苏州大学无线网络期末整理根据考点总结范文.docx
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苏州大学无线网络期末整理根据考点总结范文
1、无线局域网(WLANIEEE802.11)分两种:
①固定基础设施()②自主网络(AdHoc)
IEEE802.11a、b、g、n
Wi-Fi联盟:
2004年起,验证的802.11b产品使用名称是Wi-Fi,目前已扩展到802.11g。
Wi-Fi的接入保护:
加密方法:
WEP、WPA
2、无线个域网(IEEE802.15)蓝牙-(802.15.1,低成本,低消耗的连接方式)
3、无线城域网是因宽带无线接入(BWA)的需求而来,覆盖范围在几公里到十几公里
1999年,IEEE802委员会成立了802.16工作组来专门研究宽带无线接入标准。
出台的相关标准有IEEE802.16.1、.2、.3等无线接口。
WiMAX论坛成立,在全球范围内推广802.16协议。
WiMAX与3G形成竞争态势
4、无线广域网(WWAN)是指覆盖全国或全球范围的无线网络。
提供广大范围内的无线接入,如蜂窝电话网络,但是低带宽的例子。
更强调快速移动性。
专门从事无线广域网技术标准制定的工作组是IEEE802.20,也被称之为Mobile-Fi。
在物理技术上提高了频谱效率,与3G相当;在设计理念上采用纯IP架构,性能优于3G;与3GPPLTE(3.5G)形成竞争势态。
802.20在移动性上优于802.16和802.11,在数据吞吐量上强于3G技术,
5、无线传感网络(wirelesssensornetwork,WSN)是由部署在监测区域内大量的廉价微型传感器节点组成,通过无线通信方式形成的一个多跳的自组织的Adhoc网络系统。
微型传感器的节点:
感知能力+计算能力+通信能力+体积小+能耗小
第一章
绪论
考的不多
1)无线网络的最大优点就是可以让人们摆脱有线的束缚,更便捷,更自由的沟通
方便灵活,可移动性,覆盖范围广,容易布置,成本低,潜在的新设备,提高生活质量
计算机网络的发展历程:
第一阶段:
诞生阶段
第二阶段:
形成阶段
第三阶段:
互联互通阶段
第四阶段:
高速网络技术阶段
2)从无线网络覆盖范围看:
无线个域网(WirelessPersonalAreaNetwork)几米范围
无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork)几十米范围
无线城域网(WirelessMetropolitanAreaNetwork)
无线广域网(WirelessWideAreaNetwork)
3)从无线网络的应用角度看
无线传感网络
无线Mesh网络
移动Adhoc网络
协议分层
三网合一
第二章无线传输技术基础
1)通信部件-天线:
偶极天线,抛物反射天线
①辐射模式:
一个天线辐射出去的功率是全方位的,然而并非在所有方向上辐射出的功率都是相等的。
描述天线性能特性的常用方法是辐射模式,它是作为空间协同函数的天线的辐射属性的图形化表示。
②天线增益:
无线定向性的度量
2)直线传播系统中的损伤:
衰减和衰减失真(attenuationandattenuationdistortion)
自由空间损耗(freespaceloss)
噪声(noise)
大气吸收(atmosphericabsorption)
多径(multipath)
折射(refraction)
3)移动环境中的衰退:
多径传播:
反射(R)、散射(S)和衍射(D)
存在随时间变化的多径脉冲中的两个脉冲:
第3章无线局域网(重点章节)
1)无线局域网Wireless-LAN
在局部区域内以无线通信方式组成的计算机网络
局部区域,是相对广域而言较小,大概100米范围内
介于无线城域网Wireless-MAN和无线个域网Wireless-PAN之间
2)无线局域网的优点
(1)移动性(Mobility)
(2)灵活性(Flexibility)
(3)可伸缩性(Scalability)
(4)经济性(Saving)
3)无线网络的局限性(利大于弊)
(1)可靠性(Reliability)
(2)带宽与系统容量
(3)兼容性(Compatibility)与共存性(Coexistence)
(4)覆盖范围
(5)干扰
(6)安全性
(7)节能管理
(8)多业务与多媒体
(9)移动性
(10)小型化、低价格
4)
5)无线局域网的体系结构与服务
1)无线局域网的组成结构
