IEEE-802.11协议与mac层介绍
802.11介绍
802.11介绍802.11是IEEE最初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，用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps。
目前，3Com等公司都有基于该标准的无线网卡。
由于802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，因此，IEEE小组又标准详解802.11协议组是国际电工电子工程学会（IEEE）为无线局域网络制定的标准。
虽然WI-FI使用了802.11的媒体访问控制层（MAC）和物理层（PHY），但是两者并不完全一致。
802.11a是802.11原始标准的一个修订标准，于1999年获得批准。
802.11a标准采用了与原始标准相同的核心协议，工作频率为5GHz，使用52个正交频分多路复用(OFDM)副载波，最大原始数据传输率为54Mb/s，这达到了现实网络中等吞吐量（20Mb/s）的要求。
目前正在开发中的版本是802.11ae—2012。
工作频段802.11采用2.4GHz和5GHz这两个ISM频段。
其中2.4GHz的ISM频段为世界上绝大多数国家采用。
5GHz ISM 频段在一些国家和地区的使用情况比较复杂，加上高载波频率所带来了负面效果，使得802.11a的普及受到了限制，虽然它是协议组的第一个版本。
全家族*IEEE 802.11，1997年，原始标准（2Mbit/s，工作在2.4GHz）。
* IEEE802.11a，1999年，物理层补充（54Mbit/s，工作在5GHz）。
*IEEE 802.11b，1999年，物理层补充（11Mbit/s工作在2.4GHz）。
* IEEE 802.11c，符合802.1D的媒体接入控制层桥接（MAC Layer Bridging）。
* IEEE 802.11d，根据各国无线电规定做的调整。
* IEEE802.11e，对服务等级（Quality of Service,QoS）的支持。
* IEEE 802.11f，基站的互连性（IAPP,Inter-Access Point Protocol），2006年2月被IEEE批准撤销。
IEEE802.11MAC层协议技术
分布式ＭＡ Ｃ 协议 的发展史要追溯到２ ０ 世纪７ ０ 年
收 稿 日期 ： ２ Ｏ １ ４ 一Ｏ ｌ 一０ ２ 作者简介 ： 蔡义忠（ １ ９ ７ ５ 一） ， 男， 黄冈职业技术学院副教授， 研 究方向： ， 主要是 用来控制信 道的访 问权限 ，以确保数据帧传输 的安全顺利实现 。 ）
靠的性能 ， 就必须要实现技术的突破， 采用新 的技术 ，
实现技术的转型带动 网络技术 的发展 。
１ Ｉ Ｅ Ｅ Ｅ ８ ０ ２ ． １ １ 标 准
于忙状态则在等待一段时间后继续监听Ｄ Ｉ Ｆ Ｓ 的情况 ， 直
￣ Ｕ Ｄ Ｉ Ｆ Ｓ 出现空 闲的状态 时 ，才会启动Ｂ Ｅ Ｂ 退避算法 ， 如
输机制【 １ １ 。
果是在退避过程 中监听到信道处于忙状态 ， 那么在等到
Ｄ Ｉ Ｆ Ｓ 再次到达空闲状态后继续执行退避命令 ． 但是如果 监听到数据包 的情况下发生数据传输的冲突 ， 则在Ｄ Ｉ Ｆ Ｓ
结束后重新退避计数器数值 。 直到计数值变为零的时候 才能实现数据的传输 ， 发送结束后等待一定 的时间 ， （ 这 个时间主要是 Ｅ ｈ Ｓ Ｉ Ｆ Ｓ 决 定的 ， 其 中Ｓ Ｉ Ｆ Ｓ 是各个帧信号传
对于８ ０ ２ ． １ １ 的Ｍ Ａ Ｃ 层来说 ， 其 主要功能就是实现 控制节点对无线信道 的访问 ， 根据他们工作模式存在 的差异 。 可 以将其分为分布式 协调功能Ｄ Ｃ Ｆ 和点协调 功能Ｐ Ｃ Ｆ 两大类 型 ， 其 中分布式协调 功能（ Ｄ Ｃ Ｆ ） 主要 针对的是分布式无线网络的接入机制 ， 实现信号 的传
Ｃ Ｓ ＭＡ ／ Ｃ Ａ算法的性 能描述 ， 提 出Ｃ Ｓ ＭＭＣ Ａ 算 法是 采 用－ ｚ － ￣／ ￣ １ 指 数退避 机 制 ， 利 用 最小退避 窗 口 来进行传 输、 退避 、 重传 来达 到减 小发 生碰撞 次数 和减 少传输 时 间， 从 而 实现 数据信 息传输 误差 的
WLANIEEE80211协议综述
IEEE 802.11 协议综述[1] IEEE 802.11系列协议标准的发展IEEE802.11系列协议标准是由国际电气和电子工程师联合会(IEEE)制定的，它以IEEE802.11标准为基础，包括与无线局域网相关的多个已经发布和正在编著的标准。
图1展示了无线局域网在IEEE 网络协议体系中位置。
表1给出了每一种标准协议的名称、时间和简单的说明。
