IEEE_802.11协议
IEEE_802.11无线协议中文
时槽时间 = 20 μs用于802.11b, 9 μs用于802.11a/g CW最小值 = 16用于802.11a, 32用于802.11b CW最大值 = 1024
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CSMA/CA 访问方法 (续)
如果另一个站点在该站点的后退时间内占据媒介, 则后退时间停止 (公平) 当后退计时器到达零, 则开始传输
带RTS/CTS的DCF (可选)
避免隐藏终端问题
PCF (可选)
访问点轮询终端 免竞争
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802.11 - MAC
优先
通过定义不同的帧间空间 SIFS (短帧内间隔) :
10μs (802.11b/g), 16 μs (802.11a) 高优先, 用于ACK, CTS, 轮询回应
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802.11 – MAC层 I
交通服务
异步数据服务 (强制)
用DCF (分布式协调功能)实现 用PCF (点协调功能)实现
时限服务 (可选)
访问方法
DCF CSMA/CA (强制)
分布式基础无线媒体访问控制 通过随机的“后退”机制进行冲突避免 连续封包的最小距离 ACK封包用以应答(不用于广播)
WMAN 802.16 (宽带无线接入)
+ Mobility
WiMAX
WiBro, 802.20
2
无线局域网的设计目标
低成本 全球, 无缝操作 低功率的电池使用 无特殊许可或牌照 稳健传输技术 简化的自发合作 对每个人而言易于使用，管理简便 防御 (无人能读到我的数据), 隐私 (无人能收集用户信息), 安全 (低辐射) 透明度相关应用和高层协议，若有必要也可进行位置感知
IEEE802.11MAC层协议
CSMA/CA流程图
CSMA/CA与CSMA/CD的区别
CSMA/CD 当节点侦听到信道空闲时，立即发送数据 “先听后发，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发” CSMA/CA 空闲 推迟DIFS时间后如果信道还是空闲，立即发送数据 忙碌（无论是最初监听到忙，还是在 DIFS 周期内监听到） 监听信道直到空闲时间达到DIFS时间间隔后再采用退 避算法随机回退，退避机制完成后才发送数据，这是 为了减少冲突的发生
扩展服务集ESS（Extended Service Set） 至少有两个无线基站工作在 BSS 结构模式 包含多个小区 两个 BSS 之间可使用不同的服务集标识
MAC层协议？
数据链路层: 逻辑链路控制子层LLC 介质访问控制子层MAC 无线信道MAC层协议作用： 提供对共享无线介质的竞争使用和无竞争使 用，如何分配无线信道资源
字段简介：
Sequence Control：4位片段编号+12位顺序编号 作 用：重组帧片段以及丢弃重复帧； Frame Body：封装的是上层的数据单元，范围为 0~2312bytes，所以802.11MAC层帧的最大长度是 2346bytes。 FCS：校验和
4、评价网络性能的参数
CSMA/CA采用了载波监听机制、帧间间隔机制、随机 退避机制
载波监听机制
监听方式有两种 物理载波监听 从接收射频或天线信号检测信号能量或根据接收信号的质 量来估计信道的忙闲状态，取决于物理层使用的媒介和 调制方式 MAC层的虚拟载波监听 源站通知其他节点要占用信道的时间，其他节点在此段 时间内不发送数据，其他站不监听，但是效果好像监听 了一样，所以叫做虚拟载波监听
IEEE802.11协议基础知识
IEEE802.11协议基础知识1. 802.11管理功能–用户接入过程STA (工作站）启动初始化、开始正式使用、AP 传送数据幀之前，要经过三个阶段才能接入:(1) 扫描(SCAN)(2) 认证(Authentication)(3) 关联(Association)1.1 802.11管理–扫描(SCAN)1) 若无线站点STA 设成Ad-hoc (无AP)模式：STA先寻找是否已有IBSS（与STA所属相同的SSID）存在，如有，则参加（join）；若无, 则会自己创建一个IBSS，等其他站来join。
