WIFI：室内传播100米以内，室外可以达到几百米。如果要扩大传输范围，就需要一个分布式网络的支持。
WIFI：发送frame时，不同于有线，无法监测collision。
每个站点频宽使用链路也不保证公平。传出去，传播时间不保证。也不保证可靠性。
PCF：邀请的方式，重要的frame先送
DCF：开放，让大家一起抢频宽。
IEEE802.11设计时，基于很有线的区域，发射功率不会太大，发射范围也不会太大，透过空气做媒介进行传输。
IEEE802.11除了定义如何将frame传送出去之外，还定义了power management（因为无线网络也是一种可移动网络，移动设备的电源是一个很重要的因素，如没有使用是进入休眠状态，让设备尽量省电的情况下使用），security：通信的安全性。有线网络，想要窃听，必须插入cable，而无线，只要打开notebook，就可以收到空气中的很多无线信号，能否泄密，关键看接收信号的能否解读。加密解密也是基于计算，计算就要多耗电。
一种基于跳频的技术，即传输时，把资料切割成不同的frequency（频道）进行传送，即使某一个频道发生collision，也可以将数据恢复。
另一种基于直接序列扩频的技术：用11-bit的clipping sequence，即使有一些信号干扰，也可以通过算法得以恢复。
IEEE802.11： 2Mbps，2.4G
IEEE802.11b： 11Mbps，2.4G
IEEE802.11a：OFDM，54Mbps，5G
IEEE802.11g：OFDM，54Mbps
IEEE802.11n:MIMO多天线技术，可以达到108Mbps
Hidden node：假设每一个Station传播的有效范围都是圆形，假设有4个node，每个node都可以听到相邻的左边与右边的node，如C可以听到B和D，
B：可以跟A/C通信，但A/C不可通信，因为A/C互相都在对方基地台涵盖的范围之外。这样：A/C就互为hidden node，A/C并不知道对方的存在，这样A/C同时送给B的信息会在B那里发生collision。
A送给B与C送给B的data同时到达B时，就会造成collision。 此时A发送时并不知道C也在送，同样C发送时，也不知道A也在发送。发生colission时，A/C并不知道。
Ethenert中的CSMA/CD机制，是有线网络，有能力侦测collision。而无线中，根本没有能力侦测collision，没有侦测collision的方法。这种情况下，仍然想成功的把frame丢出去。
B送给A时，C其实是知道的，因为B也在C的覆盖范围内。B和C同时发送，不一定会发生collision，取决于彼此的发送对象。比如B-->A，C-->D，就不会发生collision,这就是exposed node 问题：假设BC互相可以听到对方的信号，BC同时发送不一定会发生collision
做不到collision detection，设计一个方法，尽量避免collision。
在发送真正的封包之前，首先发送一个control frame，Request To Send(RTS),告诉在该站覆盖范围内的所有站点，我要发送了。所有收到RTS封包的站点，都会回传一个Clear to Send（CTS）frame，告诉发送站点，我已经清空channel，等待接收封包。RTC/CTS都是广播包，交换的封包里面交互的很重要的信息是，这个封包要发多久/收多久。 告诉周围的node，不要来闹，免得跟我的封包撞在一起。
CTS/RTS的覆盖范围不同。
上图：所有红色的node都不能send data给C，因为只有红色的node能够听到C发出的CTS，其它不再C覆盖区的node都可以发送。这5个红色node，还可以送给别人，就是不能送给C。
送一个RTS，一定要收到对方的一个CTS，
如果对端有正确的收到，一定要回一个ACK，如果没收到ACK，就假设该frame已经破坏，未成功收到。
Poll：基地台会不停的问有没有重要的data要送？有则优先发送。
Node会移动，移动过程中只能部分链接，为了保证node在移动过程中还能保持通信。
不可移动的部分与有线网络链接在一起：AP，基地台。
AP后端的基础设施，负责把多个AP链接在一起，称为DS
假设每个node必须与一个AP链接。
DS：将若干AP连接在一起，从而拓宽无线的传输范围。
如果node从一个cell移动到另一个cell，如何处理这些信息？
Association Request：如何选择不同的AP，选择信号最强的，还是免费的？
让node连接到AP的过程：scanning
移动过程中，可能慢慢的远离原来的AP，与原来的AP的信号越来越弱，跟新的AP信号越来越强。由node主动送出probe的信号scan AP信号强弱的过程称为Active scanning。当移动到新的AP2时，就会收到AP2的Probe Responses
C在移动过程中，会不断的发送Probe的信号。过程中可能会收到好几个AP的回应。可能会找更好的AP去连接。
