WLAN基础原理(802.11)
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802.11协议精读学习资料整理一、概述802.11是一种无线局域网(WLAN)协议,它定义了在无线通信中如何实现高速数据传输和网络连接。
该协议的发展始于20世纪90年代初,经过多次更新和改进,如今已经成为无线网络通信的重要标准之一。
本文将对802.11协议进行精读,以帮助读者深入了解该协议的细节和工作原理。
二、802.11协议的主要特性1. 网络拓扑结构802.11协议支持两种主要的网络拓扑结构:基础设施模式和自组织(ad-hoc)模式。
基础设施模式下,无线终端通过接入点(Access Point,简称AP)连接到有线网络。
而在自组织模式下,无线终端可以直接与其他终端进行通信,而不需要基础设施的支持。
2. 频段和信道802.11协议操作在多个频段上,包括2.4GHz和5GHz频段。
每个频段又被划分为多个不重叠的信道,通过在不同信道上进行通信,可以减少干扰和提高系统容量。
3. 链路管理802.11协议提供了一套链路管理机制,用于在无线网络中建立和维护通信链路。
这些机制包括身份验证、关联和漫游等。
身份验证验证终端的身份,关联将终端与AP建立关联关系,而漫游则用于在多个A P之间切换。
4. 介质访问控制(MAC)802.11协议使用的MAC层协议是基于载波侦听多路访问/冲突避免(Carrier Sense Multiple Access with CollisionAvoidance,简称CSMA/CA)的。
CSMA/CA机制通过监听信道上的活动,避免数据碰撞并提高传输的可靠性。
5. 系统容量与速率自适应802.11协议支持自适应调制和编码方案,以根据无线信道的质量和干扰程度来选择合适的调制和编码参数。
这样可以提高系统的容量和传输速率。
三、学习资料推荐是一些学习资料,可以帮助读者更深入地学习和理解802.11协议:1. 《802.11 Wireless Networks: The Definitive Guide》这本书由MatthewGast撰写,是对802.11无线网络的全面介绍。
wlan 802.11基本原理
一、概述WLAN(无线局域网)是指在较小的地理区域内通过无线通信技术连接局域网的一种网络。
它的出现让人们不再被有线网络所束缚,可以更加自由方便地进行网络通信和信息传输。
而802.11则是WLAN的一种工作标准,是由IEEE(美国电气和电子工程师协会)制定的一组无线网络标准。
二、802.11的基本原理1. 802.11的起源1997年,IEEE发布了第一个802.11标准,它能够支持最高2Mbps 的数据传输速度。
此后,IEEE陆续推出了多个更新版本的802.11标准,以满足不断增长的无线通信需求。
2. 802.11工作原理802.11标准主要包括物理层和数据链路层两个方面。
物理层主要规定了无线网络的传输介质和传输速率等参数,而数据链路层则负责数据的分组和发送。
3. 802.11的传输媒介和传输模式802.11使用的传输媒介包括2.4GHz和5GHz的无线频段,其中2.4GHz频段广泛应用于家庭和企业网络,而5GHz频段则可以提供更高的传输速率和更少的干扰。
另外,802.11标准支持的传输模式包括点对点传输、点对多点传输和多点对多点传输等。
4. 802.11的网络结构802.11网络通常包括一个或多个无线接入点(AP)和多个无线客户端设备。
无线接入点负责管理无线网络,而无线客户端设备则连接到无线接入点来进行数据传输。
5. 802.11的数据传输机制802.11使用CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)技术来协调无线网络中的数据传输。
通过监听无线信道的繁忙状态,避免数据冲突,确保数据的可靠传输。
6. 802.11的安全机制为了保障无线网络的安全性,802.11标准提供了WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi Protected Access)和WPA2等多种安全机制,可以有效地防止未经授权的用户对无线网络进行入侵和窃听。
