第9章 无线网络和移动网络

9-01．无线局域网都由哪几部分组成？无线局域网中的固定基础设施对网络的性能有何影响？接入点AP是否就是无线局域网中的固定基础设施？

答：无线局域网由无线网卡、无线接入点(AP)、计算机和有关设备组成，采用单元结构，将整个系统分成许多单元，每个单元称为一个基本服务组。

所谓“固定基础设施”是指预先建立起来的、能够覆盖一定地理范围的一批固定基站。直接影响无线局域网的性能。

接入点AP是星形拓扑的中心点，它不是固定基础设施。

9-02． Wi-Fi与无线局域网WLAN是否为同义词？请简单说明一下。

答：Wi-Fi在许多文献中与无线局域网WLAN是同义词。

802.11是个相当复杂的标准。但简单的来说，802.11是无线以太网的标准，它是使用星形拓扑，其中心叫做接入点AP(Access Point)，在MAC层使用CSMA/CA协议。凡使用802.11系列协议的局域网又称为Wi-Fi(Wireless-Fidelity,意思是“无线保真度”)。因此，在许多文献中，Wi-Fi几乎成为了无线局域网WLAN的同义词。

9-03 服务集标示符SSID与基本服务集标示符BSSID有什么区别？

答：SSID（Service Set Identifier）AP唯一的ID码，用来区分不同的网络，最多可以有32个字符，无线终端和AP的SSID必须相同方可通信。无线网卡设置了不同的SSID就可以进入不同网络，SSID通常由AP广播出来，通过XP自带的扫描功能可以相看当前区域内的SSID。出于安全考虑可以不广播SSID，此时用户就要手工设置SSID才能进入相应的网络。简单说，SSID就是一个局域网的名称，只有设置为名称相同SSID的值的电脑才能互相通信。

BSS是一种特殊的Ad-hoc LAN的应用，一个无线网络至少由一个连接到有线网络的AP和若干无线工作站组成，这种配置称为一个基本服务装置BSS (Basic Service Set)。一群计算机设定相同的BSS名称，即可自成一个group，而此BSS名称，即所谓BSSID。

9-04．在无线局域网中的关联（association）的作用是什么？

答：802.11标准并没有定义如何实现漫游，但定义了一些基本的工具。例如，一个移动站若要加入到一个基本服务及BSS，就必须先选择一个接入点AP，并与此接入点建立关联（association）。建立关联就表示这个移动站加入了选定的AP所属子网，并和这个接入点AP之间粗昂见了一个虚拟线路。只有关联的AP才想这个移动站发送数据帧，而这个移动站也只有通过关联的AP才能向其他站点发送数据帧。这和手机开机之后必须和某个基站建立关联的概念是相似的。

9-05．以下几种接入（固定接入、移动接入、便携接入和游牧接入）的主要特点是什么？

答：

9-06．无线局域网的物理层主要有哪几种？

答：无线局域网的物理层主要有802.11家族谱、蓝牙新贵、家庭网络的HomeRF

9-07．无线局域网的MAC协议有哪些特点？为什么在无线局域网中不能使用CSMA/CD协议而必须使用CSMA/CA协议？

答：无线局域网的MAC协议提供了一个名为分布式协调功能（DCF）的分布式接入控制机制以及工作于其上的一个可选的集中式控制，该集中式控制算法称为点协调功能（PCF）。DCF采用争用算法为所有通信量提供接入；PCF提供无争用的服务，并利用了DCF特性来保证它的用户可靠接入。PCF采用类似轮询的方法将发送权轮流交给各站，从而避免了冲突的产生，对于分组语音这样对于时间敏感的业务，就应提供PCF服务。 由于无线信道信号强度随传播距离动态变化范围很大，不能根据信号强度来判断是否发生冲突，因此不适用有线局域网的的冲突检测协议CSMA/CD。802.11采用了CSMA/CA技术，CA表示冲突避免。这种协议实际上是在发送数据帧前需对信道进行预约。 这种CSMA/CA协议通过RTS（请求发送）帧和CTS（允许发送）帧来实现。源站在发送数据前，先向目的站发送一个称为RTS的短帧，目的站收到RTS后向源站响应一个CTS短帧，发送站收到CTS后就可向目的站发送数据帧。

9-08．为什么无线局域网的站点在发送数据帧时，即使检测到信道空闲也仍然要等待一小段时间？为什么在发送数据帧的过程中不像以太网那样继续对信道进行检测？

答：因为电磁波在总线上总是以有限的速率传播的。无线局域网的站点在传送数据帧时，检测到信道空闲，其实并不空闲。数据在线路上还会出现碰撞，一旦出现碰撞，在这个帧的发送时间内信道资源都被浪费了，所以要等待一小段时间。

  因为无线局域网上发送数据帧后要对方必须放回确认帧，以太网就不需要对方发回确认帧。

9-09．结合隐蔽站问题和暴露站问题说明RTS帧和CTS帧的作用。RTS/CTS是强制使用还是选择使用？请说明理由。

答：源站在发送数据帧之前发送RTS帧，若信道空闲，则目的站响应CTS帧，当源站收到CTS帧后就可发送其数据帧，实际上就是在发送数据帧前先对信道预约一段时间。RTS/CTS是选择使用的，因为当数据帧本身长度很短时，使用RTS/CTS反而会降低效率。

9-10．为什么在无线局域网上发送数据帧后要对方必须发回确认帧，而以太网就不需要对方发回确认帧？

答：无线局域网可能出现检测错误的情况：检测到信道空闲，其实并不空闲，而检测到信道忙，其实并不忙，因此需要接收方发回确认帧来确定信道是否空闲。

9-11．无线局域网的MAC协议中的SIFS，PIFS和DIFS的作用是什么？

答：SIFS，即短帧间间隔。SIFS是最短的帧间间隔，用来分隔开属于一次对话的各帧；PIFS，即点协调功能帧间间隔（比SIFS长），是为了在开始使用PCF方式时（在PCF方式下使用，没有争用）优先获得接入到媒体中；DIFS，即分布协调功能帧间间隔（最长的IFS），在DCF方式中用来发送数据帧和管理帧。

9-12．试解释无线局域网中的名词：BSS,ESS,AP,BSA,DCF,PCF和NAV.

