计算机网络第七版谢希仁笔记,谢希仁计算机网络第6版第1章概述
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2020年6月正式发布的wifi6的标准是IEEE 802.11ax，也称为Hew高效WLAN WiFi 6标准，支持1GHz到6GHz的所有ISM频段，包括6GHz以及目前使用的2.4GHz和5GHz后向兼容a/b/g/n/ac。包括多种带宽，最高带宽160MHz，单流数据速率高达1201Mbit/s。第四代wifi是802.11n，第五代wifi是802.11ac 9.1.3 802.11。局域网的MAC层协议区分了CSMA/CA协议和CSMA/CD协议。载波监CSMA/加州听多路访问/冲突避免载波监CSMA/CD听多点访问/冲突检测802.11无线以太网在MAC层使用CSMA/CA协议和停止等待协议。因为无线信道的通信质量远不如有限信道，所以使用停止等待协议。
等待来保证可靠传输。
无线局域网中不能使用 CSMA/CD 协议因为无线局域网中不是所有的站点都能听见对方因此无法实现碰撞检测。使用 CSMA/CA 协议是为了减小碰撞发生的概率。
802.11 的 MAC 层协议通过协调功能来确定基本服务集 BSS 中的各移动站在什么时间发送和接收数据。
它包括两个子层
分布协调功能 DCFDCF 不采用中心控制它在每一个结点使用 CSMA 机制的分布式接入算法让各个移动站通过争用信道来获取发送权。点协调功能 PCFPCF 是选项它用接入点 AP 集中控制整个 BSS 内各移动站的活动使用类似探询的方法将发送数据权轮流交给各个站以避免碰撞发生。对时间敏感的业务应该采用 PCF。802.11 无线局域网中的 MAC 帧首部有一个持续期字段它指出在本帧结束后还要占用信道多少时间。
802.11 标准允许要发送数据的站对信道进行预约即在发送数据帧之前先发送 RTS 帧请求发送收到响应允许发送的 CTS 帧后就可发送数据帧。
802.11 采用了几种机制
帧间间隔时间所有的站在完成发送后必须再等待一段帧间间隔时间才能发送下一帧。不同优先级的帧具有不同的帧间间隔 IFS。这可以降低碰撞概率虚拟载波监听源站把要占用信道的时间通知给其他所有站其他站在这段时间就停止发送其他站实际上没有监听因此叫做虚拟载波监听这可以降低碰撞概率。随机退避算法当某个站发现信道变为空闲时要等待一个 DIFS 的间隔再执行退避算法维护一个退避计时器计时器归零后就立即发送。这样也可以降低碰撞概率。预约机制要发送数据的站对信道进行预约即在发送数据帧之前先发送 RTS 帧请求发送收到响应允许发送的 CTS 帧后就可发送数据帧。预约帧中会指明预约时间期间其他站不会再发送数据。用户可以选择性使用预约机制。 9.1.4 802.11局域网的MAC帧802.11 的 MAC 帧有三种类型控制帧、数据帧、管理帧。
MAC 帧的首部有 30 字节尾部是 4 字节的帧检验序列。
802.11 数据帧的地址
802.11 数据帧有4个地址字段。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“去往 AP”和“来自 AP”。
9.2 无线个人区域网WPAN
无线个人区域网 WPAN 就是把个人设备用无线技术连起来的自组网络。
WPAN 都工作在 2.4GHz 频段。
无线个人区域网包括蓝牙系统、ZigBee、超高速 WPAN 等。
9.3 无线城域网WMAN无线城域网 WMAN 可提供最后一英里的宽带无线接入可以用来代替现在的有线宽带接入。
无线城域网的标准是 802.16 系列协议它可以覆盖一个城市的部分区域。
9.4 蜂窝移动通信网 9.4.1 蜂窝无线通信技术简介
移动通信有多种如蜂窝移动通信、卫星移动通信等。
蜂窝移动通信网原来属于通信领域但是现在的蜂窝移动通信网采用了许多 iP 技术可以支持手机、电脑上网。
蜂窝移动通信是小区制的移动通信它把整个网络划分成许多小区也就是蜂窝每个小区设置一个基站。移动站的通信都必须通过基站完成。
2G 即第二代蜂窝移动通信带宽为 200kHz它的代表是 GSM 系统GPRS 也是 2G 的一种技术。2G 基本只能提供电话和短信服务。
