计网笔记第六章

计网笔记

无线和移动网络

要解决的问题

• 随着距离衰减
• 其他信号的干扰
• 多路径传播

信噪比SNR

信噪比最大可以容易从噪声中分离出信号

CDMA 码分多用技术

所有用户使用相同的频率，但是每个用户有自己的"chipping"序列去加密数据

CDMA加密和解密

一个用户

多个用户也是一样，那个不同用户自己的码是正交的，可以各自还原自己的数据，原理不用理解

WIFI

频率不是越高越好，频率越高传统型越不好

802.11

两种scanning
- passive scanning(ap主动)
- active scanning(使用设备主动)

机制可以防止碰撞

一开始A和B同时像AP发送RTS(request to send)信号，但是冲突了，此时随机倒退
倒退之后，A发送RTS，此时不碰撞，AP返回CTS(clear to send)信号
A发送数据data
最后，AP发送ACK(A)，一个跟A表明接受到了，一个告诉其他设备这个通道被释放了

LAN结构

• 无线主机通过基站交流(基站base station = access point也即AP接入点)
• BSS(basic service set)基本服务集合，包含：
  
  • 无线主机
  • AP

802.11的信道和联系

• 802.11b：2.4-2.285GHz的范围被划分为1个channel，不同channel不同频率
  
  • AP管理员给AP选择频率
  • channel可能会被隔壁的AP一样选择
• 主机：主机必须跟AP联系
  
  • 扫描channel，监听beacon frames(包含了AP的名字SSID和MAC地址)
  • 选择AP
  • 或许会有认证
  • 将运行DHCP协议去获取ip地址

被动扫描/主动扫描

被动扫描

1. APs先开始发送beacon frames
2. 主机向选择的AP发送association request frame
3. 被选择的AP向主机发送association response frame

主动扫描

1. probe request frame被主机广播出去
2. probe response frame被APs广播出去
3. association request frame被主机发送向选择的AP
4. association response frame被选择的AP发送向主机

CSMA/CA协议

发送方
1. 如果监听到信道空闲，将在一个成为分布式帧间间隔DIFS的短时间后发送该帧
2. 如果监听到信道繁忙，站点选取一个随机回退值，并且在监听到信道空闲时递减该值。当监听到信道忙时计数值保持不变
3. 当数值减为0时，该站点发哦是那个整个数据帧。如果没收到确认，增加随机后退的范围，回到第二步

接收方

1. 如果数据帧接受成功，在SIFS时间段之后发送ACK

避免碰撞(预定信道)

1. 发送方先通过CSMA发送一个短request-to-send RTS给基站
* RTS也可能会冲突，但是他们很短
2. 基站广播clear-to-send CTS信号回应
3. CTS被所有节点听到
* 给发送方明确许可，也只是其他站点不要再预约期内不要发送

相同子网下的移动性

如果互联设备是一个路由器，H1从BSS1移到BSS2必须换一个ip地址，TCP连接也被打断

但是当互联设备是一台交换机的时候，交换机是自学习的，它会看从H1发出的frame记住是哪个交换机端口，所以保持ip地址和TCP连接

蜂窝因特网

GSM全球移动通信系统

蜂窝因特网结构

• cell
  
  • cover地理上的覆盖
  • 基站
  • 手机用户
  • air-interface手机和基站之间的物理链路协议
• MSC mobile switching center
  
  • 连接cells到有线网络
  • 处理移动性

时分多用和频分多用结合起来
把频谱划分为多个不同频率的channel，然后每个channel划分为多个time slot

移动性

寻址

移动性：登记

1. 移动设备联系外部代理，进入外部网络
2. 外部代理联系归属代理，"这个移动设备在我的网络中"
3. 最终，外部代理知道了移动设备，归属代理知道了移动设备的位置