无线网络和无线局域网思维导图

这是一篇关于谢希仁的《计算机网络》无线网络和无线局域网思维导图。该思维导图归纳了计算机网络所涉及的知识点，可以帮助新手快速掌握计算机的入门知识。

无线网络和无线局域网

• 无线局域网WLAN（Wireless Local Area Work）
  • 类别
    • 有固定基础设施
      • 标准
        • IEEE 802.11
          • 无线以太网的标准
          • 星形拓扑
          • 中心：接入点AP（Access Point）
          • 在MAC层用CSMA/CA协议
          • 使用802.11系列协议的局域网又称为Wi-Fi
          • 构件
            • 最小构件：基本服务集BSS（Basic Service Set）
              • 孤立的
              • 通过分配系统DS，连接到另一个基本服务集，构成了一个扩展的服务集ESS（Extended Service Set）
            • 基站
              • 分配不超过32字节的服务集标识符SSID（Service Set IDentifier)
            • 移动站
              • 重建关联：可把关联转移到另一个接入点
              • 分离：中止关联
              • 建立关联
                • 被动扫描
                  • 移动站等待接收接入点AP周期性发出的信标帧
                • 主动扫描：
                  • 移动站主动发出探测请求帧，等待从接入点发回的探测响应帧
          • 相关
            • 热区
              • 由许多热点和接入点AP连接起来的区域
              • 无线局域网适配器
              • 无线互联网服务提供者WISP
    • 无固定基础设施的
      • 移动自组网络（ad hocnetwork)
        • 重要问题
          • 路由选择协议
          • 实时性好而效率又高的多播协议
        • 子集
          • 无线传感器网络WSN（Wireless Sensor Network）
        • 移动自组网络和移动IP并不相同
          • 移动IP的核心网络功能仍然是基于在固定互联网中一直在使用的各种路由选择协议
          • 移动自组网络具有自己特定的路由选择协议
  • 常用名词
    • 固定接入(fixed access)
      • 在作为网络用户期间，用户设置的地理位置保持不变
    • 移动接入(mobility access)
      • 用户设备能够以120km/h移动时进行网络通信。当发生切换时，通信仍然是连续的。
    • 便携接入(portable access)
      • 在受限的网络覆盖面积中，用户设备能够在以步行速度移动时进行网络通信，提供有限的切换能力。
    • 游牧接入 (nomadic access)
      • 用户设备的地理位置至少在进行网络通信时保持不变。
  • 802.11局域网的物理层
    • 最常用的802.11b无线局域网，所工作的2.4~2.485GHz频率范围中有85MHz的带宽可用。
  • 802.11局域网的MAC层协议
    • CSMA/CA协议
      • CA表示Collision Avoidance，碰撞避免，协议的设计是要尽量减少碰撞发生的概率
      • CSMA在无线局域网可使用，CD不行
        • 原因
          • 无线信道的传输条件特殊，其信号强度的动态范围非常大，硬件上的花费很大
          • 无线局域网不需要进行碰撞检测
      • 隐蔽站问题
        • 未能检测出信道上的其他站点信号的问题
      • 暴露站问题
        • B向A发送信号，使C不敢向D发送数据
      • MAC层子层
        • 分布协调功能DCF(Distributed Coordination Function0
        • 点协调功能PCF(Point Coordination Function)
      • CSMA/CA基本流程
    • 帧间间隔IFS(InterFrame Space)
      • 帧间间隔的长短取决于该站要发送的帧的类型
      • 短帧间间隔 SIFS
      • 分布协调功能帧间间隔 DIFS
    • 虚拟载波监听（Virtual Carrier Sense)的机制
      • 源站把它要占用信道的时间及时通知给所有其他站（好像其他站都监听了信道）
    • 网络分配向量NAV(Network Allocation Vector)
    • 退避算法
      • 任何一个站发送数据帧时，只要不是发送第一个帧，不仅要必须等待一个DIFS的间隔，而且还要进入争用窗口。
      • 在信道从忙态转为空闲时，为了避免几个站同时发送数据（一旦发送就要把一帧发送完，不能中途停止），所有想发送数据的站就都要执行退避算法。
      • 退避计时器
        • 信道空闲
          • 继续倒计时
        • 信道忙