802.11无线局域网(wlan)
802.11无线局域网(wlan)摘要在这个计算机高速发展的时代,伴随着网络的技术的不断发展与应用。
传统的有线局域网虽然有着信号传输稳定,传输质量也比较高, 信号受房间格局、障碍物、气候、电磁干扰影响小等方面的优势。
但随着人们对移动办公的要求越来越高,传统的有线局域网要受到布线的限制,高效快捷、组网灵活的无线局域网应运而生。
无线局域网是不使用任何导线或传输电缆连接的局域网,而使用无线电波作为数据传送的媒介,传送距离一般只有几十米。
无线局域网的主干网路通常使用有线电缆,无线局域网用户通过一个或多个无线接取器接入无线局域网。
在有线世界里,以太网已经成为主流的LAN技术有线网络在某些场合要受到布线的限制:布线、改线工程量大;线路容易损坏;网中的各节点不可移动。
特别是当要把相离较远的节点联结起来时,敷设专用通讯线路布线施工难度之大,费用、耗时之多,实是令人生畏。
这些问题都对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞,限制了用户联网。
与有线局域网相比较,无线局域网具有开发运营成本低、时间短,投资回报快,易扩展,受自然环境、地形及灾害影响小,组网灵活快捷等优点。
可实现“任何人在任何时间,任何地点以任何方式与任何人通信”,弥补了传统有线局域网的不足。
关键词:局域网,无线局域网,IEEE802.11,射频技术,扩频技术,调制解调技术,信道差错控制技术,分集技术,天线技术目次1 引言 (1)2 802.11WLAN简介 (1)2.1 802.11a (3)2.2 802.11b (4)2.3 802.11n (6)2.4 802.11ac (6)2.5 802.11ad (7)3 802.11WLAN关键技术简介 (7)3.1 射频与扩频技术 (8)3.2 调制与复用技术 (10)3.3 差错控制技术 (15)3.4 分集与天线技术 (16)4 802.11WLAN的应用 (21)结论 (23)致谢 (24)参考文献 (25)1 引言局域网简称LAN,是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组。
IEEE802.11无线局域网标准简介
IEEE802.11⽆线局域⽹标准简介IEEE802.11⽆线局域⽹标准简介⽆线局域⽹是计算机⽹络与⽆线通信技术相结合的产物。
它利⽤射频(RF)技术,取代旧式的双绞铜线构成局域⽹络,提供传统有线局域⽹的所有功能,⽹络所需的基础设施不需再埋在地下或隐藏在墙⾥,也能够随需移动或变化。
使得⽆线局域⽹络能利⽤简单的存取构架让⽤户透过它,达到“信息随⾝化、便利⾛天下”的理想境界。
WLAN是20世纪90年代计算机与⽆线通信技术相结合的产物,它使⽤⽆线信道来接⼊⽹络,为通信的移动化,个⼈化和多媒体应⽤提供了潜在的⼿段,并成为宽带接⼊的有效⼿段之⼀。
⼀、IEEE802.11⽆线局域⽹标准1997年IEEE802.11标准的制定是⽆线局域⽹发展的⾥程碑,它是由⼤量的局域⽹以及计算机专家审定通过的标准。
IEEE802.11标准定义了单⼀的MAC层和多样的物理层,其物理层标准主要有IEEE802.11b,a和g。
1.1 IEEE802.11b1999年9⽉正式通过的IEEE802.11b标准是IEEE802.11协议标准的扩展。
它可以⽀持最⾼11Mbps的数据速率,运⾏在2.4GHz的ISM频段上,采⽤的调制技术是CCK。
但是随着⽤户不断增长的对数据速率的要求,CCK调制⽅式就不再是⼀种合适的⽅法了。
因为对于直接序列扩频技术来说,为了取得较⾼的数据速率,并达到扩频的⽬的,选取的码⽚的速率就要更⾼,这对于现有的码⽚来说⽐较困难;对于接收端的RAKE接收机来说,在⾼速数据速率的情况下,为了达到良好的时间分集效果,要求RAKE接收机有更复杂的结构,在硬件上不易实现。
1.2 IEEE802.11aIEEE802.11a⼯作5GHz频段上,使⽤OFDM调制技术可⽀持54Mbps的传输速率。
802.11a与802.11b两个标准都存在着各⾃的优缺点,802.11b的优势在于价格低廉,但速率较低(最⾼11Mbps);⽽802.11a优势在于传输速率快(最⾼54Mbps)且受⼲扰少,但价格相对较⾼。
