机退避一段时间后发送,否则,暂不发
送。由于网卡为时分双工工作,所以,发送时不能接收,接收时不能发送。
扩频通信机
扩频通信机的功能和技术指标如下:
1.扩频和解扩
无线网卡几乎均采用了扩频技术,IEEE802.11也要求使用扩频技术,且规定扩频处理增益
不小于10dB。在无线网卡中使用扩频技术,主要有以下几方面的考虑:
·限制发射功率谱密度,减小对其它设备的影响;
·提高抗干扰能力;
·有一定的加密作用;
·在多用户环境下提高强有力的多址功能。
IEE802.11推荐使用的扩频技术有直扩(DS)和跳频(FH)两种,对应的调制方式分别为PS和
FSK。在我们研制的网卡中,使用的是直扩方式。
2.基带时间的加扰与解扰
时间加解扰器分别对未编码和已解码的基带时间(Bit)进行加扰和解扰。对数据进行加
扰的目的有二:一是进一步扩展频谱,减小数据中"0"和"1"数目的不平衡性;二是可以获得一
定的保密性。
3.DBPSK/DQPSK调制与解调
差分BPSK/QPSK编解码器和调制解调器分别对发送和接收的BPSK/QPSK信号进行编解码和
调制解调。
4.上/下变频
对发送IF已调信号上变频至RF以便发射;对接收到的RF信号下变频至IF以便进一步处理
。
5.RF信号的发送和接收
6.无线分集接收
可实现通信的二重极化分集或二重空间分集,从而改善无线网卡物理层的性能。
7.载波检测(CS)或信号质量(SQ)检测
8.能量检测(ED)或接收信号强度指示(RSSI)
9.PA控制
根据需要可控制发射机的发射功率。
10.技术指标
·频率范围:2.1400GHz~2.500GHz;
·调制方式:DS/BPSK或DS/QPSK,参考码可编程;
·通信方式:半双工;
·发射功率:10mW/100mW,自适应选择;
·数据速率:2Mbps/4Mbps;
·PN码速及码长:11.264Mc/s,11chips-64chips可编程;
·相关方式:匹配滤波器;
·PN码同步捕获时间:一个伪码周期;
·天线分集:空间自适应分集;
·接收机灵敏度:-89dBm~-99.5dBm,BER10—6。
NIC
NIC的功能是:
·从驱动程序接收时间并装帧发送;
·从扩频通信机接收数据,拆帧并送至驱动程序;
·媒体访问控制(MAC);
·与主机的总线接口;
·移动管理:越区切换、用户登录与认证;
·网络同步:网络同步指的是本站与基站和WLAN的其它站达到时钟同步;
·节能管理:当无业务量或者业务量少时,使物理层处于睡眠状态或节能工作模式。
媒体访问控制协议
媒体访问控制协议,即IEEE802.11MAC,IEEE802.11MAC的基础是CSMA/CA,在它之上可配置
无竞争信道访问的接入机制,这就是中心网控方式(PCF)。在PCF方式中,时间域被划分为超帧
格式。在超帧的无竞争期,由中心控制节点(一般是AP)进行轮询,某一时刻仅允许一个站点发
送。而在超帧的竞争期,使用改进的CSMA/CA方式,或称分布接入方式(DCF)。这样,IEEE8021
1MAC除了能以竞争接入方式支持异步业务外,无竞争的访问方式还可支持同步业务或时限业
务。时限业务对于实时数据和语音通信是至关重要的。
1.CSMA/CA与DCF
a)基本的CSMA/CA与访问优先权
如上所述,IEEE802.11MAC有两种访问控制方式:分布式(DCF)和集中控制方式(PCF),二者
的基础是CSMA/CA。IEEE802.11MAC采用的基本的CSMA/CA算法非常简单:当监测到信道空闲期
间大于某一帧间隔(IFS)后立即开始发送帧;否则延迟接入直至监测到需要的帧间隔,然后选
择退避时延进入退避;退避结束后重新开始上述过程。基本的CSMA/CA利用物理层提供的载波
监测指示信号CS监测信道的忙闲。IEEE802.11MAC规定了三种访问优先权,依优先权不同,IS
不同。
Short优先级:对需要立即响应业务(如某些控制帧)的优先级。例如,MAC层的Ack帧,或当
采用PCF时主机对轮询的响应帧等。该优先级的帧间隔被称为SIFS。
PCF优先级:PCF接入方式的优先级。该优先级的帧间隔被称为PIFS。
DCF优先级:DCF接入方式的优先级。该优先级的帧间隔被称为DIFS。上述各IFS满足:DF
S>PIFS>SIFS。
b)增强型CSMA/CA
为了增强基本CSMA/CA对异步业务传输的可靠性,IEEE802.11MAC建立在基本CSMA/CA的基
础上使用MAC层确认机制,也就是CSMA/CA+Ack,这样可以在MAC层对帧丢失予以检测并重新发
送。此外,为了进一步减小在各种环境下的碰撞概率,源站与目的站可在数据传送前交换简短
的控制帧,即RTS/CTS,它们以Short优先级接入信道。RTS/CTS帧中的Duration字段被各站点
