CSMA/CA流程图
CSMA/CA与CSMA/CD的区别
CSMA/CD 当节点侦听到信道空闲时，立即发送数据 “先听后发，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发” CSMA/CA 空闲 推迟DIFS时间后如果信道还是空闲，立即发送数据 忙碌（无论是最初监听到忙，还是在 DIFS 周期内监听到） 监听信道直到空闲时间达到DIFS时间间隔后再采用退 避算法随机回退，退避机制完成后才发送数据，这是 为了减少冲突的发生
扩展服务集ESS（Extended Service Set） 至少有两个无线基站工作在 BSS 结构模式 包含多个小区 两个 BSS 之间可使用不同的服务集标识
MAC层协议？
数据链路层: 逻辑链路控制子层LLC 介质访问控制子层MAC 无线信道MAC层协议作用： 提供对共享无线介质的竞争使用和无竞争使 用，如何分配无线信道资源
字段简介：

Sequence Control：4位片段编号+12位顺序编号 作 用：重组帧片段以及丢弃重复帧； Frame Body：封装的是上层的数据单元，范围为 0~2312bytes，所以802.11MAC层帧的最大长度是 2346bytes。 FCS：校验和


4、评价网络性能的参数


CSMA/CA采用了载波监听机制、帧间间隔机制、随机 退避机制
载波监听机制
监听方式有两种 物理载波监听 从接收射频或天线信号检测信号能量或根据接收信号的质 量来估计信道的忙闲状态，取决于物理层使用的媒介和 调制方式 MAC层的虚拟载波监听 源站通知其他节点要占用信道的时间，其他节点在此段 时间内不发送数据，其他站不监听，但是效果好像监听 了一样，所以叫做虚拟载波监听

3、IEEE 802.11 MAC层帧结构

802.11 MAC层定义了三种类型的帧： 数据帧、控制帧、管理帧 如果MSDU的长度超过了拆分门限，MAC协议就会 对MSDU进行分段 每一分段被独立的发出，并从接收方返回各自的 ACK，这样使得协议开销增大 拆分门限和RTS门限存在一定的关联性，如果拆分门 限小于RTS门限则RTS/CTS协议会话功能不可能启用。 为了提高信道预留效率，这两个门限值的设置应尽 可能匹配。
BEB
每次发生冲突时 竞争窗口CW变为原来的两倍，直到达到最大门限值 Cwmax

每次成功传输数据后 默认信道竞争程度降低了，每个节点的竞争窗口CW都会 减为Cwmin

BEB的缺点： 1、有利于前一次成功发送的节点短时间内再次竞争信道， 导致对其他节点不公平。 2、当网络节点数较多时，每次成功发送后各个节点都将 竞争窗口CW重置为CWmin，容易引起新的碰撞。
802.11 MAC协议的限制
以太网使用的MAC协议: CSMA/CD （载波监听多路访问/冲突检测） carrier sense multiple access/collision detection “先听后发，边发边听，冲突停发，随机延迟后重发” 不能应用于WLAN的原因： WLAN的隐藏终端&暴露终端 大多数的无线电收发装置是半双工的，不能在发送过 程中进行监听

指数增长指数下降算法（EIED）

弥补了BEB跟MILD的缺点 当发生数据冲突时，节点竞争窗口的大小按后退参数j 成倍增加 当成功传输包后，竞争窗口的大小按后退参数k成倍减 少 既不是BEB算法中统一将CW值重置为最小竞争窗口， 这在重负载网络中极易引起下一轮冲突； 也不是MILD算法中将CW值都减1，这在较轻负载网络 中又会导致系统的低效，造成资源的浪费。
IEEE 802.11采用了避免冲突的方式 由于无线介质的特殊性，介质上的信号的动态范围很 广，发送站点无法确认检测到的信号是自己传输的信 号还是噪声信号
1、PCF&DCF
IEEE802.11采用的两种算法
1、集中式的算法 由中央节点进行统筹决定，分配信道资源 2、分布式的算法 采用载波监听CSMA/CA算法

PIFS(PCF Interframe Space) 比SIFS多了一个时隙长度，比DIFS短 用于点协调功能中 DIFS(DCF Interframe Space) 比PIFS长，比SIFS多两个时隙长度 由工作在 DCF 方式下的站点使用，以发送数据帧和管理帧

随机退避机制
出于效率考虑，DCF 使用离散退避机制 一个空闲 DIFS 时间过后的时间片被划分为时隙，一个节 点只能在某个时隙开始的时刻发送包，从而避免了用户 发送数据的随意性，提高了信道的利用率
IEEE802.11 MAC层协议学习
IEEE802.11 定义三种基本组网模式
基本服务集BSS(Basic Service Set) 有中心控制结构 包含 1 个无线基站 (AP) 和多个无线客户端 独立基本服务集IBSS(Independent BSS) 分布对等式结构 各站点竞争公用信道，站点数过多时，信道竞争成为限 制网络性能的要害