ieee 802.11k协议原理
ieee 802.11k协议原理
IEEE 802.11k是一项无线局域网(WLAN)协议,旨在提供更好的无线网络性能和用户体验。
该协议的主要原理包括下面几个方面:
1. 邻居报告(Neighbor Report): IEEE 80
2.11k定义了一种邻居报告机制,允许AP(访问点)收集,整理和分发附近其他AP的信息。
这些信息包括邻近AP的信号强度,吞吐量以及可用频道等,可以帮助无线客户端更有效地选择连接到最佳的AP。
2. 无线信道信息(Wireless Channel Information): 802.11k允许AP提供有关当前无线通道质量的信息,例如信道利用率、噪声水平和信道状态。
客户端可以利用这些信息进行智能的信道选择,以避免拥塞和干扰。
3. 客户端测量(Client Measurements): 802.11k定义了一套客户端测量机制,以评估连接质量和网络性能。
客户端可以通过测量AP的响应时间、信号质量、丢包率等参数,确定当前连接是否稳定,如果不稳定则可以切换到更好的AP或频道。
4. 网络优选(Network Assistance): IEEE 802.11k还包括网络优选机制,可以帮助客户端更好地选择最佳的网络,例如根据AP的负载和性能指标,避免连接到拥塞的AP或无法提供良好服务的AP。
总之,IEEE 802.11k协议通过提供邻居报告、无线信道信息、
客户端测量和网络优选等机制,使无线网络能够更智能地管理和优化无线连接,提供更好的网络性能和用户体验。
WLAN 802.11
.4C H A P T E R无线局域网-IEEE 802.11主要内容IEEE 802.11的基本原理介质访问控制层(MAC)协议载波侦听多址访问/冲突避免CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoid)安全有线等效保密WEP (Wired Equivalent Privacy)协议无线局域网覆盖范围在一个建筑物内访问一般在100m以内(室外增大功率可达300m) 提供LAN和Internet的接入提供高速数据速率802.11b 11Mbps802.11b/g 54 Mbps支持移动性成本低无线局域网的主要标准HIPERLANHigh Performance Radio LAN(高性能无线LAN) 欧洲标准(欧洲电信标准化协会ETSI下的宽带无线电接入网络BRAN小组制定的),HiperLan1和HiperLan2两个标准,物理层最高速率为54Mpbs(网络层25Mpbs)。
IEEE 802.11美国标准目前在世界范围内主导市场本课程中主要讨论802.11标准IEEE 802.11 的两种模式基础设施模式(Infrastructure Mode) 终端与访问点AP (Access Point)通信无基础设施模式(Ad Hoc Mode)终端进行对等网(peer-to-peer)通信(不需要AP)IEEE 802 协议层OSI参考模型各层功能物理层对物理信号的编解码前同步码的产生与去除透明比特传输介质访问控制(MAC) 层发送端:数据打包成帧进行传输接收端:拆帧并进行错误检测实现和维护MAC协议协调用户对共享介质的访问(寻址)逻辑链路控制(LLC) 层向高层协议提供服务接口,建立和释放数据链路层的连接 进行流控制和错误控制给帧加上编号物理层802.11 支持3种物理传输介质红外(Infrared)实现简单,成本低传输距离短,可视距离射频(2 种)跳频扩频(FH-DS)直接序列扩频(DSSS)覆盖范围较大(比如,可以穿透墙壁)如何访问一个网络?基础设施模式加入网络的四个步骤1.发现可用网络比如,基本服务集(BSS)2.选择一个网络(BSS)3.认证(Authentication)4.结合(Association)步骤1:发现可用网络被动扫描AP周期地发送信标帧(Beacon frame),其中包括: AP的MAC地址,网络名称(服务集标识Service SetIdentifier,即SSID)等。
ieee802.11、802.15、802.16、802.20标准简介
ieee802.15工作原理
1
