计算机网络(第五版)谢希仁 课后答案第九章 下载本文

9-01.无线局域网都由哪几部分组成?无线局域网中的固定基础设施对网络的性能有何影响?接入点AP是否就是无线局域网中的固定基础设施?

答:无线局域网由无线网卡、无线接入点(AP)、计算机和有关设备组成,采用单元结构,将整个系统分成许多单元,每个单元称为一个基本服务组。

所谓“固定基础设施”是指预先建立起来的、能够覆盖一定地理范围的一批固定基站。直接影响无线局域网的性能。

接入点AP是星形拓扑的中心点,它不是固定基础设施。

9-02. Wi-Fi与无线局域网WLAN是否为同义词?请简单说明一下。 答:Wi-Fi在许多文献中与无线局域网WLAN是同义词。

802.11是个相当复杂的标准。但简单的来说,802.11是无线以太网的标准,它是使用星形拓扑,其中心叫做接入点AP(Access Point),在MAC层使用CSMA/CA协议。凡使用802.11系列协议的局域网又称为Wi-Fi(Wireless-Fidelity,意思是“无线保真度”)。因此,在许多文献中,Wi-Fi几乎成为了无线局域网WLAN的同义词。

9-03 服务集标示符SSID与基本服务集标示符BSSID有什么区别?

答:SSID(Service Set Identifier)AP唯一的ID码,用来区分不同的网络,最多可以有32个字符,无线终端和AP的SSID必须相同方可通信。无线网卡设置了不同的SSID就可以进入不同网络,SSID通常由AP广播出来,通过XP自带的扫描功能可以相看当前区域内的SSID。出于安全考虑可以不广播SSID,此时用户就要手工设置SSID才能进入相应的网络。简单说,SSID就是一个局域网的名称,只有设置为名称相同SSID的值的电脑才能互相通信。

BSS是一种特殊的Ad-hoc LAN的应用,一个无线网络至少由一个连接到有线网络的AP和若干无线工作站组成,这种配置称为一个基本服务装置BSS (Basic Service Set)。一群计算机设定相同的BSS名称,即可自成一个group,而此BSS名称,即所谓BSSID。 9-04.在无线局域网中的关联(association)的作用是什么?

答:802.11标准并没有定义如何实现漫游,但定义了一些基本的工具。例如,一个移动站若要加入到一个基本服务及BSS,就必须先选择一个接入点AP,并与此接入点建立关联(association)。建立关联就表示这个移动站加入了选定的AP所属子网,并和这个接入点AP之间粗昂见了一个虚拟线路。只有关联的AP才想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。这和手机开机之后必须和某个基站建立关联的概念是相似的。

9-05.以下几种接入(固定接入、移动接入、便携接入和游牧接入)的主要特点是什么? 答:

接入方式 固定接入 主要特点 在作为网络用户期间,用户设置的地理位置保持不变 用户设备能够以车辆熟读(一般取为每小时120公里)移动时进行网络通讯。当发生切换(即用户移动到不同蜂窝小区)时,通信仍然是连续的。 在受限的网络覆盖面积中,用户设备能够在移动接入 便携接入 以步行速度移动时进行网络通信,提供有限的切换能力。 用户设备的地理位置至少在进行网络通信时保持不变。如果用户设备移动了位置(改变了蜂窝小区),那么再次进行通信时可能还要寻找最佳的基站。 游牧接入

9-06.无线局域网的物理层主要有哪几种?

答:无线局域网的物理层主要有802.11家族谱、蓝牙新贵、家庭网络的HomeRF

9-07.无线局域网的MAC协议有哪些特点?为什么在无线局域网中不能使用CSMA/CD协议而必须使用CSMA/CA协议?

