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链路层

一、基本服务

将数据打包成帧，添加头尾

连通

  • 性质
  • 协调多设备连接（多设备接入网络的控制）
  • mac局部地址进行标识区分
  • 半双工、全双工：是否双向同时传输
  • 连接方式
  • 点对点连接
  • 广播（无线局域网lan、卫星无线通信）
  • MAC（不是地址那个）
  • 分布式算法、控制多设备接入的网络，组织多个设备同时传输数据，决定让哪一个设备开始数据传输
  • 三种技术：
    • 信道划分，分给不同节点
    • 轮流传输
    • 随机接入，提供发生冲突后的恢复解决方式

在链路层提供可靠传输（不都保证）

  • 用光纤传输时通常不需要保证，因为出错概率很低，是小概率事件
  • 无线连接出错的概率很高
  • 目的是为了弥补物理层的缺陷
  • flow control（流控）：当接收端出现故障、繁忙时停止、暂停传输
  • 停止等待协议：接收端接受完成后发出ACK信号，告知传输完成，可以继续发送
    • 如果帧比较小，效率比较低（传回ack、信号需要一定的时间）
  • 滑动窗口模式：发送方和接收方各有一个固定大小的缓冲区（buffer），用来存储发送或接收的数据。发送方会根据接收方的反馈（ACK）来调整自己的发送窗口（window），即可以连续发送的数据包的数量（还要对帧进行编号）。接收方会根据自己的缓冲区空闲情况来调整自己的接收窗口（window），即可以连续接收的数据包的数量，并通过ACK告知发送方。
    • 总体思路是发送端不断发送窗口内的包，接收端收到后回返回附带包序号的ack，发送端收到ack后对滑动窗口进行平移
    • 错误处理（丢包）
    • go back n：回到发生错误（没有ack）的位置为起点，重新发送（有线网络常用）
    • 只发送缺失的包（无线网络常用）

错误检查和纠正

  • 处理信号衰减、噪声造成的错误，进行纠正
  • EDC（校验码）为较长则纠错能力强，但浪费相应的也更多
  • 奇偶校验
  • 单奇偶校验：用1位记录有奇数个1还是偶数个1，进行校验
  • 二维奇偶校验：
    • image-20230308220516184
    • 对每列/行进行计算
    • 可以纠正单比特错误
  • 因特网检验和
  • 将数据的字节作为16比特的整数对待并求和，这个和的反码形成了携带在报文段首部的因特网检验和
  • ==注意==首项溢出时进位到最后一位
  • 只提供校验，不提供纠错
  • &&CRC检验算法
  • 称r+1比特模式/生成多项式
    • 能检测小于r+1比特的突发差错
  • crc中加法减法都不借位，相当于进行异或操作(在计算除法的过程中)
  • 例：
    • 要求（生成多项式）G的第一位必须为1
    • 发送方将R的r个比特附加到D上进行发送，这d+r比特串刚好能被G整除

二、局域网（多路访问链路和协议）

token ring 令牌环

  • 数据环形单向传输
  • 有一个token在环形中循环，当一个节点要发送数据时会捕捉token对其进行标记，并在末尾加上数据，放回环形，环绕一周，其它节点发现token被修改并指向自己时会获取其中的信息。循环一周后发送者将一个新的token放回环形

以太网802.3

  • 以太网是全双工的，可以同时收发

  • 链路模式

  • bus（早期模式），数据公开传播，会冲突
    • 广播因特网
    • 共用频道
    • 发出的包可以被所有终端收到
    • 使用CSMA
  • 通过switch交换机点对点传输，不会冲突
    • 交换因特网
    • 点对点传输，连接端和交换机
    • 不用CSMA
  • 特点：
  • 不需要先建立连接就可以先收发信息
  • 不可靠，发送端不知道接收端是否收到信息，处理不了丢包
  • 不对帧编号（不用滑动窗口）
  • Preamble:7bytes用于同步时钟，1bytes用于指示帧的开始，（唤醒接收适配器）
  • address:6bytes*2
  • type:2bytes
  • data:max1500bytes，min46bytes
  • crc:4bytes
  • 最小长度为72字节，576比特
  • MAC地址：48bits
  • 每个网卡有自己固定的mac地址
  • 分割帧：
  • 使用哨兵：01111110表示开始，01111111表示结束
  • 需要防止其它部分出现哨兵，通过在发送端如果发现出现连续5个1就插0，接受时自动删除0

