无线网络ipv6综合

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1、课件制作人：谢希仁,计算机网络（第 5 版）,第 9 章 无线网络,课件制作人：谢希仁,第 9 章 无线网络,9.1 无线局域网 WLAN9.1.1 无线局域网的组成9.1.2 802.11 标准中的物理层9.1.3 802.11 标准中的 MAC 层9.1.4 802.11 标准中的 MAC 帧 9.2 无线个人区域网 WPAN 9.3 无线城域网 WMAN,课件制作人：谢希仁,9.1 无线局域网 9.1.1 无线局域网的组成,有固定基础设施的无线局域网,AP1,AP2,一个基本服务集 BSS 包括一个基站和若干个移动站， 所有的站在本 BSS 以内都可以直接通信， 但在和本 BSS 以外的

2、站通信时 ， 都要通过本 BSS 的基站。,AP1,AP2,基本服务集内的基站叫做接入点 AP (Access Point) 其作用和网桥相似。,AP1,AP2,当网络管理员安装 AP 时，必须为该 AP 分配 一个不超过 32 字节的服务集标识符 SSID 和一个信道。,AP1,AP2,一个基本服务集可以是孤立的，也可通过接入点 AP 连接到一个主干分配系统 DS (Distribution System)， 然后再接入到另一个基本服务集，构成 扩展的服务集ESS (Extended Service Set)。,AP1,AP2,ESS 还可通过叫做门户(portal)为无线用户提供 到非 8

3、02.11 无线局域网（例如，到有线连接 的因特网）的接入。门户的作用就相当于一个网桥。,AP1,AP2,移动站 A 从某一个基本服务集漫游到 另一个基本服务集（到 A 的位置）， 仍可保持与另一个移动站 B 进行通信。,课件制作人：谢希仁,与接入点 AP 建立关联(association),一个移动站若要加入到一个基本服务集 BSS，就必须先选择一个接入点 AP，并与此接入点建立关联。 建立关联就表示这个移动站加入了选定的 AP 所属的子网，并和这个 AP 之间创建了一个虚拟线路。 只有关联的 AP 才向这个移动站发送数据帧，而这个移动站也只有通过关联的 AP 才能向其他站点发送数据帧。,课

4、件制作人：谢希仁,移动站与 AP 建立关联的方法,被动扫描，即移动站等待接收接入站周期性发出的信标帧(beacon frame)。 信标帧中包含有若干系统参数（如服务集标识符 SSID 以及支持的速率等）。 主动扫描，即移动站主动发出探测请求帧(probe request frame)，然后等待从 AP 发回的探测响应帧(probe response frame)。,课件制作人：谢希仁,热点(hot spot),现在许多地方，如办公室、机场、快餐店、旅馆、购物中心等都能够向公众提供有偿或无偿接入 Wi-Fi 的服务。这样的地点就叫做热点。 由许多热点和 AP 连接起来的区域叫做热区(hot z

5、one)。热点也就是公众无线入网点。 现在也出现了无线因特网服务提供者 WISP (Wireless Internet Service Provider)这一名词。用户可以通过无线信道接入到 WISP，然后再经过无线信道接入到因特网。,课件制作人：谢希仁,2. 移动自组网络 又称自组网络(ad hoc network),自组网络,A,E,D,C,B,F,源结点,目的结点,转发结点,转发结点,转发结点,自组网络是没有固定基础设施（即没有 AP）的无线局域网。这种网络由一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成的临时网络。,课件制作人：谢希仁,移动自组网络的应用前景,在军事领域中，携带了移动站的战士

6、可利用临时建立的移动自组网络进行通信。 这种组网方式也能够应用到作战的地面车辆群和坦克群，以及海上的舰艇群、空中的机群。 当出现自然灾害时，在抢险救灾时利用移动自组网络进行及时的通信往往很有效的，,课件制作人：谢希仁,无线传感器网络 WSN (Wireless Sensor Network),由大量传感器结点通过无线通信技术构成的自组网络。 无线传感器网络的应用是进行各种数据的采集、处理和传输，一般并不需要很高的带宽，但是在大部分时间必须保持低功耗，以节省电池的消耗。 由于无线传感结点的存储容量受限，因此对协议栈的大小有严格的限制。 无线传感器网络还对网络安全性、结点自动配置、网络动态重组等方

7、面有一定的要求。,课件制作人：谢希仁,传感器结点的形状(a)和组成(b),存储器,CPU,传感器 硬件,电池,无线 收发器,(a),(b),课件制作人：谢希仁,无线传感器网络主要的应用领域,环境监测与保护（如洪水预报、动物栖息的监控）； 战争中对敌情的侦查和对兵力、装备、物资等的监控； 医疗中对病房的监测和对患者的护理； 在危险的工业环境（如矿井、核电站等）中的安全监测； 城市交通管理、建筑内的温度/照明/安全控制等。,课件制作人：谢希仁,移动自组网络 和移动 IP 并不相同,移动 IP 技术使漫游的主机可以用多种方式连接到因特网。 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

8、的各种路由选择协议。 移动自组网络是将移动性扩展到无线领域中的自治系统，它具有自己特定的路由选择协议，并且可以不和因特网相连。,课件制作人：谢希仁,几种不同的接入,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)用户设置能够以车辆速度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。如用户设备移

