802.11无线站点信道监听与介质访问控制解析

"本资源为2011年计算机网络考研辅导讲座的第四讲，主要讲解数据链路层中的局域网部分，特别是无线站点如何判断信道忙碌以及为何需要等待，同时也概述了IEEE 802标准及其各子层的功能。" 在局域网通信中，无线站点通过监听来判断信道是否忙碌。根据802.11标准，无线站点会在物理层的空中接口进行载波监听，如果接收到的信号强度超过了预设的门限值，就认为信道上有其他站点在发送数据，因此信道被判定为“忙”。这一过程依赖于物理层的检测能力，确保无线通信的高效和避免碰撞。 此外，即便无线站点监听到信道为空闲，也不立即发送数据，这是因为在同一时刻可能存在多个站点也在监听信道。为了公平性和效率，802.11标准定义了不同优先级的帧间间隔时间（SIFS、PIFS、DIFS）。高优先级的帧等待的间隔时间较短，可以优先发送，而低优先级帧则需要等待更长的时间，这样可以确保高优先级的数据能更快地传递，减少了延迟。 数据链路层在局域网中的作用至关重要，它分为LLC（逻辑链路控制子层）和MAC（介质访问控制子层）两个子层。LLC负责常规的数据链路层功能，如差错控制和流量控制，提供与媒体类型无关的服务。MAC子层则专注于解决设备共享信道的问题，实现介质访问控制，包括著名的CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）以及各种令牌访问方法（如802.4令牌总线、802.5令牌环）。 IEEE 802标准由IEEE 802委员会制定，后来被ISO采纳为国际标准系列ISO 8802。这个标准系列涵盖了局域网的各种类型，定义了它们的拓扑结构、帧格式和媒体访问控制方法。例如，802.11标准定义了无线局域网（WiFi）的介质访问方法和物理层协议，而802.15则针对无线个人区域网（WPAN），802.16是无线城域网（WMAN）的标准，如WiMAX。 将数据链路层划分为MAC和LLC子层的好处在于，即使不同局域网采用了不同的传输介质和介质访问控制方法，只要MAC子层向上提供统一的服务接口，就可以实现兼容性和互操作性。这种设计允许网络设计者灵活选择适合特定环境的介质访问策略，同时保持网络层以上协议的通用性。