多设备接入控制

  • 一条线路，有多个节点，当多个节点同时发送消息时就会造成冲突
  • 目的：控制节点如何分享共用线路，如何传输
  • 理想
  • 一个节点传输速率为R
  • M个节点平均为R/M
  • 完全分布式，不同步时间；无控制节点
  • 简单

分类

信道划分

  • TDMA(时间划分)：
  • image-20230312104155755

  • 缺点：没有使用的时间被浪费了

  • FDMA(频率划分)：

  • image-20230312104237933
  • &&CDMA(扩频多址数字式通信技术)：
  • 多路信号只占用一条信道
  • image-20230312105201773

轮流传输

  • 轮询：存在中心节点，控制其他节点轮流发送传输信息（循环轮流询问是否要发送信息）（蓝牙）
  • image-20230312105711855
  • 令牌
  • image-20230312105814533
  • 问题
  • 等待时间长
  • 单点崩溃（master、token）造成系统崩溃

&&随机传输

ALOHA
  • 当节点有消息要发送时就发出，如果发送失败就有p的概率重新发送，1-p的概率等待一会再重新发送
  • 收到信息回复ACK
  • image-20230312110404395
slotted aloha
  • 帧的大小一致
  • 不同节点之间时间同步
  • 发送数据只发生在特定的周期性时间
  • 数据要么传输成功，要么完全冲突损坏
  • 如果冲突了，在之后每个区间发送的概率都是p
  • image-20230312110706397
csma（载波侦听多路访问）
  • 增加对线路的监听，如果线路空闲则发送帧，如果信道繁忙则等待一段时间之后再进行传输
  • 由于传输延迟的存在，仍然会发生冲突
  • 分类：
  • nonpersistencent CSMA
    • 如果繁忙则等待随机长度时间再进行监听
  • 1-persistent CSMA
    • 如果繁忙则持续监听，空闲后立即发送
    • 问题：如果有几个节点同时监听等待发送，则大概率会发生冲突
  • p-Persistent CSMA（是折中方案）
    • 如果空闲则有p概率立即发送，1-p概率等待一会再发送
    • 假如有N个节点要发送消息，p的最优值是1/N
    • 如果繁忙则保持监听直至空闲
  • 冲突一旦被察觉，相关数据就会被丢弃
  • 发送过程发生冲突会停止发送并发送jam信号（连续几个字节都是1，加强冲突，便于其他设备检测）
  • 这个信号很强，一般可以通过检测信号强度来进行判断
  • image-20230312114806702
  • 为什么帧data部分有最小长度？
  • image-20230312115142469
  • 避免察觉到发生冲突时已经完成该数据的传输
  • 随机等待时间的设定：（现在使用的是1坚持）：二进制指数回退法
  • 过程
    • 对于前10次发生冲突后的等待时间每次是上一次的二倍
    • 之后的6次时间保持不变
    • 16次冲突（失败后）放弃发送信息
  • 补充：
    • 第n次碰撞后随机从（0 1 2...2n-1）中随机选一个值作为k（等待时间）
    • k=1表示512比特时间
    • 换算：秒=比特时间除以传输速率
  • 问题：可能造成后进先出（等待时间反而更短）

&&效率分析（会有大题）

  • image-20230308140314107
  • 传输时间/总时间

具体计算

  • p2p无竞争
  • image-20230308140931925
    • 1表示传输时延，a表示传播时延，N表示节点数目
    • image-20230308140952002
    • 指线路被征用时间（1+a）中实际在传输帧的时间的占比
  • ring：
  • image-20230312121551633
  • 由于求的是最大效率，因此认为token发出后会被下一个紧挨着的节点捕获