          • 冻结退避计时器的剩余时间
      • 使用情况
        • 在发送第一个帧之前检测到信道处于忙态
        • 每一次的重传
        • 每一次的成功发送后要再发送下一帧
    • 对信道进行预约
      • 名词解析
        • 请求分析RTS（Request To Send)
        • 允许发送CTS(Clear To Send)
      • 时间分析
    • 802.11局域网的MAC帧
      • 三种类型
        • 控制帧
        • 数据帧
        • 管理帧
      • 组成
        • MAC首部
        • 帧的数据部分
        • 帧检验序列FCS（MAC尾部）
      • 最特殊的地方
        • 有四个地址字段
          • 接收地址与目的地址并不等同
          • 发送地址与源地址也不相同
      • 其他一些字段
        • 序号控制字段(16位)
          • 序号子字段（12位）
          • 分片子字段（4位）
        • 持续期字段（16位）
        • 帧控制字段（11位）
        • 更多分片字段
        • 有线等效保密字段WEP（Wired　Equivalent　Privacy）（１位）
• 无线个人区域网WPAN（Wireless　Personal　Area　Network）
  • 蓝牙系统
    • TDM方式
    • 皮可网（Piconet）
      • 主设备（１个）
      • 从设备（最多7个）
    • 扩散网
  • 低速WPAN
    • ZigBee
      • 特点
        • 通信距离短
        • 传输数据速率低
        • 成本低廉
        • 功耗极低
      • 结点
        • 全功能设备FFD
        • 精简功能设备RFD
  • 高速WPAN
    • 超高速WPAN
      • 超宽带UWB
• 无线城域网WMAN（Wireless　Metropolitan　Area　Network）（无线本地环路）
  • 接入技术
    • 本地多点分配系统LMDS（Local　Multipoint　Distribution　System）
  • 正式标准
    • 802.16ｄ（固定宽带无线接入空中接口标准）
    • 802.16ｅ（支持移动性的宽带无线接入空中接口标准）
• 两种不同的无线上网
  • Wi-Fi
    • 热点覆盖面小
    • 费用低廉
    • 安全性不高
  • 蜂窝移动无线网络
    • 覆盖面很广
    • 费用较高
• 蜂窝移动通信网
  • 1G
    • 话音通信
  • 2G
    • 提供低速数字通信（短信服务）
  • 3G
    • 提供宽带多媒体服务
    • 从3G开始以后的各代蜂窝移动通信都是以传输数据业务为主的通信系统
    • 3G蜂窝通信系统的重要组成构件
      • 基站
        • 基站收发信机
      • 移动交换中心MSC（Mobile　Switching　Center）
  • 4G（IMT－Advanced）
    • 标准
      • LTE（Long-Term　Evolution）
        • 时分双工TD－LTE
        • 频分双工FDD－LTE
      • LTE-A（LTE－Advanced）
  • 5G
  • 移动IP协议
    • 一个移动站在漫游时仍保持其IP地址不变
    • 永久地址／归属地址
      • 移动站的原始地址
    • 归属网络
      • 移动站原始连接到的网络
    • 归属代理
    • 被访网络／外地网络
      • 移动到另一个地点接入的网络
    • 外地代理
    • 注意
      • 转交地址是供移动站、归属代理以及外地代理使用的，各种应用程序都不使用这种转交地址
      • 转交地址在互联网中并不具有唯一性
    • 路由选择问题
      • 间接路由选择
      • 三角形路由选择问题
      • 直接路由选择
        • 问题解决
          • 移动用户定位协议
          • 当移动站再移动到其他网络时，怎样得到移动站的位置信息？
    • 网络层应当增添新功能
      • 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
  • 蜂窝移动通信网中对移动用户的路由选择
    • 归属位置寄存器HLR（Home　Location　Register）
    • 来访用户位置寄存器VLR（Visitor　Location　Register）
  • 呼叫过程
    • 1.找到移动用户的归属网络
    • 2.归属MSC向其HLR查询现在被叫移动用户的位置
    • 3.归属MSC按照所得到的漫游号码MSRN进行呼叫的第二段，把通信者发起的呼叫归属MSC传送到被访网络的MSC，再传送到该移动用户所漫游到的小区的基站。
  • 无线网络对对高层协议的影响
    • 本地恢复
    • 让TCP发送方知道什么地方使用了无线链路
    • 把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