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802.11协议标准ppt详解

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802.11课件

802.11课件


WLAN发展历程
பைடு நூலகம்
谢谢
•9
• 经过20年的发展，如今802.11逐渐形成了一个家族，除了上述了这些标准外，还 包括：802.11e（MAC层对QoS支持）、802.11i（与802.11X一起为Wi-Fi提供 认证和安全机制）、802.11h（在802.11a基础上增加动态频率选择DFS和发送功 率控制TPC）等标准。
协议簇
• 1990年，IEEE802标准委员成立了IEEE802.11标准工作组，并于1997年发布 IEEE802.11标准，支持2.4GHz 频段，最高速率支持2Mbps。
WLAN演进与发展（续）
• 1999年，IEEE发布了802.11a标准和802.11b标准。802.11a支持5GHz频段，最 高速率支持54Mbps；802.11b则支持2.4GHz频段，最高速率支持11Mbps。WiFi联盟从“Hi-Fi”（高保真度）获取灵感，给802.11b创造了“Wi-Fi”（无线保 真）的名字。不过到了今天，WiFi已经不再单纯地代表802.11b了，而是代表整 个802.11系列标准。
802.11协议
罗轶蕾
•1
什么是WLAN
• WLAN(wireless local area network)无线局域网是计算机网络与无 线通信技术相结合的产物
WI-FI和WLAN有什么关系？
摆脱线缆束缚的用户需求
WI-FI=采用802.11技术的WLAN
无线局域网WLAN
• 无线局域网是目前最常见的无线网络之一。狭义的无线局域网是基于 IEEE802.11系列标准，利用高频无线射频（如2.4GHz或5GHz无线电 波）作为传输介质的无线局域网；广义的无线局域网是以各种无线电 波作为无线信道来代替有线局域网中的部分或全部的传输介质所构成 的网络。WLAN与有线网络技术相比，具有灵活、建网迅速、个人化 等特点。
IEEE 802(完整版).11、802(完整版).15、802(完整版).16、802(完整版).20标准简介(完整版).ppt

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802.11标准
802.11标准是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。由于它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。
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802.11f/802.11r标准
802.11f追加了IAPP（inter-access point protocol）协 定，确保用户端在不同接入点间的漫游，让用户端能平 顺、无形地切换存取区域。 802.11f标准确定了在同一 网络内接入点的登陆，以及用户从一个接入点切换到另 一个接入点时的信息交换。（2006年2月被IEEE批准撤 销）
IEEE 802.11最早是由IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers，美国电 气和电子工程师协会 )在1997年6月正式发布， 此文档为无线网络的标准规格。
1999年，IEEE协会进一步提出IEEE802.11的扩 展规格：IEEE 802.11a和IEEE802.11b。扩展 规格的出现，让无线网络的速度倍增，也增加 了无线网络的实用性。
802．11r标准，着眼于减少漫游时认证所需的时间，这 将有助于支持语音等实时应用。使用无线电话技术的移 动用户必须能够从一个接入点迅速断开连接，并重新连 接到另一个接入点。802.11r改善了移动的客户端设备 在接入点之间运动时的切换过程。
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IEEE 802.11h/j标准
802.11h是802.11a的扩展，目的是兼容其他5G 赫兹频段的标准，如欧盟使用的HyperLAN2。 美国和欧洲在5GHz频段上的规划、应用上存在 差异，这一标准的制订目的，是为了减少对同 处于5GHz频段的雷达的干扰。
IEEE 802.11标准

IEEE 802.11标准

《无线局域网技术》讲义第六讲 IEEE802.11物理层作为全球公认的局域网权威，IEEE 802工作组建立的标准在过去二十年内在局域网领域内独领风骚。

这些协议包括了802.3 Ethernet协议、802.5 Token Ring协议、802.3z 100BASE-T快速以太网协议。

在1997年，经过了7年的工作以后，IEEE发布了802.11协议，这也是在无线局域网领域内的第一个国际上被认可的协议。

在1999年9月，他们又提出了802.11b“High Rate”协议，用来对802.11协议进行补充，802.11b在802.11的1Mbps和2Mbps速率下又增加了5.5Mbps和11Mbps两个新的网络吞吐速率。

利用802.11b，移动用户能够获得同Ethernet一样的性能、网络吞吐率、可用性。

这个基于标准的技术使得管理员可以根据环境选择合适的局域网技术来构造自己的网络，满足他们的商业用户和其他用户的需求。

802.11协议主要工作在ISO协议的最低两层上，并在物理层上进行了一些改动，加入了高速数字传输的特性和连接的稳定性。

主要内容：1.802.11工作方式2.802.11物理层3.802.11b的增强物理层4.802.11数字链路层5.联合结构、蜂窝结构和漫游1、802.11工作方式802.11定义了两种类型的设备，一种是无线站，通常是通过一台PC机器加上一块无线网络接口卡构成的，另一个称为无线接入点(Access Point，AP)，它的作用是提供无线和有线网络之间的桥接。