  • 两种情况:

    • a<1,token在传输完成后释放（传播完成后无法立即释放，需要等待）
    • a>1,token在传播完成后释放

  • image-20230312121606865

  • Pure ALOHA：
  • image-20230312123157689
  • 感觉2N-2更加合理
  • slotted ALOHA：
  • image-20230308141845174
  • 假设N个节点发送消息（都是活跃的），每个节点在每个时隙传输一帧的概率是p（无论是新帧还是发生冲突后重新发送的）
  • 一个给定节点成功传输的概率就是其他节点都不传输的概率p(1-p)N-1表示一个节点的吞吐量，任意一个节点传输成功的概率就是Np(1-p)N-1
    • 对p求导，求得极大值：A实际上就是传输效率u
    • image-20230308145836798
    • image-20230312122950932
  • CSMA（p型）：
  • image-20230312124329078
    • contention slots 以冲突结束（认为长度是2a，最坏情况下发现冲突需要2a的时间）
    • contention interval 表示一系列的slots
  • 节点可以成功传播
    • image-20230312124800788
  • 平均interval长度
    • image-20230312125017265
    • 先计算的到一个slot成功传输的概率A，然后得到传输成功间隔中（失败的）slot的数目的期望
  • image-20230312125029927
    • 总时间包括传输时延、传播时延以及两次传播之间的间隔时间（平均次数乘以单次的最大时间）

三、MAC地址

  • 任何一个网卡都有一个固定的链路层地址（MAC地址），硬件决定
  • subnet mask：子网掩码：用于判断两个网络是否位于同一子网，用于对子网的划分
  • default gateway：默认网关：处于不同网络段（子网）的两台主机的通信需要经过网关（路由器）

ARP（地址解析）

  • 本地（局域网）机器之间的通信
  • 沟通ip和mac（net和link层）（如果知道对方在同一局域网，则用ARP将对方法的ip转化为MAC）
  • *DNS则是把域名（一串文字）转化为ip

过程

本地
  • image-20230308153404632

  • 发送者先在本地数据库查找，找不到的话则发送查找广播，包含自己ip，mac及目的地ip，接收者收到并确认后进行回复，发送者收到mac信息，存储信息建立映射

  • image-20230308153625390

远程
  • image-20230308153841612

DHCP（动态主机配置协议）

  • 自动分配地址
  • 分配ip、掩码，本地DNS
  • 过程：image-20230308151526794
  • 广播寻找DHCP服务器，服务器收到后广播自身地址，计算机向指定地址的服务器发送请求，服务器为计算机分配资源
  • 释放：DHCP相当于向用户出租资源（ip），当用户不再使用或到达时间限制后服务器会收回资源（release）

异常处理

  • 双方都会进行操作

  • image-20230308152233188

  • 如果计算机出现问题，DHCP服务器仍然会在到达时间后收回资源
  • image-20230308152319033
  • 到达时间后计算机找不到DHCP服务器，也会归还资源，重新进行申请
  • image-20230312155314156
  • 线路损坏，到时间后服务器和主机分分别归还、释放资源（即使不连通）

ARP DHCP理念

  • 初始链接使用广播寻找建立
  • caching，存储一段时间的历史记录
  • 软状态，提高鲁棒性
  • image-20230308154719176
  • 两种信息发现方式：
  • broadcast广播（在大型网络不适用，局部使用）arp，dhcp
  • *dns数据库模式

四、网络设备

网桥

  • 连接多个局域网（lans），接收来自一个端口的数据帧，存储下来并转发至其他端口（局域网），只转发不对帧进行修改，起到桥接的作用

  • image-20230315140622611

  • 透明性：其他设备不知道网桥的存在（这与路由器交换机是不同的）

  • 不需要配置，即插即用

帧广播

  • 广播因特网（bus）
  • 会把信息发送到整个网络中，所有节点都会收到信息，当一个节点发现信息的终点为自己时会捕获信息进行处理（MAC地址ff:ff:ff:ff:ff:ff表示信息发送给所有人）
  • 广播风暴（线路出现环）
  • image-20230315142014137
  • 解决：避免出现环（建生成树）

