软考:无线

移动ad hoc网络

802.11提出ad hoc 自组织、对等、多跳无线移动通信网络

MANET 利用多条无线网构造基于IP的移动互联网

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ad hoc网络（MANET）

由一组带有无线通信收发装置的移动终端节点组成

网络中每个移动终端自由移动

网络中所有移动终端地位相等

可以在任何时候、任何地点快速构建

不需要现有信息基础网络设施的支持

是一个多跳、临时、无中心网络

每个节点即是主机也是路由器

多跳无线网、自组织网络、无固定设施的网络、对等网络

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ad hoc网络与Wlan区别

Wlan是单跳网络，不存在路由问题，依赖于基站或无线接入点的现有基础设施。

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802.1x

802.1X协议是基于Client/ Server的访问控制和认证协议。它可以限制未经授权的用户/设备通过接入端口access port)访问 LAN/WLAN。在获得交换机或LAN提供的各种业务之前,802。X对连接到交换机端口上的用户/设备进行认证。802.1X认证模式

1、端口认证模式

该模式下只要连接到端口的某个设备通过认证，其他设备则不需要认证，就可以访问网络资源。

2、MAC认证模式

该模式下连接到同一端口的每个设备都需要单独进行认证，当用户有上网需求时打开8021X客户端程序，输入已经申请、登记过的用户名和口令，发起连接请求。

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802.11知识

1、IEEE802.11定义无线局域网两种工作模式：

基础设施网：预先建立起来，具有一系列能覆盖一定地理范围的固定基站

自主网络(Ad Hoc Networking)：不需要有线网络和接入点支持的点对点网络，每个结点都有路由能力，路由协议使用有目的节点序列距离矢量协议(Destination Sequenced Distance Vector DSDV)

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2、基本概念

1）SSID （Service Set Identifier）：服务集标识符，不超过32字节。

无线信号的名称，一个无线网或AP可以放出多个SSID。

2）BSS （Basic Service Set）：基本服务集

无线局域网的最小构件，一个AP所覆盖的范围。分为独立的（自主网络中）和基本结构模式的

3）BSA （Basic Service Area）：基本服务区域

BSS的覆盖范围称为基本服务区。相当于一个无线单元

4）ESS （Extended Service Set）：扩展服务集

由一个或多个BSS组成，借此扩展无线网络覆盖范围，实现无线漫游

5）BSSID （Basic Service Set Identifier）：基本服务集标识符

BSSID实际上就是AP的地址，用来标识AP管理的BSS，在同一个AP内BSSID和SSID一一映射。在一个ESS内，SSID是相同的，但对于ESS内的每个AP与之对应的BSSID是不同的。如果一个AP可以同时支持多个SSID的话，则AP会分配不同的BSSID来对应这些SSID。

3、ISM 工业、科学和医疗频段 2.4GHz频段为各国共同的ISM频段，分为13个信道。也有5G频段

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4、802.11物理层

1）跳频（FHSS）

用伪随机序列对代表数据的模拟信号进行调制

增加带宽可以在低信噪比、等速率的情况下，提高数据传输的可靠性

2）红外技术（InfraRed,IR）

频率高于微波而低于可见光，光波波长范围850nm~900nm之内

3）直接序列扩频DSSS 又称为噪声调制扩展

用高速率的伪噪声（PN）码序列与信息码序列作模二加（波形相乘运算）得到一个复合码序列

4）正交频分复用技术（OFDM）Orthogonal

频域内将给定信道分成许多正交子信道，且各子载波并行传输，属于一种扩频技术。

2）高速直接序列扩频（HR-DSSS）采用补码键控CCK调制技术

无线局域网安全

1）WEP

802.11b定义了有线等效保密协议WEP

采用RC4对称加密算法

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2）WPA

802.11i定义WPA（WiFi保护接入）

结合802.1x实现访问控制

需要安全Radius服务器

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3）WPA三种加密机制

TKIP：临时密钥完整性技术，是WEP的改进，仍然使用RC4加密

CCMP：计数器模式和密码块链消息身份验证代码协议，CCMP使用AES块加密算法取代WEP和TKIP的RC4流算法

WRAP：使用AES加密和OCB加密

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4）WPA-PSK/WPA2-PSK WPA个人，PSK预共享