(目的站除外)用于设置它们的网络分配矢量(NAV:Net Allocation Vector),以确定信道将被
占用多长时间,这样,载波监测的功能可由监测、维护CS及NAV实现。IEEE802.11MAC要求DC方
式必须支持基本的CSMA/CA,可选地支持增强型CSMA/CA,即CSMA/CA+Ack与CSMA/CA+Ack+RS/C
TS。
c)延迟接入与退避算法
如上所述,欲发送帧的站检测到信道忙时就会延迟接入,直到监测到信道空闲时间大于I
FS/SIFS后选择一个退避时间值然后进入退避状态。这样可解决正在处于延迟的多个站间的
竞争。
在退避状态下,只有当检测到信道空闲时退避计时器才计时。如果检测到信道忙,则退避
计时器将停止计时,直到检测到信道空闲时间大于DIFS后计时器才重新继续计时。这一做法
的作用是:当多个站延迟并进入随机退避状态后,退避时间值(Backoff)最小的站将在竞争中
获胜,从而获得对媒体的访问权:在竞争中失败的站会保持在退避状态直到下一个DIFS。这样
,这些主站就有可能比第一次进入退避的新站具有更短的退避时间。另外,退避过程也可重传
。
d)防止重帧
因为在IEEE802.11MAC中引入了确认和重传,所以可能产生重帧现象,即在接收站可能会
收到多个相同的帧。IEEE802.11MAC利用帧中的MPDU-ID域防止重帧现象。同一MPDU中的帧具
有相同的MPDU-ID值,在不同MPDU中的帧其MPDU-ID值不同。接收站保持一个MPDU-ID缓冲区它
将拒收那些MPDU-ID值与缓冲区某一MPDU-ID值相同的重传帧。
2.中心网控方式PCF
a)PCF支持的业务类型
如图2所示,PCF方式由上述CSMA/CA协议提供的访问优先级实现,它可支持无竞争型时限
业务及无竞争型异步业务。而DCF仅支持竞争型异步业务。
@@49E19001.GIF;图2 IEEE802.11 MAC的业务模型@@
b)超帧结构
@@49E19002.GIF;图3 PCF的超帧结构@@
IEEE802.11MAC使用图3所示的超帧实现PCF。在一个超帧期间(SFP),PCF使用无竞争期C
FP),DCF使用竞争期(CP)。
在超帧开始时,如果信道空闲则PCF获得信道访问权;否则PCF会延迟直到它检测到信道空
闲时间大于PIFS,才能获得信道访问权。这样,就可能引起超帧的扩展,导致超帧中CFP的起始
点可变,并且CFP的长度可变。DCF的异步业务将自动地延迟到CFP之后才能获得信道访问权。
c)PCF协议原理
PCF协议基于轮询机制。某站(如手持或固定站点)如希望提供无竞争服务,则需要向APA
ccess Point,即基站)发出请求,经许可后该站将被列入轮询序列,从而参与无竞争业务。
AP以PCF优先级向参与无竞争业务的站发送下行数据帧(CF-Down业务),具体使用帧头控
制域的轮询比特实现轮询。如果被轮询到的站有缓存的数据,则在检测到一个SIFS后立即将
数据发出。当AP发出轮询后,如果在PIFS时间内没有响应,那么AP将恢复对信道的控制,发出
下一个轮询帧。当发生下列情况时,参与无竞争业务的站不对AP的轮询进行响应:没有上行的
无竞争业务(CF-Up)等待发送,并且对前面收到的下行无竞争帧(CF-Down)也无须进行确认。
3.网同步
无线网络(WLAN)中每个站均有其内部时钟,所谓网同步指这些时钟的同步。在多区WLA中
,AP(基站)控制着网同步,它周期性地发送含有其自身时钟信息的信标帧,BSS内与AP连接的各
站对照此信标修改自己本地时钟。而在自组WLAN中,所有站均承担有定期发送网同步信标的
责任,各站根据确定的算法将本地时钟与"听"到的时间进行比较并调整,这样,在一定时间内
全网时钟能够达到同步。
无线网络中的许多功能都借助各站同步的时钟实现,例如,下面几个典型的功能就是利用
同步实现:
·节能管理,允许MT关闭其接收机直到下一信标到达为止。
·物理层管理,比如当物理层使用跳频扩展频谱方式时,网同步用于确定跳频定时。
·支持时限业务,利用网同步完成超帧定时。
尽管信标发送应该是定期的,但它也必须遵循CSMA/CA这一基本信道访问原则,因此确定
的"信标间隔"只能是预计发送时刻。信标中含有时戳、信标间隔等内容。信标以广播方式发
送,含有发送者的物理网地址(NID)。
如何在入网时获取同步,这一问题实际上是解决越区切换的基础。
4.节能管理
IEEE802.11MAC提供的节能管理机制允许网中各站点收发器在一段时间内关闭,使之工作
于低功耗节能模式。其基本原则是在不同环境中,使网中站点获得合理的性能/功耗比。
在多区WLAN中,当一个站希望进入节能模式时,应事先通知AP。而AP将暂存发往该站的数
据并在适当的时刻转发给该站。在由AP定时发送的信标中含有业务指示表TIM,该表中标识了
哪些站在AP中暂存有待收数据。工作于节能模式的站点仍需以一定的时间间隔定时"苏醒"以