Passive Scanning：发起搜寻probe的不是由node主动发起，而是由基地台AP发起
AP周期性的发出Beacon frame，广播自己的能力，包括与区域内所有node连接信号的强弱/传输速率的快慢。Node根据基地台发出beacon信息，来决定是否切换基地台。
对于C，本来与AP1连接，当向右移动过程中，接收到AP2发出的Beacon信息时，如果需要切换，就会发出一个Association Request给AP2，当收到AP2发出的Response信息时，C就会与AP2建立新的连接。
有4个Address，一般Ethernet Frame只有2个Address，SA/DA。
4个Address分别代表Source/Destination两个node的地址，以及与sorce/destination相连的AP的地址。
To DS：要送给AP
From DS：从AP来。
To DS/From DS均为1：代表两个AP之间通信
To DS/From DS均为0：代表两个node直接通信，没有AP介入。
每个Address，都是48bits
Data：to 2312 bytes
802.11 因为没法监测collision，采用的做法是在发送data之前先行发送RTS（request to send），duration字段会告诉发送多久。接收方返回CTS回馈给发送方。
TA：传送frame的AP
RA：接收frame的AP
DA：接收frame的node
SA：发送frame的node
当frame需要进入DS系统是，这4个地址才会用到。
to DS/from DS=0，0 表示node之间直接通信
to DS/from DS=0，1 从AP传给node
to DS/from DS=1，0 从node传给AP
第一步，由A到AP1的frame： 由A送给AP1，最后的目的地是E ： Addr1/2/3/4 = AP1/ A/ E/ NA
第二步，由AP1到DS系统：由AP1送给AP3，最后的目的地是E，真正的起始的位置为A ：Addr1/2/3/4 = AP3/ AP1/ E/A
第三步，由AP3送给最后的目的地是E，真正的起始的位置为A ：Addr1/2/3/4 = E/AP3/ A/ NA
非竞争式的PCF，构建在竞争时的DCF之上。当服务期满，则自动进入竞争式的DCF模式。
Ad hoc：随意型的网络，没有AP。
Infrastructured：AP+DS(分布式系统)
point coordinator：通常是AP，手上通常会有一个清单，逐一轮询，看node要不要发送。等一轮问询结束之后，开始进入DCF模式。轮询一段时间，抢一段时间，再轮询一段时间，再抢一段年时间。。。。。
透过IFS，是控制传输方法的关键方法。 PIFS：时间间隔比较小。DIFS时间间隔比较大。
高优先权：取决于PIFS等待的时间比较短
同时，PCF有一张清单，知道向谁问询
contention-free burst：PCF
Contention period：DCF
DCF+PCF合起来的一个完整周期，称为super frame
super frame的长度是不固定的
super frame里面竞争与非竞争的长度也是不固定的。
PCF轮询一轮后，马上进入DCF。DCF结束之后，又进入PCF
DCF：如何让不同的node共享频宽
如果大家同时发送会有collision。当做carrier sense时，会有两种结果，idle/busy。如果是busy，则继续监听。当由busy变成idle时，一送一定collision，此时还要等待一个Inter Frame Gap，等这个Frame结束之后，这个Gap等待的时间是为了某些priority（RTS/CTS/PCF），如果是RTS/CTS，等待时间较短。如果是PCF，时间间隔中等，如果是normal data，则时间间隔最长。
发现idle，还要等待一个时间，让有优先权的data先发送。时间等到之后，还是不能发送，还需要等待一个random delay。时间到，如果是idle，就可以发送了。
802.11用immediate postive ACK frame：收到data，立即回送一个ACK。 任何一个frame发出去，一定要收到一个ACK，如果没有收到ACK，就认为发送失败，会启动重送机制。
Physical ：真正的监听channel
virtual mechanisms：送frame之前，会发RTS/CTS,期间，本身不忙，但通道认为很忙。分别听到RTC/CTS期间，会有一段时间占用channel，在这个期间，被认为channel很忙。
802.11 2K的frame，比较长，如果发送，需要很久才能收到ACK,因此需要在发送之前，先通过RTS/CTS协商channel，预约好才发送。RTS threhold：如果frame/data太短，就不需要RTS/CTS。