STP算法

  • 输入一个网络（图），输出一个生成树（子图），从而实现去掉环，避免发生广播风暴
  • 先选择一个根节点（一般选择MAC地址最小的）
  • 所有节点选择距离根节点最近的路径
    • 当存在多条最短路径时，选择具有id较小的相邻结点的路径（避免重复选择产生环）
  • 过程
  • 假设每个节点只知道自己的MAC地址，不知道其他节点的联系，通过发送多轮消息逐渐获取信息，最后实现建成生成树
    • image-20230315144757326
  • 初始时每个节点X都是（X，0，X），即选择自己为根节点，从自己出发，距离为0
  • 向相邻结点发送消息，如果收到消息（Y,d,Z）且Y的id（收到的消息中的）小于该节点的当下的Y的id那么就更新根节点为收到的，一个节点的最短距离就是收到的信息（相邻结点的最短）距离+1。
  • 更新消息，开始新一轮的广播

  • image-20230315144846666

  • 根节点宕机：让根节点周期性发送消息，从而让其他节点确定根节点是否正常工作

泛洪（建立再生成树基础上）

  • 网桥向所有其他端口发送消息（使网络中所有节点收到消息）
  • 这也是网桥学习了解网络结构的过程
  • image-20230315150915384
  • 根据收到的信息，可以知道可以通过什么端口连接什么节点
  • 每个网桥维护一个本地数据库，当通过端口X收到帧时（mac，port，time），再数据库中记录通过这个端口可以到达这个发送地址，
  • 即学习发送者的信息
  • 这个记录有时间限制，使用一段时间后会被删除。
  • 收到一个帧时，查看是否在数据库中

  • 转发：

    • 如果数据库中记录目的地的端口，则进行转发
    • 如果找不到则进行泛洪
    • 如果端口和发送端口相同，则不转发，drop数据

  • 例子

  • image-20230315151535407
  • image-20230315151557306
  • image-20230315151608813

hubs

  • physical repeaters
  • 星型结构，所有节点通过两条线连接到hub（transmit和receive）
  • 当一个线路transmit信息时，hub向所有其他线路（receive）进行简单重复消息
  • 速度就是单条线路的最大速率
  • 连接的所有设备处于同一个冲突域
  • image-20230315152847047

layer 2 switches

  • 一般情况下，普通交换机（非三层交换机）并没有自己的IP地址，它们通常没有网络层（第三层）功能。交换机的工作原理是基于MAC地址表，它学习和维护与各个接口相连设备的MAC地址，根据目标MAC地址将数据帧转发到正确的接口。

  • connecting Hosts or LANs (bridge functions + collision free)

  • 存储传播帧，接收帧后向1到多个端口转发帧，使用CSMA减少碰撞
  • 每个输入链路上使用以太网协议，但没有冲突；
  • 每个端口/链路形成一个局域网段（没有冲突） 一次可以有多个站点传输
  • 星型结构，节点直接连接到switch
  • image-20230315153439971
  • 和bridge区别
  • bridge用于连接局域网（lans)一般端口较少（2-4）而switch连接hosts和subnets有很多接口，并且是无冲突的
  • 和hub区别
  • 具有自学习能力（与桥类似）
  • 传输速率更快（多条不同线路之间可以同时通信）
  • image-20230315152730488
  • 嵌套
  • image-20230315162913829
  • 如果存在环的话仍然会发生广播风暴，可以通过生成树避免成环来解决

layer 3 switches

  • involving router（路由器） functions，三层交换机具有路由功能（链路层mac+网络层ip）
  • 硬件上引入ip协议，连接2层次交换机

使用原因

  • 广播过载

  • 由二层交换机连接的一组站点和局域网构成了一个单一的物理网络。所有的节点共享一个MAC广播地址。广播帧会被发送到所有连接到二层交换机的局域网上的站点。在广播情况下，二层交换机变成了集线器（广播造成的，每次都向所有端口进行转发，这就和集线器一样了）。IP在日常工作中会产生很多广播，例如ARP、DHCP、ICMP等。这样会导致网络拥塞和性能下降。

