摘要：這一章主要也介紹局域網內無線網的鏈路層踏枣，包括一些無線網相關的協(xié)議以及報文格式昌屉，以及非常重要同時也比較復雜的多路訪問控制協(xié)議和移動IP。
關鍵詞：WiFi茵瀑；802.11幀间驮；MAC協(xié)議；蜂窩因特網马昨；移動IP
目錄：
??1. 無線網概述
??2. WiFi
????2.1 802.11 MAC協(xié)議
????2.2 802.11 幀
??3. 蜂窩因特網
????3.1蜂窩網體系結構
????3.2移動IP
1. 無線網概述
目前竞帽，我們所處的時代被稱為移動互動聯(lián)網時代，無線網相比于以太網使用更加廣泛鸿捧，現(xiàn)在隨著新農村的建設抢呆，基本上家家戶戶都都已經光纖入戶了，每個家庭中都有WiFi笛谦，無線網狹義上是說WiFi，其實他像藍牙和蜂窩網都是屬于無線網昌阿，他們可以簡單的以有無基礎設施來分類饥脑，比如藍牙就不需要基礎設置提供支持恳邀，而WiFi和蜂窩網則需要，本章中灶轰，主要討論WiFi和蜂窩移動網谣沸，他們分別代表了無線網絡的兩個特性即無線性和移動性。
2. WiFi
對于WiFi其實一個無線標準笋颤，叫做IEEE 802.11 無線LAN 乳附，其中有分為802.11b、802.11a伴澄、802.11g赋除。他們之間的差距主要表現(xiàn)在七頻率范圍和數(shù)據(jù)率不一樣。其中目前以802.11g使用最廣泛非凌，他的頻率范圍位于2.4GHz~2.485GHz之間举农，傳輸速率可到54Mpbs。
在這個頻率范圍內敞嗡，會被劃分成多個部分重疊的信道颁糟。在某個物理位置上，你往往能夠搜索到好多個WiFi接入點喉悴，此時每個接入點會周期性的發(fā)送信標幀棱貌，然后你的設備也會周期性的掃描各個信道中的信標幀，來探測接入點箕肃。然后選擇合適的接入點進行關聯(lián)婚脱。關聯(lián)之后你的設備只能接收到來自該關聯(lián)接入點的數(shù)據(jù)，同樣的只有關聯(lián)的接入點才會轉發(fā)你的數(shù)據(jù)突雪。
2.1 802.11 MAC協(xié)議
當你的設備接入了某個接入點之后起惕，同時還會有其他的設備也接入了該接入點。與交換以太網不同的是咏删，交換以太網他每個接入點有一個根獨立的網線接入交換機內部惹想，不同的接入點之間的數(shù)據(jù)傳播互不干擾，而無線網不同督函，他們都在空氣中傳播嘀粱，難免幾個設備之間發(fā)送的數(shù)據(jù)發(fā)生干涉，這樣就帶來了多路訪問的控制問題辰狡，交換機以太網不需要多路訪問控制锋叨。
說實話，多路訪問控制協(xié)議對于一個新手來將有太多的困惑宛篇，尤其書上的這種介紹方式娃磺，我非常不贊同，直接講原理叫倍，至于為什么這樣做偷卧，他是基于什么問題豺瘤，這些都沒有講明白，使得我們讀者(至少我是這樣感覺的)就會有很多困惑听诸，因為很多細節(jié)也沒有交代坐求，我對多路訪問控制也不太明白，我們一起帶著問題來學習多路訪問控制晌梨。
多路訪問控制有三類：信道劃分桥嗤、隨機訪問和輪流。
信道劃分：信道劃分允許多個站點同時發(fā)送數(shù)據(jù)仔蝌，其中CDMA碼分多址是在蜂窩因特網中應用十分廣泛一中信道劃分類型的多路訪問控制協(xié)議泛领，他為每個發(fā)送端選擇一種合適的編碼，然后接收端進行解碼掌逛，解碼之后就可以只得到一個發(fā)送端的數(shù)據(jù)师逸，而分離其他發(fā)送端的數(shù)據(jù)了。
隨機訪問：這種方式他只允許一次有一個發(fā)送端發(fā)送豆混，每個發(fā)送端都回監(jiān)聽信道是否空閑篓像，如果空閑，則會隨機的等待一個時間之后皿伺，確保此時信道仍然是空閑的员辩，然后發(fā)送他的數(shù)據(jù)。你需要理解為什么隨機等待一個時間而不是立馬發(fā)送鸵鸥。
輪流：輪流的概念是自解釋的奠滑。
對于多路訪問而言，為什么WiFi選擇隨機訪問中的CSMA/CA而蜂窩網選擇CDMA妒穴？選擇CDMA時宋税，你的設備在收數(shù)據(jù)的時候，接入點的信號和其他設備的信號混在一起讼油，你的設備是怎么區(qū)分的杰赛？甚至于有中國聯(lián)通中國移動和中國電信三種接入點信號混和在一起。同一個物理位置肯定移動聯(lián)通和電信的信號是都可以到達的矮台，他們之間是怎么避免混合的乏屯，或者說混合之后你的設備是怎么區(qū)分的？選擇CSMA/CA時候瘦赫，同樣的道理辰晕，發(fā)送時大家不回同時發(fā)送，如果接入點正在給你發(fā)數(shù)據(jù)的時候确虱，其他某個設備正在向接入點傳輸數(shù)據(jù)含友，這兩個數(shù)據(jù)不會干擾嗎？每個設備包括接入點，都將受到來及其他設備的信號唱较，比如有兩個接入點在同時收信號或著發(fā)信號扎唾。對于所有可能的數(shù)據(jù)干擾，具體是怎么做到避免干擾的南缓？