两个node相互送封包时，有时会连续送好几个封包，连续送好几次，一个大封包送给对方有时会被切成好几个小片段，这样，RTC/CTS的duration如何填写？RTS/CTS一般都是填写一个封包传输所用的时间，Virtucal Carrier Sense会将RTC/CTS的时间记录到NAV中，几个参数，显示channel会busy多久，NAV不是一次的值，可能会收到多个时间，进行累加。
802.11可能会有collision，如何确认对方有正确的收到封包？我们用ACK frame， positive acknowledgment
ACK必须立刻回
Data：发data，一定要回ACK
Polling： PCF中询问每个node，是否要发送，被询问的node一定要回ACK
Request: 比如probe request，一定要回ACK
Response：
CTS:返回RTS，必须在SIFS时间之内。
非竞争性PIFS，等待时间中等，排第二优先级。
竞争型的DIFS:等待时间最长，排第三优先级。
SIFS：排第一优先级
即使等到IFS的time，还需要random backoff，不可以马上发送。
Slot time：在802.3中是51.2uS，通道最长的两端的来回时间。
STA：当发现空闲时，也不可以马上发送。因为这个idle可能是介于frame与ACK之间的时间点，一送，就有可能干扰到正常的传送。 至少要继续监听一段时间（大于DIFS的时间），通通都是free，才可以发送。
如果监测到busy，可能别人正在送，要等到它传送结束之后，再监听一个DIFS的时间，然后在加一个Random Backoff的时间之后，还是idle才能发送。当中间有发现别的frame正在发送，则失败。
Back-off window, 就是一个contention window
首先计算backoff time。算出来之后，就开始进入倒计时状态。当中间，channel一直idle，倒计时结束之后方可发送。
如果倒计时过程中，有别的frame在传送，通道变成busy，则倒计时freeze，马上暂停，直到传送完毕，free的时间大于DIFS时间时，才可继续开始倒数计时。当back-off时间倒数计时到零时，才可以发送。
送frame，返回ACK，frame与ACK中间有一个short时间，这个short时间还送busy，不能算idle。
e
在A发送封包过程中，B/C/D也要发送，发现是busy，则继续监听，直到A发送完毕，再加一个DIFS的时间，等到DIFS时间之后，然后再进行back-off。
B/C/D的back-off时间时间分别是19uS/10uS/15uS。然后，back-off倒计时结束之后，C首先开始发送，B/D倒计时暂停。
在C发送期间，有一个E要发送，一样侦测channel，发现busy，等到C发送完毕，加上一个DIFS之后，开始倒计时，此时E的back-off time为7 uS。
当C发送结束，在加一个DIFS时间之后，B/D再继续开始倒计时。只不过此时B/D倒计时的数值是从（19-10=9）/（15-10=5）uS开始倒计时，E新加进来的，以7uS开始倒计时。当倒计时5uS之后，D就开始发送，B/E倒计时暂停。
B/E继续监听，知道D传送结束，再加一个DIFS时间之后，B/E继续按照（9-5=4）/（7-5=2）uS开始倒计时，同样，等2uS后，E开始发送，B继续暂停。
知道E发送结束，再加一个DIFS时间之后，B才开始按照（19-10-5-2=2）uS开始倒计时，2uS之后，B开始发送。
预约时间计算：从送RTS/CTS结束，然后到送data，回一个ACK结束。 data与ACK之间，还有一个SIFS时间。
听到RTS/CTS，就会设置一个值NAV。
source等一个DIFS的时间，就准备开始传送。如果送的封包比较长，就需要先发一个RTS来探路。RTS本身会带一个duration（待会要保留预约的时间，从RTS结束到ACK结束的时间，图示从T1到T3中间的区间，也就是图示紫色的NAV（RTS）这一段时间）。
当RTS丢出去之后，其它的工作站就会听到，主动把channel busy 的时间设定为NAV（RTS）；
目的地听到RTS之后，也会放一个CTS，这个时间段要比原来的RTS短一点，叫做SIFS。 CTS送出去之后，也会预约一个时间，从CTS结束到ACK结束这段时间。即图示紫色的NAV（CTS）这一个时间段。
听到RTS与听到CTS，它们的NAV的数值不同。其它node看到这个数值，就认为这个时间段channel是busy的。不会再发data出来捣乱。
CTS结束后，等待一个SIFS时间，就可以发送data，data发送完毕，再经过SIFS时间段，就把ACK发送出来。
等到data都送完之后，再加一个DIFS时间段之后，其它node开始根据back-off算法进入倒计时阶段，倒计时期间以及结束，若还空闲，在进行发送。
重送一次，random back-off time加倍一次，最高255.