一个无线接入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口(802.3接口)构成，桥接软件符合802.1d桥接协议。

接入点就像是无线网络的一个无线基站，将多个无线的接入站聚合到有线的网络上。

无线的终端可以是802.11PCMCIA卡、PCI接口、ISA接口的，或者是在非计算机终端上的嵌入式设备(例如802.11手机)。

2、802.11物理层在802.11最初定义的三个物理层包括了两个扩散频谱技术和一个红外传播规范，无线传输的频道定义在2.4GHz的ISM波段内，这个频段，在各个国际无线管理机构中，例如美国的USA，欧洲的ETSI和日本的MKK都是非注册使用频段。

802.11协议标准ppt

802.11协议标准ppt

直接序列扩频（DSSS，Direct Sequence Spread Spectrum ）系统则将要传输的数据流通过扩展码调制 而人为地扩展带宽，即使在传输波段中存在部分噪声信 号，接收机也可以无错误地接受数据。
BIRM
使用扩频技术的好处
扩频是一种在信号的带宽进行扩展的技术。采用扩频的 好处是： 抗干扰。若使用窄频，容易受到使用相同频率的通信干 扰导致完全无法通信。 对于非特定的目的的接收器，扩展了带宽的信号混在背 景噪声中，让蓄意想侦听窃取数据资料的人不易判别真正 的信号，避免他人的截听。 提供了供多个用户使用同一传输波段的方法，保证了无 线设备在频段上的可用性和可靠的吞吐量，也保证了使用 同一频段的设备不互相影响。
IEEE802.11无线网络标准规定了3种物理层传输介质方 式。其中2种物理层传输介质工作方式在微波频段（根据 各国当地法规或规定不同，频段的具体定义也有所不 同），采用扩频传输技术进行数据传输，包括跳频序列 扩频传输技术（FHSS）和直接序列扩频传输技术 （DSSS）。另一种方式以光波段作为其物理层，也就 是利用红外线光波传输数据流。
IEEE802.11协议
IEEE802.11 协议标准
概述
IEEE802.11系列协议标准的发展
IEEE802.11的工作方式及802.11网络基 本元素
IEEE802.11的物理层协议
IEEE802.11的MAC层协议
无线局域网（WLAN）
IEEE802.11n
BIRM
概述
802.11是IEEE（美国电气和电子工程师协会）最初制定 的一个无线局域网标准，这也是在无线局域网领域内的 第一个国际上被认可的协议。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介入，业务主要 限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps。由于802.11 在速率和传输距离上不能满足人们的需要。因此，IEEE 小组又相继推出了802.11a和802.11b等许多新标准。几 者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。
IEEE 802(完整版).11、802(完整版).15、802(完整版).16、802(完整版).20标准简介(完整版).ppt

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802.11：无线局域网Wireless LAN
802.15：无线个域网 Wireless Personal Area Network
802.16：宽带无线接入 Broadband Wireless Access
802.17：弹性分组环 Resilient Packet Ring
802.18：无线管制 RadiE 802简介
802.1 ：高层局域网协议Higher Layer LAN Protocols
802.2 ：逻辑链路控制Logical Link Control
802.3 ：以太网Ethernet
802.4 ：令牌总线Token Bus
802.5 ：令牌环Token Ring
802.19：共存 Coexistence TAG
802.20：移动宽带无线接入 Mobile Broadband Wireless Access (MBWA)
802.21：媒质无关切换 Media Independent Handoff
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IEEE 802.11系列标准简介
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802.11标准简介
蓝牙是第一个面向低速率应用的标准，但是它的市场情况不 太理想，其原因之一是受WiFi（802.11b） 的冲击，WiFi产品的 价格大幅度下降在某些应用方面抑制了蓝牙的优势。另一个原因 是蓝牙为了覆盖更多的应用和提供QoS使其偏离了原来设计简单的 目标，复杂使蓝牙变得昂贵，不再适合那些要求低功率、低成本
802.15.3也称WiMedia，旨在实现高速率。其原始版本 规定的速率高达55Mbit/s，使用基于802.11但不兼容的 物理层。后来多数厂商倾向于使用802.15.3a，它使用 超宽带（UWB）的多频段OFDM联盟（MBOA）的物理 层，速率高达480Mbit/s。
802.11协议标准详解[文字可编辑]

802.11协议标准详解[文字可编辑]

