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第2章-2 无线个域网

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无线局域网的开题报告

无线局域网的开题报告

无线局域网的开题报告无线局域网的开题报告一、研究背景和意义1.1 研究背景随着信息技术的快速发展，无线局域网成为了越来越多企业、学校、机关、家庭等地的网络连接方式。

无线局域网具有灵活、便捷、高效的特点，满足了用户对移动办公和网络接入的需求，成为现代办公和生活的重要组成部分。

1.2 研究意义然而，无线局域网在使用过程中仍然存在一些问题和挑战，如信号干扰、安全性、速度和稳定性等方面的限制。

因此，深入研究无线局域网的技术原理、性能优化和安全保障等问题，具有重要的理论和实际意义。

二、研究目标和内容2.1 研究目标本研究旨在对无线局域网进行深入的研究和分析，重点关注以下几个方面的问题：- 无线局域网的技术原理与标准- 无线局域网的性能优化方法- 无线局域网的安全保障策略2.2 研究内容本研究将分析和探讨以下几个方面的内容：2.2.1 无线局域网的基本原理和技术标准 - IEEE 802.11无线局域网标准- 无线信号传输原理- 无线接入点和客户端设备的工作原理2.2.2 无线局域网的性能优化方法- 信号覆盖范围的优化- 信号干扰的减小- 网络带宽和传输速率的优化2.2.3 无线局域网的安全保障策略- 加密技术和认证机制- 安全漏洞和攻击类型- 安全防范和保护策略三、研究方法和技术路线3.1 研究方法本研究将采用文献研究、实验分析和数学建模等方法，结合实际的无线局域网环境和实验数据，进行定量和定性分析。

3.2 技术路线本研究将按照以下步骤进行：- 收集相关的文献和资料，了解无线局域网的发展、技术标准和应用场景。

- 设计和实施相应的实验和测试环境，收集和分析实验数据。

- 根据实验数据进行定量和定性分析，探索无线局域网的性能优化和安全保障方法。

- 提出相应的改进策略，并进行实际应用和验证。

四、论文结构安排4.1 第一章：引言介绍无线局域网的背景和研究意义，阐明研究目标和内容，概述研究方法和技术路线。

4.2 第二章：无线局域网的基本原理和技术标准详细介绍无线局域网的基本原理、技术标准和相关概念，包括IEEE 802.11无线局域网标准、无线信号传输原理等。

计算机网络基础及应用-局域网基础

计算机网络基础及应用-局域网基础
（4） 光纤可防止传输过程中被分接偷听，也杜绝了辐射波的 窃听，因而是最安全的传输媒体。
2.1.5 局域网类型
3.异步传输模式（ATM） ATM是目前网络发展的最新技术，它采用基于信元的异 步传输模式和虚电路结构，根本上解决了多媒体的实时性 及带宽问题。实现面向虚链路的点到点传输，它通常提供 155Mbit/s的带宽。它既汲取了话务通讯中电路交换的“有连 接”服务和服务质量保证，又保持了以太、FDDI等传统网络 中带宽可变、适于突发性传输的灵活性，从而成为迄今为 止适用范围最广、技术最先进、传输效果最理想的网络互 联手段。
2.1.5 局域网类型
1.以太网（Ethernet） 早期局域网技术的关键是如何解决连接在同一总线上的 多个网络节点有秩序地共享一个信道的问题，而以太网络 正是利用载波监听多路访问/碰撞检测（CSMA/CD）技术成 功地提高了局域网络共享信道的传输利用率，从而得以发 展和流行的。交换式快速以太网及千兆以太网是近几年发 展起来的先进的网络技术，使以太网络成为当今局域网应 用较为广泛的主流技术之一。
早期的计算机网络大多为广域网，局域网是在20世纪70 年代个人计算机（PC）在市场推出以后出现并发展起来的。 20世纪80年代，由于PC机性能不断提高、PC 机和小型机的 价格不断降低，计算机从“专家”群里走进“大众”之中，网 络应用也从科学计算走入事务处理，使得 PC 机大量地进入 各行各业的办公室和百姓的家中。
学习情境引入：
东方电子商务有限公司计划投资组建新型网络，以优化企业的网络，提 高企业的网速，实现企业办公的网络自动化和信息化，该工程由其单位 的网络工程师王某和技术员张某负责。为了按期完成网络的规划，两人 准备去科技市场考察网络的硬件设备。
当前，网络设备种类繁多，工程师王某和技术员张某在科技市场考察后， 难以判断他们各自的优势，现将他们调查过的品牌列举如下，请同学们 学完本章内容后，帮助工程师王某和技术员张某做出合适的选择。

