计算机网络IEEE802.11介质访问控制
通过对前面章节的学习,我们已经知道IEEE 802.3标准的以太网采用CSMA/CD的访问控制方法。
在这种戒指访问控制方式下,准备传输数据的设备首先检测载波信道,如果在同一时间内没有侦听到载波,那么这个设备就可以发送数据。
如果两个设备同时传送数据,就会发生冲突碰撞,并被所有冲突设备检测到,这种冲突便延缓了数据的重传,使得它们在间隔一段时间后才发送数据。
由于在无线网络传输中侦听载波及冲突检测都是不可靠的,而且侦听载波也是相当困难的。
另外,在通常情况下,无线电波经由天线发送出去时,是无法监视的,因此冲突检测实际上是做不到的。
而在IEEE 802.11x系列标准中的IEEE 802.11b标准定义的无线局域网中,使用的介质访问控制方式为载波监听多路访问/冲突避免(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance,CSMA/CA)。
在IEEE802.11介质访问控制中,将冲突检测(Collision Detection)变成了冲突避免(Collision Avoidance),其侦听载波技术由两种方式来实现,一种是实际的去侦听是否有电波在传送,然后加上优先权控制;另一种是虚拟的侦听载波,并告知其等待多久时间后可以传送数据,通过这样的方法来防止冲突发生。
具体的来讲,它定义了一个帧间隔(Inter Frame Spacing,IFS)时间和后退计数器。
其中,后者的初始值是由随机数生成器随机设置的,递减计数一直到归零为止。
其工作过程如下:
●如果一个工作站需要发送数据并且监听到信道忙,则产生一个随机数设置自己的后
退计数器并坚持监听。
●当监听到信道空闲后等待一个IFS时间,并开始计数。
最先完成技术的工作站开始
发送数据。
●其它工作站监听到有新的工作站开始发送数据后暂停计数,在新的工作站发送完成
后在等待一个IFS时间继续计数,直到计数完成后开始发送数据。
由于在两次IFS之间的时间间隔是各个工作站竞争发送的时间,它对于参与竞争的工作站是公平的,基本上是按照先来先服务的顺序来获得发送数据的机会。
在CSMA/CA中,通信方式将时间域的划分与帧格式紧密联系起来,以保证某一时刻只有一个站点在发送数据,它实现了网络系统的集中控制。
由于传输介质的不同,CSMA/CD 与CSMA/CA的检测方式也不同。
CSMA/CD是通过电缆中电压的变化来检测,当数据发生碰撞时,电缆中的电压就会随之发生变化;而在CSMA/CA中是采用能量检测(ED)、载波检测(CS)和能量载波混合检测3中检测信道空闲的方式。