WLAN基礎(chǔ)概念（一）-創(chuàng)新互聯(lián)

概述

WLAN的定義有廣義和狹義兩種：

創(chuàng)新互聯(lián)主要從事成都網(wǎng)站設(shè)計(jì)、做網(wǎng)站、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、企業(yè)做網(wǎng)站、公司建網(wǎng)站等業(yè)務(wù)。立足成都服務(wù)恩施土家,10多年網(wǎng)站建設(shè)經(jīng)驗(yàn),價(jià)格優(yōu)惠、服務(wù)專(zhuān)業(yè),歡迎來(lái)電咨詢(xún)建站服務(wù):18980820575

1. 廣義上講WLAN是以各種無(wú)線電波（紅外、激光等）的無(wú)線信道來(lái)代替有線局域網(wǎng)中的部分或全部傳輸介質(zhì)所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。
2. 狹義上是基于IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)，利用高頻無(wú)線射頻（如2.4GHz或5GHz ISG頻段的無(wú)線電磁波）作為傳輸介質(zhì)的無(wú)線局域網(wǎng)。
3. 采用IEEE 802.11系列標(biāo)準(zhǔn)的WLAN網(wǎng)絡(luò)，組網(wǎng)結(jié)構(gòu)如下所示：
   
4. 在WLAN的演進(jìn)和發(fā)展過(guò)程中，其實(shí)現(xiàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有很多，如藍(lán)牙、802.11系列、HyperLAN2等。而802.11系列標(biāo)準(zhǔn)由于其實(shí)現(xiàn)技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單、通信可靠、靈活性高和實(shí)現(xiàn)成本相對(duì)較低等特點(diǎn)，成為了WLAN的主流技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，且802.11系列標(biāo)準(zhǔn)也成為了WLAN技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的代名詞。

WLAN名詞解釋 站點(diǎn)(Station，簡(jiǎn)稱(chēng)STA)

1. 站(點(diǎn))也稱(chēng)主機(jī)(Host)或終端(Terminal)，是無(wú)線局域網(wǎng)的最基本組成單元，包括以下幾部分:

• 終端用戶(hù)設(shè)備（硬件）
• 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)接口（無(wú)線網(wǎng)卡）
• 網(wǎng)絡(luò)軟件（軟件驅(qū)動(dòng)硬件）

無(wú)線接入點(diǎn)(Access Point，簡(jiǎn)稱(chēng)AP)

1. 做為無(wú)線接入點(diǎn)，AP的基本功能有：

• 作為接入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)與其關(guān)聯(lián)的STA對(duì)分布式系統(tǒng)的接入訪問(wèn)。
• 作為接入點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)和同一BSS中的不同站間的通信聯(lián)結(jié)。
• 作為BSS的控制中心完成對(duì)其他非AP的站的控制和管理。
• 作為無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和分布式系統(tǒng)的橋接點(diǎn)，完成無(wú)線局域網(wǎng)與分布式系統(tǒng)間的橋接功能。

基本服務(wù)集（Basic Service Set，簡(jiǎn)稱(chēng)BSS）

1. 用于描述在一個(gè)802.11 WLAN中的一組相互通信的移動(dòng)設(shè)備，可以理解為一個(gè)無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）。
2. 一個(gè)BSS可以包含AP，也可以不包含AP，即BSS有兩種組成類(lèi)型：

• 一種是有基礎(chǔ)設(shè)施模式的BSS，包含一個(gè)AP和若干個(gè)STA，所有STA關(guān)聯(lián)到該AP上；
• 另一種沒(méi)有基礎(chǔ)設(shè)施的，是獨(dú)立模式的BSS，簡(jiǎn)稱(chēng) IBSS，由若干個(gè)對(duì)等的STA組成；

3. 每個(gè)BSS都有一個(gè)唯一的標(biāo)識(shí)，稱(chēng)為BSSID。
4. BSS的覆蓋范圍稱(chēng)為基本服務(wù)區(qū)(Basic Service Area，簡(jiǎn)稱(chēng)BSA)。

擴(kuò)展服務(wù)集（Extended Service Set，簡(jiǎn)稱(chēng)ESS）

1. 一個(gè)BSS中AP的覆蓋范圍有限，為了覆蓋更大的區(qū)域，把多個(gè)BSA通過(guò)分布式系統(tǒng)(Distribution System，簡(jiǎn)稱(chēng)DS)連接起來(lái)，形成一個(gè)擴(kuò)展服務(wù)區(qū)(Extended Service Area，簡(jiǎn)稱(chēng)ESA)；
2. 通過(guò)DS互相連接起來(lái)的屬于同一個(gè)ESA的所有主機(jī)組成一個(gè)擴(kuò)展服務(wù)集。

WLAN協(xié)議模型（協(xié)議簇）

• LLC：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)鏈路控制，包括差錯(cuò)控制、流量控制等（邏輯鏈路控制子層）；
• MAC：MAC子層負(fù)責(zé)媒體訪問(wèn)控制和分組拆裝（媒體訪問(wèn)控制子層）；
• MAC管理：負(fù)責(zé)ESS（擴(kuò)展服務(wù)集）漫游、電源管理和登記過(guò)程中的關(guān)聯(lián)管理（媒體訪問(wèn)控制子層）；
• PHY管理：與MAC層管理相連，上層通過(guò)該模塊對(duì)PHY進(jìn)行管理、控制；
• PLCP：PHY匯聚協(xié)議子層，負(fù)責(zé)載波偵聽(tīng)；
• PMD：物理媒體相關(guān)子層，負(fù)責(zé)傳輸信號(hào)的調(diào)制解調(diào)和編解碼；
• 站管理：協(xié)調(diào)物理層和MAC層之間的交互作用

