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2020年 408 计算机网络 第 37 题

计算机网络2020年选择题2分

题目

某 IEEE 802.11 无线局域网中主机 H 与 AP 之间发送或接收 CSMA/CA 帧的过程如下图所示,在 H 或 AP 发送帧前所等待的帧间间隔时间(IFS)中最长的是( )。

2020 真题第 37 题:802.11 RTS/CTS/DATA/ACK 时序与 IFS 标注

图说(文字版):图中竖直方向为时间向下,左侧 lane 是主机 H、右侧 lane 是 AP(接入点)。两条 lane 之间共有 4 段渐变带消息(按时间顺序):① RTS(H → AP),② CTS(AP → H),③ DATA(H → AP),④ ACK(AP → H)。每段消息之前对应一个标了大括号的"等待间隔":

  • IFS1:在 H 发 RTS 之前(信道空闲后等的等待)
  • IFS2:AP 收到 RTS 后到发 CTS 之前的等待
  • IFS3:H 收到 CTS 后到发 DATA 之前的等待
  • IFS4:AP 收到 DATA 后到发 ACK 之前的等待

错因

B

误把 SIFS 当作"最长"——可能记成"短间隔(SIFS)就是最常用、所以最长?",逻辑混乱。SIFS(Short Interframe Space)顾名思义是间隔,用在 RTS-CTS / CTS-DATA / DATA-ACK 这种"已经握手成功后的快速接力"。整张图里 IFS2 / IFS3 / IFS4 三处都是 SIFS。

C

只看流程感觉 IFS3 是"准备发大块 DATA 之前",主观感觉应当较长——但 802.11 协议规定 H 收到 CTS 后必须**立即(SIFS 间隔)**发送 DATA,否则 AP 会以为信道空闲被抢占。IFS3 同样是 SIFS,与 IFS2 / IFS4 等长。

D

误以为 ACK 之前的等待是 DIFS——可能想着 ACK 是"独立的新帧"所以要重新等 DIFS。但 ACK 是 RTS-CTS-DATA-ACK 这一整轮交互的最后一步,依然属于"已握手成功的接力",用 SIFS。只有下一轮新的传输才会重新等 DIFS。

总解析

802.11 中两种关键 IFS

IFS用途长度
DIFS(DCF Interframe Space)信道首次空闲后、要发 RTS 或独立帧之前的等待较长(典型 50 μs 量级)
SIFS(Short Interframe Space)RTS → CTS、CTS → DATA、DATA → ACK 之间的等待——已经握手成功,最短间隔避免被抢占最短(典型 10 μs 量级)

对照本题 4 个 IFS

标号时机类别长度
IFS1H 想发 RTS、信道刚空闲下来DIFS最长
IFS2AP 收到 RTS → 发 CTSSIFS
IFS3H 收到 CTS → 发 DATASIFS
IFS4AP 收到 DATA → 发 ACKSIFS

为什么 SIFS 要短

CSMA/CA 中"谁的等待间隔短谁就先抢到信道"。一旦 RTS-CTS 握手成功,后续的 CTS、DATA、ACK 都属于这一轮的"既得通信权"——给最短的 SIFS 间隔,让其他设备来不及干扰、整轮交互能原子完成。只有 IFS1 是新一轮独立传输的起点,要让出更长的 DIFS 间隔,给可能竞争的其他设备公平机会。

最终答案是 A(IFS1,最长)

编者注(生僻术语):DIFS / SIFS 之间还有 PIFS(PCF Interframe Space)和 AIFS(QoS 用的 IFS 变种),408 真题主要考 DIFS / SIFS 二者的长度对比。只要题目让你比较 IFS 长短,把"独立帧 / 新轮起点"的等待标成最长(DIFS),其他全是短(SIFS)——百试百中。

编者注(图无 fence 表达):本题图里的 RTS/CTS/DATA/ACK 是带状渐变(梯形)+ IFS 是大括号区间,超出当前 message-sequence 组件 V1 能力,故保留 PNG。等组件 V2 升级后再改成 fence 渲染。

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