  • 缺少多路连接

  • 两个节点之间只有一条线路（因为是生成树），限制速度和可靠度

  • 解决：

    • 把局域网分成若干个子网，用具有路由功能的交换机（三层交换机）来连接。这样可以限制MAC广播帧只在单个子网内传输，并且允许在子网之间使用多条路径。这样可以提高网络的性能和安全性。

    • image-20230315165251326

五、无线网

  • 组成
  • 无线设备：手机、电脑
    • 通常具有无线性以及移动性（但不一定）
  • 基站ap：在有线网络和无线网络之间进行转化连接
  • 无线延申（多跳）
    • 把设备接入基站
    • 可以通过多个无线基站逐个桥接实现接入远处的设备而不需要铺设电路（中继）

连接模式

  • image-20230317103626829

INfrastructure mode(基础设施)

  • 通过基站连接设备，基站之间相互沟通，实现设备转接，防止移动时断网
  • 存在中心（基础信息）保障通讯

Ad-hoc mode

  • 终端设备之间相互通讯，没有中心
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特征

信号强度随传播距离逐渐缩减

  • image-20230317103905425
  • 真空环境下的损失
  • 还会受到周围的环境的影响
评估
  • SNR：信噪比
  • 信号能量/噪声能量
  • SNR越高，从信号中分离信号越容易
  • BER：bit出错率
  • image-20230317104829539
  • 当终端移动时，信号强度/干扰都会发生变化，需要对通讯进行动态调整，维持SNR和BER在可用的范围内
    • 如当SNR减少时可以通过降低速率来减少BER

多路径传播

  • 多路径传播：无线电信号反射离物体地面，到达广告目的地 时间略有不同
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  • 会产生自干扰问题

问题

  • 公开传播，可以被监听
  • 半双工，不同同时发送和接收（因为自干扰问题难以解决）
  • 多设备同时发送接收会带来问题

WIFI 802.11

  • image-20230320174909185

  • image-20230317105730231

  • 多个内部BSS连接在一起组成ESS
  • DS 连接BSS构成ESS的交换设备
  • 802.11b: 2.4GHz-2.485GHz划分为不同信道，由AP管理员选择
  • 这个85MHz的频段定义了11个部分重叠的信道（1 6 11是唯一的三个非重叠信道的集合）

搜索和连接

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  • Passive Scanning是指客户端在每个信道上监听AP定期发送的信标（扫描11个信道），而不主动发送任何请求。这种方法通常比较耗时，因为客户端必须等待信标的到来。（被动等待）

  • 每个AP会周期性的发送信标帧，包含AP的SSID和MAC地址。

  • Active Scanning是指客户端在每个信道上发送探测请求帧，并等待AP回复探测响应帧应答探测请求帧，主机在能够响应的AP中选择进行关联，再发出关联求帧等待关联响应帧（一共需要进行两次请求/响应握手）。这种方法通常比较快速，因为客户端主动寻找AP。（主动请求）

多设备连接问题

  • image-20230317150853646
  • 这意味着AC相互不知道对方的存在，因而可能同时向B发出信息，从而导致发生冲突干扰（隐藏终端问题）

  • 或由于信号冲突，难以检测到冲突信号

  • 4-frame-exchange解决hidden terminal problem

  • 四步
    • Source issues a Request to Send (RTS) frame to destination
  • Destination responds with Clear to Send (CTS)
  • After receiving CTS, source transmits data
  • Destination responds with ACK
  • RTS和CTS可以用于避免发生冲突
    • RTS alerts all stations within range of source that exchange is under way（告知发出者附近的机器即将要发送消息）
    • CTS alerts all stations within range of destination（告诉接收者附近的机器即将发送消息）
  • image-20230317151255562
  • image-20230320165415062