2) 若无线站点STA 设成Infrastructure (有AP)模式：--主动扫描方式 (特点：能迅速找到)•依次在每个信道上发送Probe request报文，从Probe Response中获取BSS的基本信息，Probe Response包含的信息和Beacon帧类似-- 被动扫描方式 (特点：找到时间较长，但STA节电)• 通过侦听AP定期发送的Beacon帧来发现网络，Beacon帧中包含该AP所属的BSS的基本信息以及AP的基本能力级，包括：BSSID（AP的MAC地址）、SSID、支持的速率、支持的认证方式，加密算法、Beacons帧发送间隔，使用的信道等• 当未发现包含期望的SSID的BSS时，STA可以工作于IBSS状态1.2 802.11管理功能–认证(Authentication)802.11支持两种基本的认证方式:• Open-system Authentication1) 等同于不需要认证，没有任何安全防护能力2) 通过其他方式来保证用户接入网络的安全性，例如Address filter、用户报文中的SSID• Shared－Key Authentication1) 采用WEP加密算法2) Attacker可以通过监听AP发送的明文Challenge text和STA回复的密文Challenge text计算出WEP KEY另外，STA可以通过Deauthentication来终结认证关系。
简述ieee802.11协议的关联过程
简述IEEE 802.11协议的关联过程1.引言I E EE802.11协议是一种广泛应用于无线局域网（W ir el es sL oc al Ar e aN et wo rk，简称W L AN）的网络通信协议。
该协议定义了一系列的标准，其中包括了无线网络的关联过程。
本文将对I E EE802.11协议的关联过程进行简述。
2.关联过程概述关联过程是无线设备（例如笔记本电脑、智能手机等）与无线接入点（A cc es sP oi nt，简称A P）建立通信连接的过程。
在关联过程中，设备需要完成身份验证、建立安全连接等步骤，以确保通信的可靠性和安全性。
3.关联过程步骤3.1扫描邻近A P在关联过程开始前，无线设备需要扫描周围的无线信号，以获取可用的无线接入点。
设备会通过发出探测请求帧的方式，接收周围A P的响应，并获取A P的相关信息。
3.2选择目标A P设备在扫描到邻近的A P之后，会根据一定的策略选择一个目标A P进行关联。
这个策略可以根据信号强度、网络负载、安全性等因素来进行权衡。
设备会选择一个最适合的AP作为目标。
3.3发起关联请求设备选择了目标A P后，会向该A P发送关联请求帧。
关联请求帧中包含了设备的身份信息、无线网络的配置参数等内容。
3.4A P的关联响应A P接收到设备的关联请求后，会进行身份验证和配置参数的匹配。
如果验证通过，A P会向设备发送关联响应帧，表示接受设备的关联请求。
3.5完成关联过程设备接收到A P的关联响应后，会向A P发送确认帧，表示设备接受A P的关联。
此时，设备与A P之间建立起了通信连接，可以进行数据传输和通信。
4.关联过程中的安全性在关联过程中，安全性是非常重要的。
IE E E802.11协议中提供了一些安全机制，例如基于共享密钥的身份验证（S ha re dK ey Au th en t ic at io n）和W i-F i保护访问（W i-F i Pr ot ec te dA cc ess，简称WP A）等。
简述ieee 802.11标准的基本内容
简述ieee 802.11标准的基本内容
IEEE 802.11标准是一种用于无线局域网（WLAN）的标准，提供了物理层和数据链路层规范，其中包括了几个不同的子标准，如802.11a，802.11b，802.11g 和802.11n等等。
这些子标准的基本内容包括：
1. 物理层规范：提供了无线信号传输的参数和技术。
包括频段、调制方式、数据传输率等。
2. 数据链路层规范：提供了无线网络中的帧格式、发送和接收过程中的控制信息以及网络层协议的支持。
3. 无线传输安全协议：为无线网络提供加密和认证机制，保护无线传输数据的安全性和隐私性。
4. 网络管理：在物理上或逻辑上管理无线局域网的所有节点，包括访问点设备和客户端设备。
总的来说，IEEE 802.11标准提供了无线局域网的必要技术和规范，为人们在无线环境下提供了更广泛和方便的网络通信服务。
中文802.11协议
竭诚为您提供优质文档/双击可除中文802.11协议篇一：802.11协议ieee802.11是ieee（电气和电子工程师协会）制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中的用户与用户终端之间的无线接入。
ieee802.11业务主要限于数据存取，传输速率最高只能达到2mbps。
由于ieee802.11在速率上的不足，已不能满足数据应用的需求；因此，ieee又相继推出了ieee802.11b和ieee802.11a这两个新的标准。