(1) 接入：无线站点通过无线接入设备访问企业网络 (2) 中继：利用无线信道作为企业网的干线，利用大楼（LAN） 与大楼（LAN）之间的数据传输
WLAN 协议——IEEE802.11
在实际使用上，通常会将WLAN和现有的有线网络结合，不但增 加原本网络的使用弹性，也可扩大无线网络的使用范围，目前最热门 的WLAN技术就是IEEE的802.11 及其相关标准。 ? IEEE 802.11(1997.6)， 数据速率最高为1或2Mbps，
工作在2.4GHz频段或使用红外(Infrared Spectroscopy, IR) ? IEEE 802.11a(1999),数据速率最高为54Mbps，
12个信道，最多8个互不重叠，工作在5GHz频段 ? IEEE 802.11b(1999.9),数据速率最高为11Mbps ，
11个信道，最多3个互不重叠，工作在2.4GHz频段（最常用） ? IEEE 802.11g(2003.6),数据速率最高为54Mbps，
WLAN
? WLAN (Wireless Local Area Network ) 是指传输 范围在 100米左右的无线网络，可用于单一建筑 物或办公室之内，需要使用 WLAN的场合主要包 括：
(1) 不方便架设有线网络的环境; (2) 使用者时常需要移动位置; (3) 临时性的网络。
? 802.11WLAN 主要面向两种应用类型：
300Mbit/s,2007 ）
IEEE802.11的工作方式
? 802.11定义了两种类型的设备，一种是无线站，通常 是通过一台PC机器加上一块无线网络接口卡构成的， 另一个称为无线接入点（Access Point，AP），它的 作用是提供无线和有线网络之间的桥接。一个无线接 入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口 （802.3接口）构成，桥接软件符合802.1d桥接协议。 接入点就像是无线网络的一个无线基站，将多个无线 的接入站聚合到有线的网络上。无线的终端可以是 802.11 PCMCIA卡、PCI接口、ISA接口，或者是在非 计算机终端上的嵌入式设备。
802.11协议标准详解

802.11协议标准详解


IEEE802.11系列协议标准的发展


802.11，定义微波和红外线的物理层和MAC子层（2.4GHz，2Mbit/s，1997） 802.11a，定义了微波物理层及MAC子层（5GHz，54Mbit/s，1999） 802.11b，物理层补充DSSS（2.4GHz，11Mbit/s，1997） 802.11b+，物理层补充PBCC（2.4GHz，11Mbit/s，2002） 802.11c，关于802.11网络和普通以太网之间的互通协议（2000） 802.11d，关于国际间漫游的规范（2000） 802.11e，对服务等级QoS的支持（2004） 802.11f，基站的互联性（2003） 802.11g，物理层补充OFDM（2.4GHz，54Mbit/s，2003） 802.11h，扩展物理层和MAC子层标准（5GHz，欧洲，2003） 802.11i， 安全和鉴权方面的补充（2004） 802.11j，扩展物理成和MAC子层标准（5GHz，日本，2004） 802.11k，基于无线局域网的微波测量规范（2005） 802.11m，基于无线局域网的设备维护规范（2006） 802.11n，导入MIMO（多输入输出）技术（2.4G/5GHz，100300Mbit/s,2007）
IEEE802.11的工作方式

802.11定义了两种类型的设备，一种是无线站，通常 是通过一台PC机器加上一块无线网络接口卡构成的， 另一个称为无线接入点（Access Point，AP），它的 作用是提供无线和有线网络之间的桥接。一个无线接 入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口 （802.3接口）构成，桥接软件符合802.1d桥接协议。 接入点就像是无线网络的一个无线基站，将多个无线 的接入站聚合到有线的网络上。无线的终端可以是 802.11 PCMCIA卡、PCI接口、ISA接口，或者是在非 计算机终端上的嵌入式设备。
WiFi和802.11PPT

