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IEEE 802.11介绍 1997年6月，IEEE推出了第一代无线局域网标准—IEEE802.11。该标准定义了物理层和介质访问控制子层(MAC)的协议规范，允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立可互操的作网络设备。 IEEE 802.11介绍 802.11定义了两种类型的设备，一种是工作站(STA)，通常是通过一台带有无线网卡的PC或笔记本；另一个为无线接入点(Access Point, AP)，它的作用是提供无线站之间的转发、无线和有线网络之间的桥接。 802.11定义了两种基本的组网模式： ---基础结构模式（Infrastructure BSS）； ---独立模式（Ad Hoc模式或IBSS）； 两种基本的组网模式 独立模式 两种基本的组网模式 基础结构模式 802.11基本网络拓扑 扩展服务集（ESS) 802.11介质的访问 CSMA/CA 为了尽量减少数据的传输碰撞和重试发送，防止各站点无序地争用信道，无线局域网中采用了与以太网CSMA/CD相类似的CSMA/CA(载波监听多路访问/冲突避免)协议。 802.11介质的访问 CSMA/CA同时采用的两种方式来对信道进行监测： ---物理载波监听 ---虚拟载波监听 物理载波监听取决于物理层使用的媒介和调制方式，考虑到实现成本的问题，厂家一般采用虚拟载波监听的方式。 802.11介质的访问 虚拟载波监听 NAV (Network Allocation Vector): NAV相当于一个定时器，用来指定预计要占用的媒介时间。 只要NAV的值不为零，就代表媒介处于忙碌状态；当NAV为零时，则显示媒介处于空闲状态，可以使用。 802.11介质的访问 RTS/CTS 用于解决无线局域网中的隐藏终端问题 802.11介质的访问 RTS/CTS 解决隐藏终端问题 802.11介质的访问 MAC访问模式 ---DCF(分布式协调功能) 提供竞争服务。发送数据之前，工作站会检查无线链路是否处于空闲状态，若不空闲，则会随机为每个帧选定一段规避时间来避免冲突发生 ---PCF(控制点协调功能) 提供无竞争服务。处于此服务中的工作站只需经过一段较短的时间间隔就可传送帧 802.11介质的访问 帧间间隔 Short帧间间隔：SIFS PCF帧间间隔：PIFS DCF帧间间隔：DIFS 802.11介质的访问 多个STA通过DCF访问介质 802.11介质的访问 帧的分段 所需传送的帧分段阈值时，就需要分段来传送。 802.11帧结构 802.11MAC层的帧结构 802.11帧结构 Frame Control 帧控制字段， 2个字节。这个字段主要是一些帧收发时候的控制信息。 Duration/ID:持续时间/标志: 2个字节。多数情况下，该字段被用来设定NAV。 802.11帧结构 Address字段：地址字段包含不同类型的MAC地址，地址的类型取决于发送帧的类型。这些48位的地址有如下不同的用途： 基本服务集标识（BSSID） 来源地址（SA:发送数据包的MAC实体的地址） 目的地址（DA:数据报的最终地址） 接收地址（RA:接收帧的AP地址） 发送地址（TA：发送帧的AP地址） 802.11帧结构 根据ToDs和FromDs的值地址字段的变化 802.11帧结构 Sequence Control（顺序控制）：2字节，由4位的片段编号（Fragment Number）和12位的顺序编号（Sequence Number）组成，原来重组帧片段以及丢弃重复帧。 Frame Body: 帧主体，该字段内容封装的是上层的数据单元，长度从0-2312个字节，可以看出，802.11真的最大长度为2346个字节。 802.11帧结构 控制帧 控制帧主要用于协助数据帧的传递，所有控制帧都使用相同的Frame Control 字段： 几种常见的控制帧 802.11帧结构 管理帧 管理帧负责在工作站和AP之间建立初始的通信，提供认证和连接服务，包括了连接请求/响应、轮询请求/响应、Beacon帧等。 802.11帧结构 几种重要的管理帧 Beacon（信标）帧 Beacon帧主要来声明网络的存在。定期传送的信标可让移动式工作站得知该网络的存在， 从而调整加入该网络所必需的参数 基础结构网络中，接入点负责传送Beacon帧 IBSS网络中，工作站轮流送出Beacon帧 802.11帧结构 Probe Request 帧 工作站通过Probe Request 帧来扫描所在区域内的802.11网络 Probe Response 帧 若Probe Request 帧探查的网络与之兼容，该网络就会回复Probe Response 帧给予响应 802.11帧结构 D