第七章 無線與移動網(wǎng)絡(luò)課后習題答案

1.簡述CSMA/CA基本工作原理。? ?P253

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2.移動網(wǎng)絡(luò)的間接路由選擇的基本工作原理是什么？? ? ? P247

（1）間接路由選擇：由歸屬代理轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)給外部代理。使用隧道技術(shù)。

（2）直接路由選擇：由通信代理通過歸屬代理獲得轉(zhuǎn)交地址，直接發(fā)送到外部代理。

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3.為什么在無限局域網(wǎng)中不使用CSMA/CD 協(xié)議而使用CSMA/CA協(xié)議？ P253

（1）無線局域網(wǎng)的 MAC 協(xié)議提供了一個名為分布式協(xié)調(diào)功能（DCF）的分布式接入控制機制以及工作于其上的一個可選的集中式控制，該集中式控制算法稱為點協(xié)調(diào)功能（PCF）。DCF 采用爭用算法為所有通信量提供接入；PCF 提供無爭用的服務(wù)，并利用了 DCF 特性來保證它的用戶可靠接入。PCF 采用類似輪詢的方法將發(fā)送權(quán)輪流交給各站，從而避免了沖突的產(chǎn)生，對于分組語音這樣對于時間敏感的業(yè)務(wù)，就應(yīng)提供 PCF 服務(wù)。?
（2）由于無線信道信號強度隨傳播距離動態(tài)變化范圍很大，不能根據(jù)信號強度來判斷是否發(fā)生沖突，因此不適用有線局域網(wǎng)的的沖突檢測協(xié)議 CSMA/CD。802.11 采用了 CSMA/CA 技術(shù)，CA 表示沖突避免。這種協(xié)議實際上是在發(fā)送數(shù)據(jù)幀前需對信道進行預約。?這種 CSMA/CA 協(xié)議通過 RTS（請求發(fā)送）幀和 CTS（允許發(fā)送）幀來實現(xiàn)。源站在發(fā)送數(shù)據(jù)前，先向目的站發(fā)送一個稱為RTS的短幀，目的站收到 RTS 后向源站響應(yīng)一個 CTS 短幀，發(fā)送站收到 CTS 后就可向目的站發(fā)送數(shù)據(jù)幀。

or

（1）

CSMA/CD：碰撞檢測

CSMA/CA：碰撞避免

（2）

CSMA/CD協(xié)議的特點是：先聽再發(fā)，邊聽邊發(fā)，沖突停發(fā)，隨機重發(fā)；

CSMA/CA協(xié)議的特點是：發(fā)送數(shù)據(jù)時先廣播告知其他結(jié)點，讓其他結(jié)點在某段時間內(nèi)不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生碰撞；

（3）

CSMA/CD協(xié)議已成功地應(yīng)用有線連接的局域網(wǎng)但在無線局域網(wǎng)的環(huán)境下，由于接收信號的強度往往會小于發(fā)送信號的強度，且在無線介質(zhì)上信號強度動態(tài)變化范圍很廣，若要實現(xiàn)碰撞檢測，在硬件上的花費就會過大。

另外，CSMA/CA通過RTS和CTS幀的交換，可以有效避免隱藏站問題，實現(xiàn)信道的預約占用，從而可以有效避免數(shù)據(jù)幀傳輸過程中的沖突。

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4.隨著移動節(jié)點離開基站越來越遠，為了保證傳送的幀的丟失概率不增加，基站可以采取的兩種策略是什么？? P252

1）增加傳輸功率

2）降低傳輸速率

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5.如果某主機通過無線網(wǎng)絡(luò)連接因特網(wǎng)，那么該主機必須是移動的嗎？假設(shè)一個使用便攜計算機的用戶帶著計算機在室內(nèi)散步，并且總是通過相同的接入點接入因特網(wǎng)，那么，從網(wǎng)絡(luò)的角度看，該用戶是移動的嗎？為什么？? ?P242 Ｐ245

（1）不必須是移動的。因為無線網(wǎng)絡(luò)不一定是移動網(wǎng)絡(luò)，但移動網(wǎng)絡(luò)一定是無線網(wǎng)絡(luò)。移動網(wǎng)絡(luò)中的移動結(jié)點是隨時間改變其與網(wǎng)絡(luò)連接位置的結(jié)點，并且一定采用無線通信技術(shù)。

（2）不是移動的。從網(wǎng)絡(luò)層的角度看，該用戶并沒有移動。因為移動結(jié)點隨時間改變，其與網(wǎng)絡(luò)連接位置的結(jié)點并沒有發(fā)生變化，都是通過相同的接入點接入因特網(wǎng)。從鏈路層角度來看該用戶也沒有移動，因為該用戶不論在何處都與同一個接入點相關(guān)聯(lián)。

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6.永久地址與轉(zhuǎn)交地址之間有什么區(qū)別？誰為移動主機指派轉(zhuǎn)交地址？? P246

1）永久地址：移動結(jié)點在從一個網(wǎng)絡(luò)移動到另一個網(wǎng)絡(luò)時保持其地址不變。

? ? ? 轉(zhuǎn)交地址：移動結(jié)點在所訪問網(wǎng)絡(luò)中的地址。

2）外部代理。外部代理的作用之一就是為移動結(jié)點創(chuàng)建一個所謂的轉(zhuǎn)交地址（COA），該COA的網(wǎng)絡(luò)部分與外部網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)部分相同，因此一個移動接點可與兩個地址相關(guān)聯(lián)，即永久地址和COA，COA有時又稱為外部地址。外部代理的第二個作用就是告訴歸屬代理，該移動結(jié)點在它的（外部代理的）網(wǎng)絡(luò)中具有給定的COA。該COA的作用是將數(shù)據(jù)報通過外部代理“重新路由選擇”到移動結(jié)點。