WiFi和802.11PPT

WiFi和IEEE 802.11无线局域网标准
1
IEEE 802.11体系结构和服务
IEEE——Institute of Electrical and Electronics Engineers，电气电子工程师协会。总部设在美 国。
IEEE 802委员会负责起草局域网草案，并送交 美国国家标准协会（ANSI）批准和在美国国内 标准化。
与物理层规范
IEEE802.4-------Token-Bus访问控制方法与物理层规范
8
IEEE802.5-------Token-Ring访问控制方法
IEEE802.6-------城域网访问控制方法与物理层规
范
IEEE802.7-------宽带局域网访问控制方法与物理
层规范
IEEE802.8-------FDDI访问控制方法与物理层规范
IEEE802.9-------综合数据话音网络
9
IEEE802.10------网络安全与保密
IEEE802.11------无线局域网访问控制方法与物理层规范
IEEE802.12------100VG-AnyLAN访问控制方法与物理层规范
IEEE 802.14 协调混合光纤同轴(HFC)网络的前端和用户站点
采用正交频分复用（OFDM）的扩频技术，采用QFSK调制方 式， 可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构 接口， 支持多种业务如话音、数据和图像等， 一个扇区可以接入多个用户，每个用户可带多个用户终端。
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IEEE 802.11a
IEEE 802.11a标准是IEEE 802.11b的后 续标准，其设计初衷是取代802.11b标准， 然而，工作于2.4GHz频带是不需要执照 的，该频段属于工业、教育、医疗等专 用频段，是公开的，工作于5.15-5.825 GHz频带在有些国家需要执照。一些公司 仍没有表示对802.11a标准的支持，一些 公司更加看好混合标准――802.11g。
802.11协议帧详解

802.11协议帧详解

802协议桢格式802.11和Wi-Fi技术并不是同一个东西。

Wi-Fi标准是802.11标准的一个子集，并且是Wi-Fi联盟负责管理无线网络协议桢的分类类型和字段定义了无线网络的三种类型，分别是：1: Management frames，它的主要作用是维护接入点和无线客户端之间的通信，管理该框架拥有以下子类型：AuthenticationDe-authenticationAssociation RequestAssociation ResponseReassociation RequestReassociation ResponseDisassociationBeaconProbe RequestProbe Response2: Control frames控制帧是负责客户端和接入点的数据交换，类型为：Request to Send (RTS) Clear to Send (CTS) Acknowledgement (ACK）这些数据可以在一些报文请求中看到。

3: Data frames这些不同类别的数据包被统称为"数据包类型"。

WLAN有以下三种网络拓扑结构1) 独立基本服务集(Independent BSS, IBSS)网络(也叫ad-hoc网络)2) 基本服务集(Basic Service Set, BSS)网络3) 扩展服务集(Extent Service Set, ESS)网络1) AD-Hoc网络win7自带的AD-Hoc组建功能，可以让我们很方便的在一个小范围内快速组建"局域网"，联网打游戏啥的很方便2) BSS网络对于个人PC来说，使用最多的所谓"无线Wi-Fi"指的就是BSS网络模式，我们通过AP(Access Point)接入点来接入网络3) ESS网络其中，ESS中的DS(分布式系统)是一个抽象系统，用来连接不同BSS的通信信道(通过路由服务)，这样就可以消除BSS中STA与STA之间直接传输距离受到物理设备的限制。

WiFi和IEEE 802.11无线局域网标准 PPT课件

WiFi和IEEE 802.11无线局域网标准 PPT课件

经过验证的802.11b产品使用的名称是Wi-Fi。 Wi-Fi认证现已扩展到802.11g产品
2.2 802.11 体系结构
无线LAN的最小构成块是基本服务集 （basic service set，BSS），它由站点 组成。
BSS可以是独立的，也可以是通过接入点 与分布式系统（DS）相连。
另外,AP可能因网络负荷过重而启动对主机 取消连接
4. 分送服务
这项服务主要由主机使用，当主机要传送数据时， 数据首先会传送至AP，再由AP利用分布式系统传送 至目的地。
IEEE802.11并没有规定分散系统要如何将数据正确 地送达目的地，但它说明了在连接、取消连接及重 连接等服务中，该数据该送往哪个AP输出，以便将 数据送达正确的目的位置。
IEEE 802.11g
IEEE推出IEEE 802.11g认证标准,该标准 提出拥有IEEE 802.11a的传输速率，安 全性较IEEE 802.11b好，采用2种调制方 式，能够与802.11a和802.11b兼容。
虽然802.11a较适用于企业，但WLAN运 营商为了兼顾现有802.11b设备投资，选 用802.11g的可能性极大。

IEEE802.3z------1000Base-SX和1000Base-LX访问控制方法
与物理层规范

IEEE802.4-------Token-Bus访问控制方法与物理层规范

IEEE802.5-------Token-Ring访问控制方法

IEEE802.6-------城域网访问控制方法与物理层规
4. 802.11封包传送
此服务为主机服务最基本功能，它将数据传送给接受 者。
分布式系统服务由分散系统所提供，使802.11 的封包可在同一个ESS(延伸服务群)中的不同 BSS(基本服务群)间传送，无论主机移动到ESS 中的哪个地方都能收到属于它的数据，这类服 务大部分是由AP呼叫使用。
IEEE802.11各标准

