無線網絡技術導論
主講教師：張亮老師
第一講 無線網絡概述
https://blog.csdn.net/Wjwstruggle/article/details/90757043
目錄
- 移動終端對移動通信和無線網絡需求與日俱增。高鐵飛機上使用筆記本/平板電腦。高速公路車載網絡終端應用。
- 移動辦公對無線網絡有較大需求。
- 風景名勝區和古建築羣：建立覆蓋整個景區的無線網絡，並深入到古建築內部。
- 軍事領域應用優勢明顯。
- 礦山採掘，無線傳感網可用於井下監控和報警。
- 智能交通，實時跟蹤車輛、實時監控車況、規劃行駛路線、超速超時報警、快速救援和事故處理等。
- 無線抄表。
- 無線支付。
- 移動互聯網、物聯網和增強現實技術相結合，可提供對空間和運動的感知能力，如谷歌的Project Tango項目。
- 無線網絡和移動計算常聯繫，二者並不相同，兼顧移動和無線的應用。
無線網絡的發展
1、計算機網絡的協議體系
- 網絡技術中爲數據交換而設置的標準、規則和約定的集合稱協議。
- 具體某個協議往往關注具體某一層，用於同層實體間通信的相關規則約定的集合。
- 協議三要素：語義、語法和定時。
- 語義——協議控制信息的具體含義；
- 語法——數據和控制信息的格式、編碼規則；
- 時序——數據和控制信息的收發同步和排序。
2、網絡體系結構及劃分原則
- 各層對等實體間邏輯通信。各種邏輯通信均有對應協議，本層爲上層提供服務，也享受下層服務。
- 各層相互獨立、功能明確。
- 功能作爲分層基礎，每一層只需與上下層相關，各司其職，各盡其責。
實體：發送或接收信息的任一硬件或軟件進程。協議控制下，本層爲上一層提供服務。
服務訪問點SAP：同一主機相鄰兩層實體交換信息的位置，實際上是邏輯接口。
協議數據單元PDU：層與層之間交換的數據單位。
3、ISO/OSI模型
4、TCP/IP模型
5、TCP/IP模型工作過程
6、無線網絡的協議層次特點
- 無線網絡協議體系也基於分層。不同類型無線網絡關注的層次不同。WLAN一般無路由問題，不涉及網絡層，採用傳統IP協議。鑑於共享訪問介質問題，MAC層協議是許多無線網絡關注重點。無線頻譜管理複雜性，使物理層協議成爲重點。MANET路由問題，關注網絡層。
- 無線網絡和有線網絡特點不同，決定二者傳輸機制和協議設計不同。有線網絡當發送方檢測到丟包發生時，一般認爲網絡擁塞，降低發送速率。而無線網絡出現丟包，發送方可盡力重發。
- 許多無線網絡需對傳統網絡協議進行改進。
- 無線網絡目標是提供更便捷的通信服務，應用層協議並非重點，解決了無線網絡連接和可靠性，各種應用都可直接使用無線網絡。
1、無線網絡：從覆蓋範圍分類
- 無線個域網(WPAN) 通過短距離無線電，連接PC各部件如顯示器、鍵盤和鼠標等。典型藍牙技術，可將這些部件，或手機、相機、耳機、音箱、掃描儀、打印機等其它外設連接到PC。
- 無線局域網(WLAN) 分兩大類： 固定基礎設施，預先建立且能覆蓋一定範圍的固定基站； 無固定基礎設施，自組織網絡(Ad hoc Network)，移動自組織網絡簡稱MANET。
2、無線網絡：從應用目的分類
- 互聯接入：WLAN、WMAN、衛星網絡等，主要應用目的是爲用戶訪問因特網提供信息服務，屬於互聯接入。
- 物聯傳感：物聯網、無線傳感網、WPAN、無線體域網等，應用目的是將網絡觸角延伸到傳統社會信息之外的自然界、環境、物體、人體等，傳輸更爲豐富多樣的信息。 物聯網(IoT)，簡單理解爲物物相連的互聯網。 無線傳感網 (WSN)，目前備受關注。 無線體域網(WBAN)和可穿戴設備(谷歌眼鏡)
1、電信領域的標準化組織
- 國際電信聯盟(ITU) ，下設三部門：電信標準化部(ITU-T)、無線通信部(ITU-R)、開發部(ITU-D)。
- ISO是自願、非條約性組織，包括160多個成員國。已發佈17000多個標準，包括ISO/OSI模型。
- 電信領域，ISO和ITU協調。
- 電工電子領域，國際電工委員會(IEC)頒佈國際標準。
2、網絡和通信領域的權威組織
- IEEE：電氣和電子工程師學會，電子電氣、計算機、通信、自動化等領域，世界上最大的專業技術學會，電子數據庫Xplore 。
- IEEE 802委員會：成立於1980年2月，最初工作圍繞LAN數據鏈路層和物理層，現在承擔許多無線網絡技術的標準制定工作。
- 802委員會下屬許多工作組，教材表1.4所示，各工作組承擔了不同工作。
3、ISOC/IAB/IETF
- 因特網協會(Internet Society，ISOC)，主管因特網的非政府、非盈利的國際組織，促進因特網開放發展，負責網絡架構標準。ISOC，下屬因特網架構委員會(IAB)和因特網工程任務組(IETF)。
- IAB，從宏觀角度探討和確認因特網結構有關問題，包括架構、技術標準、地址分配等。
- IETF，負責制定具體標準。IETF下設多個工作組，涉及因特網相關標準制定和更新、技術成果推廣、信息交流等。
4、ACM
- 美國計算機協會(ACM)創立於1947年，世界上最大的科學及教育型計算機學會。專注計算機科學與技術創新發展。
- 每年的ACM圖靈獎影響力堪比諾貝爾獎，2000年度圖靈獎被授予理論計算機科學家姚期智(美籍華人)。
- ACM分設35個特殊興趣組，關注不同領域技術發展。ACM數字圖書館提供了學術會議和期刊的學術論文。
- ACM國際學術會議影響力很大，如SIGCOMM、MOBICOM體現了網絡和無線網絡領域全球最高水平。
- ACM國際大學生程序設計競賽極具影響力，展示大學生創新能力、團隊精神、編寫程序、分析和解決問題能力。
5、中國計算機學會(CCF)
- 我國計算機專業領域的學術團體，開展學術會議、論壇、評獎、學術出版、競賽、培訓、科普、工程教育認證等工作，在計算機專業人士中擁有很大的影響力。
- 下屬30多個不同專業委員會。
- 發行《中國計算機學會通訊》等學術刊物10餘種。
6、3GPP和ETSI
- 3GPP：權威的第3代移動通信(3G)技術規範機構，成立於1998年，主導了4G、5G以及物聯網等相關網絡通信技術的技術標準制定。
- ETSI：歐洲電信標準化協會，是歐盟主導的電信標準化組織，主要負責電信業、信息及廣播技術領域的歐洲標準化活動。