9、动了位置，则再次进行通信时可能还要寻找最佳的基站,课件制作人：谢希仁,9.1.2 802.11 局域网的物理层,802.11 无线局域网可再细分为不同的类型。 现在最流行的无线局域网是 802.11b，而另外两种（802.11a 和 802.11g）的产品也广泛存在。 802.11 的物理层有以下几种实现方法： 直接序列扩频 DSSS 正交频分复用 OFDM 跳频扩频 FHSS （已很少用） 红外线 IR （已很少用）,课件制作人：谢希仁,几种常用的 802.11 无线局域网,课件制作人：谢希仁,9.1.3 802.11 局域网的 MAC 层协议 1. CSMA/CA 协议,无线局域网却不能简

10、单地搬用 CSMA/CD 协 议。这里主要有两个原因。 CSMA/CD 协议要求一个站点在发送本站数据的同时，还必须不间断地检测信道，但在无线局域网的设备中要实现这种功能就花费过大。 即使我们能够实现碰撞检测的功能，并且当我们在发送数据时检测到信道是空闲的，在接收端仍然有可能发生碰撞。,课件制作人：谢希仁,无线局域网的特殊问题,当 A 和 C 检测不到无线信号时，都以为 B 是空闲的， 因而都向 B 发送数据，结果发生碰撞。,这种未能检测出媒体上已存在的信号的问题 叫做隐蔽站问题(hidden station problem),A 的作用范围,C 的作用范围,A,B,C,D,课件制作人：谢希仁

11、,无线局域网的特殊问题,B 向 A 发送数据，而 C 又想和 D 通信。 C 检测到媒体上有信号，于是就不敢向 D 发送数据。,其实 B 向 A 发送数据并不影响 C 向 D 发送数据 这就是暴露站问题(exposed station problem),A,D,C,B,？,B 的作用范围,C 的作用范围,课件制作人：谢希仁,CSMA/CA 协议,无线局域网不能使用 CSMA/CD，而只能使用改进的 CSMA 协议。 改进的办法是把 CSMA 增加一个碰撞避免(Collision Avoidance)功能。 802.11 就使用 CSMA/CA 协议。而在使用 CSMA/CA 的同时，还增加使用

12、停止等待协议。 下面先介绍 802.11 的 MAC 层。,课件制作人：谢希仁,9.2 无线个人区域网 WPAN (Wireless Personal Area Network),在个人工作地方把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来自组网络，不需要使用接入点 AP。 整个网络的范围大约在 10 m 左右。 无线个人区域网 WPAN 和个人区域网 PAN (Personal Area Network)并不完全等同，因为 PAN 不一定都是使用无线连接的。,课件制作人：谢希仁,1. 蓝牙系统(Bluetooth),最早使用的 WPAN 是 1994 年爱立信公司推出的蓝牙系统，其标准是 IEE

13、E 802.15.1 。 蓝牙的数据率为 720 kb/s，通信范围在 10 米左右。 蓝牙使用 TDM 方式和扩频跳频 FHSS 技术组成不用基站的皮可网(piconet)。,课件制作人：谢希仁,皮可网(piconet),Piconet 直译就是“微微网”，表示这种无线网络的覆盖面积非常小。 每一个皮可网有一个主设备(Master)和最多7个工作的从设备(Slave)。 通过共享主设备或从设备，可以把多个皮可网链接起来，形成一个范围更大的扩散网(scatternet)。 这种主从工作方式的个人区域网实现起来价格就会比较便宜。,课件制作人：谢希仁,9.3 无线城域网 WMAN (Wireles

14、s Metropolitan Area Network),2002 年 4 月通过了 802.16 无线城域网的标准。欧洲的 ETSI 也制订类似的无线城域网标准 HiperMAN。 WMAN 可提供“最后一英里”的宽带无线接入（固定的、移动的和便携的）。 在许多情况下，无线城域网可用来代替现有的有线宽带接入，因此它有时又称为无线本地环路。,课件制作人：谢希仁,WiMAX Worldwide Interoperability for Microwave Access,WiMAX 常用来表示无线城域网 WMAN，这与Wi-Fi 常用来表示无线局域网 WLAN 相似。 IEEE 的 802.16

15、工作组是无线城域网标准的制订者，而 WiMAX 论坛则是 802.16 技术的推动者。 两个正式标准 802.16d（它的正式名字是 802.16-2004），是固定宽带无线接入空中接口标准（2 66 GHz频段）。 802.16 的增强版本，即 802.16e，是支持移动性的宽带无线接入空中接口标准（2 6 GHz频段），它向下兼容 802.16-2004。,课件制作人：谢希仁,802.16 无线城域网服务范围的示意图,课件制作人：谢希仁,覆盖范围,几种无线网络的比较,1 Gb/s100 Mb/s10 Mb/s1 Mb/s100 kb/s10 kb/s,用户 数据率,PAN LAN MAN

16、WAN,802.15.4 ZigBee,802.15.1 蓝牙,802.15.3 超宽带,802.11g, a,802.11b,802.16,2G 移动通信,3G 移动通信,4G 移动通信,Wi-Fi,WiMAX,课件制作人：谢希仁,计算机网络（第 5 版）,第 10 章 下一代因特网,课件制作人：谢希仁,第 10 章 下一代因特网,10.1 下一代网际协议 IPv6 (IPng) 10.1.1 解决 IP 地址耗尽的措施10.1.2 IPv6 的基本首部10.1.3 IPv6 的扩展首部10.1.4 IPv6 的地址空间10.1.5 从 IPv6 向 IPv4 过渡10.1.6 ICMPv6,