IEEE 802.15使用无线电波或红外线进行通信,具 有多种传输速率和传输距离选项。
2
它支持星型、树型和网状拓扑结构,可以根据应 用需求选择合适的结构。
它是一种点到多点的无线宽带接入技术,能够提供高速的数据传输速率 和大带宽的无线连接。
IEEE 802.16标准最初是为了解决城市“最后一公里”的接入问题而制定 的。
ieee802.16工作原理
IEEE 802.16标准支持多种调制方式和编码方式 ,可以根据信道质量和用户需求进行动态调整 。
它使用OFDMA(正交频分多址)技术,允许 多个用户在同一时间使用不同的频段进行通信 ,提高了频谱制,可 以根据不同业务需求提供差异化的服务。
ieee802.16应用场景
01
IEEE 802.16广泛应用于城市宽带接入、城域网回传、移动网络 接入等领域。
02
它能够提供高速、可靠的无线连接,适用于固定、便携和移动
设备。
IEEE 802.16已经成为全球范围内广泛应用的无线宽带接入标准
03
提供1, 2, 5.5和11Mbps的传输 速率。
ieee802.11应用场景
家庭和企业网络 • 数据传
• 互联网接入 • 文件共享
ieee802.11应用场景
01
移动设备
02
• 智能手机
03
• 笔记本电脑
04
• PDA
02
ieee802.15标准简介
ieee802.15概述
IEEE 802.15是一组无线个人局域网 (WPAN)标准,通常用于近距离 无线通信,如蓝牙(Bluetooth)和 Zigbee。
802.11协议精读1学习资料整理
802.11协议精读1学习资料整理1. 引言2. 802.11协议背景2.1 无线局域网(WLAN)无线局域网,简称WLAN,是一种用于无线数据通信的计算机网络。
与有线局域网相比,WLAN无需通过物理线缆连接,可以提供更高的可移动性和灵活性。
2.2 802.11协议的出现802.11协议最早由英国伦敦特许大学学院(University College London)的教授诺曼·阿布尔森(Norman Abramson)提出,被称为“阿布尔森无线电网”,是无线局域网的前身。
后来,IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)成立了专门的工作组来制定无线局域网标准,并于1997年发布了第一个版本的802.11协议。
2.3 802.11协议的发展随着无线通信技术的不断发展,802.11协议也不断演进和改进。
目前,市场上主要采用的是802.11a/b/g/n/ac/ax等不同版本的协议,它们在频段、速率、信道带宽等方面有所不同,以适应不同的应用场景和需求。
3. 802.11协议基本原理3.1 802.11协议的工作原理802.11协议使用无线电波进行数据传输。
通信的两端分别是一个发射器和一个接收器。
发射器将数据转换成无线电信号并发送出去,接收器接收到信号后将其转换回数据。
3.2 802.11协议的通信过程802.11协议的通信过程可以分为三个阶段:认证(Authentication)、关联(Association)和数据传输(Data Transfer)。
在认证阶段,客户端设备需要提供身份信息,并与无线接入点进行身份验证。
在关联阶段,客户端设备与无线接入点建立连接,并进行通信准备工作。
在数据传输阶段,客户端设备和无线接入点通过无线信道进行数据传输。
3.3 802.11协议的安全性为了保证无线网络的安全性,802.11协议提供了多种安全机制,如WEP(Wired Equivalent Privacy)、WPA(Wi-Fi Protected Access)和WPA2等。
wlan的工作原理
wlan的工作原理无线局域网(WLAN)是一种无线通信技术,用来连接计算机、智能手机、平板电脑等设备,实现数据传输和网络访问。
WLAN的工作原理是基于无线电波和网络协议的组合。
首先,WLAN利用无线电波实现数据的传输。
发送设备,比如无线路由器或者无线接入点,通过无线天线将数据转化为无线电波,然后发射出去。
接收设备,比如电脑或者手机,通过无线适配器接收到无线电波,并将其转化为数字信号。
其次,WLAN使用网络协议来管理数据传输。
