思科認證基礎之802.11MAC協議
802.11MAC協議定義了5類時序間隔，其中兩類是由物理層決定的基本類型：短幀空間（SIFS）和時隙 （slot time）。其余3類時序間隔則基于以上兩種基本的時序間隔：優先級幀間空間（PIFS）、分散幀間空間（DIFS）和擴展幀間空間（EIFS）。
SIFS是最短的時序間隔，其次為時隙。時隙可視為MAC協議操作的時間單元，盡管802.11信道就整體而言并不工作于時隙級時序間隔上。對于 802.11b網絡（即具有DSSS物理層的網絡），SIFS和時隙分別為10和20μs。考慮到信號的傳播和處理延遲，通常將時隙選擇為20μs。 PIFS等于SIFS加1個時隙，而DIFS等于SIFS加2個時隙。EIFS比上述4類時序間隔都長得多，通常在當收到的數據幀出現錯誤時才使用。
802.11MAC協議支持兩種操作模式：單點協調功能（PCF）和分散協調功能（DCF）。PCF提供了可避免競爭的接入方式，而DCF則對基于接入的競爭采取帶有沖突避免的載波檢測多路訪問（CSMA/CA）機制。上述兩種模式可在時間上交替使用，即一個PCF的無競爭周期后緊跟一個DCF 的競爭周期。
AP首先將輪詢消息和數據（如果存在）發送至移動站1（用S1表示）。移動站1應當在SIFS時序間隔內，立即發送確認消息或數據幀（如果數據幀存在）至AP。在收到來自移動站1的ACK消息或數據后，AP將在SIFS時序間隔內輪詢移動站2。在本例中，由于輪詢消息丟失或者移動站不需要發送數據至AP，因此移動站2并未作出響應。這種情形中，由于在SIFS截止之前AP未收到來自移動站2的響應， AP將在PIFS時序間隔內繼續輪詢移動站3。PIFS開始于移動站2最后一條輪詢消息的末尾。
在退避期間，如果在一個時隙中檢測到信道繁忙，那么退避間隔將保持不變，并且只當檢測到在DIFS間隔及其下一時隙內信道持續保持空閑，才重新開始減少退避間隔值。當退避間隔為0，將再次傳送分組數據。退避機制有助于避免沖突，因為信道可在最近時刻被檢測為繁忙。更進一步，為了避免信道被捕獲，在兩次連續的新分組數據傳送之間，移動站還必須等待一個退避間隔，盡管在DIFS間隔中檢測到信道空閑。
DCF的退避機制具有指數特征。對于每次分組傳送，退避時間以時隙為單位（即是時隙的整數倍），統一地在0至n-1之間進行選取，n表示分組數據傳送失敗的數目。在第一次傳送中，n取值為CWmin=32，即所謂的最小競爭窗（minimum contention window）。每次不成功的傳送后，n將加倍，直至達到最大值CWmax=1024。
對于每個成功接收的分組數據，802.11規范要求向接收方發送ACK消息。而且為了簡化協議頭，ACK消息將不包含序列號，并可用來確認收到了最近發送的分組數據。也就是說，移動站根據間斷停起（stop-and-go）協議進行數據交換。一旦分組數據傳送結束，發送移動站將在10μs SIFS間隔內收到ACK。如果ACK不在指定的ACK_timeout周期內到達發送移動站，或者檢測到信道上正在傳送不同的分組數據，最初的傳送將被認為是失敗的，并將采用退避機制進行重傳。
除了物理信道檢測，802.11MAC協議還實現了網絡向量分配（NAV），NAV的值向每個移動站指示了信道重新空閑所需的時間。所有的分組數據均包含一個持續時間字段，而且NAV將對傳送的每個分組數據的持續時間字段進行更新。因此，NAV實際上表示了一種虛擬的載波檢測機制。MAC協議就采用物理檢測和虛擬檢測的組合以避免沖突。
上面描述的協議稱為雙向握手機制，此外，MAC協議也包含4通（four-way）幀交換協議。實際上，4通協議利用上述競爭過程獲得信道接入之后，要求移動站向AP發送一個特殊信號：發送請求（RTS）信號，而不是實際的數據分組包。與此相呼應，AP將在適當的時候，在 SIFS間隔內發送清除-發送（Clear-to-Send， CTS）消息，以通知請求的移動站立即開始分組數據傳送。RTS/CTS握手的主要目的是解決所謂的隱藏終端（hidden terminal）問題。
802.11MAC協議的介紹就為大家介紹完了，希望讀者已經從中得到自己的想獲取的內容了，我們也將會繼續為大家整理此塊的知識。
【編輯推薦】
