解读IEEE802.11标准

（作者：楚狂）

IEEE802.11是第一代无线局域网标准之一。该标准定义了物理层和媒体访问控制(MAC)协议的规范，允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。

IEEE802.11工作委员会对无线局域网的业务及应用环境、功能条件等设置了以下基本要求：
由无线媒体提供的含分组语音在内的1～20Mbit/s无连接MAC业务；局部区域内固定或可移动的站；任意两站间可自由通信；满足802.1、 802.2 和802.10 的功能条件；分组丢失率≤4×10-5。

与802.3相比，802.11有如下新特点：在物理层定义了数据传输的信号特征和调制方法，定义了两个射频(RF)传输方法和一个红外线传输方法。RF传输标准是直接序列扩频（DSSS）和跳频扩频（FHSS）。由于在无线网络中冲突检测较困难，媒体访问控制(MAC)层采用避免冲突(CA)协议，而不是冲突检测（CD），但也只能减少冲突。802.11物理层的无线媒体(WM)决定了它与现有的有线局域网的MAC不同，它具有独特的媒体访问控制机制，以CSMA/CA的方式共享无线媒体。

MAC结构及服务内容

基本服务群（BSS）是无线局域网的基本单元，它的功能包括分布式协调功能(DCF)和点协调功能(PCF)。协调功能是决定在BSS内工作的一个站，通过WM何时允许发送和可能接收协议单元的逻辑功能。DCF是802.11MAC协议的基本媒体访问方法，作用于基本服务群和基本网络结构中，可在所有站实现，它支持竞争型异步业务。而PCF可支持无竞争型时限业务及无竞争型异步业务。其基本结构如上图所示。

无线局域网 MAC提供的服务有：安全服务、MSDU重新排序服务和数据服务。

802.11中的安全服务提供的服务范围局限于站与站之间的数据交换。其内容为：加密、验证、与层管理实体相联系的访问控制。

MAC的结构

为提高成功发送的可能性，MAC提供了重新排序的服务。只有在节电方式工作下的站，且不处于激活状态，才可先将MSDU缓存起来，等站激活时再突发出去，对缓存数据进行重新排序。

MAC数据服务可使对等LLC实体进行数据单元的交换。本地MAC利用下层的服务将一个MSDU传给一个对等的MAC实体，然后又传给对等的LLC实体。当信道特性限制了长帧传输的可靠性时，可通过增加MSDU成功传输的可能性来增加可靠性。

CSMA/CA协议

为了尽量减少数据的传输碰撞和重试发送，防止各站点无序地争用信道，无线局域网中采用了与以太网CSMA/CD相类似的CSMA/CA(载波监听多路访问/冲突防止)协议。CSMA/CA通信方式将时间域的划分与帧格式紧密联系起来，保证某一时刻只有一个站点发送，实现了网络系统的集中控制。

因传输介质不同，CSMA/CD与CSMA/CA的检测方式也不同。CSMA/CD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着发生变化；而CSMA/CA采用能量检测(ED)、载波检测(CS)和能量载波混合检测三种检测信道空闲的方式。