1-2章无线局域网测试题

1-2章无线局域网测试题

一、选择题1、无线局域网WLAN传输介质是：（）A．无线电波B．红外线C．载波电流D．卫星通信2．IEEE802.11b射频调制使用__ 调制技术，最高数据速率达__。

A．跳频扩频，5MB．跳频扩频，11MC．直接序列扩频，5MD．直接序列扩频，11M3．无线局域网的最初协议是：（）A．IEEE802.11B．IEEE802.5C．IEEE802.3D．IEEE802.14、802.11协议定义了无线的（）A. 物理层和数据链路层B. 网络层和MAC层C. 物理层和介质访问控制层D. 网络层和数据链路层5．802.11b和802.11a的工作频段、最高传输速率分别为：（）A．2.4GHz、11Mbps；2.4GHz、54MbpsB．5GHz、54Mbps；5GHz、11MbpsC．5GHz、54Mbps；2.4GHz、11MbpsD．2.4GHz、11Mbps；5GHz、54Mbps6．无线局域网网技术相对于有线局域网的优势有：（）A．可移动性B．临时性C．降低成本D．传输速度快7、中国的2.4GHz标准共有（）个频点，互不重迭的频点有（）个。

A. 11个B. 13个C. 3个D．5个8、802.11g 规格使用哪个RF 频谱（）A. 5.2GHzB. 5.4GHzC. 2.4 GHzD. 800 MHz9. IEEE802.11标准在OSI模型中的提供进程间的逻辑通信。

A、数据链路层B、网络层C、传输层D、应用层10. IEEE802.11b标准采用调制方式。

A、FHSSB、DSSSC、OFDMD、MIMO11. 与IEEE802.11b相比较，IEEE802.11g的信号覆盖范围和数据传输速率如何？A、覆盖大、速率高B、覆盖小、速率高C、覆盖大、速率低D、覆盖小、速率低12. 对于2.4GHz的信道的中心频率间隔不低于。

A、5MHzB、20MHzC、25MHzD、83.5MHz13. 下列设备中不会对WLAN产生电磁干扰的是。

第2章 局域网

第2章 局域网

通常属于某一部门、单位或企业所有， 通常属于某一部门、单位或企业所有，范围小
西安交通大学
计算机网络课程组
第3页
XJTU
局域网的拓扑结构
星形结构
西安交通大学
计算机网络课程组
第4页
XJTU
局域网的拓扑结构
环形结构
西安交通大学
计算机网络课程组
第5页
XJTU
局域网的拓扑结构
总线结构
西安交通大学
计算机网络课程组

客户机/ 客户机/服务器局域网 客户机/服务器局域因其既能实现客户机之间的互访， 又能共享服务器资源，所以在计算机数量较多，位置 分散、信息传输大的大型局域网中采用。 对等局域网 对于计算机数量较少，布置较集中，成本要求低的小 型局域网，常采用对等局域网结构。对等局域网组建、 使用和维护都很容易、简单。
第6页
XJTU
局域网的拓扑结构
树型结构
西安交通大学
计算机网络课程组
第7页
XJTU
局域网的基本组成
服务器
运行网络操作系统并提供硬盘、文件、数据、 运行网络操作系统并提供硬盘、文件、数据、打印及共 享等服务功能,是网络控制的核心。服务器一般是24 24小时不间 享等服务功能,是网络控制的核心。服务器一般是24小时不间 断地工作，需要有极高的稳定性， 断地工作，需要有极高的稳定性，同时为保证数据的快速吞 吐、安全、备份。所以不能采用自己组装的微机来代替，最 安全、备份。所以不能采用自己组装的微机来代替， 好采用专用的服务器。国产服务器的品质已大幅提高， 好采用专用的服务器。国产服务器的品质已大幅提高，如联 浪潮等。目前常用网络操作系统（NOS）主要有： 想、浪潮等。目前常用网络操作系统（NOS）主要有： Unix 2003。 、Linux、 Windows Server 2003。 Linux、