3G 的带宽为 5MHz并使用了 IP 的体系结构和混合的交换体制电路交换和分组交换3G 以后的蜂窝移动通信就是以传输业务为主的通信系统了。
3G/4G 时代诞生了上网卡上网卡像一个 U 盘可以插到电脑的 USB 接口上然后电脑就可以通过 3G/4G 蜂窝移动网络接入互联网。
使用蜂窝移动通信是与同一个蜂窝小区的其他用户共享带宽的每个用户实际分配到的带宽是不确定的。
小区的组成像蜂窝一样每个基站的发射功能要能够覆盖本小区又不会太大以至干扰邻近小区。采用蜂窝结构可以最大化频分复用每个基站使用不同的频率。
3G 通信网络的构件
无线网络控制器 RNC 控制一组基站基站通过 RNC 连接到移动交换中心 MSCMSC 控制所有 RNC 的话音业务MSC 可以通过网关移动交换中心连接到公用电话网。
9.4.2 移动IP
概念
当计算机移动到外地移动 IP 技术允许该计算机仍保留原来的 IP 地址。
移动 iP 与 DHCP 的区别当用户带着电脑换了个位置离开了原来的网络通过 DHCP 协议就可以自动获取所需的 IP 地址。而移动 IP 用于在移动中上网
移动 IP 使用了一些新概念永久地址、归属地址、归属网络、被访网络、归属代理、外地代理、转交地址、同址转交地址等。
移动 IP 使用了几种协议移动站到外地代理的协议、外地代理到归属代理的登记协议、归属代理数据报封装协议、外地代理拆封协议等。
实现
一个移动站必须有一个原始地址即归属地址又称永久地址移动站原始连接到的网络叫做归属网络。
移动 IP 通过使用代理来让地址的改变对互联网的其他部分是透明的。归属代理通常就是连接在归属网络上的路由器。
当移动站 A 移动到另一个地点所接入的网络叫做外地网络又叫被访网络被访网络中中使用的代理叫外地代理通常是连接在被访网络上的路由器。
外地代理负责两件事
为移动站 A 创建一个临时的地址转交地址。转交地址的网络号与外地网络一致。及时把移动站 A 的转交地址通知 A 的归属代理。注意
转交地址供移动站、外地代理、归属代理使用各种应用程序都不使用转交地址。转交地址也不具有唯一性外地代理向移动站 A 发送数据时不使用地址解析协议 ARP而是用移动站 A 的 MAC 地址。有时移动站本身也可以作为外地代理。一个通信的例子
一个通信者 B 要与移动站 A 进行通信其步骤如下
B 发送给 A 的数据报目的地址是 A 的永久地址它被 A 的归属代理所截获。归属代理把 B 发来的数据报再封装使用了隧道技术新的数据报的目的地址是 A 现在的转交地址它被发送给被访网络中的外地代理。外地代理把收到的数据报拆封取出 B 发送的原始数据发送给 A。A 收到 B 的数据报后也就知道了 B 的 IP 地址。如果 A 要回复 B就使用自己的永久地址作为源地址用 B 的 IP 地址为目的地址发送数据报。这时不再需要通过 A 的归属代理。移动 IP 使用了几种协议
移动站到外地代理的登记协议移动站接入到被访网络时要向外地代理登记获得临时的转交地址。离开该被访网络时要注销。
外地代理到归属代理的登记协议外地代理向归属代理登记移动站的转交地址。
归属代理数据报封装协议将收到的发给移动站的数据报进行封装以转交地址为新的目的地址。
外地代理拆封协议收到数据报后拆封并发给移动站。
移动 IP 的路由选择有间接路由选择和直接路由选择。
上述方法就是间接路由选择。
直接路由选择需要使用通信者代理和锚外地代理。
移动交换中心维护了两个数据库
归属位置寄存器 HLR类似归属代理的功能。来访用户位置寄存器 VLR类似外地代理的功能。 9.4.4 GSM中的切换略。
9.4.5 无线网络对高层协议的影响移动站在不同无线网络间漫游时网络的连接会发生中断。TCP 报文段会频繁丢失TCP 的拥塞控制会受到影响缩小拥塞窗口而实际上网络中并不拥塞。
处理的方法
本地恢复。让 TCP 发送方知道什么地方使用了无线链路。让含有移动用户的端到端 TCP 连接拆成两个互相串接的 TCP 连接从移动用户到无线接入点一个 TCP 连接剩下的有线网络使用另一个 TCP 连接。 9.5 两种不同的无线上网蜂窝移动网络的收费采用的是按流量计费
wifi 是通过宽带上网的宽带入网的收费是根据用户使用的带宽和使用时间收费。