總而言之，多路訪問的核心問題就是為了解決數(shù)據(jù)之間的干擾荧呐，但是從書中介紹的這些內容來看汉形，還不足以徹底的回答這個問題，還有更多的細節(jié)和知識需要補充倍阐，來解答所有的疑惑概疆。
2.2 802.11 幀
802.11 的幀與以太網的幀結構是類似的，只是多了接入點的MAC地址峰搪，以及序號字段岔冀，因為在無線網中，可能會由于數(shù)據(jù)之間的干擾概耻，需要重傳使套，這種重傳發(fā)生在鏈路層而不是傳輸層。
3. 蜂窩因特網
之所叫做蜂窩鞠柄，是因為物理區(qū)域被劃分為一個個小區(qū)域侦高，每個區(qū)域內有基站即接入點，如同蜂窩一樣厌杜。蜂窩網絡經歷了2G奉呛、3G、4G夯尽，現(xiàn)在5G也出來了瞧壮。
3.1蜂窩網體系結構
蜂窩局域網他即接入到了公共電話網，也接入到了公共因特網匙握。他們都在同一個信道上傳輸數(shù)據(jù)咆槽，所以你打電話的時候往往無法使用蜂窩數(shù)據(jù)。
3.2移動IP
對于蜂窩網而言肺孤，無線特性是必須的罗晕，也就是肯定要做多路訪問控制，但初次之外還需要移動特性赠堵，WiFi對移動特性的要求沒那么高小渊，為什么呢，現(xiàn)在WiFi主要是以家庭和組織中使用為主茫叭，移動性不強酬屉，而移動蜂窩覆蓋率很廣，幾乎哪個角落都可以收到信號，很有可能你會保持TCP連接從一個區(qū)域進入另一個區(qū)域呐萨，這也就是需要保持你的ip地址不改變杀饵。也就是你的ip是可移動的。
移動ip首先要解決的是谬擦，當你的設備進入另一個子網的時候切距，如果你要保持ip不變，怎么才能讓和你通信的那個設備找到你的設備惨远。這就涉及到了直接路由和間接路由谜悟。間接路由意味著你的路由信息沒有改變，還是先路由到你的子網上的路由器北秽，但是你的路由器知道你已經去另一個子網了葡幸，他會轉發(fā)你的數(shù)據(jù)到你現(xiàn)在的子網。直接路由則是也不改變你的路由信息贺氓，但是你歸屬的子網會告訴和你通信的那個人蔚叨，說你已經不再我這個子網了，你去某某子網去找他把辙培，然后和你通信的設備之后就直接找你現(xiàn)在所在的那個路由器和你通信了蔑水。
目前移動ip使用的間接路由。其主要包括代理發(fā)現(xiàn)虏冻、向歸屬代理注冊肤粱、數(shù)據(jù)報的間接路由選擇。
我們間接路由的策略有點兒像打隧道的感覺厨相。其實打隧道還不夠形象领曼，不知道大家有沒有做火車去過海南，做火車去海南的時候蛮穿，過海的時候需要把火車裝到船里面庶骄，通過船把火車運過去，然后到達之后再把火車卸下來繼續(xù)開践磅。這和ipv4和ipv6混合通信一個道理单刁，同時這里也是一樣。
Q&A
同一個AP下的站點需要多路訪問協(xié)議來避免碰撞府适，那么不同AP下的站點之間是否也會相互影響呢羔飞？因為我們知道802.11雖然有11個信道但只有3個不重疊琴许，一個區(qū)域經常有多個AP优妙，因此肯定回有AP使用相同的行道傳輸，那么不同AP下的站點之間是否也會發(fā)生碰撞盯仪？
前面提到的碼分多址和CSMA/CA都是多路訪問控制協(xié)議中的一種疟暖，介紹碼分多址的時候說時在無線LAN和蜂窩技術中有重要應用卡儒。在介紹無線LAN時候田柔，又說時采用的CSMA/CA，那這個無線LAN到底有沒有用碼分多址呢骨望？碼分多址和CSMA/CA在無線LAN中到底分別起到了什么作用呢硬爆？
由于無線LAN使用了多路訪問協(xié)議，他是否能保證各個站點傳輸數(shù)據(jù)公平性擎鸠？
由于無線傳輸?shù)腗AC協(xié)議缀磕，那么意味著各個站點不能同時傳輸數(shù)據(jù)，這是不是意味著劣光，如果所有單個站點的傳輸速度都比路由器的輸出速率小虐骑，那么路由器將永遠沒有排隊可言，因此也沒有所謂的流量區(qū)分服務赎线，因為大家都不要排隊，資源競爭已經被MAC協(xié)議給控制了糊饱。但事實是路由器仍然又流量區(qū)分服務功能垂寥，而且效果很好。