无线局域网技术白皮书

无线局域网技术白皮书

无线局域网技术白皮书目录第1章、前言 (4)第2章、无线网络概述 (4)1．无线网络概述 (4)2．无线网络的特点 (4)3．无线数据网络种类 (6)第3章、无线局域网络 (6)1．无线局域网（WLAN）概述 (6)2．无线局域网络的益处 (9)3．典型的无线局域网络应用 (10)第4章、无线局域网络技术 (11)1．无线局域网标准概述 (11)802.11a标准 (11)802.11g标准 (12)802.11系列新标准 (14)2无线局域网标准进展 (15)3．三种流行无线网络技术的比较 (15)4．下一代无线网络技术：H IPER LAN/2 (17)5．无线局域网频道分配与调制技术 (22)6．无线局域网拓扑结构 (23)7．无线局域网的几个主要工作过程 (24)8．影响无线局域网性能的因素 (25)9．无线局域网络的安全性 (25)1.无线局域网（WLAN）面临哪些威胁？ (25)2．常见的无线网络安全的分类 (25)3．如何保障无线局域网安全 (26)4.保护企业无线网络 (27)第5章、无线局域网络产品的兼容性 (28)第6章、CISCO无线局域网络解决方案 (28)1.思科无线局域网技术指南 (28)下一代无线局域网 (28)无线技术的到来 (28)无线移植方案的选择 (29)802.11a标准 (29)802.11g标准 (30)兼容性 (30)双频Cisco Aironet 1200：全球最佳 (30)今天的无线应用 (30)计算的新纪元 (31)2.思科无线安全解决方案指南 (31)第8章、CISCO AIRONET扩频无线网络产品 (39)一、扩频收发工作站 (39)二、扩频天线馈线系统 (44)第9章、无线网络典型联接方式与实例 (45)一、CISCO AIRONET (46)二、其它无线网案例 (48)第10章、无线联网的现状及发展前景 (49)一、无线网络的需求及实现 (49)二、计算机无线网络的应用现状 (50)三、计算机无线网络目前存在的问题和解决 (50)四、计算机无线网络的标准化 (51)五、计算机无线网络的发展与应用的前景 (51)第11章、计算机无线网技术应用介绍 (51)一、计算机无线网技术适用范围： (51)二、应用介绍 (52)第12章、总结 (54)第八章、无线网络产品选购指南 (54)附录一、无线局域网常用品牌及产品简介 (56)附录一、AIRONET无线网产品安全性说明 (60)附录二、国家无线电委员会对2.4GHZ频段的管理办法 (60)附录三、AIRONET无线网产品参考报价（部分） (62)第1章、前言信息革命到今天，我们越来越离不开计算机网络，无论是信息共享、合作伙伴交流、还是移动用户办公，都有网络价值的体现。

无线局域网的安全概述

无线局域网的安全概述
确认成功/失败
工作站向AP发出认证请求AP收到初始认证帧之后，回应一个认证帧，其中包含128字节的挑战码工作站将挑战码植入认证帧，并用共享密钥对其加密，然后发送给APAP解密，并检查返回的挑战码是否相同，以次判断验证是否通过
RC4加密随机数
解密收到的相应结果，并与原发送的随机数进行比较，如果相同则认为成功
重放攻击。攻击者截取网络通信信息，例如口令，稍后用这些信息可以未经授权地接入网络。广播监测。在一个配置欠佳的网络中，如果接入点连接到集线器而不是交换机，那么集线器将会广播数据包到那些并不想接收这些数据包的无线站点，它们可能会被攻击者截取。ARP欺骗（或ARP缓存中毒）。攻击者通过接入并破坏存有MAC和IP地址映射的ARP的高速缓冲，来欺骗网络使其引导敏感数据到攻击者的无线站点。会话劫持（或中间人攻击）。是ARP欺骗攻击的一种，攻击者伪装成站点并自动解决链接来断开站点和接入点的连接，然后再伪装成接入点使站点和攻击者相连接。
2.WLAN安全
无线局域网安全措施
802.11涉及的安全技术
开放式认证系统
共享密钥认证系统
完整性校验(ICV)
RC4加密
认证技术
接入控制
完整性检验技术
加密技术
初始化向量(IV)
WEP：有线等效保密算法
WEP
3. 802.11的加密技术——有线等效加密WEP
WEP提供了有限的接入控制和采用密钥的数据加密：接入控制（认证）：一般将密码短语输入到接入点，任何试图与接入点链接的站点都必须知道这个短语。如果不知道密码短语，站点可以感知数据流量但不能进行链接或解密数据。
802.11的——完整性检验(ICV)
802.11使用(CRC-32) 校验和算法计算报文的ICV,附加在MSDU后，ICV和MSDU一起被加密保护。CRC-32本身很弱，可以通过bit-flipping attack篡改报文。

