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IEEE802.11协议的重要技术规定

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我们知道总线型局域网在MAC层的标准协议是CSMA/CD,即载波侦听多点接入/冲突检测(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)。但由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突,因此802.11全新定义了一种新的协议,即载波侦听多点接入/避免冲撞CSMA/CA(withCollisionAvoidance)。

来源:论坛整理 2008年12月29日

关键字: Wi-Fi 无线网络 网络技术

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 1、CSMA/CA协议

  我们知道总线型局域网在MAC层的标准协议是CSMA/CD,即载波侦听多点接入/冲突检测(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection)。但由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突,因此802.11全新定义了一种新的协议,即载波侦听多点接入/避免冲撞CSMA/CA(withCollisionAvoidance)。一方面,载波侦听----查看介质是否空闲;另一方面,避免冲撞----通过随机的时间等待,使信号冲突发生的概率减到最小,当介质被侦听到空闲时,优先发送。不仅如此,为了系统更加稳固,802.11还提供了带确认帧ACK的CSMA/CA。在一旦遭受其他噪声干扰,或者由于侦听失败时,信号冲突就有可能发生,而这种工作于MAC层的ACK此时能够提供快速的恢复能力。

  2、RTS/CTS协议

  RTS/CTS协议即请求发送/允许发送协议,相当于一种握手协议,主要用来解决“隐藏终端”问题。“隐藏终端”(HiddenStations)是指,基站A向基站B发送信息,基站C未侦测到A也向B发送,故A和C同时将信号发送至B,引起信号冲突,最终导致发送至B的信号都丢失了。“隐藏终端”多发生在大型单元中(一般在室外环境),这将带来效率损失,并且需要错误恢复机制。当需要传送大容量文件时,尤其需要杜绝“隐藏终端”现象的发生。802.11提供了如下解决方案。在参数配置中,若使用RTS/CTS协议,同时设置传送上限字节数----一旦待传送的数据大于此上限值时,即启动RTS/CTS握手协议:首先,A向B发送RTS信号,表明A要向B发送若干数据,B收到RTS后,向所有基站发出CTS信号,表明已准备就绪,A可以发送,其余基站暂时“按兵不动”,然后,A向B发送数据,最后,B接收完数据后,即向所有基站广播ACK确认帧,这样,所有基站又重新可以平等侦听、竞争信道了。

  3、信包重整

  当传送帧受到严重干扰时,必定要重传。因此若一个信包越大时,所需重传的耗费(时间、控制信号、恢复机制)也就越大;这时,若减小帧尺寸----把大信包分割为若干小信包,即使重传,也只是重传一个小信包,耗费相对小的多。这样就能大大提高无线局域网产品在噪声干扰地区的抗干扰能力。当然,作为一个可选项,用户若在一个“干净”地区,也可以关闭这项功能。

  4、多信道漫游

  人类是无限追求自由的,随着移动计算设备的日益普及,我们希望出现一种真正无所羁绊的网络接入设备。802.11产品就是这样的一种设备。传输频带是在接入设备AP(AccessPoint)上设置的,而基站不须设置固定频带,并且基站具有自动识别功能,基站动态调频到AP设定的频带,这个过程称之为扫描(Scan)。IEEE802.11定义了两种模式:被动扫描和主动扫描。被动扫描是指,基站侦听AP发出的指示信号,并切换到给定的频带;主动扫描是指,基站提出一个探视请求,接入点AP回送一个包含频带信息的响应,基站就切换到给定的频带。WaveLAN802.11采用的是主动扫描,并且能结合天线接收灵敏度,以信号最佳的信道确定为当前传输信道。这样,当原来位于接入点AP(A)覆盖范围内的基站漫游到接入点AP(B)时,基站能自适应,重新以AP(B)为当前接入点。

  5、可靠的安全性能

  目前,市场上无线局域网产品本身的发射功率很小,小于35mW,而且还被扩展到22MHz带宽,一方面,平均能量很低(15dBm),另一方面,不存在频率单一的载波,因此很难被扫描跟踪,这也是此项技术一直用于军事上的原因。这些是物理上的安全机制,在软件上,还采用了域名控制、访问权限控制和协议过滤等多重安全机制;并且在有线同等保密(WEP)方面,对于特殊用户,可选以下附件:基于RC4加密(1988RSA运算法则)和密码(40位或者128位加密钥匙)。

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