MAC分布式基础无线媒体访问控制

  • image-20230317112304274
  • 根据帧间距控制优先级（越短优先级越高）
  • image-20230317112422482
  • SIFS内容（控制信息）
    • ACK
    • Delivery of multiple frame LLC PDU（逻辑链路控制）
    • Poll response（轮询回应，被轮询的节点响应）
    • CTS
  • PIFS（比普通的DIFS有更高的优先级）
    • 发送polls轮询
    • AP用PIFS发送指令（具有更高的优先级）
  • DIFS
    • 用于普通的异步流量（不需要实时传输，严格同步的数据）
控制模式
  • PCF（点协调功能，了解，不常用）
  • 用PIFS轮询设备是否有高优先级的数据要发送（AP发出）
    • 收到轮询响应（有节点要发送数据）后阻止其他节点发出信号造成干扰
    • 优先处理时间敏感信息（非异步）
  • 过程
    • 点协调器按照(AP)轮询（PIFS）的方式向配置了轮询的站点发送询问信号，通知其它站点开始一个超级帧周期。
    • 当询问信号发出时，被询问的站点可以使用SIFS（短帧间隔）来回应。AP可以在信标帧中指定某些站点（时间敏感，高优先级）在特定的时间段内发送数据，这称为轮询列表（polling list）。这样可以避免碰撞和退避时间。
    • 如果在预期的反转时间内没有收到回应，协调器就会发出另一个询问信号。（当轮询列表为空或超级帧结束时，AP发送一个CF-END帧来终止PCF模式，并恢复DCF模式。）
    • 重复这个过程直到当前轮次结束。
  • 超级帧：
    • 先发布高优先级数据，
    • 点协调器不断发布轮询，会封锁所有异步通信量。为了避免这种情况，在超帧时间的前一部分，由点协调器轮询(PCF)，在超帧时间的后一部分，允许异步通信量争用接入（DCF）。
  • image-20230317161944906
    • busy medium是指无线局域网中的信道状态，表示信道正在被其他站点使用，不能发送数据。(等待发送完成后再开启下一轮的DCF)
    • 在PCF中，AP通过监听信道来判断是否空闲，如果空闲则等待PIFS（点间隔）后发送信标帧或轮询帧。（AP也需要等待空闲了再发出指令）
  • DCF（分布式协调功能）
  • DCF子层使用CSMA/CA（避免碰撞）机制，即在发送数据之前，站感知媒介是否空闲，避免与其他站点的传输发生碰撞。
  • DCF包括一些延迟时间，例如帧间隔（IFS），站点在发送数据之前要等待IFS的时间。IFS的长度取决于不同的优先级方案。
  • 由于无线信号的衰减和干扰，无线局域网中很难进行碰撞检测，因此DCF不使用碰撞检测机制。(使用ACK来确认是否成功发送信息)
    • 发送站点在发送数据时很难接收到其他站点的信号，因为接收到的信号很弱，可能被噪声和自身传输的影响所掩盖。
    • 即使能够接收到其他站点的信号，也不能检测到所有可能发生的碰撞，例如隐藏终端问题和信号衰落问题。
  • image-20230317162009631

  • 802.11策略（CSMA/CA）(DCF)

  • casma/ca与有线网络使用的csma/cd的区别

    • CSMA/CA全称是带冲突避免的载波侦听多路访问协议，主要用于无线局域网（WLAN）。它的基本思想是在发送数据之前，先检测信道是否空闲，如果空闲，则发送数据；如果忙，则等待一段随机时间后再检测。（增加更多的随机等待，避免高代价的碰撞）

    CSMA/CD全称是带冲突检测的载波侦听多路访问协议，主要用于总线式以太网。它的基本思想是在发送数据时，同时检测信道上是否有冲突，如果有冲突，则停止发送，并等待一段随机时间后再重发。