有站(station,STA)、无线介质(wirelessmedium,WM)、基站(basestationBS)或者接入点(accesspointAP)和分布式系统(distributionsystemDS)等几部分组成(这几种具体解释看书上P62也详细介绍,可能会考名词解释)
①站(Station)也称主机(Host)或终端(Terminal),是无线局域网的最基本组成单元
②无线介质是无线局域网中站与站之间、站与接入点之间通信的传输介质。
③无线接入点类似蜂窝结构中的基站,是无线局域网的重要组成单元。
是一种特殊的站,通常处于区域中心,固定不动。
2)无线局域网的拓扑结构
从物理拓扑看:
单区网SCN和多区网MCN
从逻辑上看:
对等式、基础结构式和星型等
从控制方式来看:
无中心分布式、有中心集中控制式
从与外网的连接性来看:
独立WLAN和非独立WLAN
3)无线局域网的服务
与WLAN体系结构和工作原理密切相关的服务主要有两种类型:
站服务和分布式系统服务,这两种服务均由MAC层使用。
IEEE802.11标准中定义了九种服务,三种用来传输数据,其余六种是管理操作。
①STA服务(ss)站服务
由Station提供的服务被称为站服务,存在于每个Station和AP中,包括:
(1)认证(Authentication):
利用身份验证阻止非法接入
(2)解除认证(Deauthentication):
通知型,非请求型
(3)保密(Privacy)
②分布式系统服务(DSS)
由DS提供的服务被称为分布式系统服务,
通常由AP提供,包括:
(1)联结(Association):
站与AP之间建立关联,发送数据
(2)重新联结(Reassociation)
(3)解除联结(Disassociation)
(4)分布(Distribution)
(5)集成(Integration)
③服务之间的关系
对于通过无线介质进行通信的站均有认证(值为未被认证和已认证)和联结(值为未联结和已联结)两个状态变量。
这两个变量为每个站建立了三种可能的状态:
状态1:
未认证,未联结;
状态2:
已认证,未联结;
状态3:
已认证,已联结
4)IEEE802.11物理层
(1)工作在2.4GHz的ISM波段上的直接序列扩频,数据速率为1Mb/s和2Mb/s。
(2)工作在2.4GHz的ISM波段上的跳频扩频,数据速率为1Mb/s和2Mb/s。
(3)工作在波长介于850nm~950nm的红外波段上,其数据速率为1Mb/s和2Mb/s。
4)IEEE802.11媒体访问控制层MAC层
①主要实现三个功能:
可靠的数据传送、接入控制、安全
采用该方法,关键就在于能够阻塞(BLOCKING)邻居节点。
然而该方法虽然大大降低了隐藏节点和暴露节点再次出现的可能性,但不能完全排除;此外该方法没有链路级确认,如果数据传输失败,将增加时延。
5)接入控制
①分布接入协议:
分布协调功能(DCF)
利用一个简单的载波监听多路访问CSMA算法:
站点有MAC帧要发送,必先监听媒体。
如果媒体空闲,站点可以发送;否则,该站点必须等到当前发送已完成才能发送。
为确保此算法起到平滑和公平的作用,设计一套相当于优先级模式的时延,用帧间间隔IFS实现。
②集中接入协议:
点协调功能(PCF)
PCF是一个在DCF之上实现的替代接入方式。
该操作由中央轮询主机(点协调者)的轮询组成。
点协调者在发布轮询时使用PIFS。
由于PIFS小于DIFS,点协调者能获得媒体,并在发布轮询及接收响应期间,锁住所有的非同步通信。
6)wifi保护接入
(1)存在三个主要的安全性问题:
①认证:
有线等效加密算法WEP②密钥管理:
WiFi接入保护WPA③数据传输的保密性
(2)IEEE802.11i体系结构:
①认证②接入控制③具有报文完整性的保密性
802.11i的各操作阶段(安全接入控制)
第4章无线个域网(WPAN):
考点:
个域网的物理层,蓝牙,红外线,zigbee,
IEEE802.15标准中,各个技术的特征,哪个快
第5章无线城域网:
单小区覆盖(6km),广域网(15km)工作组是哪个?
WiMAX论坛,(801.16d最成熟实用,802.16.e改进在于移动性)
一个完整的802.16系统应包含的网络实体有:
用户设备(UE),用户站(SS),基站(BS),核心王CN)。
第6章无线广域网(WWAN)
移动性(高速移动)纯IP结构考的很少,知道就行
专门从事无线广域网移动宽带无线接入技术标准制定的工作组是802.20
第7章移动AdHoc网络重点:
单跳和多跳为什么?
AdHoc的特点?