无线局域网构建课程设计

无线局域网构建课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解无线局域网的基本概念、原理和组成；2. 学生掌握无线局域网的标准、协议和关键技术；3. 学生了解无线局域网的规划、部署和优化方法。

技能目标：1. 学生能运用所学知识分析实际场景，设计合适的无线局域网方案；2. 学生具备配置无线局域网设备、排除故障的能力；3. 学生能够运用网络管理工具对无线局域网进行监控和优化。

情感态度价值观目标：1. 培养学生主动探究、合作学习的良好习惯；2. 增强学生对网络技术发展的关注，激发创新意识；3. 提高学生对网络安全、道德和法律的认识，树立正确的网络价值观。

本课程针对高中年级学生，结合计算机网络技术课程内容，注重理论与实践相结合。

通过本课程的学习，使学生掌握无线局域网相关知识，提高实际操作能力，同时培养学生的合作精神、创新意识和网络安全意识，为今后的学习和工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 无线局域网基础知识：包括无线局域网的概念、分类、应用场景，以及与有线网络的区别。

教材章节：第一章 概述2. 无线局域网技术原理：探讨IEEE 802.11标准、Wi-Fi技术、蓝牙技术等关键技术。

教材章节：第二章 无线局域网技术原理3. 无线局域网设备与协议：介绍无线网卡、无线路由器、接入点等设备，以及TCP/IP、DHCP、DNS等网络协议。

教材章节：第三章 无线局域网设备与协议4. 无线局域网规划与部署：讲解无线局域网的规划、设计、部署和优化流程。

教材章节：第四章 无线局域网规划与部署5. 无线局域网安全与监控：探讨无线网络安全策略、加密技术，以及网络监控和管理方法。

教材章节：第五章 无线局域网安全与监控6. 无线局域网故障排除：分析无线网络常见故障及其排除方法。

教材章节：第六章 无线局域网故障排除7. 实践操作：组织学生进行无线局域网设备的配置、监控和优化实践。

教材章节：实践篇教学内容按照教材章节顺序进行，理论与实践相结合，确保学生掌握无线局域网相关知识，提高实际操作能力。

无线网络技术导论第二版课后习题答案

填空选择：第一章绪论填空：1. 局域网城域网广域网2. LAN MAN WAN3. ARPAnet4. 数据链路层网络层5. ALOHANET6. 可以让人们摆脱有线的束缚，跟便捷，更自由地进行沟通7. 协议分层8. 协议9. 应用程序、表示层、会话层、传输层、网络层、链路层 10. 应用层、传输层、网络互连层、主机至网络层 11. MAC协议单选：1-3 D A C 多选：1 AC 2 ABC 判断：1-4 T F F F第二章无线传输基础填空：1、电磁波2、FCC3、全向的4、天线5、定向6、地波7、衍射8、快速或慢速平面的9、Christian Doppler 10、数据 11、信号12、传输 13、模拟 14、ASK FSK PSK 15、扩频技术 16、大于 17、DSSS FHSS THSS 单选： 1-5 A C C CD 6-7 A B 多选：1 ACD2 ABCD3 BCD4 ABC5 AB6 ABC 判断：1-5 F T T T T 6-10 F T T T F 10-14 F T T T第三章无线局域网填空：1、美国电气电子工程师协会2、标准发布3、标准（猜的）4、 IEEE5、基站或接入点6、基础机构集中式拓扑7、 BSSID8、介质9、 MAC10、媒体访问控制11、物理层数据链路层 12、 11Mbit/s 13、 b14、多载波调制技术 15、 16、 11 17、 csma 18、 sta服务 