    两者的主要区别有以下几点：

    • 检测方式不同：CSMA/CD通过电缆中电压的变化来检测冲突，而CSMA/CA采用能量检测、载波检测和能量载波混合检测三种方式来检测信道空闲。（不检测冲突）
    • 信道利用率不同：CSMA/CA协议的信道利用率低于CSMA/CD协议的信道利用率，因为它需要额外的时间来避免冲突。
    • CSMA/CA：等没有人使用媒体，维持一段时间后，再等待一段随机的时间后依然没有人使用，才送出数据。由於每个设备采用的随机时间不同，所以可以减少冲突的机会。
    • 并且还要使用RTS和CTS处理隐藏终端(由于这个开销太大，通常只对较长的帧使用)
    • 在 CSMAI CD 协议中碰撞并非是一个严重的问题，因为两个站点检测到碰撞后都会放弃它们的发送， 从而避免Z3了由于碰撞而造成的该帧剩余部分的无用发送。 而 802. 11 并不检测碰撞和放弃发送，遭受碰撞的帧仍将被完全传输。（通过ACK判断是否正确传输）

  • image-20230317161525252

  • CSMA/CA

    • 过程
    • 如果某站点最初监听到信道空闲，它将在DIFS的短时间段后发送该帧
    • 否则，该站点选取一个随机回退值，并且在侦听信道空闲时递减值。 当侦听到信道忙时，计数值保持不变。
    • 当计数值减为 0 时并且空闲，该站点发送整个数据帧并等待确认

    • 如果收到确认，发送站点知道它的帧已被 目的站正确接收了。 如果该站点要发送另一帧，它 将从第二步开始 CSMA/CA 协议。 如果未收到确认，发送站点将重新进入第二步中的回退阶段，并从一个更大的范围内选取随机值。

    • 如果两个站点侦听到信道忙，它们都将立 即进入随机回退，希望选择一个不同的回退值。 如果这些值的确不同，一旦信道空闲，其中的一个站点将在另一个之前发送，并且（如果两个点均未对对方隐藏) "失败站点" 将会听到"胜利站点"的信号，冻结它的计数器，并在胜利站点完成传输之前一直抑制传输。 通过这种方式，避免了高代价的碰撞。

  • 接收者：

    • 如果成功收到信息，就用SIFS回复ACK
  • image-20230317163550790
帧格式
  • image-20230317163656377
  • address1： MAC address of wireless host or AP to receive this frame(下一跳)
  • address2：MAC address of wireless host or AP transmitting this frame（发送者）
  • address3： MAC address of router interface to which AP is attached（ap的上游路由器）
    • 将host与ap上游的路由器端口jin'xin
  • 例：
    • image-20230320172303247
    • image-20230320172324885
    • address方便节点知道数据是从哪里来的，应该如何进行回复
  • image-20230317164700155
    • 如果一个交换机下有多个AP，那么交换机可以通过H1发出的帧中的add3知道它(H1)连接在哪一个ap下面（路由器会对目的地为自己的包进行学习）
    • image-20230605154906843

电源管理

  • 当一个节点想要进入睡眠模式时，它会向接入点发送一个消息，告诉它自己将要睡眠，直到下一个信标帧。接入点会知道不向该节点发送帧。节点会在下一个信标帧之前醒来。信标帧包含了等待发送到移动设备的帧的列表。如果有帧等待发送，则节点会保持唤醒状态。否则，节点会再次进入睡眠模式，直到下一个信标帧。（定期）

蜂窝移动网络

  • image-20230317114908613
  • cell
    • 包含基站BS（analogous to 802.11 AP）
    • 用户通过BS连接到网络（通过物理层和链路层实现数据传输）
    • 两种分配方案：FDMA/TDMA划分信道，CDMA
  • msc
    • 把cell连接到有线网络
    • 管理传输请求
    • 处理移动性（设备会从一个cell移动到另一个cell）
  • 1g：FDMA，语音通讯专用
  • 2g：初始为语音专用，后拓展因特网支持（2.5g）组合FDM/TDM，先划分时隙再对每个时隙进一步划分频率，承载更多的设备
  • BSC为用户分配信道，执行切换
  • MSC用户鉴别、账户管理、呼叫建立等

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  • 3g：CDMA

  • 语音/网络分离

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  • 4g LTE

  • 同一全ip核心网（淘汰原有的电话语音部分）
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