802.11網絡包含的四種主要實體元件
- 工作站(station):配備無線網絡接口的計算裝置。
- 接入點(Access Point): 具備無線至有線的橋接功能的裝置,還有其他功能例如橋接
- 無線媒介(Wireless Medium):802.11标準以無線媒介在工作站之間傳遞幀。其所定義的實體層不止一種。RF實體層更受歡迎。
- 分布式系統(Distribution System):當幾個接入點串聯以覆寫較大區域時,彼此之間必須互相通信以掌握移動式工作點的行蹤,屬于邏輯元件負責将幀轉送至目的地。大多數商用産品是以橋接引擎和分布式系統媒介共同組成分布式系統。分布式系統是接入點間轉發幀的骨幹網絡,是以稱為骨幹網絡(backbone network),一般是Ehernet為骨幹網絡。
網絡類型: 基本服務集(basic service set, 簡稱BSS)是802.11網絡的基本元件(building block),由一組互相通信的工作站組成。 1.獨立型網絡 獨立基本服務集(independent BSS,簡稱BSS)。在IBSS中,工作站之間可以互相通信,但兩者間的距離必須在可以直接通信的範圍内。
2.基礎結構型網絡 基礎結構型基本服務集(infrastructure BSS),有接入點參與其中。接入點負責基礎結構型網絡的所有通信,包括同一服務區域中所有的移動節點間的通信。一個工作站想與另一個工作站通信,必須經過接入點。
擴充服務區域 利用骨幹網絡将幾個BSS串聯為擴充服務集(extended service set,簡稱ESS),所有位于同一個ESS的接入點将會使用相同的服務組織辨別符(service set identifier,簡稱SSID)。隸屬于同一個ESS的工作站可以互相通信。
分布式系統 802.11以能給無線工作站提供哪些服務來描述分布式系統。分布式系統必須負責追蹤工作站實際的位置以及幀的傳送。若要傳送幀給某個移動式工作站分布式系統必須負責将之傳遞給服務該移動式工作站的接入點。接入點的兩種網絡媒介(無線及Ethernet)之間的幀傳送有橋接引擎加以控制。幀會通過橋接器被送至無線網絡,任何由橋接器的無線端口所送出的幀都會傳給所有已關聯的工作站。每個已關聯的工作站均可傳遞幀至接入點。工作站A要傳送幀給工作站B的唯一方式就是通過接入點裡橋接引擎的轉發。
網絡服務
服務 | 屬于 | 說明 |
分布式 | 分布式系統 | 傳遞幀時,可将此服務用來決定目的地位于基礎結構網絡上的位址 |
整合 | 分布式系統 | 用來将幀傳遞至無線網絡以外的IEEE 802 LAN |
關聯 | 分布式系統 | 用來建立AP(作為網關使用)與特定移動式工作站間的關聯 |
重新關聯 | 分布式系統 | 用來變更AP與特定移動式工作站間的關聯 |
取消關聯 | 分布式系統 | 關聯用來從網絡移出無線工作站 |
身份驗證 | 工作站 | 建立關聯之前用來進行身份驗證(利用MAC位址) |
解除身份驗證 | 工作站 | 用來終結一段身份驗證關系,其副作用是終止目前關聯 |
機密性 | 工作站 | 用來防止竊聽 |
MSDU傳送 | 工作站 | 用來傳遞資料至接收端 |
傳輸功率控制 | 工作站/頻譜管理 | 降低工作站傳輸功率以減少幹擾 |
動态頻率選擇 | 工作站/頻譜管理 | 工作站/頻譜管理避免在5GHz頻帶幹擾雷達操作 |
BSS轉換 工作站持續監控來自所有接入點的信号強度與信号品質。在擴充服務去區域中,802.11提供了MAC層次的移動性。附接至分布式系統的工作站可以将所送出的幀尋址到某個移動式工作站的MAC位址,并讓接入點充當該移動式工作站的最終跳躍點(final hop).BSS的轉換需要接入點的互相合作。AP2必須通知AP1該移動式找工作站現在已經和AP2關聯。802.11協定并沒有規範BSS轉換過程中接入點之間如何通信的細節。
ESS轉換 802.11并未支援這種轉換,不過允許工作站在離開第一個ESS的範圍之後與第二個ESS裡的接入點關聯,不過可以确定的是,叫上層的連結必然會是以而中斷。802.11所支援的ESS轉換僅能夠讓工作站比較容易與新的擴充服務區域中的接入點關聯。要能夠維持較高層次的連結,必須得到協定簇的支援。
幀間間隔 短幀幀間間隔(short interframe space,簡稱SIFS) SIFS用于高優先級的傳輸場合。例如RTS/CTS以及肯定确認幀。經過一段SIFS時間,即可進行高優先級的傳輸。一旦高優先級傳輸開始,媒介即處于忙碌狀态,是以相較于必須等待較長時間才能傳輸的幀,SIFS消失後即可進行傳輸的稚嫩的優先級更高。
PCF幀間間隔(PCF interframe space,簡稱PIFS) PIFS主要被PCF使用在無競争操作中,在務經證明其,有資料待傳的工作站可以等待PIFS後再加以傳送,其優先級高于任何競争式傳輸。
DCF幀間間隔(DCF interframe space,簡稱DIFS) DIFS是競争式服務中最短的媒介閑置時間。如果媒閑置時間長于DIFS,則工作站可以立即對媒介進行通路。
廣播與多點傳播資料或管理幀 廣播與多點傳播幀無法分段也無需得到确認。因為隻有一個幀,NAV(網絡配置設定矢量)為0,也無需使用虛拟載波偵聽來監聽鎖定媒介以防止其他工作站的通路。
幀分段 包括IP在内,一些較上層的網絡協定或多或少會用到幀分段(fragmentation).在網絡層進行分段的缺點是接收端必須重組,如果幀在傳送過程中遺失,整個封包就必須重傳。在鍊路層使用分段機制可以提高速度,即以較小的MTU在跳躍點見傳送資料。也可以用幀分段來避免幹擾。無線電波通常會以瞬間且高能量的突波形式出現。幀分段是由MAC的分段門檻值參數控制。大部分的網卡驅動程式都允許使用者設定此參數。
選速與降速 速率選擇主要決定了一張網卡改在何時提高速率以提高鍊路品質。802.11标準并未規範工作站如何決定降速(或升速),是以速率選擇如何實作就留給晶片商自行決定。 最常用來判斷何時該變速的算法,其實是通過一些不是那麼嚴謹的信号品質測量。信号品質可以直接就信噪比加以測量,或間接觀察有多少幀需要重傳。間接測量則是監測瞬間或平均遺失多少幀,然後予以濕度補償。采用間接測量的算法簡單來講就是:如果幀已經遺失且幀重試計數器已經用盡,那就降速至下一檔,然後重試一遍。
幀的處理與橋接 當接入點的無線接口接收到準備傳送至有線網絡的幀時,接入點必須在兩種媒介之間橋接幀。