【CWNA官方学习指南第3版】第九章 802.11 MAC架构

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概述

1.解释PPDU、PSDU、MPDU和MSDU之间的差别。了解每个数据单元操作在OSI模型的哪一层，并了解每个数据单元的组成。
答：802.11通信的主要目标是在计算设备之间传递用户数据。当数据在计算机间传递的过程中，它从OSI模型上层逐步向下移至物理层，最终在物理层被转移到其他设备。例如，用户需要将一份word文档拷贝到另一台计算机的共享磁盘。该文档从应用层初步向下至物理层，在物理层被传输到另一台计算机，然后在那台计算机上按逆向顺序再返回到OSI模型的应用层。
数据按OSI模型传输时，每层都将在该数据上添加报头信息。这使得它被另一台计算机接收时可以重新组合数据。在网络层，来自4~7层的数据被添加IP报头。第3层的IP数据包封装了来自更高层的数据。在数据链路层，IP数据包被封装在帧内并增加了MAC报头。最终，当帧到达物理层时，会被增加携带大量信息的物理层（PHY）报头。
一、数据链路层
数据链路层分为两个子层，分别是：逻辑链路控制（LLC）子层、媒介访问控制（MAC）子层
（1）MAC服务数据单元
网络层（第3层）将数据发送到数据链路层，数据被移交给LLC后即成为所谓的MAC服务数据单元（MSDU）。MSDU包含LLC和第3层~第7层的数据，简答来说，就是包含IP数据包和一些LLC数据的数据净荷部分。
（2）MAC协议数据单元
LLC将MSDU发送到MAC子层后，需要给MSDU增加MAC报头信息。被封装后的MSDU称为MAC协议数据单元（MPDU），它其实就是802.11帧，它包含第2层（数据链路层）报头、帧主体和帧尾。
二、物理层
（1）PLCP服务数据单元
物理层的PLCP服务数据单元（PSDU）就是MAC层的MPDU，它们的区别就在于OSI模型不同层次的观察角度。
（2）PLCP协议数据单元
PLCP接收到PSDU后，准备要传输的PSDU并创建PLCP协议数据单元（PPDU）。PLCP将前导部分和PHY报头添加到PSDU之上。创建PPDU后，PMD子层将PPDU调制成数据位后开始传输。
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2.了解三个主要的802.11帧类型。请确保你知道管理、控制和数据帧的作用。知道这些帧类型的区别。数据帧包含MSDU，而管理和控制帧不包含。了解每个单个帧子类型的作用。
答：（1）管理帧：
802.11管理帧的另一个名称是管理MAC协议数据单元（MMPDU）。管理帧不携带任何上层信息。MMPDU帧主体不包含MSDU。
（2）控制帧
802.11控制帧按照基本速率传输，用来协助数据帧交付。控制帧还可以用于清除信道、请求信道，并对单播帧进行确认。它们只包含报头信息。
（3）数据帧
大部分802.11数据帧都携带来自高层协议的数据，3~7层的MSDU净荷通常出于数据私密的要求被加密。
3.了解用于用于确认单播帧被接收且未破坏的ACK帧的重要性。理解单播帧传输后，会有一个短帧间隔（SIFS），然后接收站发送ACK帧进行回复。如果这个过程成功完成，发送端就知道帧被收到且未受损。
答：确认帧（ACK）是9种控制帧之一，也是802.11 CSMA/CA媒介访问控制方法的重要组成部分。由于802.11是无线媒介，无法确保数据传输成功，无线站点只能通过接收站的接收通告来了解传输数据帧是否已被正确接收。这个接收通告就是确认帧。
当一个无线站点接收到数据后，它会等待一段很短的时间，这段时间称为短帧间间隔（SIFS）。然后会复制这个数据帧中的发送端MAC地址，将其置于ACK帧的接收地址（RA）字段，然后发送这个ACK帧进行回复。如果传输顺利，数据帧的发送端会接收到接收地址字段（RA）为其MAC地址的ACK帧，从而了解到该帧被正确接收且未受到破坏。因为媒介的半双工特性，所以ACK帧优先级是最高的。每个单播帧的交付都需要被确认否则将会重传。ACK帧是用于对数据交付进行验证的。
4.分片带来的利弊。
答：默认情况下，分片增加了开销，分片比未分片要更慢。如果存在射频干扰，分片可以减少重传开销，实际上增加了数据吞吐量。如果分片确实增加吞吐量，很明显存在传输问题，例如多径现象。
5.了解ERP保护机制及其运作方式。
答：保护模式允许ERP（802.11g）、HR-DSSS(802.11b)和传统DSSS设备在相同的BSS内共存。保护模式可以利用RTS/CTS或CTS-to-Self两种方式。CTS-to-Self只是一种保护机制，但RTS/CTS阈值还可以进行手动配置，用于识别或阻止隐藏节点问题。
6.了解频段引导的概念和原理。
答：频段引导被用来鼓励双频客户端使用5GHZ传输，而非2.4GHZ，这减少了运行在2.4GHZ使用保护机制的客户端数量，而且5GHZ频段可以使运行性能更好，传输速度更快，而且可以使用更多的信道。