802.11定义了两种类型的设备,一种是无线站,通常是通过一台PC机器加上一块无线网络接口卡构成的,另一个称为无线接入点(Access Point, AP),它的作用是提供无线和有线网络之间的桥接。一个无线接入点通常由一个无线输出口和一个有线的网络接口(802.3接口)构成,桥接软件符合802.1d桥接协议。接入点就像是无线网络的一个无线基站,将多个无线的接入站聚合到有线的网络上。无线的终端可以是802.11PCMCIA卡、PCI接口、ISA接口的,或者是在非计算机终端上的嵌入式设备(例如802.11手机)。
图1:802.11和ISO模型
802.11定义了两种模式:infrastructure模式和ad hoc模式,在infrastructure模式中(见图2),无线网络至少有一个和有线网络连接的无线接入点,还包括一系列无线的终端站。这种配置成为一个BSS(Basic Service Set 基本服务集合)。一个扩展服务集合(ESS Extended Service Set)是由两个或者多个BSS构成的一个单一子网。由于很多无线的使用者需要访问有线网络上的设备或服务(文件服务器、打印机、互联网链接),他们都会采用这种Infrastructure模式。
Ad hoc模式(也成为点对点模式 pear to pear模式或IBSS Independent Basic Service Set)
802.11的数据链路层由两个之层构成,逻辑链路层LLC(Logic Link Control)和媒体控制层MAC(Media Access Control)。802.11使用和802.2完全相同的LLC之层和802协议中的48位MAC地址,这使得无线和有线之间的桥接非常方便。但是MAC地址只对无线局域网唯一。
802.11的MAC和802.3协议的MAC非常相似,都是在一个共享媒体之上支持多个用户共享资源,由发送者在发送数据前先进行网络的可用性。在802.3协议中,是由一种称为CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)的协议来完成调节,这个协议解决了在Ethernet上的各个工作站如何在线缆上进行传输的问题,利用它检测和避免当两个或两个以上的网络设备需要进行数据传送时网络上的冲突。在802.11无线局域网协议中,冲突的检测存在一定的问题,这个问题称为"Near/Far"现象,这是由于要检测冲突,设备必须能够一边接受数据信号一边传送数据信号,而这在无线系统中是无法办到的。
鉴于这个差异,在802.11中对CSMA/CD进行了一些调整,采用了新的协议CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)或者DCF(Distributed Coordination Function)。 CSMA/CA利用ACK信号来避免冲突的发生,也就是说,只有当客户端收到网络上返回的ACK信号后才确认送出的数据已经正确到达目的。
另一个的无线MAC层问题是"hidden node"问题。两个相反的工作站利用一个中心接入点进行连接,这两个工作站都能够"听"到中心接入点的存在,而互相之间则可能由于障碍或者距离原因无法感知到对方的存在。为了解决这个问题,802.11在MAC层上引入了一个新的Send/Clear to Send(RTS/CTS)选项,当这个选项打开后,一个发送工作站传送一个RTS信号,随后等待访问接入点回送RTS信号,由于所有的网络中的工作站能够"听"到访问接入点发出的信号,所以CTS能够让他们停止传送数据,这样发送端就可以发送数据和接受ACK信号而不会造成数据的冲突,这就间接解决了"hidden node"问题。由于RTS/CTS需要占用网络资源而增加了额外的网络负担,一般只是在那些大数据报上采用(重传大数据报会耗费较大)。