【25软考网工】第四章（3）MAC层访问控制、移动Ad Hoc网络

目次
一、802.11访问控制机制
1. 三种访问控制机制
1）CSMA/CA核心原理（公平竞争）
2）RTS/CTS信道预约
3）PCF点协调功能
2. 隐蔽节点问题
3. 802.11三种帧间隔断
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4. 帧间隔断用途
5. 应用案例
1）例题:帧间隔断范例判定
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2）例题:优先级最低业务区分
3）例题:竞争性访问控制协议
6.知识小结
二、移动Ad Hoc网络
1. AD Hoc网络
2. MANET网络特点
3. MANET路由协议
4. 应用案例
1）例题:MANET与固定局域网区别
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2）例题:Ad Hoc网络特点
3）例题:Ad Hoc模式组网路由协议
5.知识小结

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一、802.11访问控制机制

1. 三种访问控制机制

   1）CSMA/CA核心原理（公平竞争）

          核心原理: 发送数据前先检测信道是否使用，若信道空闲，则等候一段随机时间后，发送数据。全部终端都服从这个规则，故这个算法对参与竞争的终端是公平的，按先来先服务的次序得到发送时机。
  2）RTS/CTS信道预约

          信道预约: 发送前先打陈诉，其他终端记载信道占用时间。比方，发送终端会广播消息告诉其他终端将要占用信道的时间，如两秒钟，其他终端在这段时间内不会发送数据。
  3）PCF点协调功能

          点协调功能: 由AP集中轮询全部终端，将发送权限轮番交给各个终端，类似令牌。拿到令牌的终端可以发送数据，没有令牌的终端则等候。点协调功能比DCF分布式协调优先级更高，支持无竞争访问。
  2. 隐蔽节点问题

           缘故原由: 无线网络终端没有线缆毗连，大概检测不到辩说，最典范的就是隐蔽节点（也叫潜伏终端）问题。
          隐蔽节点问题：比方，A和C互为隐蔽节点，它们检测不到相互的无线信号，以为B是空闲的，都向B发送数据，效果发生碰撞。
          袒露节点问题：STA1在向AP1发送数据，STA2以为信道忙，不能向AP2发送数据。
  3. 802.11三种帧间隔断

   DIFS(分布式协调IFS): 最长的IFS，优先级最低，用于异步帧竞争访问的时延。
  PIFS(点协调IFS): 中等长度的IFS，优先级居中，在PCF利用中使用。
  SIFS(短IFS): 最短的IFS，优先级最高，用于需要立刻相应的利用（确认ACK）。
  

4. 帧间隔断用途

           CSMA/CA中: 数据要发送，就监听信道是否空闲。如果信道空闲，等候DIFS时段后开始发送。
          AP收到数据帧后: 等候SIFS再发送一个应答帧(ACK)。
          SIFS用于RTS/CTS中: 源终端先发送一个“请求发送”帧RTS，目标终端收到RTS后等候一个SIFS时间，然后发送“允许发送”帧CTS。
          RTS/CTS后：发送数据前等候SIFS
  网络分配矢量信号（NAV）：该信号的存在阐明信道忙，全部终端不得争用信道。
  5. 应用案例

1）例题:帧间隔断范例判定

• 审题过程: 根据题干描述，判定帧间隔断IFS1的范例以及IFS1、IFS2、IFS3和IFS4中最长的是哪一个。
  
• 解题思绪: 根据前面的内容，确认之前肯定有一个最短的SIFS，发了RTS/CTS之后，在发数据之前这个也是最短的SIFS。RTS是预约，给你确认这个也是最短的SIFS。等候DIFS后发送RTS信道预约，图中IFS1对应DIFS，时间最长。
  
• 答案: IFS1范例为DIFS，最长的是IFS1。
  

2）例题:优先级最低业务区分



• 审题过程: 判定802.11中接纳优先级来进行不同业务的区分，优先级最低的是哪一个。
  
• 解题思绪: 根据前面讲的内容，DIFS(分布式协调IFS)是最长的IFS，优先级最低。
  
• 答案: 优先级最低的是分布式协调功能竞争访问。
  

3）例题:竞争性访问控制协议



• 审题过程: 判定IEEE 802.11 MAC子层定义的竞争性访问控制协议是哪一个，以及不接纳与IEEE802.3雷同协议的缘故原由。
  
• 解题思绪: 802.11中接纳的是CSMA/CA，不接纳与IEEE802.3雷同协议的缘故原由是为了办理潜伏终端问题。
  
• 答案:
  
  
  
  • A:竞争性访问控制协议是CSMA/CA
    
  • D:缘故原由是为了办理潜伏终端问题。
    
  
  

6.知识小结

知识点	核心内容	考试重点/易肴杂点	难度系数
802.11 MAC访问控制机制	三种机制： 1. CSMA/CA（竞争访问） 2. RTS/CTS（信道预约） 3. PCF（无竞争访问，令牌轮询）	CSMA/CA：先检测信道，空闲后随机等候发送 RTS/CTS：预约机制（RTS请求，CTS确认） PCF：AP集中分配发送权限	⭐⭐⭐
隐蔽节点问题	A和C相互不可见，同时向B发送数据导致辩说	核心缘故原由：终端不在相互覆盖范围内<br>对比：袒露节点问题（终端因感知信道繁忙而误判）	⭐⭐⭐⭐
802.11帧间隔断（IFS）	三种范例： 1. DIFS（最长，优先级最低，竞争访问） 2. PIFS（中等，PCF利用） 3. SIFS（最短，优先级最高，确认/相应）	SIFS用于：ACK确认、RTS/CTS交互 DIFS用于CSMA/CA发送前的等候 易肴杂：不同场景的IFS范例选择	⭐⭐⭐⭐
NAV（网络分配矢量）	信道占用时间声明，期间其他终端克制争用	关联机制：RTS/CTS中声明NAV时长	⭐⭐
CSMA/CA vs CSMA/CD	无线网络用CA（辩说避免），有限网络用CD（辩说检测）	根本缘故原由：无线无法可靠检测辩说（如隐蔽终端）	⭐⭐⭐

