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无线高级Contents认识MAC层1无线数据发送相关无线接入过程与隐藏节点23802.11协议介绍4

MAC层接入机制WLAN都以多路复用信道作为通信的基础，这样与采用点到点连接的网络相比，存在一个关键的技术问题：当信道的使用产生竞争时，如何分配信道的使用权。在WLAN中完成该功能的是数据链路层DLC的介质访问控制MAC(medium?access?control)子层。可以说，WLAN的网络性能(吞吐量、时延等)完全取决于MAC子层的接入协议。MAC子层的核心问题是相互竞争的用户之间如何分配信道资源。多个终端共享同一信道资源的方法称为信道接入方式，或称多址方式。在无线局域网中MAC子层常用的多址机制可以分为以下三类： 1、随机竞争类 2、按需分配类（或称预约类、无竞争类） 3、固定分配类

MAC层接入机制1、随机竞争类，如Aloha、CSMA。随机竞争类的协议一般使用公共信道，连接在这条信道上的终端都可以向信道发送广播信息。如果终端需要发送，它以某种方式竞争信道的使用权，一旦得到使用权立即发送，所有的终端都能接收到发自任一终端的信息，如果检测到是发给自己的就接受，否则抛弃。2、按需分配类（或称预约类、无竞争类），如token?ring等。这种方法的原则是网络按某种循环顺序询问每个终端是否有数据发送，如果有则立即发送，否则网络立即转向下一个终端。轮询的特点是各分站可以公平地获取信道访问控制权，适用于通信业务量随时间变化，且这种变化又难以预测的情况。这种多址方式操作简单易于实现，在一般的实时分布式测控系统中获得了广泛应用。3、固定分配类，如FDMA、TDMA、CDMA等。它们的原则是把共享的一条信道分割成若干个相互独立的子信道，每个子信道又分配给一个或多个用户专用。

MAC层主要功能1、MAC成帧生成与分解。在帧发送前，MAC须将上层提交待发数据分段，然后加入地址、控制及校验信息，形成MAC帧发送缓冲区待发。在收到接收MAC帧之后对其解析，判断帧类型、完整性、地址匹配、校验无误后，提取数据并向上层提交。2、无线媒体访问控制。在帧发送前，MAC须首先利用以下某方式获得网络连接：具有碰撞避免功能的载波侦听多址接入（CSMA/CA）媒体访问控制（MAC）方式，IEEE802.11规范称为分布式访问控制方式（DCF）。基于不同服务优先级别的集中式轮询（Polling）访问控制，IEEE802.11规范称为中心网络控制方式（PCF）。3、加入网络与认证。工作站的电源打开之后，它在验证和连接到合适的工作站或访问点之前，首先检测有无现成站和访问点（AP）可供加入。工作站通过被动或主动扫描方式完成上述的搜索过程。IEEE802.11标准提供开放系统和共享密钥两种认证服务，用于增强802.11网络的安全性能。

MAC层主要功能4、提供数据安全与保密。为向帧传输提供和有线网络相近的安全性，IEEE802.11标准定义了可选择的有线同等保密（WEP）。WEP生成共用加密密匙，发送端和接收端工作站均可用它加密和改变帧中信息位，以避免信息的泄漏。这个过程也称为对称加密。5、漫游功能。Wireless漫游的概念：STA可以在属于同一个ESS的AP接入点接入，可以使用同一信道或者不同信道。多数人都认为漫游就是终端从一个AP转换到另一个AP，即无线终端从一个BSS服务集移动接入到另外一个服务集的过程。而漫游分为：二层漫游：在同一子网AP间漫游，只需保证用户在AP切换时访问网络的权限不变即可。三层漫游:在不同子网内AP间漫游，通常会采用特殊手段来保证用户业务不中断。如何实现三层漫游在协议中没有描述，各厂家实现方法不同。

无线MAC所面临挑战1、共享无线介质--所有节点在同一信道内争用传输介质，并且同一时刻只能一个节点使用传输介质2、射频链路品质--干扰：2.4GHz为ISM频段，不需授权即可使用，同一区域内WLAN设备之间的互相干扰，其他工业设备的干扰，如：微波炉蓝牙3、隐藏节点问题--无线网络中节点之间无法相互感知对方的收发状态，由此造成所谓的隐藏终端，造成冲突

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无线接入过程STA(工作站）启动初始化、开始正式使用AP传送数据帧前，要经过三个阶段才能接入:(1)扫描(SCAN)(2)认证(Authentication)