19、物理20、联结重新联结解除联结分布集成 21、竞争22、 mac协议 23、多个无线网络整体网络 24、四地址 25、、27、动态频率选择传输功率控制 28、发送功率控制过程29、无线局域网中关于快速服务集切换的内容 30、 600Mps31、 32、 WPA 33、 WAPI34、认证框架和可拓展认证/标准安全 35、 WEP36、企业模式单选：1-5 D D C B C 6-10 A B C D A 11-15 C D D D B16-20 B B B C A 21-25 A B A A A 26-30 D A D C D 31-35 C D A C A 36-39 C A C B 多选：1 AC2 CD3 BC4 BC5 AB6 CD7 AB8 AC9 AC 10 ABC 11 ABC 12 BC 13 AC 14 ABC 15 ABC16 AC 判断：1-5 T F T T T 6-10 T F T F T第四章无线个域网填空： 1. 302. IEEE3.4. 无线个人区域网5. 蓝牙6. 基带7. 1 MHz 带宽 8. 散布式网络 9. 超宽带UWB 10. 协议栈 11. 250 kb/s12. 全功能设备，只具有部分功能的设备 13. 设备对象单选： 1-5 C A C D A 6-10 B D A（不确定）A D 11-12 A A多选：判断：1-3 F F T第五章无线城域网填空：1、 2、回程 3、 4、固定宽带无线5、 6、 7、 8、 9、6GHZ 10、2~11GHZ 单选：1 -5 D B B C A 6-8 D B C多选：ABC判断：1、F 2、T第六章无线广域网填空：1、IEEE 2、250km/h 3、OFDM MIMO 4、纯IP第七章移动ad hoc网络填空：1、移动Ad Hoc2、移动Ad Hoc网络单选：B第八章无限传感器网络填空：1、移动Ad Hoc网络（或者分布式网络系统）2、传感器模块、处理器模块、无线通信模块、能量供应模块第九章无线mesh网络填空：1. 移动Ad hoc网络2. 无线多选： ABC 判断： T第十章无线网络与物联网填空：1.感知层，网络层和应用层2.无线城市简答题：第一章绪论1、简述计算机网络的发展过程答：计算机网络发展过程可分为四个阶段。

无线网络技术复习

无线网络技术第1章绪论1、无线网络分类❖从无线网络覆盖范围看系统内部互连/无线个域网无线局域网无线城域网/广域网❖从无线网络的应用角度看，还可以划分出无线传感器网络无线Mesh网络无线穿戴网络无线体域网等，这些网络一般是基于已有的无线网络技术，针对具体的应用而构建的无线网络。

2、无线局域网的分类❖第一类是有固定基础设施的：预先建立起来的、能够覆盖一定地理范围的一批固定基站，采用802.11标准的WLAN。

如蜂窝移动电话。

最小构件是基本服务集（BSS），一个BSS包括一个基站和若干个移动站。

❖第二类是无固定基础设施的：没有预先建好的固定接入点（AP），而是由一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成临时网络。

自组织网络/移动Ad hoc网络。

服务范围有限，一般也不与外界的其他网络连接。

3、网络协议层次设计应注意的问题❖分层时应注意使每一层的功能非常明确，层数适当。

层数太少，会使每一层协议太复杂层数太多，会在描述和综合各层功能时太过分散❖标识发送方和接收方的机制❖数据传输的规则——单向、双向、多逻辑信道❖差错控制问题❖报文到达顺序问题❖流量控制问题❖报文的拆分、传输、重组问题❖多路复用和多路解复用问题❖路由选择4、协议和服务的关系❖协议：控制两个对等实体进行通信的规则的集合。