IEEE802.11各标准

802.11b
IEEE 802.11b是无线局域网的一个标准。其载波的频率为2.4GHz，传送速度为11Mbit/s。IEEE 802.11b是所有无线局域网标准中最著名，也是普及最广的标准。它有时也被错误地标为Wi-Fi。实际上Wi-Fi是无线局域网联盟（WLANA）的一个商标，该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作，与标准本身实际上没有关系。在2.4-GHz-ISM频段共有14个频宽为22MHz的频道可供使用。IEEE 802.11b的后继标准是IEEE 802.11g，其传送速度为54Mbit/s。
IEEE 802.11g2003年7月，通过了第三种调变标准。其载波的频率为2.4GHz(跟802.11b相同)，原始传送速度为54Mbit/s，净传输速度约为24.7Mbit/s(跟802.11a相同)。802.11g的设备与802.11b兼容。802.11g是为了提高更高的传输速率而制定的标准，它采用2.4GHz频段，使用CCK技术与802.11b(Wi-Fi)后向兼容，同时它又通过采用OFDM技术支持高达54Mbit/s的数据流，所提供的带宽是802.11a的1.5倍。从802.11b到802.11g，可发现WLAN标准不断发展的轨迹：802.11b是所有WLAN标准演进的基石，未来许多的系统大都需要与802.11b向后向兼容，802.11a是一个非全球性的标准，与802.11b后向不兼容，但采用OFDM技术，支持的数据流高达54Mbit/s，提供几倍于802.11b/g的高速信道，如802.11b/g提供3个非重叠信道可达8-12个;可以看出，在802.11g和802.11a之间存在与Wi-Fi兼容性上的差距，为此出现了一种桥接此差距的双频技术——双模(dual band)802.11a+g(=b),它较好地融合了802.11a/g技术，工作在2.4GHz和5GHz两个频段，服从802.11b/g/a等标准，与802.11b后向兼容，使用户简单连接到现有或未来的802.11网络成为可能。

802.11协议详解

802.11协议解析(2019/01/05)1.1 802.11n标准发展历程IEEE 802.11工作组意识到支持高吞吐将是WLAN技术发展历程的关键点，基于IEEE HTSG (High Throughput Study Group)前期的技术工作，于2003年成立了Task Group n (TGn)。

