目录

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一. Frame Format

1.1 RTS Duration

1.2 CTS Duration

二. 隐藏节点问题与RTS/CTS

2.1 RTS/CTS流程

三. 暴露节点问题

一. Frame Format

• RTS：Request To Send，即请求发送，是一个单播帧，没有加密。
• CTS：Clear To Send，即信道清除，也是一个单播帧。节点在收到CTS后，确认信道是空闲的，可以发送，没有加密。

RTS和CTS这两个控制帧的格式很简单，主要就是Duration字段，后面会介绍，然后就是RTS比CTS多了一个TA字段。

1.1 RTS Duration

1.2 CTS Duration

用来应答 RTS 时，CTS 帧的发送端会以 RTS 帧的 duration 值作为持续时间的计算基准。CTS帧发送端会将 RTS 帧的 duration 值减去发送CTS帧及其后短帧间隔所需的时间，然后将计算结果置于 CTS 的 Duration 位。

二. 隐藏节点问题与RTS/CTS

节点2可以跟节点1和节点3通信，不过某些因素(例如距离远)导致节点1与节点3无法直接通信，节点1和3就互为隐藏节点。如果使用简单的transmit-and-pray协议，节点1与节点3有可能在同一时间传送数据，这会造成节点2无法正确接收数据，但是节点1与节点3也无从得知错误发生，只有节点2知道有冲突发生，节点2不会反馈ACK，最终这一轮传输失败。这一轮失败之后，节点1与节点3采用BEB算法重新选择随机数进行回退，但是由于两者没有办法互相监听，所以很容易再次出现同时传输的现象。所以在隐藏终端的情况下，网络性能最差时是无法传递数据包的，换言之，节点1与节点3的吞吐量都趋近于0。

在DCF中，引入了RTS/CTS机制来解决“隐藏节点”的问题。

2.1 RTS/CTS流程

1. 节点1已经breakoff至0，其首先发送RTS数据帧给节点2；

2. 若在节点2处没有冲突，即节点2成功解调出节点1的RTS，节点2会在等待SIFS之后发送CTS帧给节点1。由于无线信道是一个广播信道，要是帧没有加密的话，那么所有节点都是可以解析其信息的，所以这里节点2虽然是发送CTS给节点1，但其他节点也是也可以解析CTS信息：

(1) 当节点1接收到CTS后，其发现该CTS是之前自己发送RTS的反馈，即节点1知道信道空闲。再等待SIFS后，节点1发送数据frame，当数据传输完成之后，节点2向节点1反馈ACK，从而最终完成一次传输。

(2) 当其他节点接收到CTS之后，会发现该CTS不是我请求获得。它们会将CTS数据帧的duration给提出，并设置在自己本地的NAV（Network Allocation Vector）上。若NAV没有倒数到0，那么其会主动暂停其随机回退计数值。

两个节点发RTS也是会出现冲突的，所以RTS/CTS的思维就是 "采用小的数据包碰撞，来避免大的数据包碰撞" 。因此如果数据包太小，则不需要采用RTS/CTS机制了。

RTS Threadshold

如果802.11 网卡的驱动程序支持，用户可通过调整 RTS阈值 (RTS threshold) 来控制RTS/CTS 交换过程。只要大于此阈值，RTS/CTS 交换过程就会进行，小于此阈值则会直接传送帧。此阈值一般应该设定为2347 byte ，如果网络吞吐相当低或重传比例偏高，可以降低 RTS 阈值值以启动 RTS 清空机制。

Fragmentation Threshold

相匹配的还有个分片阈值(fragmentation threshold)，用来进行MAC 层级的帧分片，该阈值默认值是2346，或物理层所容许的 MAC最大长度，如果帧超过这个阈值则会进行分片。RF物理层所使用的MAC长度通常是4096个字节，因此这个参数通常默认为2346 byte。这个分片阈值通常与RTS/CTS经常一并运行。这个参数设得太低，有效吞吐量反而会下降，因为确认每个片段必须用掉额外的时间，同样地，设得太高也会降低有效吞吐量，因为较大帧一旦损毁，便会增加无线信道重传的负担。

Retry Limit
1. 长帧重传限制 (long retry limit) ：适合大于RTS阈值的帧，默认值为4。需要用到RTS/CTS 清空机制的有4 次重传机会，如果该遭丢弃，就会通知较上层的协议。

2. 短帧重传限制(short retry limit)：适合小于RTS阈值的帧，默认值为7。

RTS Threadshold、Fragmentation Threshold、Retry Limit的默认值说明均来自《OReilly-802.11_Definitive Guide》，可以调整。

三. 暴露节点问题