WLAN物理層PHY

IEEE 802.11物理層（PHY）技術(shù)發(fā)展歷程，所用技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如下：

1. IEEE 802.11 （1997年）

• 調(diào)制技術(shù)：跳頻擴(kuò)頻（FHSS）和直接序列擴(kuò)頻（DSSS）的紅外線傳輸
• 工作頻段：工作在2.4GHz頻段（2.4~2.4835GHZ，一共83.5MHZ，被劃分為13個(gè)信道（相鄰信道間隔5MHZ），每個(gè)信道占22MHZ，信道同時(shí)使用時(shí)，有3個(gè)互不重疊的信道【1 6 11 或者 2 7 12 或者 3 8 13】）
• 傳輸速率：只能用于數(shù)據(jù)訪問(wèn)業(yè)務(wù)，最高傳輸速率為2Mbps
• 兼容性：無(wú)

2. IEEE 802.11a （1999年）

• 調(diào)制技術(shù)：引入正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)
• 工作頻段：工作在5.8GHz頻段（5.725G~5.85GHZ，一共125MHZ，被劃分為5個(gè)信道，每個(gè)信道占20MHZ，相鄰信道互不重疊，也就是說(shuō)信道同時(shí)使用時(shí)，有5個(gè)互不重疊的信道）
• 傳輸速率：54, 48, 36, 24, 18, 12, 9或者6Mbps
• 兼容性：無(wú)

3. IEEE 802.11b （1999年）

• 調(diào)制技術(shù)：對(duì)IEEE 802.11 DSSS模式的擴(kuò)充，采用CCK調(diào)制方法
• 工作頻段：工作在2.4GHz頻段
• 傳輸速率：支持11 Mbps, 4.5 Mbps, 2 Mbps, 1 Mbps的不同速率
• 兼容性：兼容IEEE 802.11

4. IEEE 802.11g （2003年）

• 調(diào)制技術(shù)：引入正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù)
• 工作頻段：工作在2.4GHz頻段
• 傳輸速率：實(shí)現(xiàn)54 Mbps的大數(shù)據(jù)傳輸速率
• 兼容性：兼容IEEE 802.11/IEEE 802.11b

5. IEEE 802.11n （2009年）

• 調(diào)制技術(shù)：引入正交頻分復(fù)用（OFDM）技術(shù) + 多路輸入/多路輸出(MIMO)技術(shù)
• 工作頻段：工作在2.4G或者5.8GHz頻段
• 傳輸速率：數(shù)據(jù)傳輸速度可高達(dá)300~600Mbps
• 兼容性：兼容IEEE 802.11/IEEE 802.11b/IEEE 802.11a

WLAN數(shù)據(jù)鏈路層

IEEE 802.11 MAC子層主要有二種不同的媒介訪問(wèn)機(jī)制：

1. DCF：分布式協(xié)調(diào)功能(Distributed Coordination Function)

• DCF是IEEE 802.11 MAC的基本接入方法，采用CSMA/CA技術(shù)，屬于競(jìng)爭(zhēng)方法；
• 節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)監(jiān)聽(tīng)信道，等待信道空閑時(shí)才能發(fā)送數(shù)據(jù)，一旦信道空閑，節(jié)點(diǎn)就再等待一個(gè)指定的時(shí)間DIFS；
• 如果在DIFS結(jié)束前沒(méi)有監(jiān)聽(tīng)到其他節(jié)點(diǎn)的發(fā)送，則計(jì)算一個(gè)隨機(jī)退避時(shí)間，就相當(dāng)于設(shè)置了一個(gè)退避時(shí)間計(jì)時(shí)器；
• 節(jié)點(diǎn)每經(jīng)歷一個(gè)時(shí)隙的時(shí)間就檢測(cè)一次信道：若檢測(cè)到信道空閑，退避計(jì)時(shí)器繼續(xù)計(jì)時(shí)，否則凍結(jié)退避計(jì)時(shí)器的剩余時(shí)間，重新等待信道變?yōu)榭臻e并再經(jīng)過(guò)時(shí)間DIFS后，從剩余時(shí)間開(kāi)始繼續(xù)倒計(jì)時(shí)；如果退避計(jì)時(shí)器的時(shí)間減小到零時(shí)，就開(kāi)始發(fā)送整個(gè)數(shù)據(jù)幀。

2. PCF：點(diǎn)協(xié)調(diào)功能(Point Coordination Function);

• PCF 提供點(diǎn)協(xié)調(diào)器輪詢(xún)所有站點(diǎn)發(fā)送或者接受數(shù)據(jù)，屬于無(wú)競(jìng)爭(zhēng)方法，因此不會(huì)發(fā)生幀沖撞的情形，但只能用在某種基礎(chǔ)架構(gòu)的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)中。

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