无线与移动网络

• 第一节 无线网络
• 一、无线网络基本结构
• 二、无线链路与无线网络特性
• 第二节 移动网络
• 一、移动网络基本原理
• 二、寻址
• 三、移动结点的路由选择
• 第三节 无线局域网IEEE 802.11
• 一、IEEE 802.11体系结构
• 二、IEEE 802.11的MAC协议
• 三、IEEE 802.11帧
• 第四节 蜂窝网络
• 一、蜂窝网络体系结构
• 二、蜂窝网络中的移动性管理
• 三、移动通信2G/3G/4G/5G网络
• 第五节 移动IP网络
• 一、代理发现
• 二、向归属代理注册
• 第六节 其他典型无线网络简介

第一节 无线网络

一、无线网络基本结构

1. 无线主机：就是我们所用的终端，如手机、电脑等

2. 无线链路：主机通过无线通信链路连接到一个基站

3. 基站：负责协调无线主机和网络基础设施之间的通讯，比如交换机、信号塔

4. 网络基础设施

5. 自组织网络（Ad Hoc网络）：是一种没有有线基础设施支持的$\color{blue}{移动网络}$移动网络，网络中的$\color{blue}{节点}均由移动主机构成。
   

二、无线链路与无线网络特性

无线链路与有线链路的主要区别：

1. 信号强度的衰减：随着阻碍物和距离的增加，信号的强度会衰减

2. 干扰：无线信号会被其他源的无线信号干扰，比如电磁炉

3. 多径传播：从发射机天线发射的无线电波（信号），沿两个或多个路径到达接收机天线的传播现象。

4. 隐藏终端：在通信领域，基站A向基站B发送信息，基站C未侦测到A也向B发送，故A和C同时将信号发送至B，引起信号冲突，最终导致发送至B的信号都丢失了。

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第二节 移动网络

一、移动网络基本原理

1. 不同的移动性需求

2. 网络层地址保持不变的重要性

3. 有线基础设施的支持

二、寻址

永久地址和转交地址
    对每一个可移动的终端来说，它所在的网络会分配一个 Ip 地址，这个地址就是永久地址，比如终端所在的网络为172.198.92/24，给它分配了一个网络为172.198.92.7，该地址即为永久地址。通信者要和这个移动端通信的话，就是和这个永久地址建立通信，但是这个节点有可能发生移动，进入到另一个网络，进入到另一个网站之后，会给重新分配一个地址，使用新分配的那个 Ip 地址进行通信，这个网络就称为被访网络，获得的这个地址，我们称为转交地址。

    由于通信者始终是和永久地址进行通信的，但节点移动后，通信者并不知道，通信者依然会把数据发送给归属网络，路由器里的路由表记录的就是归属网络，所以在归属网络中，需要一个归属代理，把接收的数据转发给新的网络中的路由器，这个路由器叫做外部代理，按照新的转交地址交给移动节点，移动节点在响应数据时，不需要再通过原来的归属代理，直接发送给通信者。

三、移动结点的路由选择

1. 间接路由选择：由归属代理转发数据给外部代理。

   归属代理$\rightarrow$→ 外部代理：隧道技术
   
   
   

2. 直接路由选择：由通信代理通过归属代理获得转交地址，直接发送到外部代理。
   
   
   
   

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第三节 无线局域网IEEE 802.11

一、IEEE 802.11体系结构

1. 基站AP

2. 基本服务集BSS

   AP发现：

   1）主动扫描：探测帧

   2）被动扫描：信标帧

二、IEEE 802.11的MAC协议

CSMA/CA——带碰撞避免的CSMA：
  CSMA/CA通过RTS和CTS帧的交换，可以实现信道的预约占用，避免数据帧传输过程中的冲突。

三、IEEE 802.11帧

1. IEEE 802.11的帧类型：
   控制帧、数据帧和管理帧。

2. MAC首部：

   长度30字节；包括4个地址字段（主要使用目的地址、源地址、AP地址）

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第四节 蜂窝网络

一、蜂窝网络体系结构

• 基站系统BSS：基站控制器、收发基站

• 移动交换中心

• 网关MSC
  
  
  
  
  

二、蜂窝网络中的移动性管理

间接路由选择方法

三、移动通信2G/3G/4G/5G网络

1. 2G网络

   信令和语音信道都是数字式的。

2. 3G网络

   无线通信与互联网等多媒体通信结合。

3. 4G网络

   高速率数据业务，不同频段、不同业务环境间的无缝漫游。

4. 5G网络

   超高容量、超可靠性、随时随地可接入性。
   
   

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第五节 移动IP网络

一、代理发现

1. 代理通告

   外部代理或归属代理使用一种现有路由器发现协议的扩展协议来通告其服务。

   周期性地在所有连接的链路上广播一个类型字段为9（路由器发现）的ICMP报文。

2. 代理请求

   移动结点广播一个代理请求报文，该报文是一个类型值为10的ICMP报文。

   收到该请求的代理将直接向该移动结点单播一个代理通告。

二、向归属代理注册

移动结点和/或外部代理向一个移动结点的归属代理注册或注销COA所使用的协议。

1. 移动结点向外部代理发送一个移动IP注册报文；

2. 外部代理记录移动结点的永久IP地址，并发送注册请求给归属代理；

3. 归属代理接收注册请求并发送注册应答；

4. 外部代理接收注册应答，然后将其转发给移动结点。
   
   

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第六节 其他典型无线网络简介

1. WiMax

   IEEE 802.16，城域网技术，传输距离更远，接入带宽更高。

2. 蓝牙

   IEEE 802.15.1，小范围，低功率，低成本，自组织。

3. ZigBee

   IEEE 802.15.4，低功率，低数据速率，低工作周期。

标签：归属,代理,网络,地址,移动,IEEE,无线
来源： https://blog.csdn.net/weixin_46490405/article/details/105322996