我不是專業(yè)的 Wi-Fi 技術工作者。但我可以談談作為統(tǒng)計復用網(wǎng)絡的 Wi-Fi，通用的網(wǎng)絡分布式協(xié)調功能在底層是相通的。

從一個圖展開：

基于這底層邏輯，共享以太網(wǎng)可以用 CSMA/CD，而 Wi-Fi 只能用 CSMA/CA，區(qū)別在 CD(沖突檢測) 和 CA(沖突避免)。

以太網(wǎng)做沖突檢測很簡單，直觀講，假設把信號電壓約束在 0～5V，只要檢測到大于 5 + δV 電壓就意味著沖突，但 Wi-Fi 就沒這么簡單，于是隱藏節(jié)點和暴露節(jié)點問題被拎出來。

在調查評估這些問題事實上有多大影響，需不需要花大力氣解決之前，工人的思路往往是先解決它們。因為無法 CD，則只能 CA。從另一個更合理的角度看，如果不能 CD，最簡單的方法應只保留 CSMA，而不是解決不能 CD 的問題。沒有了 CD，Wi-Fi 的 MAC 邏輯變得更加簡潔：直接隨機二進制退避發(fā)送，直到成功或徹底失敗。

但這種極簡的 MAC 邏輯會帶來比較大的沖突概率，顯然無法滿足性能需求，那么接下來的起點應從物理層入手，從此步入正軌。但即使 802.11 也有犯糊涂的時候，產(chǎn)出了 RTS/CTS 這種復雜但沒卵用的設計。同樣的故事在 TCP 演進過程中經(jīng)常發(fā)生，降低物理層誤碼率，很多擁塞控制層面復雜的丟包檢測機制和算法就不再需要。在物理層尚未做出改變前，等待好于折騰。典型的本末倒置設計一般都是希望其外的金玉掩蓋其中的敗絮開始。

回到上圖，信號特征的區(qū)別是有線無線網(wǎng)絡的最本質區(qū)別，RTS/CTS 的思路也簡單，見招拆招，既然信號在接收端看起來比較拉，就從 receiver 而不是 sender 入手來檢測或避免沖突，流程就順理成章了。

但欲發(fā)送數(shù)據(jù)幀的 sender 根本不知道 receiver 的情況，既不知道距離多遠，也不知道 receiver 附近是否有自己檢測不到的其它傳輸正在發(fā)生，唯一能做的就是低成本詢問。由于共享介質特征，詢問結果至少需要保留一幀成功接收的時間，這次詢問才有意義，于是詢問必須帶有 “資源預留” 的含義：

• sender 附近的節(jié)點均可收到信號強度不弱的 RTS，獲知了 sender 的資源預留申請；
• receiver 如果能收到 RTS 并回復 CTS，CTS 足夠強到讓其附近節(jié)點收到，它們也獲知 sender 的資源申請；
• CTS 回到 sender，sender 開始發(fā)送幀；
• receiver 如果收不到 RTS，sender 將超時重試發(fā)送 RTS；

這樣一來，sender，receiver 附近的所有相關節(jié)點都知道了 sender 將有幀要發(fā)往 receiver，并主動避讓，避讓時間包含在 RTS，CTS 幀頭字段中，大約為 sender 成功發(fā)幀的時間。這一切看起來就是這么順理成章。

理論上，RTS 中應該包含兩個 “避讓時間”，一個是 sender 附近節(jié)點需要避讓的時間 D1，另一個是 receiver 附近節(jié)點需要避讓的時間 D2，由 receiver 在 CTS 中 echo 回來被其附近節(jié)點收到，D1 < D2。原因也不難理解，D1 只是 RTS/CTS 這種短幀來回的時間，而 D2 才是長數(shù)據(jù)幀來回的時間。如果 sender 的 RTS 有去無回，附近其它節(jié)點就可以競爭信道，回避 D2 的時間就沒有必要。

更進一步，D1 甚至可以是 0，只要 sender 附近節(jié)點聽不到 receiver 發(fā)送的 CTS，它們就可以自由和其它節(jié)點通信，從而解決暴露節(jié)點問題。但 802.11 只是簡單的全部避讓。

看起來很不錯的一個機制，但仔細琢磨，它只是在小心翼翼避免根本避免不了或根本不會發(fā)生的問題：

• 如果 sender 要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀很短，何不直接發(fā)送(或者包在 RTS/CTS 中)呢；
• AP 對任何節(jié)點均可達，AP 根本沒有隱藏站，暴露站問題；
• 雖然 RTS/CTS 相比數(shù)據(jù)幀很小，在越來越大的帶寬下，二者影響越來越一致；
• 隱藏站和暴露站并不多見…

如果不能精確認領和解決問題，在彈性系統(tǒng)中交給概率是最好方法。RTS/CTS 機制非常類似 TCP 的 D-SACK，對大多數(shù)場景幫助不大，少數(shù)可以幫助到的場景，獲得的全局收益不大。它也非常像人們集中大量時間和精力優(yōu)化異常流的做法，比如優(yōu)化 TCP 丟包檢查和重傳，卻只為解決非常罕見的問題。

同樣都是 “鏈路資源預留”，電路交換就是精確認領解決問題，仔細品它們的區(qū)別。類似的經(jīng)驗在數(shù)據(jù)中心正在融合，還是那個觀點，網(wǎng)絡越往高速發(fā)展，就越不可抗拒地將設計推回到面向連接的電路交換，同時代價也是昂貴的，但作為非匯聚非骨干的普通接入網(wǎng)絡，高速和通用兼容需要權衡輕重，這一點上，Wi-Fi，TCP，接入以太網(wǎng)有相似的特征，它們成功的原因一致，也踩過同樣的坑。

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