答:无线局域网的MAC协议提供了一个名为分布式协调功能(DCF)的分布式接入控制机制以及工作于其上的一个可选的集中式控制,该集中式控制算法称为点协调功能(PCF)。DCF采用争用算法为所有通信量提供接入;PCF提供无争用的服务,并利用了DCF特性来保证它的用户可靠接入。PCF采用类似轮询的方法将发送权轮流交给各站,从而避免了冲突的产生,对于分组语音这样对于时间敏感的业务,就应提供PCF服务。 由于无线信道信号强度随传播距离动态变化范围很大,不能根据信号强度来判断是否发生冲突,因此不适用有线局域网的的冲突检测协议CSMA/CD。802.11采用了CSMA/CA技术,CA表示冲突避免。这种协议实际上是在发送数据帧前需对信道进行预约。 这种CSMA/CA协议通过RTS(请求发送)帧和CTS(允许发送)帧来实现。源站在发送数据前,先向目的站发送一个称为RTS的短帧,目的站收到RTS后向源站响应一个CTS短帧,发送站收到CTS后就可向目的站发送数据帧。

9-08.为什么无线局域网的站点在发送数据帧时,即使检测到信道空闲也仍然要等待一小段时间?为什么在发送数据帧的过程中不像以太网那样继续对信道进行检测?

答:因为电磁波在总线上总是以有限的速率传播的。无线局域网的站点在传送数据帧时,检测到信道空闲,其实并不空闲。数据在线路上还会出现碰撞,一旦出现碰撞,在这个帧的发送时间内信道资源都被浪费了,所以要等待一小段时间。

因为无线局域网上发送数据帧后要对方必须放回确认帧,以太网就不需要对方发回确认帧。

9-09.结合隐蔽站问题和暴露站问题说明RTS帧和CTS帧的作用。RTS/CTS是强制使用还是选择使用?请说明理由。

答:源站在发送数据帧之前发送RTS帧,若信道空闲,则目的站响应CTS帧,当源站收到CTS帧后就可发送其数据帧,实际上就是在发送数据帧前先对信道预约一段时间。RTS/CTS是选择使用的,因为当数据帧本身长度很短时,使用RTS/CTS反而会降低效率。

9-10.为什么在无线局域网上发送数据帧后要对方必须发回确认帧,而以太网就不需要对方发回确认帧?

答:无线局域网可能出现检测错误的情况:检测到信道空闲,其实并不空闲,而检测到信道忙,其实并不忙,因此需要接收方发回确认帧来确定信道是否空闲。

9-11.无线局域网的MAC协议中的SIFS,PIFS和DIFS的作用是什么?

答:SIFS,即短帧间间隔。SIFS是最短的帧间间隔,用来分隔开属于一次对话的各帧;PIFS,即点协调功能帧间间隔(比SIFS长),是为了在开始使用PCF方式时(在PCF方式下使用,没有争用)优先获得接入到媒体中;DIFS,即分布协调功能帧间间隔(最长的IFS),在DCF方式中用来发送数据帧和管理帧。

9-12.试解释无线局域网中的名词:BSS,ESS,AP,BSA,DCF,PCF和NAV.

答:BSS:一种非凡的Ad-hoc LAN的应用,称为Basic Service Set (BSS),一群计算机设定相同的BSS名称,即可自成一个Group,而此BSS名称,即所谓BSSID。

ESS:一种infrastructure的应用,一个或多个以上的BSS,即可被定义成一个Extended Service Set ( ESS ),使用者可于ESS上Roaming及存取BSS中的任何资料,其中Access Points必须设定相同的ESSID及channel才能允许Roaming.

