【資料名稱】：無線局域網(wǎng)基礎知識

【資料作者】：張洋

【資料日期】：2012.01.10

【資料語言】：中文

【資料格式】：PPT

【資料目錄和簡介】：

無線局域網(wǎng)基礎知識（上）








2.4GHz頻段劃分圖
5.8G頻段劃分


WLAN 技術標準演進
802.11
IEEE在1997年推出的第一代WLAN標準；
定義了無線局域網(wǎng)的物理層以及MAC層標準；
定義了物理層的傳輸方式：
兩種使用2.4GHz的RF傳輸方式：DSSS（直接序列擴頻）以及FHSS(跳頻擴頻)
采用紅外線傳輸方式
采用DSSS和FHSS技術時，傳輸速率有1Mbps和2Mbps

在MAC層采用了類似以太網(wǎng)CSMA/CD的CSMA/CA機制。
802.11b標準
1999年9月制定標準
工作在2.4GHz頻段
采用直接序列擴頻(DSSS, direct sequence spread spectrum)
支持4個數(shù)據(jù)速率，最高速率為11Mbps (最大吞吐量約為6.8Mbps)
1, 2, 5.5, 11Mbps
制定不同廠商設備間互操作(通過空氣)的規(guī)范
定義無線鏈路的基本安全性、加密和驗證
部署最廣泛的WLAN標準
802.11g標準
2003年6月制定標準
與802.11b類似，工作在2.4GHz頻段
3個非重疊信道: 1, 6, 11
采用直接序列擴頻--補償碼鍵控(DSSS--CCK)和正交頻分復用(OFDM)傳輸
支持12種數(shù)據(jù)速率，最高速率為54 Mbps
1, 2, 5.5, 11 Mbps (DSSS / 802.11b)
6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps (OFDM)
向后完全兼容802.11b標準
最大吞吐量約為24Mbps
2.4-GHz信道的使用
802.11b/g (2.4 GHz)信道的重用
802.11g保護機制
問題: 802.11b工作站無法解碼802.11g 無線信號。
802.11b/g接入點與802.11b客戶端通信時最高的數(shù)據(jù)速率為11 Mbps。
802.11b/g接入點與802.11g客戶端通信時最高的數(shù)據(jù)速率為54 Mbps。
當網(wǎng)絡中存在802.11b客戶端時，802.11b/g接入點采用RTS/CTS或CTS to self來避免沖突。
802.11b客戶端從CTS幀中獲知802.11g傳輸持續(xù)的時間。
由于引入額外的開銷，網(wǎng)絡的總體吞吐量降低。
802.11a標準
1999年9月制定標準
工作在5-GHz頻段
采用正交頻分復用(OFDM, orthogonal frequency-division multiplexing)
支持8種數(shù)據(jù)速率，最高速率為54 Mbps (最大吞吐量約為32Mbps)
6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbps
中國使用149、153、157、161、165
需要傳輸功率控制和動態(tài)頻率選擇(802.11h)
802.11 a/b/g網(wǎng)絡性能

WLAN網(wǎng)絡術語——服務集標識符 (SSID)
SSID用來邏輯劃分WLAN
客戶端和AP上的SSID值必須匹配
AP在beacon幀(一種管理幀)中廣播SSID
客戶端可以不需要配置SSID
Ad Hoc 網(wǎng)絡模型
IBSS(Independent Basic Service Set) 獨立基本服務集
用于滿足會議等臨時傳送文件等需求


無線基礎架構(gòu)
AP即無線接入點負責802.11到802.3的數(shù)據(jù)橋接、轉(zhuǎn)換
BSA即基本服務區(qū)域 AP的覆蓋區(qū)域
DS即分布式系統(tǒng)
無線是一個半雙工介質(zhì)



無線網(wǎng)橋
通過無線網(wǎng)橋來擴展有線網(wǎng)絡的連接
距離幾公里
點到點
點到多點
配置相同的SSID和信道



802.11幀格式
802.11 幀控制域結(jié)構(gòu)
802.11幀類型
802.11MAC 報文分類：
---數(shù)據(jù)幀
用戶的數(shù)據(jù)報文
---控制幀
協(xié)助發(fā)送數(shù)據(jù)幀的控制報文，例如：RTS、CTS，ACK等
---管理幀
負責STA和AP之間的能力級的交互，認證、關聯(lián)等管理工作，例如
Beacon，Probe，Association，Authentication等
802.11MAC層負責客戶端與AP之間的通訊。主要功能包括：掃描、接入、認證、加密、漫游和同步。

幀類型-管理幀
Beacon（信標）, probe request（探測請求）, probe response（探測響應）
Authentication request（認證請求）, authentication response（認證響應）
Association request（關聯(lián)請求）, association response（關聯(lián)響應）
Deauthentication（解除認證）, reassociation request（重關聯(lián)請求）, reassociation response （重關聯(lián)響應）
ATIMAnnouncement Traffic Indication Message （通告?zhèn)鬏斨甘鞠�息�?br /> 802.11MAC層原理 —— 用戶接入管理過程
802.11MAC層原理 ——Scanning
802.11MAC 使用Scanning功能來完成Discovery
尋找和加入一個網(wǎng)絡
當STA漫游時尋找一個新的AP

Passive Scanning
通過偵聽AP定期發(fā)送的Beacon幀來發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡。

Active Scanning
在每個信道上發(fā)送Probe request報文，從Probe Response中獲取BSS的基本信息。


802.11 MAC層原理 ——Authentication



RTS/CTS
幀類型-控制幀
RTS Request to send (請求發(fā)送),
CTS clear to send (清除發(fā)送),
ACK acknowledgment (確認),
PS-Poll Power Save Poll (節(jié)電輪詢),

RTS/CTS

幀類型-數(shù)據(jù)幀
Simple data
Null function (empty frame)
無線連接的過程


無線連接的過程


無線連接的過程
WLAN安全的發(fā)展歷程
WPA和WPA2模式