答：BSS：一种非凡的Ad-hoc LAN的应用，称为Basic Service Set (BSS)，一群计算机设定相同的BSS名称，即可自成一个Group，而此BSS名称，即所谓BSSID。

ESS：一种infrastructure的应用，一个或多个以上的BSS，即可被定义成一个Extended Service Set ( ESS )，使用者可于ESS上Roaming及存取BSS中的任何资料，其中Access Points必须设定相同的ESSID及channel才能允许Roaming.

AP接入点： 用于无线网络的无线HUB，是无线网络的核心。它是移动计算机用户进入有线以太网骨干的接入点，AP可以简便地安装在天花板或墙壁上，它在开放空间最大覆盖范围可达300米，无线传输速率可以高达11Mbps。

BSA:一个基本服务集BSS所覆盖的地理范围。

DCF:分布协调功能，DCF不采用任何中心控制，而是在每一个节点使用CSMA机制的分布式接入算法，让各个站通过争用信道来获取发送权。

PCF:点协调功能，PCF是选项，是用接入点AP集中控制整个BSS内的活动，因此自组网络就没有PCF子层。PCF使用集中控制的接入算法，用类似于探询的方法把发送数据权轮流交给各个站，从而避免碰撞的产生。

NAV:网络分配向量指出了信道处于忙状态的持续时间，信道处于忙状态就表示:或者是由于物理层的载波监听检测到信道忙，或者是由于MAC层的虚拟载波监听机制指出了信道  忙。      

9-13．冻结退避计时器剩余时间的做法是为了使协议对所有站点更加公平，请进一步解释。

答：站点每经历一个时隙的时间就检测一次信道。这可能发生两种情况，若检测到信道空闲，退避计时器就继续倒计时，若检测到信道忙，就冻结退避计时器的剩余时间，重新等待信道变为空闲并经过时间DIFS后，从剩余时间开始继续倒计时。如果退避计时器的时间减小到零时，就开始发送整个数据帧。

9-14．为什么某站点在发送第一帧之前，若检测到信道空闲就在等待时间DIFS后立即发送出去，但在收到第一帧的确认后并打算发送下一帧时，就必须执行退避算法。

答：因为（1）在发送它的第一帧之前检测到信道处于忙状态；

（2）每一次的重传；

（3）每一次的成功发送后再要发送下一帧。

9-15．无线局域网的MAC帧为什么要使用四个地址字段？请用简单的例子说明地址3的作用。

答：地址4用于自组网络，前三个地址的内容取决于帧控制字段中的“到DS”（到分配系统）和“从DS”（从分配系统）这两个子字段的数值。这两个子字段各占1位，合起来共有4种组合，用于定义802.11帧中的几个地址字段的含义。

  例如：站点A向B发送数据帧，但这个过程要分两步走。首先要由站点A把数据帧发送到接入点AP1，然后再由AP1把数据帧发送到站点B。当站点A把数据帧发送到AP1时，帧控制字段中的“到DS=1”而“从DS=0”。因此地址1是AP1的MAC地址（接收地址），地址2是A的MAC地址（源地址），地址3是B的MAC地址（目的地址）。当AP1把数据帧发送到站点B时，帧控制字段中的“到DS=0”而“从DS=1”。 因此地址1是B的MAC地址(目的地址），地址2是AP1的MAC地址（发送地址），地址3是A的MAC地址（源地址）。

9-16．试比较IEEE 802.3和IEEE802.11局域网，找出它们之间的主要区别？

答：IEEE最初制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中，用户与用户终端的无线接入，业务主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps。目前，3Com等公司都有基于该标准的无线网卡。由于802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，因此，IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准。三者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。

IEEE802.3: 描述物理层和数据链路层的MAC子层的实现方法，在多种物理媒体上以多种速率采用CSMA/CD访问方式，对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展。早期的IEEE 802.3描述的物理媒体类型包括：10Base2、10Base5、10BaseF、10BaseT和10Broad36等；快速以太网的物理媒体类型包括：100 BaseT、100BaseT4和100BaseX等。

9-17．无线个人区域网WPAN的主要特点是？现在已经有了什么标准？

答：主要特点：一个人为中心，低功率、小范围、低速率和低价格。

  标准：由IEEE的802.15工作组制定的标准[W-IEEE802.15]

9-18．无线城域网WMAN的主要特点是什么？现在已经有了什么标准？

答：特点：运用宽带无线接入技术,可以将数据、Internet 、话音、视频和多媒体应用传送到商业和家庭用户，能够提供高速数据无线传输乃至于实现移动多媒体宽带业务。

标准：一个是2004年6月通过的802.16的修订版本，即802.16d(它的正式名字是802.16-2004)；另一个是2005年通过的802.16的增强版本，即802.16e.