使用AES或TKIP加密

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CSMA/CA 冲突避免

1）CSMA/CA是减少碰撞，而不是检测碰撞

2）MAC层分为DCF分布协调功能（争用信道），PCF点协调功能（轮流发送数据权）

3）算法：发第一帧不使用退避算法，信道不空闲执行退避算法，信道空闲等待DIFS时间发送。

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多路复用技术

多址的概念：在无线通信中，许多用户同时通话，以不同的无线信道分隔，防止相互干扰的技术方式称为多址方式。

1）频分多址（FDMA）－－以频率来区分信道。

特点：使用简单，信号连续传输，满足模拟话音通信，技术成熟。

缺点：多频道信号互调干扰严重，频率利用率低，容量小。

2）时分多址（TDMA）－－在一个无线频道上，按时间分割为若干个时隙，每个信道占用一个时隙，在规定的时隙内收发信号。

时分多址只传数字信息，信息需经压缩和缓冲存储的过程，在实际使用时常 FDMA/TDMA复分使用。

3）码分多址（CDMA）－－采用扩频通信技术，每个用户具有特定的地址码（相当于扩频中的PN码），利用地址码相互之间的正交性（或准正交性）完成信道分离的任务。

CDMA在频率、时间、空间上重叠。

优点：系统容量大，抗干扰、抗多径能力高。

4）空分多址(SDMA)--基于空间角度分隔信道，频率、时间、码字共享。MIMO属于空分复用

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技术标准

1）3G技术标准：CDMA2000电信(3.1/1.8Mbs)、WCDMA联通（384kb/s~2Mb/s）、TD-SCDMA移动（384kb/s）

2)4G技术标准：

?	LTE	LTE-Advanced	WiMAX （IEEE 802.16e）	WirelessMAN-Advanced（IEEE 802.16m）	HSPA+
采用技术	OFDM MIMO	?	?	?	?
支持者	爱立信、大唐、华为等；	TD-LTE-Advanced由大唐、中国移动主导；	英特尔、思科等； 固网运营商和新运营商追捧	北电、三星、英特尔、华为等 ?	联通
速度	下行100M 上行50M	作为LTE的后续演进系统	70M	作为WiMAX的后续演进技术 1G	42M

3）5G技术标准：5G NR 用户体验100M,最高10G

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1G的标准是模拟技术

2G：以GSM为代表的TDMA CDMA

3G：WCDMA CDMA2000 TD-SCDMA。

4G：LTE-Advanced（TDD/FDD）和WirelessMAN-Advanced。 100Mbps

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移动IP

通常在联网的计算机中，有一类主机用铜缆或光纤连接在局域网中，从来不会移动，我们认为这些主机是静止的。可以移动的主机有两类，一类基本上是静止的，只是有时 候从一个地点移动到另一个地点，并且在任何地点都可以通过有线或无线连接进入Internet；另一类是在运动中进行计算的主机，它通过在无线通信网中漫游来保持网络连 接。为解决前一类偶尔移动的主机异地联网的问题，IETF成立了专门的工作组，并预设了下列研究目标：

?移动主机能够在任何地方使用它的家乡地址进行连网；

?不允许改变主机中的软件：

?不允许改变路由器软件和路由表的结构；

?发送给移动主机的大部分分组不需要重新路由；

?移动主机在家乡网络中的上网活动无须增加任何开销。

IETF 给出的解决方案是RFC 3344 (IP Mobility Support for IPv4)和RFC 3775 (Mobility Support in IPv6)。RFC 3344增强了IPv4协议，使其能够把IP数据报路由到移动主机当前所在的连接站点。按照这个方案，每个移动主机配置了一个家乡地址（home address)作为永久标识。当移动主机离开家乡网络时，通过所在地点的外地代理，它被 赋予了一个转交地址（care-of address)。协议提供了一种注册机制，使得移动主机可以通过家乡地址获得转交地址。家乡代理通过安全隧道可以把分组转发给外地代理，然后被提交给移动主机。

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RFC 3344（IPv4下的移动性支持）给出的解决方案是增强IPv4协议，使其能够把IP数据报路由到移动主机当前所在的连接站点。按照这个方案，每个移动主机配置了一个家乡地址（home address）作为永久标识。当移动主机离开家乡网络时，通过所在地点的外地代理，它被赋予了一个转交地址（care-of address）。协议提供了一种注册机制，使得移动主机可以通过家乡地址获得转交地地址。家乡代理通过安全隧道可以把分组转发给外地代理，然后被提交给移动主机。

移动IP提供了两种获取转交地址的方式。一种是外地代理转交地址（Foreign Agent Care-of Address），这种转交地址是外地代理在它的代理公告报文中提供的地址，也就是外地代理的IP地址。另外一种获取模式是配置转交地址（Collocated Care-of Address），是暂时分配给移动节点的某个端口的IP地址，其网络前缀必须与移动节点当前所连接的外地链路的网络前缀相同。一个配置转交地址只能被一个移动节点使用。可以是通过DHCP服务器动态分配的地址，或是在地址缓冲池中选取的私网地址。

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无线AP

无线AP分为FIT AP和FAT AP两种，FAT AP是与FIT AP相对来讲的，FAT AP将WLAN的实体层、加密、用户认证、网路管理等功能集于一身；而FIT AP是一个只有射频和通信功能的AP，功能单一，不能独立工作。

FAT AP无线网路解决方案可由FAT AP直接在有线网的基础上构成，所有AP都单独进行配置，且难于集中管理；而FITAP无线网路解决方案则是由无线网路控制器和FIT AP在有线网的基础上构成，且FIT AP上“零配置”，所有配置都集中到无线网路控制器上。易于集中管理。

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CSMA/CA

IFS帧间隔

后退计数器

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单跳、多跳网络

单跳(single-hop)网络

在传统的无线局域网(WLAN)中，每个客户端均通过一条与AP相连的无线链路来访问网络，用户如果要进行相互通信的话，必须首先访问一个固定的接入点(AP)，这种网络结构被称为单跳网络

多跳(multi-hop)网络

在无线网络中，任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器，网络中的每个节点都可以发送和接收信号，每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。

在无线多跳网络中，源结点到目的结点之间的典型路径是由多跳组成的，该路径上的中间结点充当转发结点。因此，无线多跳网络中一个结点具有两种功能，首先结点可以充当端结点产生或接受数据分组，其次结点可以充当路由器对来自其它结点的数据分组进行转发。在现有的无线网络中，无线Ad Hoc网络，无线传感器网络以及无线Mesh网络均属于无线多跳网。

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