AP接入点: 用于无线网络的无线HUB,是无线网络的核心。它是移动计算机用户进入有线以太网骨干的接入点,AP可以简便地安装在天花板或墙壁上,它在开放空间最大覆盖范围可达300米,无线传输速率可以高达11Mbps。 BSA:一个基本服务集BSS所覆盖的地理范围。

DCF:分布协调功能,DCF不采用任何中心控制,而是在每一个节点使用CSMA机制的分布式接入算法,让各个站通过争用信道来获取发送权。

PCF:点协调功能,PCF是选项,是用接入点AP集中控制整个BSS内的活动,因此自组网络就没有PCF子层。PCF使用集中控制的接入算法,用类似于探询的方法把发送数据权轮流交给各个站,从而避免碰撞的产生。

NAV:网络分配向量指出了信道处于忙状态的持续时间,信道处于忙状态就表示:或者是由于物理层的载波监听检测到信道忙,或者是由于MAC层的虚拟载波监听机制指出了信道 忙。

9-13.冻结退避计时器剩余时间的做法是为了使协议对所有站点更加公平,请进一步解释。 答:站点每经历一个时隙的时间就检测一次信道。这可能发生两种情况,若检测到信道空闲,退避计时器就继续倒计时,若检测到信道忙,就冻结退避计时器的剩余时间,重新等待信道变为空闲并经过时间DIFS后,从剩余时间开始继续倒计时。如果退避计时器的时间减小到零时,就开始发送整个数据帧。

9-14.为什么某站点在发送第一帧之前,若检测到信道空闲就在等待时间DIFS后立即发送出去,但在收到第一帧的确认后并打算发送下一帧时,就必须执行退避算法。 答:因为(1)在发送它的第一帧之前检测到信道处于忙状态; (2)每一次的重传;

(3)每一次的成功发送后再要发送下一帧。

9-15.无线局域网的MAC帧为什么要使用四个地址字段?请用简单的例子说明地址3的作用。 答:地址4用于自组网络,前三个地址的内容取决于帧控制字段中的“到DS”(到分配系统)和“从DS”(从分配系统)这两个子字段的数值。这两个子字段各占1位,合起来共有4种组合,用于定义802.11帧中的几个地址字段的含义。

例如:站点A向B发送数据帧,但这个过程要分两步走。首先要由站点A把数据帧发送到接入点AP1,然后再由AP1把数据帧发送到站点B。当站点A把数据帧发送到AP1时,帧控制字段中的“到DS=1”而“从DS=0”。因此地址1是AP1的MAC地址(接

收地址),地址2是A的MAC地址(源地址),地址3是B的MAC地址(目的地址)。当AP1把数据帧发送到站点B时,帧控制字段中的“到DS=0”而“从DS=1”。 因此地址1是B的MAC地址(目的地址),地址2是AP1的MAC地址(发送地址),地址3是A的MAC地址(源地址)。

9-16.试比较IEEE 802.3和IEEE802.11局域网,找出它们之间的主要区别?

答:IEEE最初制定的一个无线局域网标准,主要用于解决办公室局域网和校园网中,用户与用户终端的无线接入,业务主要限于数据存取,速率最高只能达到2Mbps。目前,3Com等公司都有基于该标准的无线网卡。由于802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要,因此,IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准。三者之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。

IEEE802.3: 描述物理层和数据链路层的MAC子层的实现方法,在多种物理媒体上以多种速率采用CSMA/CD访问方式,对于快速以太网该标准说明的实现方法有所扩展。早期的IEEE 802.3描述的物理媒体类型包括:10Base2、10Base5、10BaseF、10BaseT和10Broad36等;快速以太网的物理媒体类型包括:100 BaseT、100BaseT4和100BaseX等。

9-17.无线个人区域网WPAN的主要特点是?现在已经有了什么标准?

答:主要特点:一个人为中心,低功率、小范围、低速率和低价格。 标准:由IEEE的802.15工作组制定的标准[W-IEEE802.15 ]

9-18.无线城域网WMAN的主要特点是什么?现在已经有了什么标准?

答:特点:运用宽带无线接入技术,可以将数据、Internet 、话音、视频和多媒体应用传送到商业和家庭用户,能够提供高速数据无线传输乃至于实现移动多媒体宽带业务。

标准:一个是2004年6月通过的802.16的修订版本,即802.16d(它的正式名字是802.16-2004);另一个是2005年通过的802.16的增强版本,即802.16e.