n表示Next Generation，核心内容就是通过物理层和MAC层的优化来充分提高WLAN技术的吞吐。

由于802.11n涉及了大量的复杂技术，标准过程中又涉及了大量的设备厂家，所以整个标准制定过程历时漫长，预计2010年末才可能会成为标准。

相关设备厂家早已无法耐心等待这么漫长的标准化周期，纷纷提前发布了各自的11n产品(pre-11n)。

为了确保这些产品的互通性，WiFi联盟基于IEEE 2007年发布的802.11n草案的2.0版本制定了11n产品认证规范，以帮助11n技术能够快速产业化。

1.2 技术概述802.11n主要是结合物理层和MAC层的优化来充分提高WLAN技术的吞吐。

主要的物理层技术涉及了MIMO、MIMO-OFDM、40MHz、Short GI等技术，从而将物理层吞吐提高到600Mbps。

如果仅仅提高物理层的速率，而没有对空口访问等MAC协议层的优化，802.11n 的物理层优化将无从发挥。

就好比即使建了很宽的马路，但是车流的调度管理如果跟不上，仍然会出现拥堵和低效。

所以802.11n对MAC采用了Block确认、帧聚合等技术，大大提高MAC层的效率。

802.11n对用户应用的另一个重要收益是无线覆盖的改善。

由于采用了多天线技术，无线信号(对应同一条空间流)将通过多条路径从发射端到接收端，从而提供了分集效应。

在接收端采用一定方法对多个天线收到信号进行处理，就可以明显改善接收端的SNR，即使在接受端较远时，也能获得较好的信号质量，从而间接提高了信号的覆盖范围。

其典型的技术包括了MRC等。

8[].11协议ppt课件

發出Probe的目的是找尋WLAN。一旦發現適當的AP，此 Client可開始作驗證與結合動作。
1/29/2020
1/29/2020
加入(Joining)
Joining發生於Client內部。為由Scanning所得到之多個 Beacon或Probe Response的資訊之中，所表示的多個架 構模式或Ad-Hoc模式之各個WLAN中，Client考慮應加入 到哪一個WLAN的內部動作。802.11並未規定考慮點的優 先順序，而放手讓廠商自行定義。故有的廠商以信號好壞作 標準，有的以Client之多個SSID的順序作首要考慮點。
将用时分多址 (TDMA)•方案取代类似以太网的 MAC层，并对重要的业务，增加额外的纠错功能 802.11f，规定了Inter-Access Point Protocol（IAPP）， 解决不同AP之间的漫游； 802.11h，控制发送功率，动态选择无线信道； 802.11i，改善WEP加密功能，采用动态加密法，升级 到AES加密，增强安全性能； 802.1x，定义动态密钥加密部分，结合Radius服务器， 支持EAP-TLS认证。
Scanning可分為主動與被動。在發現AP時，Client靠AP每隔 100ms發出的Beacon，Beacon之中包括SSID及與該AP相關之 許多其他參數。
1/29/2020
SSID
SSID(Service Set Identifier)為WLAN系統之中唯一的、 字母大小寫有關的、2至32字母長所表示的WLAN網路名稱。 在一個ESS(Extended Service Set)之中，SSID為唯一的， 相同SSID下的AP屬於同群組，若此AP支援802.1Q VLAN， 則屬於同VLAN的User亦屬於同SSID，此時的SSID比較 Virtual，亦即同一台AP可支援多個SSID。此名稱有助於網 路的區隔，為最基本的安全方法，且用在Client與AP做結合 之用。SSID存在於Beacon、Probe Request/Response、 及一些其他的Frame之中(如Association Frame)。如圖 10.1，Client中必須被設定正確的SSID才能與AP做結合。

802.11无线QOS协议ieee802.11e ppt

IEEE802.11 & IEEE802.11e Quality of Service
Wang Da-peng dpwang@ 2004-9-14
• 802.11
– 802.11和以太网采用了载波侦听多点接入方式控制站 点对传输介质的访问 – 处理冲突上802.11采用冲突避免(CA)，以太网采用冲 突监测(CD) – 定义了两种方式实现CSMA/CA:分布式协调机制和点集 中式协调机制．分布式协调机制是CSMA/CA的基础， 它是基于信道竞争的，站点在发送之前首先检查信道 是否空闲，并且使用回退来尽量避免冲突的发生，如 果需要发送站点还可以使用RTS/CTS信令来进一步减 少冲突发生的可能．点集中式协调机制提供一种无竞 争的服务，它只在架构的无线网络中使用，充当协调 者的站点通常是无线接入点(AP)． – 802.11的标准/getieee802/
• 802.11MAC层定义的Service Data Units(MSDUs)大小的 上限是2304 bytes．由于使用的是CSMA/CA，如果两个 站点同时监测到信道是空闲的，这种情况就被视为是一个 冲突．这个问题的解决方法就是前面所解释的DCF方 法．在802.11a中的一个time slot的大小是9us．一个竞争 窗口就是由一些time slot所组成的． • 无等待帧传输的情况：当一个站点传输完最后一个帧的时 候(无后续的应传送的帧)，它仍然进行DCF竞争(进行竞争 窗口的回退)，叫做“post-back off”．处于这种状态的时 候突然在该站点中产生了一个待发送的帧，并且该时刻并 无其它的信道要求传送数据帧．(此刻这个站点中的待发 帧序列中无其它的帧)，则可以马上发送这个帧． • 大尺寸MSDU帧分割技术：可以把一个大的MSDU帧分割 称若干份，然后把它们相继的发送出去．这样做的好处是， 如果发生传送的失败，不至于把整个大的MSDU重新传送， 而只需要重传少数量的帧就可以了．

IEEE-802.11及802.15.4协议分析PPT课件


邻的多个信道产生重叠，若在同一个空间建立多个BSS/IBSS时，要让它们
所用的信道不会互相重叠而产生干扰。在同一个空间最多只能使用1、6、
11这三个信道，若选用其他信道，最多只能有2个互不干扰的信道。
.
9
IEEE802.11
同一空间多信道的使用增加了带宽
Blue = 11Mb/s (channel 1)
.
11
IEEE802.11
BSS（基本服务集）
IBSS BSS
Ad Hoc 网（无线自组网） Infrastructured 网(基础设施网)
IBSS (Independent BSS，独立基本 有AP(Access Point, 接入点)， 服务集)，无AP，站点间直接通信）. 无线站点通信首先要经过AP 12
802.11b+，物理层补充PBCC（2.4GHz，11Mbit/s，2002）
802.11c，关于802.11网络和普通以太网之间的互通协议（2000）
802.11d，关于国际间漫游的规范（2000）
802.11e，对服务等级QoS的支持（2004）
802.11f，基站的互联性（2003）
WLAN 协议 ---- IEEE 802.11
在实际使用上，通常会将WLAN和现有的有线局域网结合， 不但增加原本网络的使用弹性，也可扩大无线网络的使用范围， 目前最热门的 WLAN 技术就是 IEEE的802.11及其相关标准。
IEEE 802.11(1997.6)， 1或2Mbps， 工作在2.4GHz频段或使用红外(IR)
IEEE802.11
IEEE802.11是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。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，随后又推出了802.11g和802.11n标 准。
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物理层结构

