【資料名稱】：無線局域網(wǎng)基礎(chǔ)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(chǔ)知識（上）








2.4GHz頻段劃分圖
5.8G頻段劃分


WLAN 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)演進(jìn)
802.11
IEEE在1997年推出的第一代WLAN標(biāo)準(zhǔn)；
定義了無線局域網(wǎng)的物理層以及MAC層標(biāo)準(zhǔn)；
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(kuò)頻）以及FHSS(跳頻擴(kuò)頻)
采用紅外線傳輸方式
采用DSSS和FHSS技術(shù)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(jī)制。
802.11b標(biāo)準(zhǔn)
1999年9月制定標(biāo)準(zhǔn)
工作在2.4GHz頻段
采用直接序列擴(kuò)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)
802.11g標(biāo)準(zhǔn)
2003年6月制定標(biāo)準(zhǔn)
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(kuò)頻--補(bǔ)償碼鍵控(DSSS--CCK)和正交頻分復(fù)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(biāo)準(zhǔn)
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(hù)機(jī)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(dāng)網(wǎng)絡(luò)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(luò)的總體吞吐量降低。
802.11a標(biāo)準(zhǔn)
1999年9月制定標(biāo)準(zhǔn)
工作在5-GHz頻段
采用正交頻分復(fù)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(luò)性能

WLAN網(wǎng)絡(luò)術(shù)語——服務(wù)集標(biāo)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(luò)模型
IBSS(Independent Basic Service Set) 獨立基本服務(wù)集
用于滿足會議等臨時傳送文件等需求


無線基礎(chǔ)架構(gòu)
AP即無線接入點負(fù)責(zé)802.11到802.3的數(shù)據(jù)橋接、轉(zhuǎn)換
BSA即基本服務(wù)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(kuò)展有線網(wǎng)絡(luò)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(fù)責(zé)STA和AP之間的能力級的交互，認(rèn)證、關(guān)聯(lián)等管理工作，例如
Beacon，Probe，Association，Authentication等
802.11MAC層負(fù)責(zé)客戶端與AP之間的通訊。主要功能包括：掃描、接入、認(rèn)證、加密、漫游和同步。

幀類型-管理幀
Beacon（信標(biāo)）, probe request（探測請求）, probe response（探測響應(yīng)）
Authentication request（認(rèn)證請求）, authentication response（認(rèn)證響應(yīng)）
Association request（關(guān)聯(lián)請求）, association response（關(guān)聯(lián)響應(yīng)）
Deauthentication（解除認(rèn)證）, reassociation request（重關(guān)聯(lián)請求）, reassociation response （重關(guān)聯(lián)響應(yīng)）
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(luò)
當(dāng)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(luò)。

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(rèn)),
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