• 第二章 802.11 网络概论


    一 前言

          最近有一段空闲时间,抓紧来学习博客<IC设计学习路线>,毕竟实践才是最重要!哈哈哈,就从802.11开始身体力行,即WIFI协议。重点章节:第三章,第四章,8,9,10,11章,电子书如下:

     第一章为总述(MAC就是802.11的核心)。第二章为网络概述,今天就记录自己看完<第二章 网络概述>的笔记。在写这篇博客时,我已经看到<第三章 MAC层>,通过阅读802.11文档,MAC层是核心。

    笔记为文档的概括和自己理解及搜索的资料补充。

     二  正文

    阅读第二章,不仅能初步认识802.11 与一些重要的概念、也可以了解通信协议背后的设计原理,以及它们如何提供类似Ethernet 的使用经验。

    802.11 与Ethernet 十分类似。802.11 的核心,介质访问控制(media accesscontrol,简称MAC)的真实含义。

    802.11 设备具备移动性;它们可以轻易在不同网络区段问自由移动。

     简记OSI七层参考模型:802.11位于介质访问控制层,OSI 模型(悟空(数)网传会表白(应))

    数据链路层(MAC层)

    建立逻辑连接、进行硬件地址寻址、差错校验 [3]  等功能。(由底层网络定义协议)将比特组合成字节进而组合成帧,用MAC地址访问介质,错误发现但不能纠正。

    MAC 是一组用以决定如何访问介质与传送数据的规则,至于传送与接收的细节则交由PHY 负责。802.11 只不过是另一种可以利用802.2/LLC封装(encapsulation)的链路层。

    802.11基本规格涵盖了802.11 MAC 以及两种物理层(physical layer ) : 一是跳频展频( frequency-hopping spread-spectrum, 简称FHSS ) 物理层, 另一是直接序列展频

    (direct-sequence spread-spectrum,简称DSSS)物理层。

    网络服务

    802.11 总共可以提供九种服务。其中三种用来传送数据,其余六种均属管理作业,目的是让网络能够追踪行动节点以及传递帧。

    1.3.1.1  工作站服务

    工作站提供「帧传递(frame delivery)服务让信息得以传递,为了支持此项任务,工作站还必须以「身份认证」服务来建立连接。

    2.3.1.2 传输系统服务

    传输系统服务负责将基站连接至传输系统。传输系统服务负责将基站连接至传输系统。基站的主要功能是将有线网络所提供的服务延伸至无线网络;方法是对无线端提供「传输」与「整合」服务。传输系统另外一项重要的功能是管理移动式工作站的连接。

    2.3.1.3 机密性与访问控制机密性与访问控制

    服务彼此密不可分。除了传输数据的私密性(secrecy),「机密性」服务也提供帧内容的完整性(integrity)。「机密性」服务仰赖身份认证与密钥管理的配套。

    2.3.1.4 频谱管理服务

    这项服务让无线网络得以回应环境,以及动态变更电波的设置值。

    第一种服务称为传输功率控制(TPC),用来动态调整工作站的传输功率。

    第二种服务称为动态选频(DFS),开发的目的主要是为了在欧洲地区避免干扰5GHz 频段的雷达系统如下图所示:

     2.2 802.11 相关术语及其设计

     上图为802.11 LAN的四种实体元件,下面将分别介绍:

    1.工作站(Station)

    所谓的工作站(station),是指配备无线网络界面的计算设备。在我的理解就是终端(如手机,笔记本)

     2.基站(Access Point)

    802.11 网络所使用的帧必须经过转换,方能被传递至其他不同类型的网络。具备无线至有线( wireless-to-wired)桥接功能的设备称为基站(access point,简称AP);

     3.无线介质(Wireless medium)

    802.11 标准以无线介质(Wireless medium)在工作站之间传递帧。802.11 最初标准化了两种射频( radio frequency,简称RF)物理层以及一种红外线(infrared)物理层。

    注释:无线介质主要有微波,红外线和激光等电磁波。不太准确的生活举例理解(为了区分信道和无线介质):荷花村和穗石村有一条水管,用来为村民提供生活用水,水管就像信道(传输通道,无线介质不需要和有线一样实际物理连接如光纤,网线等,直接空气传播即可),而水就是无线介质。或者直接把可见光或红外光理解为无线介质更准确。

     4. 传输系统(Distribution system)

    传输系统(distribution system )属于802.11 的逻辑元件,负责将帧(frame)转送至目的地。

    2.2.1 网络类型

    两种网络组合:

    1. 基本服务组合(basic service set 简称BSS)

    802.1 一网络的基本元件(buildingblock),由一组彼此通信的工作站所构成。工作站之间的通信,在某个模糊地带进行,称为基本服务区域(basic service area),此区域受限于所使用无线介质的传播特性。如下图,BSS 分为两种:独立型和基础型

    1.1 独立型网络

    图左为独立式基本服务组合(independent BSS,简称IBSS)。在IBSS 中,工作站彼此

    可以直接通信,两者问的距离必须在可以直接通信的范围内。

    1.2 基础型网络

    判断是否为基础型网络,只要检视是否有基站参与其中。

    2.延伸式服务区域(几个BSS 串连(extended serviceESS))

    所有位于同一个ESS 的基站将会使用相同的服务组合识别码(set identifier,简称SSID),通常就是使用者所谓的网络「名称」。真庖丁解牛,仔细思考每一个词的含义,不断翻看前面内容,新旧联系。

    2.4 移动性的支持

    行进间用手机通话。802.11 所提供的移动性,存在于链路层的基本服务组合之间。就802.11 而言,基站之间可能出现三种转换:

    1.不转换

    工作站并未离开目前基站的服务范围,就无须转换。

    2.BSS 转换

    工作站持续监控来自所有基站的信号强度与信号品质。

    3.ESS 转换

    所谓ESS 转换,是指从某个ESS 移动至另一个ESS。802.11 并未支持此类转换,不过允

    许工作站在离开第一个ESS 的范围之后,与第二个ESS 里的基站连接。

    2.4.1 移动性网络设计

    一组基站访问一组资源。同一组所管理的所有基站均会被赋予相同的SSID,使用无线网络时,工作站就以此SSID 进行连接。SSID为网络名称。

     

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