物理层管理（Physical Layer Management）：物理层管理与
MAC层管理相连，为物理层提供管理功能。

物理层汇聚子层（PLCP）：媒体访问控制（MAC）子层和物理层
汇聚（PLCP）子层通过物理层服务访问点（SAP）利用原语进行通信
。MAC发出指示后，PLCP就开始准备需要传输的媒体协议数据单元（
STA4 STA6
DS
BSS1
AP
DS
AP BSS2
DS（Distribution System）：分布式系统
ESS
BSS1
Service set identify (SSID1)
ESS
属于同一VLAN的客户端
AP1 AP2
DS
Service set identify (SSID1)
BSS2
802.11e — QoS
802.11h —动态调整 802.11i —安全增强 802.11f — 漫游和切换 802.11s — mesh
IEEE802.11的工作方式及802.11网络 基本元素
802.11定义了两种类型的设备，一种是无线站，通常 是通过一台PC机器加上一块无线网络接口卡构成的， 另一个称为无线接入点（Access Point，AP），它的 作用是提供无线和有线网络之间的桥接。一个无线接 入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口 （802.3接口）构成，桥接软件符合802.1d桥接协议。 接入点就像是无线网络的一个无线基站，将多个无线 的接入站聚合到有线的网络上。无线的终端可以是 802.11 PCMCIA卡、PCI接口、ISA接口，或者是在非 计算机终端上的嵌入式设备（例如802.11手机）。
IEEE802.11的MAC层协议
按照无线局域网（WLAN）的协议体系结构层次划分， MAC子层是位于物理（PHY）层和逻辑链路控制（LLC） 子层中间的一个层次，其主要目的是在LLC子层的支持 下为共享物理媒体提供访问控制以及执行寻址方式和帧 产生与帧识别。
IEEE 802.11 标准中，以CSMA/CA协议作为无线局域 网MAC协议的基础，主要用来支持异步业务，并称其为 分布式访问控制（分布协调功能）方式（DCF）。为了 使得系统也能够支持具有最大时延要求的一些同步或时 限业务，标准中还要求了MAC协议支持用户可选择的中 心网控（点协调功能）方式（PCF）。
物理层结构
媒体访问控制子层 （MAC Sublayer）
物理服务访问点 （PHY SAP）
物理层汇聚子层 物理层 （PLCP Sublayer） （P L）
物理媒体依赖子层 （PMD Sublayer）
物理媒体依赖 服务访问点 （PMD SAP）
IEEE 802.11 物理（PHY）层结构图
IEEE 802.11 标准规定的物理层协议可以分为一般物理层管理和物理层汇聚过 程、物理媒体依赖两个子层（图中未示出物理层管理）。
扩频传输技术
跳频扩频（FHSS，Frequency Hopping Spread Spectrum）使用了传统的窄带数据传输技术，但传输 频率将发生周期性的切换。系统在一个扩频或宽波段 的信道上使用不同的中心频率，以预先安排好的顺序 在固定的时间间隔内进行跳频。跳频现象可以使 FHSS系统避免受到信道内窄带噪音的干扰。
MPDU）。PLCP也从无线媒体向MAC层传递接收帧。PLCP为MPDU附
加字段，形成一种合成帧，字段中包含物理层发送器和接收器所需的信
息。IEEE 802.11标准称这个合成帧为PLCP协议数据单元（PPDU）。
PPDU的帧结构提供了工作站之间MPDU的异步传输，因此，接收工作
站的物理层必须同步每个单独的即将到来的帧。
SSID
AP
STA
SSID＝“marketing”
SSID＝“office”
STA
STA
SSID：Service Set ID 服务集识别码
BSS
AP
BSS1
BSS2
AP
STA1
STA2
STA5
STA3
STA（Station）：任何的无线终端设备。 AP（Access Point）：一种特殊的STA BSS（Basic Service Set）：基本服务集
IEEE 802.11b标准的物理层采用的是补码键控CCK（ Complementary Code Keying）技术。在2.4GHz高速局域网标 准中采用CCK调制的主要原因是：它可以在提供高达11Mbit/s数 据传输速率的同时保持了与原有的1Mbit/s和2Mbit/s的无线局域 网的互操作性，即两者具有同样的射频带宽和分组结构。
IEEE802.11的MAC层
802.11标准设计独特的MAC层。它通过协调功能（Coordination Function）来确定在基本服务集BSS中的移动站在什么时间能发 送数据或接受数据。802.11的MAC包括两个子层。
无争用服务（选用）
MAC层
点协调功能PCF
争用服务（必须实现）
（Point coordination function）
如果信道检测评价到媒体处在忙碌状态，同时有合法的即将到 来的前同步码，则物理层汇聚（PLCP）子层就开始监视该适配头。 当PMD检测到的信号能量超过85dBm，它就认为媒体忙碌。如果 PLCP子层检测到帧的适配头是无误的，它将向MAC层发送一条 PHY-RXSTART.indication原语，通知一个帧的到来。随同这个原语 一起发送的，还有帧适配头的一些信息。
中心网络控制方式(PCF)