三者之间技术差别主要在于mac （mediumaccesscontrol，媒介访问控制）子层和物理层。
（注：ieee802.11协议只规定了开放式系统互联参考模型（osi/Rm）的物理层和mac层，其mac层利用载波监听多重访问/冲突避免（csma/ca）协议，而在物理层，ieee802.11定义了三种不同的物理介质：红外线、跳频扩谱方式（Fhss）以及直扩方式（dsss）。
）ieee802.11b标准ieee802.11b（wi-Fi）使用开放的2.4ghz直接序列扩频，最大数据传输速率为11mbps，无需直线传播。
（注：其实际的传输速率在5mbps左右，与普通的10base-t规格有线局域网处于同一水平。
）使用动态速率转换，当射频情况变差时，可将数据传输速率降低为5.5mbps、2mbps和1mbps。
且当工作在2mbps和1mbps速率时可向下兼容ieee802.11。
ieee802.11b的使用范围在室外为300米，在办公环境中则最长为100米。
使用与以太网类似的连接协议和数据包确认，来提供可靠的数据传送和网络带宽的有效使用。
ieee802.11b运作模式基本分为两种：点对点模式和基本模式，点对点模式是指无线网卡和无线网卡之间的通信方式。
基本模式是指无线网络规模扩充或无线和有线网络并存时的通信方式，这是ieee802.11b最常用的方式。
ieee802.11a标准ieee802.11a工作在5ghzu-nii频带，从而避开了拥挤的2.4ghz频段。
ieee 802.11标准的基本内容
ieee 802.11标准的基本内容
IEEE 802.11标准是一个无线局域网（WLAN）技术标准，它
规定了无线网络设备之间的通信方式和协议。
以下是IEEE 802.11标准的基本内容：
1. 信道带宽：IEEE 80
2.11标准规定了2.4 GHz和5 GHz两个
频段用于信道传输，并规定了20 MHz和40 MHz两种不同的
信道带宽。
2. 传输方式：IEEE 802.11 标准规定了两种传输方式，一种是
基于频分复用技术（OFDM）的11a/g/n/ac 等标准，一种是基
于直接序列扩频技术（DSSS）的11b标准。
3. 传输速率：IEEE 802.11标准规定了最高54Mbps（11a/g 协议）、600Mbps（11ac协议）的传输速率。
4. 安全性：IEEE 802.11标准中有许多协议（如WEP、WPA、WPA2）、加密算法（如AES、TKIP）和认证机制可供用户
选择，以保证无线网络的安全性。
5. MAC协议：IEEE 802.11标准规定了一种分布式协议，即分
布式协作功能（DCF），用以协调多个设备的数据传输。
6. 网络拓扑结构：IEEE 802.11标准支持多种网络拓扑结构，
如基础设施网络和自组网。
7. QoS支持：新版802.11e引入了QoS机制，支持对视频和音
频数据的实时传输和优先处理。
总的来说，IEEE 802.11标准的基本内容包括了无线网络的频段、传输方式、速率、安全性、MAC协议、网络拓扑结构和QoS机制。
这些内容为无线网络设备提供了标准化的通信方式和协议，使得不同厂商的无线设备可以正常互相通信。
IEEE-802.11协议与mac层介绍
IEEE 802.11 Wireless LAN 网络1.网络架构及特性简介由于可携式计算机普及率的快速成长，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，也能对网络上的资料作任意的接入。
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向整体网络的设计：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。
在资料传送的可靠性来讲，较有线网络来的差。
具有动态的网络拓朴结构。
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资料作存取。
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资料传送可靠性的能力全做在网络媒介接入层(MAC Layer) 中，这和传统有线网络在媒介接入层所需具有的功能是不同的。
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FHSS （跳频扩频）
Frequency Hopping Spread Spectrum