便接收像信标帧这样的控制帧。在TIM被标识的站点应当向AP申请或做好等待接收被暂存数
据的准备。
在自组WLAN中,没有像AP这样的站点始终处于激活状态并为其它站点提供暂存服务。为
了支持节能工作模式,需要各站在全网同步的基础上定时"苏醒"。当某站要向一个处于节能
模式的站点发送数据时,就预先发送一种具有声明性质的控制帧(ATIM),这样可使处于节能模
式的目的站能定时打开收发器并维持一段时间的正常工作状态,以便接收源站点后续发来的
数据。
结论
对于无线网络,目前世界标准(IEEE802.11)已经确定,网卡硬件和相应的IC陆续推出,价
格逐渐下降,无线网卡的软件也已渐成熟,其市场将会越来越明朗,如再与移动Intenet网结合
,仿照移动电话蜂窝网的形式来组网,其前景将更看好。
❺ 无线局域网MAC协议哪些特点为什么在无线局域网中不能使用CSMA/CD而必须使用CAMA/CA协议
答:无线局域网的MAC 协议提供了一个名为分布式协调功能(DCF)的分布式接入控制机制
接入方式主要特点固定接入在作为网络用户期间,用户设置的地理位置保持不变
移动接入
用户设备能够以车辆熟读(一般取为每小时120 公里)移动时进行网络通讯。当发生切换(即用户移动到不同蜂窝小区)时,通信仍然是连续的。便携接入在受限的网络覆盖面积中,用户设备能够在以步行速度移动时进行网络通信,提供有限的切换能力。
游牧接入
用户设备的地理位置至少在进行网络通信
时保持不变。如果用户设备移动了位置(改
变了蜂窝小区),那么再次进行通信时可能
还要寻找最佳的基站。
以及工作于其上的一个可选的集中式控制,该集中式控制算法称为点协调功能(PCF)。DCF
采用争用算法为所有通信量提供接入;PCF 提供无争用的服务,并利用了DCF 特性来保
证它的用户可靠接入。PCF 采用类似轮询的方法将发送权轮流交给各站,从而避免了冲
突的产生,对于分组语音这样对于时间敏感的业务,就应提供PCF 服务。由于无线信道
信号强度随传播距离动态变化范围很大,不能根据信号强度来判断是否发生冲突,因此
不适用有线局域网的的冲突检测协议CSMA/CD。802.11 采用了CSMA/CA 技术,CA 表示冲
突避免。这种协议实际上是在发送数据帧前需对信道进行预约。这种CSMA/CA 协议通过
RTS(请求发送)帧和CTS(允许发送)帧来实现。源站在发送数据前,先向目的站发送
一个称为RTS 的短帧,目的站收到RTS 后向源站响应一个CTS 短帧,发送站收到CTS 后
就可向目的站发送数据帧。
❻ Mac 协议中的 DIFS PIFS SIFS 。
SIFS
Short Interframe Space(SIFS):在802.11系列无线局域网中SIFS是固定值,SIFS是最小的帧间间隔,因此采用SIFS的节点具有访问无线链路的最高优先级。它等于节点从发送状态切换到接收状态并能正确解码所需要的时间,或者从接收状态转为发送状态所需要的时间,在SIFS过期后可能发送的数据包包括ACK、CTS帧,不同标准中规定的SIFS值不同。
Standard SIFS(μs)
IEEE 802.11b 10
IEEE 802.11a 16
IEEE 802.11g 10
DIFS
DCF Interframe Space(DIFS):在DCF协议中,节点在开始发送数据之前需要监测信道是否空闲。如果信道已经空闲,则节点仍需等待DIFS段时间才开始发送数据;而如果在DIFS时间段内任一时刻信道被监测为忙,则节点不得不推迟它的数据发送。DIFS和SIFS间的计算关系如下:
DIFS = SIFS + (2 * Slot time)
Standard Slot Time(µs) DIFS(µs)
IEEE 802.11b 20 50
IEEE 802.11a 9 34
IEEE 802.11g 9 or 20 28 or 50
PIFS
PCF Interframe Space(PIFS):PCF使得AP等待PIFS而不是DIFS时间以访问信道,由于DIFS > PIFS > SIFS,因此AP总比普通节点具有更高的访问信道的优先级。
PIFS = SIFS + Slot time
Standard Slot time(µs) PIFS(µs)
IEEE 802.11b 20 30
IEEE 802.11a 9 25
IEEE 802.11g 9 or 20 19 or 30
EIFS
Extended Interframe Space(EIFS):在前一帧出错的情况下,发送节点不得不延迟EIFS而不是DIFS时间段后再发送下一帧。
EIFS = Transmission time of Ack frame at lowest basic rate + SIFS + DIFS
希望能帮到你