详细解读局域网IEEE 802.11协议标准
CK数据报被接收端收到,则这个数据发送过程完成,如果发送端没有收到ACK数据报,则或者发送的数据没有被完整地收到,或者ACK信号的发送失败,不管是那种现象发生,数据报都在发送端等待一段时间后被重传。
CSMA/CA通过这种方式来提供无线的共享访问,这种显式的ACK机制在处理无线问题时非常有效。然而不管是对于802.11还是802.3来说,这种方式都增加了额外的负担,所以802.11网络和类似的Ethernet网比较总是在性能上稍逊一筹。
另一个的无线MAC层问题是"hidden node"问题。两个相反的工作站利用一个中心接入点进行连接,这两个工作站都能够"听"到中心接入点的存在,而互相之间则可能由于障碍或者距离原因无法感知到对方的存在。为了解决这个问题,802.11在MAC层上引入了一个新的Send/Clear to Send(RTS/CTS)选项,当这个选项打开后,一个发送工作站传送一个RTS信号,随后等待访问接入点回送RTS信号,由于所有的网络中的工作站能够"听"到访问接入点发出的信号,所以CTS能够让他们停止传送数据,这样发送端就可以发送数据和接受ACK信号而不会造成数据的冲突,这就间接解决了"hidden node"问题。由于RTS/CTS需要占用网络资源而增加了额外的网络负担,一般只是在那些大数据报上采用(重传大数据报会耗费较大)。
最后,802.11MAC子层提供了另两个强壮的功能,CRC校验和包分片。在802.11协议中,每一个在无线网络中传输的数据报都被附加上了校验位以保证它在传送的时候没有出现错误,这和Ethernet中通过上层TCP/IP协议来对数据进行校验有所不同。包分片的功能允许大的数据报在传送的时候被分成较小的部分分批传送。这在网络十分拥挤或者存在干扰的情况下(大数据报在这种环境下传送非常容易遭到破坏)是一个非常有用的特性。这项技术大大减少了许多情况下数据报被重传的概率,从而提高了无线网络的整体性能。MAC子层负责将收到的被分片的大数据报进行重新组装,对于上层协议这个分片的过程是完全透明的。
联合结构、蜂窝结构和漫游
802.11的MAC子层负责解决客户端工作站和访问接入点之间的连接。当一个802.11客户端进入一个或者多个接入点的覆盖范围时,它会根据信号的强弱以及包错误率来自动选择一个接入点来进行连接(这个过程也称为加入一个基本服务集合BSS)。一旦被一个接入点接受,客户端就会将发送接受信号的频道切换为接入点的频段。在随后的时间内,客户端会周期性的轮询所有的频段以探测是否有其它接入点能够提供性能更高的服务。如果它探测到了的话,它就会和新的接入点进行协商,然后将频道切换到新的接入点的服务频道中。(见图4)
这种重新协商通常发生在无线工作站移出了它原连接的接入点的服务范围,信号衰减后。其他的情况还发生在建筑物造成的信号的变化或者仅仅由于原有接入点中的拥塞。在拥塞的情况下,这种重新协商实现了"负载平衡"的功能,它将能够使得整个无线网络的利用率达到最高。
这个动态协商连接的处理方式使得网络管理员可以将无线网络覆盖范围扩大,这是通过在这些地区布置多个覆盖范围重叠的接入点来实现的。IT管理员必须注意的是,802.11 的DSSS频道之间的覆盖必须遵守一定的规范,邻近的相同频道之间不能互相覆盖(见图5),在前面说过802.11的DSSS中一共存在着相互覆盖的14个频道,在这14个频道中,仅有三个频道是完全不覆盖的,利用这些频道来作为多蜂窝覆盖是最合适的。如果两个接入点的覆盖范围互相影响,同时他们使用了互相覆盖的频段,这会造成他们在信号传输时的互相干扰,从而降低了他们各自网络的性能和效率。
时间型数据的支持
语音和视频这类和时间相关的数据在802.11的MAC层受到了支持,这是通过一种称为PCF(Point Coordination Function)的功能来实现的。和DCF将所有的控制交给客户端工作站不同,在PCF的工作方式下,接入点全权控制传输媒体。如果一个基本服务集合中PCF被打开,则就由PCF和DCF(CDMA/CA)方式来分享控制时间,当处于PCF模式的时候,接入点将一个接着一个询问客户端以获取数据,还没有被询问到的客户端没有权利发送数据,客户端只有在被询问到的时候才能够重接入点处收取数据。由于PCF处理每个客户端的时间和顺序是固定的,所以一个固定的时延能够保证。PCF的一个不利点就是它的伸缩性不是非常好,在网络规模变大后,由于它轮询的客户端数量变多,造成网络效率的急剧下降。
电源管理
802.11 HR MAC层支持省电模式来延长手持设备的电池使用寿命。这个标准直至两种电源利用模
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