❖服务：由下层向上层通过层间接口（服务访问点，SAP）提供的功能。

❖协议与服务的关系：协议是水平的，服务是垂直的服务是某一层内完成的能够被高一层利用的功能两个对等实体（服务用户）通过协议进行通信，目的是为上一层提供服务5、无线网络的协议模型研究的重点是什么？第2章无线传输技术基础1、相关概念（1）传输媒体可分为导向的(guided)和非导向的(unguided)两类。

（2）天线发射的信号重要属性：方向性。

（3）无线传输的两种基本构造类型定向结构：发射天线将电磁波聚集成波束后发射出去，因此，发射和接收天线必须精确校准。

全向结构：发送信号沿所有方向传播，并能够被多数天线接收到。

无线网络技术教程第二版习题答案20140406

第一章1.1如何理解计算机网络在现代社会的作用？答：现代社会生产生活中，网络技术实现信息互通和流动，高速完善的网络能使信息更快捷、准确的传输，发挥强大的作用。

网络已成为信息社会的技术命脉和知识经济的发展基础。

1.2请给出计算机网络协议的整体结构。

答：参考ISO/OSI模型以及TCP/IP模型。

1.3目前的骨干网络大多为光纤传输，部分城市实现了光纤到户，是否可以完全用光纤网取代所有其它类型的有线网络？试分析。

答：不能取代所有其他类型的有线网络。

电话线、有线电视线缆、双绞线、电力线等在生活中大量存在，许多也基本能满足不同实际需求，光纤铺设较复杂、成本较高，适于新建网络。

1.4 为什么网络协议栈都以分层形式实现？各层主要完成哪些功能？答：网络体系结构是一个复杂系统，所以采用结构化方法，将其分解为若干层次并设置相应协议，便于维护和更新。

各层次主要功能参考ISO/OSI模型以及TCP/IP模型。

1.5无线网络近几年得到了快速发展，试分析其原因并给出对未来无线网络发展的看法。

答：各种不同需求推动无线网络发展，未来发展体现多元化、便捷等特点。

1.6 从不同的应用目的角度，无线网络可以分成哪两大类？请列举各种无线网络技术，并分别归入这两大类。

答：根据不同的应用目的，无线网络可分为两大类：互联接入和物联传感。

无线局域网、无线城域网、卫星网络等，其应用目的是为用户访问因特网提供信息服务，属于互联接入。

物联网、无线传感网、无线个域网、无线体域网等，其应用目的是将网络触角延伸到传统社会信息之外的自然界、环境、物体、人体等，传输更为丰富多样的信息，属于物联传感。

1.7试分析和比较无线网络和有线网络，可从传输方式、组网结构等方面进行比较。

答：有线网络须架设电缆，挖掘电缆沟或架设架空明线；而无线链路则无需架线挖沟，线路开通速度快，将所有成本和工程周期统筹考虑，无线链路成本节省。

有线网络电缆数量固定，通信容量有限，而无线网络相对更灵活，随时增加链路，安装、扩容方便。

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☆ PHY层定义3个载波频段27个信道用于收发数据： 868MHz1个信道、915MHz10个信道、2450MHz 16个信道
30
MAC层技术
☆介质访问控制(MAC)层
主要有以下功能： 1）采用CSMA/CA机制来访问物理信道 2）协调器负责网络的建立与维护 3）支持PAN网络的关联与取消关联 4）协调器产生信标帧，普通节点根据信标帧与 协调器同步 5）实现间接传输 6）两个MAC实体间提供数据可靠传输 7）可选的时槽保障 GTS支持 8）支持无线信道通信安全机制
蓝牙技术
蓝牙能支持短距离(如10米内)无线通信，能在手机、PDA、 无线耳机、笔记本电脑、相关外设等之间进行信息交换， 其工作于2.4GHz ISM频段，数据速率为1Mbps，采用时分 双工传输方案
11
ZigBee技术
ZigBee是一种短距离、低功率、低速率无线接入技术，工 作于2.4GHz ISM频段，传输速率为20~250kbps，传输距 离为10~100m
19
☆Cluster-Tree
Cluster-Tree是一种由协调器展开生成树状网络的拓扑结 构，适于节点静止或移动较少的场合，属于静态路由，无 需存储路由表
☆AODVjr
AODVjr算法考虑了节能、简便等因素，简化了AODV的 一些特点，但仍保持了AODV的原始功能，下图所示为 AODVjr工作过程。
26
④节点转发RREP前，会计算反向路径中下一跳 与本节点间的链路开销，并将它加到RREP中存 储的链路开销上。当RREP到达相应RREQ的发起 节点时，路由建立过程结束。
27
无线个域网的协议体系结构

