内容摘要：IEEE 802系列标准把无线局域网拆成了两半来管，一半管物理层，一半管数据链路层。物理层管无线电波怎么发、怎么收，数据链路层则被细分成两个子层——逻辑链路控制子层LLC）和介质访问控制子层MAC）。

IEEE 802系列标准把无线局域网拆成了两半来管，线局一半管物理层，域网一半管数据链路层。体系物理层管无线电波怎么发、结构怎么收，包括数据链路层则被细分成两个子层——逻辑链路控制子层（LLC）和介质访问控制子层（MAC）。线局LLC是域网通用的，跟有线以太网共用一套，体系真正体现无线特色的结构，全在MAC层。包括 MAC层最核心的线局活儿是协调信道访问。无线信道是域网个共享的开放介质，谁都能发信号，体系所以必须定规则。结构IEEE 802.11用了CSMA/CA（载波侦听多点接入/避免冲突）机制。包括这跟有线以太网的CSMA/CD不一样——有线网能检测到冲突，无线网因为收发共用天线，发送时没法监听信道，所以干脆“先听后说”，等信道空闲了再发，发之前还要随机退避一段时间，降低碰撞概率。这套机制在低负载下还行，但设备一多，效率就往下掉。我实测过，一个AP挂50个终端时，吞吐量能掉到峰值的三分之一，就是碰撞和退避闹的。 再往上看，MAC层还负责分帧和重组。802.11的帧格式比以太网复杂得多，光是帧头就有30字节，里面塞了地址、序列号、帧控制信息。序列号特别关键，无线信道误码率高，接收端靠序列号识别重复帧，自动丢弃。帧控制字段里有几个标志位，比如To DS和From DS，这俩位决定帧是去往有线网络还是来自有线网络。你要是抓包看，会发现管理帧、控制帧、数据帧长得完全不一样——管理帧管关联、认证、信标，控制帧管RTS/CTS和ACK，数据帧才真正扛着上层数据。 关联和认证也是MAC层的职责。终端要接入一个AP，得先发探测请求，AP回探测响应，然后终端发认证请求，AP回认证响应，最后终端发关联请求，AP回关联响应。这套握手看着繁琐，但缺了不行——它保证了终端和AP之间建立了逻辑连接，AP才知道往哪个方向转发数据。漫游的时候，终端从一个AP切到另一个AP，实际上就是重新走一遍关联流程，切换延迟一般几十毫秒，对语音通话影响明显。 物理层则管调制和编码。早期802.11用直接序列扩频，后来802.11a/g引入OFDM（正交频分复用），把信道分成多个子载波并行传输，抗多径衰落能力强了不少。到了802.11n/ac/ax，又加了MIMO（多入多出）和波束成形，靠多根天线在空间维度上并行传输数据。这些技术全在物理层实现，MAC层只管把数据帧交给物理层，物理层负责把它变成无线电波发出去。 物理层还有个隐藏角色——信道状态信息（CSI）反馈。802.11n开始，接收端要定期把信道质量报告给发送端，发送端才能调整调制编码方案（MCS）。信号好就上256QAM，信号差就退到QPSK。这个自适应速率机制直接决定实际吞吐量。我在办公室用手机测过，离AP三米远能跑到800Mbps，隔两堵墙就掉到80Mbps，差距就是物理层实时调整的结果。 IEEE这套体系结构把无线局域网的核心逻辑都框死了，但实现细节留给厂商自己发挥。比如MAC层的调度算法，标准只规定了DCF（分布式协调）和PCF（点协调）两种基本访问方式，后来802.11e又加了EDCA（增强分布式信道访问）来区分优先级。这些机制层层叠加，让无线局域网既能跑网页浏览，也能扛视频会议和实时游戏。说到底，IEEE的体系结构不是死板的教条，而是一套能不断扩展的框架——每出一个新协议版本，就往相应层里塞新功能，旧设备照样能跟新设备互通，这才是它最厉害的地方。