FHSS 使用了传统的窄带数据传输技术，但传输频率将发生周期性的 切换。系统在一个扩展或宽波段的信道上使用不同的中心频率， 以预先安 排好的顺序在固定的时间间隔内进行跳频。 跳频现象可以使FHSS系统避 免受到信道内窄带噪声的干扰。
DSSS 的发送与接收※
DSSS signals
Data
DS spreader
Modulator
X
DS despreader Data Demodulator X Wideband pseudo-noice carrier
Wideband pseudo-noice carrier
Transmitter
转发结点 转发结点
转发结点 B
C
自组网络
A 源结点
D
目的结点
E
F
接入例：有线网的扩展
Wireless LAN (WLAN) as an extension to wired LAN
Hub
Hub Server Switch
Access Point
Internet
典型的 WLAN 拓扑例
Wireless “Cell” Wireless “Cell”
4.10 无线局域网及IEEE 802.11协议
WLAN在无线网络中的位置
WWAN：Wireless WAN WLAN：Wireless LAN
WMAN：Wireless MAN WPAN：Wireless PAN
WLAN
WLAN (Wireless Local Area Network ) 是指传输范围在 100米左右的无线网络，它的推动联盟为 Wi-Fi Alliance （目前都以 Wi-Fi 产品的称呼来形容 802.11 的产品），可 用于单一建筑物或办公室之内，需要使用WLAN的场合主 要包括： (1)不方便架设有线网络的环境; (2)使用者时常需要移动位置; (3)临时性的网络。
Receiver
DSSS（直接序列扩频）
Direct Sequence Spread Spectrum
（Chip code 也称为 pseudo-noice 或 spreading code）
DSSS系统则将要传输的数据流通过扩展码调制而人为地扩展带宽，即 使在传输波段中存在部分噪声信号，接收机也可以无错误地接收数据。
FHSS 的发送与接收※
FHSS signals
Data
FH spreader
Modulator
X
FH despreader Data Demodulator X Pseudo-random frequency generator
Pseudo-random frequency generator
Transmitter
2. Ad Hoc 网 （特定网络，或称自组网络，无固定基础设施）
BSS（基本服务集）
IBSS BSS
Ad Hoc 网（无线自组网） Infrandependent BSS，独立基本 有AP(Access Point, 接入点)， 服务集)，无AP，站点间直接通信） 无线站点通信首先要经过AP
IEEE 802.11 PHY
OFDM/DSSS
Physical Layer
FHSS － Frequency Hopping Spread Spectrum，跳频扩频 DSSS － Direct Sequence Spread Spectrum，直接序列扩频 OFDM － Orthogonal Frequency Division Multiplexing，正交频分复用（也叫多 载波调制技术，载波数可多达52个），802.11a/g用，信号经相应的各种 调制（如PSK、QAM等）后，速率可达54/48/36/24/18/12/9/6Mbps HR-DSSS － High Rate DSSS，802.11b用，信号经相应的各种调制（如PSK 、 CCK等）后，传输速度可达11/5.5/2/1Mbps
Channel 1
LAN Backbone
Channel 6
Access Point
Access Point
Wireless Clients
Wireless Clients
中继例：扩展距离 ---- 无线网桥
中继：利用无线信道作为企业网的干线，用于大楼与大楼之间 的数据传输。
无线中继 (Wireless Repeater) 例
802.11b/g 互不重叠信道的选择
2.412G 2.422 2.432 2.442 2.452 2.462 2.472 2.4835GHz 2.417 2.427 2.437 2.447 2.457 2.467 2.4GHz
1 2 3 4
22MHz
6 7 8 9 5 10
11 12 13
中国规定使用1－11信道。由上图可知，某信道的信号传送时会与相 邻的多个信道产生重叠，若在同一个空间建立多个BSS/IBSS时，要让它们 所用的信道不会互相重叠而产生干扰。在同一个空间最多只能使用1、6、 11这三个信道，若选用其他信道，最多只能有2个互不干扰的信道。