考虑到成本问题，厂家一般采用虚拟载波监听
NAV （Network Allocation Vector）
“源站的通知” 一个定时器 用来指定预计要占用媒体多少时间 在MAC层帧首部的第二个字段Duration/ID段标识了NAV的数 值 NAV不为0 表明信道忙碌 NAV为0 表明信道空闲
可选RTS/CTS方式 RTS 帧的头部 Duration 字段中包含有完成数据传输过程所需 的持续时间 收到这个 RTS 的每个非目的节点根据Duration 字段来设置各 自的 NAV，这个 NAV 指定了它们可以试图访问无线介质的 最早开始时间
CSMA/CA（Collision Avoidance 冲突避免） 利用随机时间退避算法减少冲突 为了解决隐藏终端问题 采用RTS-CTS-DATA-ACK握手协议 （可选选项） 有利于减少信道的冲突 控制帧增加了网络的时延
RTS门限： 设置传送上限字节数，一旦待传送的数据大于它时， 启动RTS/CTS 握手协议

Duration/ID：2个字节，该字段被用来设定NAV； Address：包含不同类型的MAC地址，地址的类型取决于发 送帧的类型，48bits，有如下几种不同的用途： （1）基本服务级标识（BSSID） （2）来源地址（SA：发送数据包的MAC实体的地址） （3）目的地址（DA：数据包的最终地址） （4）接收地址（RA：接收帧的AP地址） （5）发送地址（TA：发送帧的AP地址）


语句为： If (on a collision) CW = min[j*CW，CWmax] on a collision Else if (on a success) CW = max[CW/k，CWmin] on a success
两个参数j、k可随网络负载量进行动态调整 例如当网络负载大时，可设置j>2；当网络负载小时， 可设置j<2。

OPNET常用编辑器说明
（1）节点编辑器 OPNET 节点编辑器提供了模拟内部功能所需的资源。在节 点编辑器中，用户可以使用多种模块，每种模块实现了节点 行为的某一方面，诸如数据生成、数据存储、数据处理和数 据传输或选路等。

（2）进程编辑器 OPNET 进程模型描述了实际进程中的逻辑，例如通信协议 和算法、共享资源管理、排队原则。


802.11 MAC层的帧结构
字段简介：
Frame Control：帧控制字段，2个字节 帧收发的控制信息 包括11个子域（版本号、帧类型、帧子类型、是否去往有 线网络、是否来自有线网络、是否还有后继段、是否重发 帧、功率控制（休眠/唤醒）、是否还有后继帧、是否加密、 是否要按顺序处理）

MAC子层结构
PCF（Point Coordination Function）点协 调功能


可选项 提供无竞争服务 采用中央轮询的方式询问各个站点是否要发送数据， 并为站点提供专用的发送信道 不会产生冲突 处于此服务中的工作站只需经过一段较短的时间间 隔（PIFS）就可传送帧
DCF (Distributed Coordination Function） 分布式协调功能

提供竞争服务 发送数据之前，工作站会检查无线链路是否处于空 闲状态，若不空闲，则会随机为每个帧选定一段规 避时间来避免冲突 多数情况下，DCF已能够满足要求，在发送音频和 视频等限时信息时，可考虑激活PCF方式 不过由于轮询帧的发送，PCF会增大网络的系统开销

CSMA/CA



帧间间隔机制

为了避免碰撞，IEEE802.11的MAC 协议规定，所有 的站在发送后，必须再等待一段很短的时间 (继续 监听) 才能发送下一帧，这段时间统称为帧间间隔 (IFS)。

三种时间间隔

us为单位 具体取值根据物理信道特征（跳频、红外、直接序列）来定
SIFS（Short Interframe Space） 最短的帧间间隔 最高的优先级 用于ACK帧、CTS帧、过长的MAC帧分片后的数据帧、所有应答 AP探询的帧前

避免竞争窗口太小，减少数据冲突的发生
MILD的缺点

语句为： If (on a collision) CW = min[1.5*CW，CWmax] Else if (on a success) CW = max[CW-1，CWmin] on a success MILD的缺点： 线性下降使得在轻负载网络中节点传输效率降低

乘法增加线性减少算法（MILD）

为了改善BEB的缺点，引进MILD算法，此算法用于重 负载的网络，解决BEB算法的竞争窗口重设的问题
与BEB不同之处： 1、发生数据冲突时，竞争窗口CW不是翻倍，而是 CW=CW*1.5 2、成功传输数据后，CW不是减为CWmin，而是 CW=CW-1