4.2 无线局域网组网方式在线视频

在实际的工作和生活当中

对无线局域网的应用需求可能有多种多样

那么对于不同的应用需求

需要进行不同的无线局域网的组网方式

下面我们就来学习几种常用的无线局域网的组网方式

主要有独立基本服务集（IBSS） 基本服务集（BSS）

还有AP-repeater模式和扩展服务集（ESS）等等

那么最简单的应用需求就是几台相距不远的笔记本电脑

通过无线的方式进行数据通信

在无线局域网当中

它的最小构成单位是基本服务集

这种基本服务集分成两种情况

一种是这个基本服务集当中只有工作站这样的设备

我们把它称为独立基本服务集 简称为IBSS

还有一种是基本服务集当中不但包含工作站这样的设备

还包含有一个特殊的设备 就是接入点

就是AP这样一个设备

那么可以通过AP跟其它的基本服务集或者其它的网络

进行互相的通信

我们把基本服务集所覆盖的范围称为基本服务区

简称为BSA

我们先来看一下独立基本服务集

在独立基本服务集当中 只能在同一个独立基本服务集当中

的终端之间进行通信

而且因为电磁波的一些特性

它所覆盖的范围就是终端相互之间的传输距离不会太大

通常是100米到300米左右

另外整个的IBSS是一个冲突域

因此在冲突域当中 终端数量还不能太多

那么这种独立基本服务集（IBSS）通常是由其中的一台终端创建

然后其它的终端加入 这样形成的

我们来看一下

独立基本服务集(IBSS)当中的MAC帧的传输过程

在无线无线局域网当中

它的MAC帧传输采用的是确认重传机制

这跟总线形以太网不一样

每一个终端有一个全球唯一的MAC地址

这点和以太网分配的终端MAC地址是一样的

那么源终端向目的终端发送数据以后

目的终端正确接收到数据以后要向源终端发送应答帧

那么为什么在无线局域网当中要采用这种应答机制呢

一个是无线局域网的可靠性比较低

然后它MAC帧传输过程当中非常容易出错

第二个是隐蔽站问题

前面我们讲过

隐蔽站问题使得发送终端无法检测到所有发生的冲突

因为任何终端都有可能和其它终端同时发送数据

而且检测不到已经发生的冲突

因此在无线局域网中 发送数据的时候采用应答重传机制

这是独立基本服务集

独立基本服务集因为只能在同一个服务集当中的终端之间通信

因此它的通信范围受到很大的限制

那么如果要跟其它的网络当中的终端进行通信的话

我们可以采用基本服务集的方式

也就是说在服务集当中增加一个接入点AP

然后通过AP跟其他的网络实现互连

那么这个里面最重要的是接入点AP

无线局域网如果要跟其它的传输网络进行通信的话

比如跟以太网进行通信

那么AP可能要承担

实现两个网络之间MAC帧的格式的转换等这样一些功能

下面我们来看一下它的MAC帧的传输过程

有了这个AP以后

终端的通信可能是在一个基本服务集当中

也可能不在同一个基本服务集当中

那么如果在同一个基本服务集当中的话

源终端可以直接向目的终端发送MAC帧

如果这两个终端不在同一个服务集当中

那么MAC帧必须要通过AP进行转发

那么发送终端怎么知道目的终端是在同一个服务集

还是不在同一个服务集呢

发送终端是无法判断的

因此把是否在同一个服务集的判断工作交给AP

由AP判断目的终端到底是在哪一个基本服务集

需不需要转发

因此在同一个服务集当中终端之间通信也通过AP

我们来看一下它的这个转发过程

比如说终端A向终端B发送数据

那么发送的源终端就是终端A 目的终端是终端B

但是它的发送过程分成两步

一个就是把终端A作为发送端而AP作为接收端

这样一个MAC帧的传输

传输到AP以后

AP是不是马上就把这个MAC帧传给终端B呢

这个不是的 AP也要对发送终端发送一个应答帧

也就是说它是采用逐段确认的方式

确认以后 就是接收到正确的数据发送一个应答帧以后

接下来就是以AP作为发送端 终端B作为接收端

封装成一个MAC帧以后

由AP发送给接收终端B

然后终端B接收到这个正确数据以后

也一样地给AP发送应答帧

从而完成从终端A到终端B的MAC帧的传输过程

这是BSS的情况

那么如果服务集当中的终端分布的距离相对比较远

那AP的电磁波的覆盖范围包含不了某些终端

那么我们可以采取这样的办法

就在AP的电磁波的覆盖范围之内

增加另外一个AP

使得AP的电磁波的覆盖范围既包含其它的终端

比如说网络当中的终端C和终端D

同时也覆盖AP1

那么可以确保AP1和AP2之间的通信

那么对于这种情况

终端A和终端B AP1构成一个基本服务集

而终端C 终端D AP2组成另外一个基本服务集

这两个基本服务集共享同一个信道

这两个服务集当中的任何一个终端在通信之前

必须要争用信道

那么它的传输过程是什么样子的呢

比如说 要从终端A到终端C要发送数据的话

这个传输过程分成三段

一个是从终端A到AP1

第二个段是从AP1到AP2

然后AP2到终端C

这三个过程都采用逐段应答重传机制

每一段的传输过程 它的发送端都争用同一个无线信道

争用到信道以后才能发送数据

刚才的这个过程大家已经看到了

就是在传输过程当中 每一段要采用逐段应答的方式

我们把这种模式成为AP-repeated模式

那如果说真正要扩展无线局域网的通信范围

还是要采用扩张服务集的方式