Portal：门桥(作用相当于网桥) DS：分配系统(可以是以太网、点对点链路或其它无线网)
移动自组网 (Mobile Ad hoc network)
移动自组网（MANET），无基础设施，没有基本服 务集中的接入点 AP， 而是由一些处于平等状态的移动站 之间相互通信组成的临时网络。移动自组网络中的每一个 移动设备都具有路由器的转发分组的功能。
802.11 WLAN主要面向两种应用类型： (1) 接入：无线站点通过无线接入设备访问企业网络 (2) 中继：利用无线信道作为企业网的干线，用于大楼(LAN)与大 楼(LAN)之间的数据传输
WLAN 协议 ---- IEEE 802.11
在实际使用上，通常会将WLAN和现有的有线局域网结合，不但 增加原本网络的使用弹性，也可扩大无线网络的使用范围，目 前最热门的 WLAN 技术就是 IEEE的802.11及其相关标准。
距离越远、信号越弱、速率越低
802.11b 采用了动态速率漂移 技术，可以根据环境噪声变化对 传输速率进行自动调整。 在理想情况下，发送节点以最 高速率11Mb/s进行发射。当设备 移动到覆盖范围之外，或者出现 重大干扰时，发送节点将自动逐 次降低速率，以 11Mbps 5.5Mb/s、2Mb/s 距离 或1Mb/s等速率 5.5Mbps 进行发射。 类似地，如果无线设备从低速 2Mbps 率环境进入高速率环境，发射速 1Mbps 率将会随之自动逐次提高。这种 动态速率漂移技术对上层协议是 使用不同的调制方法，得到不同的速率。 透明的。
一个校园无线网实例
Cisco Aironet 无线网桥实例
802.11 标准中的 PHY层
WLAN 传输方式有 红外线 (Infra Red, IR) 和 无线电射频 两种 红外系统的优点：不受无线电干扰；视距传输，检测和窃听困难，保 密性好。缺点是：对非透明物体的透过性极差，传输距离受限；易受 日光、荧光灯等干扰；半双工通信。 无线电射频系统采用 扩频 (Spread Spectrum) 技术进行调制。扩频技 术的频率范围开放在 ISM 频段，此频段不需申请： Industry: 902 ~ 928 Mhz (26MHz) Science: 2.4~2.4835 GHz (83.5MHz) Medicine: 5.15~5.35 GHz and 5.725~5.825 GHz (300MHz) 扩频技术主要又分为 跳频 和 直接序列 两种技术。
IEEE 802.11(1997.6)， 1或2Mbps， 工作在2.4GHz频段或使用红外(IR) IEEE 802.11a(1999), 54Mbps， 12个信道，最多8个互不重叠，工作在5GHz频段 IEEE 802.11b(1999.9), 11Mbps ， 11个信道，最多3个互不重叠，工作在2.4GHz频段 IEEE 802.11g(2003.6), 54Mbps， 11个信道，最多3个互不重叠，工作在2.4GHz频段 （802.11g兼容802.11b）
802.11 标准中的 MAC层
无线局域网虽然也是多个站点共享无线信 道，却不能简单地搬用以太网的 CSMA/CD 协 议，这里主要有两个原因：
CSMA/CD 协议要求一个站点在发送本站数据的同 时还必须不间断地检测信道，但在无线局域网的设备中 要实现这种全双工功能花费过大； 即使我们能够在发送的同时实现冲突检测的功能，并 且当我们在发送数据时检测到信道是空闲的，在接收端 仍然有可能发生冲突。
802.11 MAC
MAC 层通过协调功能来确定在基本服务集 BSS 中的 移动站在什么时间能发送数据或接收数据。
802.11 MAC 使用 DCF 或 PCF
分布协调功能 DCF
----争用服务（必选项） ( Distributed Coordination Function ) DCF 在每一个结点使用 CSMA 机制的分布式接入 算法，让各个站通过争用信道来获取发送权。因此 DCF 向上提供争用服务。
802.11 MAC： CSMA
802.11 MAC Q & A
Q：无线站点监听时如何判定信道“忙”？ A：802.11 标准规定在物理层的空中接口进行载波监听， 通过收到的相对信号强度是否超过一定的门限数值来 判定是否有其他的无线站点在信道上发送数据。
ESS（扩展服务集）
属 Infrastructured 网 ( DS:分配系统，AP：接入点， SSID：ESS扩展服务 集标识符。一个移动节点使用某 ESS 的 SSID 加入到该扩展服务集中，一 旦加入ESS，移动节点便可实现从该ESS的一个BSS到另一个BSS的漫游)