ZigBee的分层协议栈
802.15.4和ZigBee协议栈的体系结构：
ZigBee Profiles 网络应用层 数据链路层 应用层 应用接口层 安全层 网络层 MAC层 物理层 802.15.4 用户
18

802.15.4/ZigBee路由协议
☆基本思想 为达到低成本、低功耗、可靠性高等设计目标，ZigBee网 络采用了Cluster-Tree与按需距离矢量(AODV)路由相结合 的路由算法，但ZigBee使用的AODV与自组织网络中的经 典AODV协议并不完全相同，可看做是一种简化版的 AODV，即AODVjr。ZigBee网络中，节点可按照父子关 系(旧节点允许新节点通过其加入网络时，即形成父子关 系)使用Cluster- Tree算法选择路径，即当一个节点接收到 分组后发现该分组不是给自身的，则只能转发给它的父节 点或者子节点
17
IEEE 802.15协议簇

802.15.1蓝牙协议
☆基带协议 负责建立微型网内各蓝牙设备之间的物理收发链路 ☆链路管理协议(LMP) 负责设备之间链路的建立和控制，包括控制和协商基带分 组的大小、安全、电源模式、设备周期性控制 ☆逻辑链路控制与适配协议(L2CAP) 支持上层协议复用、分组的分段和重组、服务质量 ☆服务发现协议(SDP)
802.15.2 802.15.3 802.15.3a 802.15.4 802.15.5 802.15.6 SGrfid
WLAN与WPAN共存 高速数据率 超宽带(UWB) 低数据速率及ZigBee 网状网络(Mesh) 用于医疗的人体内无线通信 RFID在WPAN的应用
15
☆802.15.1标准
☆路由建立过程
①节点创建并向周围节点广播RREQ分组，如果收到 RREQ的节点是RN-节点，就按Cluster-Tree路由转发该分 组。如为RN+节点，则根据RREQ信息建立相应的路由发 现表条目和路由表条目(在路由表中建立一个指向RREQ源 节点的反向路由)，继续广播分组； 25
②节点转发RREQ前会计算将RREQ发送给邻节点 与本节点之间的链路开销，并将它加到RREQ中存 储的链路开销上，将更新后的链路开销存入路由 发现表条目中； ③一旦RREQ到达目标节点或其父节点，该节点就 向RREQ的源节点回复一个RREP分组(RN-节点也 可回复RREP，但不记录路由信息)，RREP应沿已 建立的反向路径向源节点传输，收到RREP的节点 建立到目标节点的正向路径并更新相应路由；
①为减少控制开销和简化路由发现过程，未使用目标节点 序列号 ②AODVjr无先驱节点列表，从而简化了路由表结构 ③如果链路中断，AODVjr采用本地修复 ④节点不发送HELLO分组，仅根据收到分组或MAC层提 供的信息更新邻居节点列表
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☆ZigBee路由
ZigBee路由中可将节点分为两类：RN+和RN-。RN+指具 有足够存储空间和能力执行AODvjr路由协议的节点，RN则指其存储空间受限、无执行AODVjr路由协议能力的节 点，RN-收到一个分组后只能用Cluster-Tree算法处理
802.15.1本质上是蓝牙低层协议的一个正式标准化版本， 大多数标准制定工作仍由蓝牙特别兴趣组负责。
☆802.15.2标准
802.15.2标准制定了一个共存模型，以量化WPAN和 WLAN的冲突。802.15.2实际上是一个策略建议，推荐了 一系列解决WPAN与WLAN互干扰的技术策略和方案，主 要可分为协同共存和非协同共存两种。
WLAN(802.11) 100米以内
WMAN(802.16) 数千米
WWAN(802.20) 15千米
四种无线网络之间的关系与通信范围
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WPAN主要应用于个人用户工作空间，其位于整 个网络链的末端，用于实现同一地点终端与终端 间的连接。 从技术角度分析，WPAN系统通常可分为以下4个 层次： ①应用软件和程序 ②固件和软件栈 ③基带装置 ④无线电收发
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无线个域网的关键技术
WPAN的关键技术包括IrDA、HomeRF、UWB、 蓝牙技术、ZigBee技术等 IrDA(红外)技术
IrDA是利用红外线进行通信的技术，最高通信速率仅 115.2kbps，主要优点是无需申请频率使用权，通信成本 低廉，具有体积小、功耗低、连接方便、简单易用等特点
超宽带(UWB)技术