物理媒体依赖（PMD）子层：在PLCP下方，PMD支持两个工作站
之间通过无线媒体实现物理层实体的发送和接收。为了实现以上功能，
PMD需直接面向无线媒体，并对帧传送提供调制和解调。PLCP和PMD
之间通过原语进行通信，控制发送和接收。
物理层主要功能
1.载波帧听功能
物理层通过命令其物理媒体依赖（PMD）子层检查媒体状态来执行 载波侦听操作。
· 如果媒体空闲，PLCP将发送一条状态字段表明为空闲的PHYCCA.indication原语到MAC层，使得MAC层可以考虑决定发送帧；
· 如果媒体忙碌，PLCP将发送一条状态字段表明为忙碌的PHYCCA.indication原语到MAC层。从而MAC层就可以决定暂不能发送 帧。
物理层主要功能
2.数据发送功能
红外线（IR）物理层描述了一种在850到950nM波段 运行的调制类型，用于小型设备和低速率连接的数据 传输应用。这种红外线介质的基本数据速率是利用十 六进制脉冲位置调制（16PPM）的1Mbit/s速率和利用 四进制脉冲位置调制（4PPM）的2Mbit/s增强速率。 基于红外线设备的峰值功率被限定为2W。
IEEE 802.11标准的物理层扩充协议
IEEE 802.11a是对IEEE 802.11标准进行的物理层扩充，它彻底 地抛弃了前述的扩频思想。IEEE802.11a工作在5GHz 频段，物 理层速率可达54Mbit/s，传输层达25Mbit/s。采用正交频分复用 （OFDM）扩频技术。可提供25Mb/s的无线ATM接口和10Mbps 的无线以太网帧结构接口；支持语音、数据、图像业务。
如果前述的载波侦听出现媒体空闲状态，则物理层汇聚子层（ PLCP）在接收到MAC层的PHY-TXSTART.request原语后便将PMD从 常规的检测接收模式转换到传输发送模式。同时，MAC层将与该请求 一道告知PLCP要发送数据的字节数（0-4095）和数据速率。然后， PMD通过无线发送器在20微秒内发射帧的前同步码。
IEEE802.11系列协议标准的发展
在物理层或者MAC层进行调整的 802.11协议成员
PHY
MAC
802.11(1/2 Mbps) 802.11b(5.5/11 Mbps)
802.11g(54 Mbps) 802.11a(54 Mbps) 802.11n(300 Mbps)
802.11/11a/11b/11g MAC
PLCP根据PLCP服务数据单元（PSDU）适配头长度的值，来 设置字节计数器。计数器跟踪接收到的帧的字节数目，使PLCP知道 帧什么时间结束。
PLCP在接收数据的过程中，通过PHY-DATA.Indication信息向 MAC层发送PSDU的字节。收到最后一个字节后，向MAC层发送 PHY-RXEND.infication原语，声明帧的结束。
ESS（Extended Service Set）：扩展服务集，采用相同的SSID 的多个BSS形成的更大规模的虚拟BSS。
Ad Hoc
STA STA
STA STA
STA
Ad Hoc构成一种特殊的无线网络应用模式，STA间可直接互相连接， 资源共享，而无需通过AP。
IEEE802.11的物理层协议
分布协调功能DCF (Distributed coordination function)
(CSMA/CD)
PHY层
分布式访问控制方式(DCF)
分布式访问控制方式(DCF)是IEEE 802.11标准规定的物 理层兼容的无线局域网中的工作站和访问点（AP）之间 共享无线媒体的主要访问控制协议。和IEEE 802.3 总线 式以太网的CSMA/CD MAC 协议类似，IEEE 802.11标 准规定无线局域网的分布式访问控制方式(DCF)使用具 有碰撞避免功能的载波侦听多址接入（CSMA/CA）协 议。
IEEE802.11无线网络标准规定了3种物理层传输介质方 式。其中2种物理层传输介质工作方式在微波频段（根据 各国当地法规或规定不同，频段的具体定义也有所不 同），采用扩频传输技术进行数据传输，包括跳频序列 扩频传输技术（FHSS）和直接序列扩频传输技术 （DSSS）。另一种方式以光波段作为其物理层，也就是 利用红外线光波传输数据流。