图1：无线局域网在IEEE网络协议体系中位置表2： IEEE802.11系列协议标准在表2中需要说明的是，标准的名称都采用小写的字母进行标注，惟有IEEE802.11F 采用的是大写字母；发布时间为2004年及以后的协议都是还没确定的，因为每一个协议的批准过程都是非常繁杂的，很可能出现延迟的情况。
该综述将在后面选取部分协议标准进行详细的描述。
图3：IEEE 802.11系列协议中协议分布如图3在IEEE 802.11系列协议标准中各种协议的分布中没有包含IEEE802.11标准。
因为IEEE 802.11作为基础协议包含了物理层和MAC子层的内容，后续的速度扩展（比如：IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、IEEE 802.11g 和未来的IEEE 802.11n）都延续了它所定义的MAC协议。
该综述会对接触到的一些协议进行简单的描述，包括IEEE 802.11、IEEE 802.11a 、IEEE 802.b、IEEE 802.11e、IEEE 802.11g和最新的IEEE 802.11n 。
[2] IEEE 802.11 a,b,g,n 协议的定义和标准IEEE 802.11IEEE 802.11是第一代无线局域网标准之一，也是国际电气和电子工程师联合会IEEE发布的第一个无线局域网标准，是其他IEEE802.11系列标准的基础标准。
该标准定义了物理层和介质访问控制MAC协议的规范，允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。
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。
IEEE802.11
IEEE802.111990年IEEE 802标准化委员会成立IEEE 802.11无线局域网标准工作组。
该标准定义物理层和媒体访问控制(MAC)规范。
物理层定义了数据传输的信号特征和调制，工作在2.4000～2.4835GHz频段。
IEEE 802.11是IEEE最初制定的一个无线局域网标准，主要用于难于布线的环境或移动环境中计算机的无线接入，由于传输速率最高只能达到2Mbps，所以，业务主要被用于数据的存取。
IEEE 802.11a1999年，IEEE 802.11a标准制定完成，该标准规定无线局域网工作频段在 5.15～5.825GHz，数据传输速率达到54Mbps/72Mbps(Turbo)，传输距离控制在10～100米。
802.11a 采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术; 可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口，以及TDD/TDMA的空中接口; 支持语音、数据、图像业务; 一个扇区可接入多个用户，每个用户可带多个用户终端。
IEEE 802.11b1999年9月IEEE 802.11b被正式批准，该标准规定无线局域网工作频段在 2.4～2.4835GHz，数据传输速率达到11Mbps。
该标准是对IEEE 802.11的一个补充，采用点对点模式和基本模式两种运作模式，在数据传输速率方面可以根据实际情况在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps的不同速率间自动切换，而且在2Mbps、1Mbps速率时与802.11兼容。
802.11b 使用直接序列(Direct Sequence)DSSS作为协议。
802.11b和工作在5GHz频率上的802.11a 标准不兼容。
由于价格低廉，802.11b产品已经被广泛地投入市场，并在许多实际工作场所运行。
IEEE 802.11cIEEE802.11c在媒体接入控制/链路连接控制（MAC/LLC）层面上进行扩展，旨在制订无线桥接运作标准，但后来将标准追加到既有的802.11中，成为802.11d。
IEEE 802.11无线网络MAC层协议性能分析的开题报告
IEEE 802.11无线网络MAC层协议性能分析的开题报告一、选题背景和意义：IEEE 802.11协议是目前应用最广泛的无线局域网协议标准之一，其MAC层协议规定了无线电信道的访问机制和服务质量保证。
在实际应用中，由于各种因素的影响，如距离、速度、干扰等因素，会导致无线网络性能下降，并出现一系列问题，如数据包丢失、传输时延增加、吞吐量下降等。
因此，对IEEE 802.11无线网络MAC层协议进行性能分析，对于优化网络性能、提高网络效率、改善用户体验具有重要意义。
二、选题内容和研究思路：本文主要研究IEEE 802.11无线网络MAC层协议的性能分析方法和指标，采用网络模拟技术进行仿真实验，并分析和比较不同场景下无线网络性能表现。
具体内容和研究思路如下：1、国内外研究现状分析。