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AODVjr工作过程：
E B F
G
目标节点 D
A 源节点
B
C
H
J I K
RREQ传播
路由请求包广播路线
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E
B
源节点 A B C
F
G
目标节点 D
RREP
H
J K
I
路由应答包返回路线
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E B 源节点 A B 数据分组 H I 确认信息 C
F G 目标节点
D
J K
数据包和确认包传输路径
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☆ AODVjr的性能特点
节点5 节点4 ZigBee中心节点 节点3 PC控制 ZigBee终端节点
节点2
节点1
星型ZigBee网络
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五种WPAN关键技术的技术特点
技术指标 工作频段 传输速率 通信距离 应用前景 蓝牙 2.4GHz 1Mbps 10m 中 HomeHF 2.4GHz 6~10Mbps 50m 中 IrDA 红外线 16Mbps 1m 一般 UWB 3.1~10.6GHz 480Mbps 10m 好 ZigBee 2.4GHz 20~250kbps 10~100m 好
关联：指一个设备在加入一个特定网络时，向协调点注册及身份认证的过程。
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1、MAC层数据传输模式
☆3种MAC层数据传输模式 1）普通节点到协调点； 2）协调点到普通节点； 3）对等节点间。
☆MAC层数据传输机制 1）CSMA/CA传输机制 2）应答重传机制（RTS/CTS/ACK）
☆MAC层通信模式 1）信标使能模式：通过信标帧实现与协调点同步。 2）非信标使能模式：使用传统的CSMA/CA机制进 行访问控制。
通信速率：0.25Mbps 通信距离：10m 工作频率：2.4GHz 通信速率：55Mbps 通信距离：10m 工作频率：2.4GHz
无线个域网
高速WPAN
通信速率：110/200/480Mbps 超高速WPAN 通信距离：10m、4m和4m以下 工作频率：3.1GHz~10.6GHz
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●低速WPAN主要为近距离网络互连而设计，采用IEEE 802.15.4标准。其结构简单、数据率低、通信距离近、功 耗低、成本低，被广泛用于工业监测、办公和家庭自动化 及农作物监测等 ●高速WPAN适合大量多媒体文件、短时的视频和音频流 的传输，能实现各种电子设备间的多媒体通信 ●超宽带WPAN的目标包括支持IP语音、高清电视、家庭 影院、数字成像和位置感知等信息的高速传输，具备近距 离的高速率、较远距离的低速率、低功耗、共享环境下的 高容量、高可扩展性等
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IEEE 802.15技术标准
●IEEE、ITU等组织都致力于WPAN标准的制定， 其中IEEE的研究重点主要是IEEE 802.15系列，它 也是目前最权威的WPAN标准，具体由802.15工作 组负责制定，其分为7个任务组，如下表所示：
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IEEE802.15任务组
802.15子工作组 802.15.1 工作内容 蓝牙1.x版
第2章 无线接入网络技术
2.2 无线个域网与IEEE 802.15标准
本节内容简介
☆无线个域网概述 ☆无线个域网的关键技术 ☆IEEE 802.15技术标准 ☆无线个域网的协议 ☆无线个域网的协议体系结构
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无线个域网概述

个域网的基本概念
个域网(Personal Area Network，PAN)，是一种范围较小 的计算机网络，主要用于计算机设备之间的通信，还包括 电话和个人电子设备等 PAN的通信范围往往仅几米，也可用于连接多个网络 PAN被看作是最后一米的解决方案 无线个域网(Wireless PAN，WPAN)是一种采用无线连 接的个域网 WPAN主要通过无线电或红外线代替传统有线电缆，实 现个人信息终端的互联，组建个人信息网络