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无线局域网（
WLAN
）的
MAC
协议探讨
胡
萍
王长林
（
西南交通大学计算机与通信工程学院
四川，成都
610031
）
摘
要：
无线局域网
(Wireless LAN,
以下简称
WLAN)
是近年来发展迅速的无线数据通讯网。
MAC
作为
无线局域网的关键技术之一
，
决定
WLAN
的网络性能。
本文探讨了
WLAN
中
MAC
协议的网络工作方式
,
介绍了<
/p>
MAC
典型技术
CSMA/CS
，最后提出
WLAN
中
MAC
发展趋势。
关
键
词：
媒体访问控制
无线局域网
IEEE802.11
Research on MAC Protocol of
Wireless Local Area Network(WLAN)
Hu Ping
Wang Chang- lin
(School of Computer & Communication
Engineering,
Southwest
Jiaotong University, Sichuan 610031,China)
Abstract
：
Wireless
local
area
network
(Wireless
LAN)
is
the
wireless
data
communication
network
which
has
been
rapidly
developed
in
recent
years.
MAC,
as
one
of
the
pivotal
technologies,
decides
the quality of WLAN. Firstly this paper
discusses the network operating mode of MAC in
WLAN.
Secondly CSMA/CA, the typical
technology of MAC is analyzed. Finally, the trend
of development
of MAC in WLAN is
pointed out.
Key
words
：
MAC WLAN IEEE802.11
随着信息技术的飞速发展，人们对网络通信的需求不断提高，
无线局域网（
WLAN
）作
为计算机网
络与无线通信技术相结合的产物，
利用无线多址信道的一种有效方法来支持计算
机之间的通信，并让通信的移动化、个性化和多媒体应用得以实现。
<
/p>
媒体访问控制（
MAC
）作为局域网的关
键技术之一
,
完全决定局域网的网络性能（诸如
吞吐性能与迟延性能）等等。而无线局域网（
WLAN
）由于其传输介质以及移动性等特点，采
用与有线局域网有所区别的
MAC
协议。
1
OSI
七层协议中数据链路层（
DLL
）内
L
LC
层和
MAC
层
OSI
将网络通信协议体系区分为
7
个层，
体系的最底层称为物理层，
网络所采用的不同
的传输介质，
对应不同的物理层，
如双绞线或同轴线。
体系内第二层为数据链路层
（
Data
link
Sub-lay
er
）
,
数据链路层的上半部为
LLC(Logical Link Control Sub-layer)
逻辑链路控制
子层，负责将数据正确的发送到物理层，在数据链路层的下半部为
MAC(Media Access
Control)
子层，负责控制与连接物理层的物理介质。
1
当发送数据时，
MAC
层要完成以下任务：首先它按规则从
LLC
层接收
数据，然后执行媒
体访问规程，
查看网络是否可以发送；
一旦网络可以发送，
它将给数据附加上一些控制信息，
把数据及控制信息以规定的格式（一般称做帧）送往物理层。
当接收数据时，
MAC
层要完成以下任务：首先它从物理层接收到数据帧并检查数据帧中
的控
制信息，从而判断是否发生传输错误。如数据正确，则去掉控制信息后把其送至
LLC<
/p>
层。
MAC
层发送和接收数据流程如下图所示：
图
1
MAC
发送数据流程
图
2
MAC
接收数据流程
2
传统有线局域网
(LAN)
的
MAC
协议
在网络标准内，各种传输介质的物理层对应到相对的
MAC
层，例如以同轴线为传输介
质时，对应的
MAC
层标准为
802.14,
各个计算机连
接成环状时，对应
MAC
标准为
802
.5
。目
前，最普及的网络标准称为以太网，其在
MAC
层定义为
802.3
。
802.3
的
MAC
层定义对传输
介质的访问控制方式为
CSMA/CD<
/p>
。
各种不同传输介质的物理层对应的不
同的
MAC
层，如图
3
所示：
图
3
不同传输介质的物理层对应的
MAC
层
2
．
1
CSMA/CD
媒体访问控制协议
由
于以太网
（
Ethernet
）
成为现存局域网络结构的绝大多形式，
CSMA/CD
（
Carrier
Sense
Multiple Access/Collision Detection
）载波监测多址接入协议也成为局域网采用最多的
MAC
协议。
CSMA/CD
适宜于总线型局域网拓朴结构的
随机竞争型媒体访问控制。总线型网络
2
< br>允许同一时刻只有一个节点（
Node
）发送数据，一旦
两个或以上节点同时发送数据，则会发
生数据碰撞，数据不能正常发送和接收。
CSMA/CD
协议就是尽可能保证网络上同时只有一个
节点发送数据，减小数据“碰撞”概率。
CSMA/CD
工作过程：
当
MAC
收到
LLC
（
Logical
Link
Control
Sub-Layer
）发来的数据以后，首先监测网络
电缆上是否具有数据，即载波传送。如果网络空闲，即
没有载波传送，刚将数据装帧，经物
理层发送出去。如果网络繁忙，则监测网络直到网络
空闲，再将数据装帧发送。
2.2 IEEE 802.3
MAC
帧格式
MAC
层在发送数据时将数据装帧交物理层发送，图
4
绘出了
IEEE 802.3
MAC
帧格式。
Preamble
SFD
Dest
Source
Length
Data
FCS
62b
2b
6B
6B
2B
46B~1500B
4B
图
4 IEEE
802.3
帧结构
Preamble
:
前导序列。由
62
比特交替出现的“
0
”
“
1
”序列组成。设置目的：接收端物
理层同步位时钟。
SFD:
起始域。
“
11
”表示有用数据开始。
Dest:
目的地址域。由
6
字节组成。表目的节点地址。
Sourse:
源地址域。由
6
字节组成。表源节点地址。
Length:
长度域。由
2
字节组成。表数据域长度。
D
ata:
数据域。
46
字节
~1500
字节之间。
FCS
：校验域。
4
字节组成。
2.3
CSM
A/CD
为基础的
MAC
发展方向
随着
10
BASE-T
和
10 BASE-
FL
等技术的出现，
IEEE 802.3
标准局域网拓朴结构已经开
始由总线型结构向树型结构发展。因此，
CSMA/CD
为基础的
MAC
子层也需要被修改以适应双
工工作模式局域网的发展。
3
无线局域网（
WLAN
）的
MAC
网络工作方式
无线局域网（
WLAN
）中
MAC
所对应的标准为
IEEE
802.11
，
IEEE 802.11
MAC
综合了两
种工作方式
:
分布控制
(DCF)
和中心控制
(PCF)
两种工作方式：
1.
分布控制方式
(DCF)
，类似
CDMA/CD
，利用载波监听机制，适用于分布式网络，传输
具有突发性和随机性的普通分组数据
,
支持无竞争型实时业务及竞争型非实时业务。
2.
中心控制方式
(PCF)
，建立在
DCF
工作方式之上并且仅支持竞争型非实时业务
,
适用
于具备中央控制器的网络。
3.1
分布控制方式
(DCF)
3
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