無線與移動網(wǎng)絡

第一節(jié)無線網(wǎng)絡

一肢预、無線網(wǎng)絡基本結(jié)構(gòu)

1. 無線主機:就是我們所用的終端矛洞,如手機、電腦等

2. 無線鏈路:主機通過無線通信鏈路連接到一個基站

3. 基站:負責協(xié)調(diào)無線主機和網(wǎng)絡基礎設施之間的通訊烫映,比如交換機沼本、信號塔

4. 網(wǎng)絡基礎設施

5. 自組織網(wǎng)絡(Ad Hoc網(wǎng)絡):是一種沒有有線基礎設施支持的移動網(wǎng)絡,網(wǎng)絡中的節(jié)點均由移動主機構(gòu)成锭沟。

自組織網(wǎng)絡

二擅威、無線鏈路與無線網(wǎng)絡特性

無線鏈路與有線鏈路的主要區(qū)別:

1. 信號強度的衰減:隨著阻礙物和距離的增加,信號的強度會衰減

2. 干擾:無線信號會被其他源的無線信號干擾冈钦,比如電磁爐

3. 多徑傳播:從發(fā)射機天線發(fā)射的無線電波(信號)郊丛,沿兩個或多個路徑到達接收機天線的傳播現(xiàn)象李请。

4. 隱藏終端:在通信領域,基站A向基站B發(fā)送信息厉熟,基站C未偵測到A也向B發(fā)送导盅,故A和C同時將信號發(fā)送至B,引起信號沖突揍瑟,最終導致發(fā)送至B的信號都丟失了白翻。



第二節(jié) 移動網(wǎng)絡

一、移動網(wǎng)絡基本原理

1. 不同的移動性需求

2. 網(wǎng)絡層地址保持不變的重要性

3. 有線基礎設施的支持

二绢片、尋址

永久地址和轉(zhuǎn)交地址

? ? ? ? ?對每一個可移動的終端來說滤馍,它所在的網(wǎng)絡會分配一個?Ip?地址,這個地址就是永久地址底循,比如終端所在的網(wǎng)絡為172.198.92/24巢株,給它分配了一個網(wǎng)絡為172.198.92.7,該地址即為永久地址熙涤。通信者要和這個移動端通信的話阁苞,就是和這個永久地址建立通信,但是這個節(jié)點有可能發(fā)生移動祠挫,進入到另一個網(wǎng)絡那槽,進入到另一個網(wǎng)站之后,會給重新分配一個地址等舔,使用新分配的那個?Ip?地址進行通信骚灸,這個網(wǎng)絡就稱為被訪網(wǎng)絡,獲得的這個地址慌植,我們稱為轉(zhuǎn)交地址甚牲。

? ? ? ? 由于通信者始終是和永久地址進行通信的,但節(jié)點移動后涤浇,通信者并不知道,通信者依然會把數(shù)據(jù)發(fā)送給歸屬網(wǎng)絡魔慷,路由器里的路由表記錄的就是歸屬網(wǎng)絡只锭,所以在歸屬網(wǎng)絡中,需要一個歸屬代理院尔,把接收的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給新的網(wǎng)絡中的路由器蜻展,這個路由器叫做外部代理,按照新的轉(zhuǎn)交地址交給移動節(jié)點邀摆,移動節(jié)點在響應數(shù)據(jù)時纵顾,不需要再通過原來的歸屬代理,直接發(fā)送給通信者栋盹。

三施逾、移動結(jié)點的路由選擇

1. 間接路由選擇:由歸屬代理轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)給外部代理。

? ??歸屬代理\rightarrow 外部代理:隧道技術(shù)

2. 直接路由選擇:由通信代理通過歸屬代理獲得轉(zhuǎn)交地址,直接發(fā)送到外部代理汉额。



第三節(jié) 無線局域網(wǎng)IEEE 802.11

一曹仗、IEEE 802.11體系結(jié)構(gòu)

1. 基站AP

2. 基本服務集BSS

AP發(fā)現(xiàn):

? ? 1)主動掃描:探測幀

? ? 2)被動掃描:信標幀

二、IEEE 802.11的MAC協(xié)議

CSMA/CA——帶碰撞避免的CSMA:

? ??CSMA/CA通過RTS和CTS幀的交換蠕搜,可以實現(xiàn)信道的預約占用怎茫,避免數(shù)據(jù)幀傳輸過程中的沖突。

三妓灌、IEEE 802.11幀

1.?IEEE 802.11的幀類型:

????控制幀轨蛤、數(shù)據(jù)幀和管理幀。

2. MAC首部:

????長度30字節(jié)虫埂;包括4個地址字段(主要使用目的地址祥山、源地址、AP地址)



第四節(jié) 蜂窩網(wǎng)絡

一告丢、蜂窩網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)

\bullet ?基站系統(tǒng)BSS:基站控制器枪蘑、收發(fā)基站

\bullet  ?移動交換中心

\bullet ?網(wǎng)關MSC

二、蜂窩網(wǎng)絡中的移動性管理

間接路由選擇方法

三岖免、移動通信2G/3G/4G/5G網(wǎng)絡

1. 2G網(wǎng)絡

? ? 信令和語音信道都是數(shù)字式的岳颇。

2. 3G網(wǎng)絡

? ? 無線通信與互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合。

3. 4G網(wǎng)絡

? ? 高速率數(shù)據(jù)業(yè)務颅湘,不同頻段话侧、不同業(yè)務環(huán)境間的無縫漫游。

4. 5G網(wǎng)絡

? ? 超高容量闯参、超可靠性瞻鹏、隨時隨地可接入性



第五節(jié) 移動IP網(wǎng)絡

一鹿寨、代理發(fā)現(xiàn)

1. 代理通告

????外部代理或歸屬代理使用一種現(xiàn)有路由器發(fā)現(xiàn)協(xié)議的擴展協(xié)議來通告其服務新博。

????周期性地在所有連接的鏈路上廣播一個類型字段為9(路由器發(fā)現(xiàn))的ICMP報文。

2. 代理請求

????移動結(jié)點廣播一個代理請求報文脚草,該報文是一個類型值為10ICMP報文赫悄。

????收到該請求的代理將直接向該移動結(jié)點單播一個代理通告

二馏慨、向歸屬代理注冊

移動結(jié)點和/或外部代理向一個移動結(jié)點的歸屬代理注冊注銷COA所使用的協(xié)議埂淮。

1. 移動結(jié)點向外部代理發(fā)送一個移動IP注冊報文

2. 外部代理記錄移動結(jié)點的永久IP地址写隶,并發(fā)送注冊請求給歸屬代理倔撞;

3. 歸屬代理接收注冊請求并發(fā)送注冊應答

4. 外部代理接收注冊應答慕趴,然后將其轉(zhuǎn)發(fā)給移動結(jié)點痪蝇。



第六節(jié) 其他典型無線網(wǎng)絡簡介

1. WiMax

? ? IEEE 802.16鄙陡,城域網(wǎng)技術(shù),傳輸距離更遠霹俺,接入帶寬更高柔吼。

2. 藍牙

? ? IEEE 802.15.1,小范圍丙唧,低功率愈魏,低成本,自組織想际。

3. ZigBee

? ? IEEE 802.15.4培漏,低功率,低數(shù)據(jù)速率胡本,低工作周期牌柄。

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