也就是说 把每一个基本服务集作为一个个的网段

然后通过AP连接到一个以太网上

由以太网来互连这些网段

来达到不同的服务集之间数据的传输

以及无线局域网和以太网之间终端之间的数据通信

那么下面看一下 在这种扩展服务集当中

它的传输过程跟前面有什么不同

从这个我们可以看出来

最起码在这个服务集当中多了一种传输网络

由无线局域网还有以太网两种传输网络

因此AP起到的作用跟前面的就不一样了

但是无线局域网和以太网之间 有许多相同的地方

一个是无线局域网当中终端的MAC地址是一样的

第二个 因为MAC帧当中主要的控制信息是MAC地址

因此如果MAC地址相同的话

它的MAC帧的格式也是很相似的

第三个 AP具有网桥的特性

AP一方面连接着以太网 另一方面连接着无线局域网

那么AP最起码有两种不同的端口

一种可以连接无线信道的端口

另外一种连接有线的即以太网的端口

因为是一段无线传播是电磁波的频段

因此连接无线的端口是一个虚拟的端口

这是AP的特性

在传输过程当中 无线局域网相当于一个网段

那么由AP来实现两个网络之间的转发

比如说从无线局域网到以太网或者以太网到无线局域网

在这个里面 两个不同的网络的MAC帧的格式是不同的

因此由AP实现两种不同网络的MAC帧的格式的转换

好 接下来我们看一下MAC帧的传输过程

首先来看一下

无线局域网的无线终端与有线之间MAC帧的传输过程

比如说 从终端A到终端C的MAC帧的传输过程

就是终端A作为源终端 终端C作为目的终端

这个里面也是分成几个步骤

首先把终端A作为发送端 AP1作为接收端

然后数据封装成相应的MAC帧以后发送给AP

这个时候 AP收到正确的数据以后

需要向终端A发送应答帧

也就说 在BSS当中需要有应答

AP接收到MAC帧以后

因为它要转发到另外一个传输网 以太网当中

因此要进行MAC帧的格式转换

而在以太网当中传输的过程不需要应答帧

按照以太网的工作原理传输数据

这就实现了从无线终端到有线终端MAC帧的传输过程

我们来看一下第二种情况

属于不同的BSS的两个无线终端之间MAC帧的传输过程

比如说终端A和终端F之间的MAC帧的传输

那么在这个传输过程当中分为三个过程

一个是从终端A到AP1

第二个是AP1到AP2

然后从AP2到终端F 这样三个过程

那么在这三个过程当中 需要进行两次MAC帧的转换

一次是从BSS这个无线局域网当中生成的MAC帧格式

转换成以太网的MAC帧格式

第二个 是从以太网的MAC帧转换成在BSS2当中

传输的无线局域网MAC帧的格式

这是两次MAC帧的格式转换

第二个跟前面的要求是一样的

在BSS当中要确认应答

在以太网当中不需要进行确认应答

这是扩展服务集

那么我们在实际的应用过程当中可能会碰到这样的情况

就是两个以太网相距的距离并不远

但是它中间可能存在像类似河流这样的障碍物

如果要在空中架设电缆或者地下铺设光缆

那显得很不方便

那么我们可以通过两个无线网桥

把两个以太网连接起来

无线网桥和交换机的功能很相似

无线网桥当中和交换机不同的是

它存在连接无线链路和有线链路两种端口

比如说其中一个是连接有线链路的

有几个是连接无线链路的等

因为连接无线链路的端口是一个虚拟的逻辑端口

因为无线通信是利用电磁波来传播的

信道实际上占据的是一段电磁波频段

第三个 转发MAC帧的逻辑端口在转发的过程当中

等同于连接有线链路的端口

无线网桥在两种不同类型端口之间的MAC帧转发

要进行MAC帧格式的转换

我们来看一下它的网络结构

根据这种需求 它可以这样的网络结构

比如说用一个无线网桥连接其中的一个以太网

用另外一个无线网桥连接另外一个以太网

然后用无线链路实现两个无线网桥之间的互连

无线链路在MAC帧传输过程当中等同于以太网的一个网段

而无线链路有两个无线网桥MAC地址唯一标识

比如说 无线网桥1当中的V2这个端口

还有MAC B1和MAC B2这样两个MAC地址

来唯一标识

那么MAC帧的传输过程

比如说从终端A到终端F这样一个传输过程

也分为三段

首先从终端A到无线网桥1

然后从无线网桥1到无线网桥2

然后下一段是无线网桥2到终端F

那么在终端A到无线网桥1的传输过程是按照

以太网MAC帧的格式

而无线网桥1到无线网桥2传输是按照无线局域网里面

MAC帧的传输要求

无线网桥2在收到无线网桥1的正确数据以后

要向无线网桥1发送一个应答帧

那么无线网桥2在向终端F发送数据的时候

还是按照以太网的工作原理

把MAC帧由无线网桥2传送到终端F

另外还有我们生活当中经常用到的无线家庭网络的构建

那么在无线家庭网络当中

通常是把移动终端通过一个无线局域网

连接到无线路由器上

然后由无线路由器连接到Internet上

无线家庭网后面专门有一个内容介绍它的构建方法

另外我们在实际的应用当中

现在还有很多的比如笔记本电脑 平板电脑 智能手机

这样移动终端的应用和普及

以及无线局域网 GPRS和3G 4G

这样的无线通信网络的应用普及

使得无线局域网和互联网的结合形成移动互联网

在这个移动互联网当中

智能手机成为主要的移动终端

无线通信网络包含无线局域网和无线数据通信网络

刚才介绍了几种常用的无线局域网的组网方式

具体的工作原理后面再详细介绍