无线网络技术导论
主讲教师：张亮老师
第一讲 无线网络概述
https://blog.csdn.net/Wjwstruggle/article/details/90757043
目录
- 移动终端对移动通信和无线网络需求与日俱增。高铁飞机上使用笔记本/平板电脑。高速公路车载网络终端应用。
- 移动办公对无线网络有较大需求。
- 风景名胜区和古建筑群：建立覆盖整个景区的无线网络，并深入到古建筑内部。
- 军事领域应用优势明显。
- 矿山采掘，无线传感网可用于井下监控和报警。
- 智能交通，实时跟踪车辆、实时监控车况、规划行驶路线、超速超时报警、快速救援和事故处理等。
- 无线抄表。
- 无线支付。
- 移动互联网、物联网和增强现实技术相结合，可提供对空间和运动的感知能力，如谷歌的Project Tango项目。
- 无线网络和移动计算常联系，二者并不相同，兼顾移动和无线的应用。
无线网络的发展
1、计算机网络的协议体系
- 网络技术中为数据交换而设置的标准、规则和约定的集合称协议。
- 具体某个协议往往关注具体某一层，用于同层实体间通信的相关规则约定的集合。
- 协议三要素：语义、语法和定时。
- 语义——协议控制信息的具体含义；
- 语法——数据和控制信息的格式、编码规则；
- 时序——数据和控制信息的收发同步和排序。
2、网络体系结构及划分原则
- 各层对等实体间逻辑通信。各种逻辑通信均有对应协议，本层为上层提供服务，也享受下层服务。
- 各层相互独立、功能明确。
- 功能作为分层基础，每一层只需与上下层相关，各司其职，各尽其责。
实体：发送或接收信息的任一硬件或软件进程。协议控制下，本层为上一层提供服务。
服务访问点SAP：同一主机相邻两层实体交换信息的位置，实际上是逻辑接口。
协议数据单元PDU：层与层之间交换的数据单位。
3、ISO/OSI模型
4、TCP/IP模型
5、TCP/IP模型工作过程
6、无线网络的协议层次特点
- 无线网络协议体系也基于分层。不同类型无线网络关注的层次不同。WLAN一般无路由问题，不涉及网络层，采用传统IP协议。鉴于共享访问介质问题，MAC层协议是许多无线网络关注重点。无线频谱管理复杂性，使物理层协议成为重点。MANET路由问题，关注网络层。
- 无线网络和有线网络特点不同，决定二者传输机制和协议设计不同。有线网络当发送方检测到丢包发生时，一般认为网络拥塞，降低发送速率。而无线网络出现丢包，发送方可尽力重发。
- 许多无线网络需对传统网络协议进行改进。
- 无线网络目标是提供更便捷的通信服务，应用层协议并非重点，解决了无线网络连接和可靠性，各种应用都可直接使用无线网络。
1、无线网络：从覆盖范围分类
- 无线个域网(WPAN) 通过短距离无线电，连接PC各部件如显示器、键盘和鼠标等。典型蓝牙技术，可将这些部件，或手机、相机、耳机、音箱、扫描仪、打印机等其它外设连接到PC。
- 无线局域网(WLAN) 分两大类： 固定基础设施，预先建立且能覆盖一定范围的固定基站； 无固定基础设施，自组织网络(Ad hoc Network)，移动自组织网络简称MANET。
2、无线网络：从应用目的分类
- 互联接入：WLAN、WMAN、卫星网络等，主要应用目的是为用户访问因特网提供信息服务，属于互联接入。
- 物联传感：物联网、无线传感网、WPAN、无线体域网等，应用目的是将网络触角延伸到传统社会信息之外的自然界、环境、物体、人体等，传输更为丰富多样的信息。 物联网(IoT)，简单理解为物物相连的互联网。 无线传感网 (WSN)，目前备受关注。 无线体域网(WBAN)和可穿戴设备(谷歌眼镜)
1、电信领域的标准化组织
- 国际电信联盟(ITU) ，下设三部门：电信标准化部(ITU-T)、无线通信部(ITU-R)、开发部(ITU-D)。
- ISO是自愿、非条约性组织，包括160多个成员国。已发布17000多个标准，包括ISO/OSI模型。
- 电信领域，ISO和ITU协调。
- 电工电子领域，国际电工委员会(IEC)颁布国际标准。
2、网络和通信领域的权威组织
- IEEE：电气和电子工程师学会，电子电气、计算机、通信、自动化等领域，世界上最大的专业技术学会，电子数据库Xplore 。
- IEEE 802委员会：成立于1980年2月，最初工作围绕LAN数据链路层和物理层，现在承担许多无线网络技术的标准制定工作。
- 802委员会下属许多工作组，教材表1.4所示，各工作组承担了不同工作。
3、ISOC/IAB/IETF
- 因特网协会(Internet Society，ISOC)，主管因特网的非政府、非盈利的国际组织，促进因特网开放发展，负责网络架构标准。ISOC，下属因特网架构委员会(IAB)和因特网工程任务组(IETF)。
- IAB，从宏观角度探讨和确认因特网结构有关问题，包括架构、技术标准、地址分配等。
- IETF，负责制定具体标准。IETF下设多个工作组，涉及因特网相关标准制定和更新、技术成果推广、信息交流等。
4、ACM
- 美国计算机协会(ACM)创立于1947年，世界上最大的科学及教育型计算机学会。专注计算机科学与技术创新发展。
- 每年的ACM图灵奖影响力堪比诺贝尔奖，2000年度图灵奖被授予理论计算机科学家姚期智(美籍华人)。
- ACM分设35个特殊兴趣组，关注不同领域技术发展。ACM数字图书馆提供了学术会议和期刊的学术论文。
- ACM国际学术会议影响力很大，如SIGCOMM、MOBICOM体现了网络和无线网络领域全球最高水平。
- ACM国际大学生程序设计竞赛极具影响力，展示大学生创新能力、团队精神、编写程序、分析和解决问题能力。
5、中国计算机学会(CCF)
- 我国计算机专业领域的学术团体，开展学术会议、论坛、评奖、学术出版、竞赛、培训、科普、工程教育认证等工作，在计算机专业人士中拥有很大的影响力。
- 下属30多个不同专业委员会。
- 发行《中国计算机学会通讯》等学术刊物10余种。
6、3GPP和ETSI
- 3GPP：权威的第3代移动通信(3G)技术规范机构，成立于1998年，主导了4G、5G以及物联网等相关网络通信技术的技术标准制定。
- ETSI：欧洲电信标准化协会，是欧盟主导的电信标准化组织，主要负责电信业、信息及广播技术领域的欧洲标准化活动。