1)移动AdHoc网络的定义:
①由一组无线移动节点组成
②不需要依靠现有固定通信网络基础设施的、能够迅速展开使用的网络体系
③所需人工干预最少,是没有任何中心实体、自组织、自愈的网络。
④各个网络节点相互协作、通过无线链路进行通信、交换信息,实现信息和服务的共享。
⑤网络节点能够动态地、随意地、频繁地进入和离开网络,而常常不需要事先示警或通知,而且不会破坏网络中其他节点的通信。
2)多跳网络好于单跳网络:
①增强了网络的扩展性;
②减少了干扰;
③提高了整个网络的吞吐量;
④降低了应用所关心的时延;
⑤降低了数据传输中的能量消耗。
所以,MANET是一个多跳网络
3)移动AdHoc网络的特点:
①分布式操作,对等性P2P
②移动性,网络拓扑动态变化
③自组织,多跳组网
④有限的传输带宽,链路容量易变
⑤设备限制
⑥物理安全有限
除了信道冲突外,AdHoc网络还面临许多问题
节点移动->拓扑变化
暴露节点现象,隐藏节点,点现象
AdHoc的Mac协议要消除这些因素的影响
4)ADHOC网络对MAC协议的要求
(1)高空间复用度
频率的空间复用,提高网络的总吞吐量。
(2)避免报文间冲突
(3)公平性
(4)硬件无关性
不能对电台的功能做过多的假设
(5)其它
节能、安全、多播广播支持、实时等
减少持续参数P,可以减少碰撞次数,但是同时却增大了时延。
RTS-CTS握手机制的缺陷
1、不同节点发送的RTS和控制信息发生冲突
2、多个CTS信息被不同的邻居节点收到,从而导致冲突。
(2)MACAW协议
是对MACA协议的扩展:
增加了RRTS控制分组,避免了RTS之间的碰撞;
增加了ACK分组,丢失分组时数据链路层迅速恢复
增加了DS(DataSending)分组,抑制了暴露节点
DSDV中路由选择的准则:
序列号新或者度量值小。
将更新信息和节点的路由表对比,选择序列号值大的路由信息,这样就能保证到达目的节点的路由信息是最新的。
当序列号值相等时,选择度量值最佳(例如最小跳数)的路由信息
特别注意DSR的优缺点会考:
移动AdHoc网络的IP地址分配技术(重点学习)
1)分配方法:
1.冲突检测分配法
试探性为新节点选择地址+等待其他节点认可
e.g.Adhoc网络IP地址自动配置协议
评价:
冲突时有发生
2.无冲突分配法
每个节点具有互补相交的地址池
遇到新节点时,将地址池一分为二
e.g.动态配置与分布协议DCDP
评价:
合并网络时,可能出现冲突
3.最大努力分配法
分配节点近其所知为新节点分配空闲地址
新节点进一步检测是否地址冲突
e.g.分布式动态主机配置协议DDHCP
2)移动AdHoc网络的功率控制(为什么要功率控制)?
功率控制对系统总体性能具有多方面的影响:
(1)由于媒介跟传输范围内其他节点数量有关,所以功率等级决定媒介访问控制的性能;
(2)功率等级选择影响网络连接,因此影响分组的交付能力;
(3)功率等级影响网络吞吐量;
(4)功率控制影响媒介的竞争、转发跳数量,因此影响端到端时延;
(5)发射功率影响能量消耗的重要性能指标。
功率控制就是每个节点按照分布式方式为每个分组选择发射功率。
因为功率等级的选择将从根本上影响移动AdHoc网络许多方面的操作,所以功率控制是一个复杂的问题。
(1)发射功率等级决定接收节点接收信号的质量;
(2)发射功率等级决定发射的传输距离;
(3)发射功率等级决定干扰其他接收节点的量级。
第8章无线传感器网络
1)网络结构
无线传感器网络系统通常包括传感器节点(sensornode)、汇聚节点(sinknode)。
大量传感器节点随机部署在监测区域内部或附近,能够通过自组织方式构成adhoc网络。
传感器节点监测的数据沿着其他传感器节点逐跳地进行传输,在传输过程中监测数据可能被多个节点处理,经过多跳后路由到汇聚节点,最后通过互联网或卫星到达管理节点。
2)无线传感器网络的特点
1.大规模网络
2.自组织网络
3.动态性网络
4.可靠的网络
5.应用相关的网络
6.以数据为中心的网络
3)无线传感器网络的拓扑控制
网络的拓扑结构控制与优化的意义:
(1)影响整个网络的生存时间。
(2)减小节点间通信干扰,提高网络通信效率。
(3)为路由协议提供基础。
(4)影响数据融合。
(5)弥补节点失效的影响。
4)无线传感器网络的定位技术(为什么要定位)
无线传感器网络中,位置信息对传感器网络的监测活动至关重要,没有位置信息的监测消息往往毫无意义。
确定事件发生的位置或获取消息的节点位置是传感器网络最基本的功能之一,对无线传感器网络应用的有效性起着关键的作用。
定位信息还具有下列用途:
目标跟踪
协助路由
进行网络管理
5)定位算法需要具备以下特点:
自组织性、健壮性、能量高效、分布式计算
6)定位算法分类(如何定位)
根据定位过程中是否实际测量节点间的距离或角度,定位分类为基于距离的定位和距离无关的定位。
基于距离的定位分为基于TOA的定位、基于TDOA的定位、基于AOA的定位、基于RSSI的定位等。
距离无关的定位机制主要有质心算法、DVHop算法、Amorphous算法、APIT算法等
第9章无线mesh网络(无线mesh的意义,组成几种节点,几种拓扑)
无线Mesh网络(WirelessMeshNetwork,WMN)
无线网状网
和无线传感器网络一样,以移动AdHoc网络技术为基础的,是一种应用性的网络技术
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