二、移动Ad Hoc网络

1. AD Hoc网络

           网络构成: 由无线移动节点构成的对等网，不需要AP/基站等网络底子设施
          节点特性: 每个节点既是主机又是路由节点，属于MANET(Mobile Ad Hoc Network 移动AD Hoc网络)网络
          词源解释: "Ad Hoc"来自拉丁语，意为"即兴、暂时"，表现其暂时组网特性
          典范场景: 多个终端节点直接构成网络，无需AP或基站等底子设施支持
  2. MANET网络特点

           动态拓扑: 网络拓扑结构动态厘革，无法使用传统路由协议（如RIP、OSPF、BGP）
          信道限定: 无线信道带宽较小，信号衰落和噪声干扰影响明显
          能源约束: 无线终端电池能量有限，室外自主网通常只能维持1-2天
          安全隐患: 易受网络窃听、诱骗、拒绝服务等恶意攻击的威胁，安全性弱于有线网络
  
  应用发起: 关键应用（如直播）发起使用有线毗连，因其更稳固且带宽更大
  3. MANET路由协议

   路由策略分类:
  

• 表驱动的路由协议
  
• 源路由协议
  

  网络结构分类:
  

• 扁平的路由协议（最常用，表驱动的路由协议、源路由协议属于此类）
  
• 分层路由协议
  
• 基于地理信息(GIS)的路由协议
  

  协议特性:
  

• 目标排序的间隔矢量DSDV协议：扁平式，改进自Bellman-Ford算法的间隔矢量协议，通过序列号机制办理路由环路
  
• 按需分配的间隔矢量AODV协议：扁平式，反应式路由策略，是间隔矢量协议，实用于组播网络
  

  协议选择缘故原由: 重要接纳间隔矢量协议而非链路状态协议（如OSPF），因其更省电省资源
  4. 应用案例

1）例题:MANET与固定局域网区别

23题关键:

• 选项D正确：传统路由协议不得当无线终端间通讯
  
• 扫除法：A项无线不安全；B项需要特别路由协议；C项无线带宽更小
  

24题关键:

• 选项A潜伏终端征象：当两个发送节点互不可见但都能到达吸收节点时产生
  
• 图示中A、C互为潜伏终端，导致B无法正常吸收
  

2）例题:Ad Hoc网络特点



62题考点:

• 正确选项B：每个节点既是主机又是路由器
  
• 典范错误：A项肴杂主机/交换机脚色；C项否定对等网特性
  

63题考点:

• 正确选项D.DSDV协议本质：间隔矢量路由协议（D项正确）
  
• 扫除依据：链路状态协议耗电大不实用（C项错误）
  

3）例题:Ad Hoc模式组网路由协议



解题要点:

• 不包罗选项C：域间路由协议（如BGP）不实用于Ad Hoc网络
  
• 正确协议范例：基于位置(A)、分层(B)、平面(D)路由协议均可接纳
  

配景知识:

• 平面路由协议在Ad Hoc网络中使用最广泛
  
• 域间路由协议重要用于EGP场景（如自治体系间通讯）
  

5.知识小结

知识点	核心内容	考试重点/易肴杂点	难度系数
移动AD Hoc网络定义	由无线移动节点构成的对等网，无需AP/基站，节点兼具主机和路由功能	区分与传统局域网（如固定拓扑、需底子设施）	⭐⭐
AD Hoc网络特点	1. 动态拓扑（需专用路由协议） 2. 无线带宽小、干扰大 3. 终端电池有限 4. 安全性弱（易窃听/攻击）	对比有线网络稳固性与安全性	⭐⭐⭐
路由协议分类	1. 策略分类：表驱动（如DSDV） vs 源驱动 2. 结构分类：扁平（平面）、分层、基于GIS	扁平协议（如AODV）最常用	⭐⭐⭐⭐
路由协议选择缘故原由	优先间隔矢量（如DSDV/AODV），非链路状态（OSPF类） 缘故原由：省电、低盘算开销	链路状态协议为何不实用？	⭐⭐⭐
隐蔽节点问题	终端因信号范围限定互为潜伏终端（如图中A与C）	需结合图示明确	⭐⭐
典范考题分析	1. 最大区别：需新型路由协议（扫除传统协议如RIP/OSPF） 2. 潜伏终端识别 3. 协议范例判定（如DSDV为间隔矢量）	高频选项：D（区别）、A（潜伏终端）、B/D（协议范例）	⭐⭐⭐⭐
易错点	1. 误以为无线带宽更大 2. 肴杂路由协议分类标准（策略 vs 结构） 3. 忽略省电操持原则	留意“域间路由协议”（如BGP）不实用	⭐⭐⭐⭐