DAta/ACK/RTC/CTS它们之间都是用SIFS，最短的时间通信。
原来的大封包，可能会被切成许多小的fragment，一旦有一个frameng抢到channel的传送权，就允许连续发送。每个fragment就要收到一个ACK，一旦有一个fragment没有收到ACK，就要重送。 可以多送，但不可以发送太长，为了公平性，一旦拿到传送全，一旦全部送完，有一个ACK未收到，或超过协议设定的上限值，则停止传送。
Fragment与ACK之间，SIFS，允许连续传送多个fragment的机制，就叫做Fragment Burst，把整个Fragment送完。用于大的封包切割成许多小的fragment，好不容易才抢到发送权的情形。当有一个fragment没有收到ACK，则要重送。重送结束，就要进入竞争等待的视窗内。
如果一次传送时有好几个fragmentation，
RTS/CTS只宣布下一个封包与ACK，如果是好几个fragment，我们不可能为每一个fragment都送一个RTS/CTS。
当有一连串的子片段发送时，就把后续的fragment与ACK当作一轮一轮的RTS/CTS，
最后一个Fragment和ACK的duration设置为0
只有第一个fragment开始传送之前，有RTS/CTS，之后，都是只有fragment与ACK，fragment/ACK之间的时间为SIFS。
NAV（Frag3）=0
对于其它站点，NAV不为零期间，均认为channel是busy的。
如果没有收到ACK，就无法更新NAV关于下一个fragment的预约时间，source就必须等到fragment 1的NAV降低到0时，开始重送。
如果能正常收到ACK1，则ACK1会携带下一个fragment对应的NAV时间。如果收不到，source必须等到上述时间点结束之后，其它节点才可以继续发送资料。
RTS/CTS：只有在MPDU很长， 大于RTS_Threshold,采用RTS/CTs，减少大frame的冲撞，提高效率。
频宽的保留预约：用于Audio/Vedio Service
SuperFrame:前一段免竞争，后面才进入竞争周期。是一个额外的功能。不一定每一个AP都有这样的功能
一个Super Frame的长度是变化的。每次免竞争的周期都不一定相同。
一个Super Frame分为两端，免竞争阶段，与竞争阶段。
免竞争阶段：AP根据清单中的host，逐个轮询是否要发送。
后面：大家通过CSMA来竞争通道的使用权。
PC：根据实际需求，控制免竞争区间的周期长短。
PIFS：封包与封包之间的间隔。
Point Coordinator得到medium的控制权，在superFrame的起始阶段，控制整个contention free的周期。这个周期通过控制PIFS来实现。
PIFS是在PCF中的IFS。它小于DIFS，具有比较高的优先权，他会优先抢到channel的使用权。
AP到node：CF-down contension free down
node到AP：CF-Up contention free up
在一个super frame开始的时候，point coordinator会sense medium，究竟是busy还是idle。
SIFS时间要比PIFS还短。
如果idle，PC就会等一个PIFS时间，就可以送一个data。
PC在往下送data时，会在这个data上面设置一个bit，问某一个station，PC送的不是只有data，而且还要问某一个station，你要不要送data上来。 如果询问结束，或完全没有征询，则送一个Conten free end frame，后面的时间就留给竞争的周期。
为什么PCF会得到高的优先权？它们都是CSMA/CA，完全竞争时，一定要等一个DIFS。而PCF不用等DIFS，只用等一个比较短的PIFS，就可以提前得到通道的使用权。
其它站点都会将NAV的值设置为CF的最长时间。
CF-End frame会reset NAV的值为0，与其它站点一起监听，竞争。
当PCF基地台本身是Transmitter或Receiver时，point coordinator会通过polling，询问每个node要不要发送。被询问的node必须立即回复，时间差为SIFS。一个polling一个data，会变成一连串的向下，向上发送的data burst，一直到免竞争的周期结束。 如果传输需要MAC level的ACK，会在CF-Up contension free向上送的frame中的一个bit，用于设置ACK信息，用于告诉coordinator刚才收到你送给我的data是正确的。
一开始，监听，medium为busy。 等它结束后，等待PIFS时间之后，开始发送一个frame。 同时这个frame带有一个polling，用广播的方式向下送，同时还带有一个polling，告诉我你要不要送data上来。继续向下送，被问到的station往上送。
对于CF-D3，经过SIFS还没有收到被问到的node送上来的data，则让它经过一个PIFS，则再送下一个frame，问另一个node/station。
轮询结束，送一个Contension Free End，会reset NAV的值，目的是让其它想要竞争的station，进入竞争周期，免竞争周期结束。竞争周期用CSMA/CA来抢channel
被询问到的station可以把封包送给任何其它的station，不一定是发出询问的那个基地台AP。当送给第三者的data，同样要被回应Acknowledged。经过SIFS之后，PC再取得控制权。
刚开始时，监听channel，发现忙碌。
等发送完毕，等待PIFS进入免竞争周期。
向下问某一个station，要不要发送，发现这个station有发送，并且是送给第三者，第三者收到封包后马上回一个ACK。
等ACK发送完成后，经过SIFS，PC（point coordinator）重新获的控制权，继续发送下一个封包，询问下一个station。 如果刚好有data需要发给基地台，则马上发送。
hidden node：A/C互相听不到对方，因为覆盖范围的关系，但当A/C同时给B发送时，可能回发生冲突。
C/B双方都能听到对方，双方同时送给不同的对象，A/D，可能都能成功。
802.11：不支持collision detection
因为无法监测collision，设计了RTS/CTS：为了减少长封包冲撞的概率，派先锋出去探路，预约资源。
被预约的时间段，别的node/station都认为他是busy