对IEEE 802.11协议的研究现状进行梳理和分析，包括国内外学者提出的相关研究成果、经典的MAC协议、性能指标等。
2、网络模拟技术与工具介绍。
介绍网络模拟技术及其在无线网络性能研究中的应用，以及常用的网络仿真工具，如NS2、NS3等，并对这些工具进行性能比较和评测。
3、性能指标定义和仿真场景设计。
根据IEEE 802.11协议规范，定义网络性能指标，包括传输时延、数据包丢失率、吞吐量等，设计不同场景的仿真实验，如网络拓扑结构、数据传输速率、节点密度等。
4、性能分析和对比实验。
利用网络仿真工具进行验证实验，分析不同场景下无线网络性能表现，比较不同MAC协议、调度算法和数据传输速率等对性能的影响，提高无线网络性能和服务质量。
5、结论和展望。
总结分析结果，得出结论，同时对未来无线网络性能研究进行展望和建议。
三、预期成果：通过本文的研究，可以深入了解IEEE 802.11无线网络MAC层协议的工作原理和性能指标，掌握网络模拟技术及其应用方法，选定适合的场景设计和仿真实验。
同时，本文将得出不同场景下无线网络性能的实验结果，并比较不同MAC协议、调度算法和数据传输速率等对性能的影响，提出优化无线网络性能和服务质量的方案和建议。
IEEE802.11无线LAN
7
PPP 设计要求 [RFC 1557]
o 分组成帧: 将网络层的分组封装入数据链路层
的帧
n 同时可以承载任意网络协议的网络层数据
(不仅仅是 IP) n 提供向上分用的能力
o 位流透明: 在数据字段中，必须能携带任意组
合的位流
o 错误检测 (无需校正) o 网络层地址协商: 端点间可以学习/配置对方的
26
ATM 物理层
物理媒体相关 (PMD) 子层
o SONET/SDH: 传输帧结构 (类似集装箱运输);
n 位同步; n 带宽分割 (TDM); n 若干种速率: OC1 = 51.84 Mb/s; OC3 =
155.52 Mb/s; OC12 = 622.08 Mb/s
o T1/T3（北美标准）: 传输帧结构 (沿袭于传
13
PPP 数据控制协议
在交换网络层数据之前, 数 据链路的对等双方必须
o 配置 PPP 链路(最大帧
长度, 认证等)
o 学习/配置网络 (p92)
就IP而言: 携带 IP 控制协议 (IPCP) 报 文 (protocol field: 8021) 给出比要配 置/学习的IP 地址
14
ATM 技术
等待 SIFS后返回ACK
3
IEEE 802.11 MAC 协议
802.11 CSMA 协议: 其他方
o NAV: 网络分配向量
（Network Allocation Vector）
o 802.11 帧具有传输时间
字段
o 其他站点(听见有传输时)
必须推迟若干 NAV时间 单位再对信道进行访问
4
冲突避免: RTS-CTS 交换
浅析IEEE802.11无线局域网协议
浅析IEEE802.11无线局域网协议[摘要] IEEE802.11无线局域网是IEEE802标准委员会制定的最广泛使用的技术标准之一，也是第一个被国际公认的无线局域网协议。
本文主要介绍802.11的工作方式和它的补充协议802.11b。
[关键词] IEEE802 无线局域网802.11b 工作方式体系结构一、局域网IEEE802协议IEEE 802系列标准是IEEE 802 LAN/MAN标准委员会制定的局域网、城域网技术标准。
其中最广泛使用的有以太网、令牌环、无线局域网等。
这一系列标准中的每一个子标准都由委员会中的一个专门工作组负责。
按IEEE802标准，局域网体系结构由物理层、介质访问控制子层（MAC-Media Access Control）和逻辑链路子层LLC(Logical Link Control)组成，如图所示。
IEEE802标准局域网体系结构的物理层提供在物理实体间发送和接收比特的能力，一对物理实体能确认出两个介质访问控制MAC子层实体间同等层比特单元的交换。
物理层也要实现电气、机械、功能和规程四大特性的匹配。
物理层提供的发送和接收信号的能力包括对宽带的频带分配和对基带的信号调制。
MAC子层支持数据链路功能，并为LLC子层提供服务。
它将上层交下来的数据封装成帧进行发送（接收时进行相反过程，将帧拆卸）、实现和维护MAC协议、比特差错检验和寻址等。
LLC子层向高层提供一个或多个逻辑接口（具有帧发和帧收功能）。
发送时把要发送的数据加上地址和CRC检验字段构成帧，介质访问时把帧拆开，执行地址识别和CRC校验功能，并具有帧顺序控制和流量控制等功能。
LLC子层还包括为某些网络层功能，如数据报、虚拟控制和多路复用等。
二、IEEE802.11无线局域网作为全球公认的局域网权威，IEEE 802工作组建立的标准在过去二十年内在局域网领域独领风骚。
在1997年，经过了7年的工作以后，IEEE发布了802.11协议，这也是在无线局域网领域内的第一个国际上被认可的协议。