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7.IEEE 802.11無線局域網(wǎng)中信標幀協(xié)議的主要作用是什么？? P252

獲得AP，使無線站點與之關(guān)聯(lián)，創(chuàng)建虛擬鏈路，進而接入到因特網(wǎng)。

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8.為什么IEEE 802.11的MAC協(xié)議CSMA/CA使用確認幀，而以太網(wǎng)的MAC協(xié)議CSMA/CD卻不使用？? P194

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9.假設(shè)IEEE 802.11的RTS幀和CTS幀與標準的DATA幀和ACK一樣長，使用RTS幀和CTS幀會有好處嗎？為什么？? P253

答：沒有好處。因為設(shè)計RTS和CTS采用短幀就是要用短幀來代替長數(shù)據(jù)碰撞，即使產(chǎn)生了短幀的碰撞也不至于太浪費，從而提高了協(xié)議利用率。

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10.考慮IEEE 802.11的移動性，其中一個無線站點從一個BSS移動到同一個子網(wǎng)中的另一個BSS。當AP是通過交換機互聯(lián)時，為了讓交換機能正確轉(zhuǎn)發(fā)幀，試想AP可以怎么做？? ? ?P252

答：一個移動站若要加入到一個基本服務(wù)及 BSS，就必須先選擇一個接入點 AP，并與此接入點建立關(guān)聯(lián) （association）。建立關(guān)聯(lián)就表示這個移動站加入了選定的 AP 所屬子網(wǎng)，并和這個接入點 AP 之間建立了一個虛擬線路。只有關(guān)聯(lián)的 AP 才能在這個移動站發(fā)送數(shù)據(jù)幀，而這個移動站也只有通過關(guān)聯(lián)的 AP 才能向其他站點發(fā)送數(shù)據(jù)幀。這和手機開機之后必須和某個基站建立關(guān)聯(lián)的概念是相似的。

解析：

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11.藍牙中的主設(shè)備和IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)中的基站之間有什么區(qū)別？? ?P265

（1）藍牙網(wǎng)絡(luò)以小范圍、低功率和低成本運行。
（2）IEEEE802.11是一個大功率、中等范圍、高速率的“接入”技術(shù)。

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12.簡單比較IEEE 802.11a/b/g/n四個標準的優(yōu)劣。P250

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13.目前國際上確定的3G標準有哪4種？? P260

（1）CDMA

①WCDMA：歐洲和日本的寬帶碼多分址

②CDMA：美國

③TD-SCDMA：中國

④WiMax：全球微波互聯(lián)接入，又稱為IEEE.802.16標準

（2）TDMA

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14.為什么CSMA/CA協(xié)議可以消除隱藏站問題？如何消除？ P253

（1）在CSMA/CA中有一個站點和服務(wù)器建立信道連接之后，服務(wù)器會把允許連接的幀發(fā)送給所有其他不能連接的站點，這樣就只有一個站點在這個時刻可以發(fā)送數(shù)據(jù)。其他站不會在發(fā)送請求連接的請求，造成不必要的沖突。

（2）CSMA/CA通過RTS和CTS幀的交換，可以有效避免隱藏站問題，實現(xiàn)信道的預約占用，從而可以有效避免數(shù)據(jù)幀傳輸過程中的沖突。

解析：

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15.簡述IEEE 802.11中無線主機與AP的關(guān)聯(lián)過程。 P252

答：

①每個AP周期性地發(fā)送信標幀，用戶的無線站點通過掃描信道，獲得正在發(fā)送信標幀的AP。

②通過信標幀得到可用的AP后，選擇其中一個進行關(guān)聯(lián)；

③在探測到多個可選的AP后，選擇其中一個AP與之關(guān)聯(lián)；

④然后無線主機向AP發(fā)送一個關(guān)聯(lián)請求幀，該AP以一個關(guān)聯(lián)響應(yīng)幀進行響應(yīng)；

⑤一旦與一個AP相關(guān)聯(lián)，該主機便可以加入該AP所屬的子網(wǎng)。

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16.試舉例說明IEEE 802.11幀中地址字段的取值與意義。 P254

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17.簡述移動IP的代理發(fā)現(xiàn)與注冊過程。? ?P262

（1）代理發(fā)現(xiàn)：指的是當某個移動Ip站點到達一個新網(wǎng)絡(luò)時，不管是連接到一個外部網(wǎng)絡(luò)還是返回其歸屬網(wǎng)絡(luò)，它都必須知道相應(yīng)的外部代理或歸屬代理的身份，這是新外部代理的發(fā)現(xiàn)，通過一個新的網(wǎng)絡(luò)地址，才使移動節(jié)點中的網(wǎng)絡(luò)層知道它已進入一個新的外部網(wǎng)絡(luò)。

（2）注冊過程：當收到一個外部代理的通告后，移動節(jié)點立即向外部代理發(fā)送一個移動IP注冊報文，外部代理收到注冊報文并記錄移動節(jié)點的永久IP地址，歸屬代理接受注冊請求并檢查其真實性和正確性，把移動節(jié)點的永久IP地址和COA綁定,外部代理接收注冊應(yīng)答，然后將其轉(zhuǎn)發(fā)給移動節(jié)點，到此注冊就完成了，移動節(jié)點就能收到發(fā)往其永久地址的數(shù)據(jù)報了。

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