常用的网络协议是IEEE 802.11系列标准,其中包括了802.11a、802.11b、802.11g、802.11n以及802.11ac等等。
这些标准规定了无线设备之间如何进行通信,包括信道选择、数据编码和解码、功率控制等方面的规范。
当设备连接到WLAN网络时,它首先需要进行身份验证。
这可以通过输入预先设置的密码或者使用网络安全协议(比如WEP、WPA或者WPA2)来实现。
一旦身份验证通过,设备就可以加入WLAN网络,并开始进行数据传输。
在WLAN网络中,无线路由器或者无线接入点充当着数据的中转站。
它们接收来自发送设备的无线电波,然后将其转发到网络上。
同样,它们也接收来自网络的数据,然后转化为无线电波发射给接收设备。
除了无线路由器或者无线接入点,WLAN网络还可以包括无线扩展设备,用来增强无线信号范围和覆盖面积。
这些设备通过与主设备的无线连接,将信号扩展到更远的地方。
总结来说,WLAN的工作原理是利用无线电波进行数据传输,通过网络协议来管理通信过程。
无线路由器和无线接入点充当数据的中转站,将无线电波转发到网络上,同时也将网络数据转化为无线电波传输给接收设备。
无线扩展设备可以扩大无线信号范围。
通过这种方式,WLAN实现了无线设备之间的数据传输和网络访问。
WIFI协议详解
WIFI协议详解一、引言WIFI(无线保真)协议是一种用于无线局域网(WLAN)的通信协议,它基于IEEE 802.11标准,并且为无线设备之间的数据传输提供了一种可靠的方式。
本文将详细介绍WIFI协议的相关内容,包括其工作原理、协议规范以及安全性等方面。
二、工作原理1. 无线网络基础架构WIFI网络由一个或多个无线接入点(Access Point,AP)组成,每个AP负责管理无线设备的连接。
无线设备(如笔记本电脑、智能手机等)通过与AP建立连接,可以实现与其他设备之间的数据传输。
2. 信道和频段WIFI协议使用2.4GHz和5GHz两个频段进行无线通信。
每个频段被划分为多个信道,不同信道之间相互独立,可以减少干扰。
用户可以选择合适的信道进行无线网络连接。
3. 无线设备连接当无线设备与AP建立连接时,首先需要进行身份验证。
常见的身份验证方式包括开放式身份验证和共享密钥身份验证。
验证通过后,无线设备将获得一个IP地址,可以通过该IP地址与其他设备进行通信。
4. 数据传输WIFI协议使用CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)机制来进行数据传输。
在传输数据之前,无线设备会先监听信道是否有其他设备正在传输数据,以避免碰撞。
如果信道空闲,设备将发送数据,否则等待一段时间后再次尝试。
三、协议规范1. IEEE 802.11标准WIFI协议基于IEEE 802.11系列标准进行制定和规范。
最初的标准是在1997年发布的IEEE 802.11标准,后续又发布了802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac等多个版本,不断提升了无线网络的速度和性能。
2. 速率和带宽WIFI协议支持不同的速率和带宽选项。
最初的802.11标准支持的速率为2Mbps,后续的版本逐渐提高到54Mbps、300Mbps甚至更高。
802.11 物理层链路层原理
802.11 物理层链路层原理
802.11是无线局域网(WLAN)的一种标准,定义了无线网络设备之间进行通信的物理层和链路层原理。
在物理层,802.11使用2.4GHz和5GHz频段的无线电波来传输数据。
它采用了多种调制技术,包括基于正交频分多路复用(OFDM)的调制方式,能够提供更高的传输速率和更好的抗干扰能力。
物理层还定义了信道的选择和管理机制,以及数据帧的传输方式。
在链路层,802.11使用了位于数据链路层的两个子层:逻辑链路控制(LLC)和介质访问控制(MAC)层。
LLC 层负责对上层数据的封装和解封装,提供可靠的数据传输服务。
而MAC层负责对物理信道的访问控制,以及对数据帧的传输进行管理。
在MAC层,802.11
使用了一种称为CSMA/CA(载波监听多路访问/冲突避免)的机制来实现无线信道的共享。
它通过监听无线信道的状态,避免多个设备同时发送数据而引起的冲突。
当检测到信道空闲时,设备才发送数据。
如果多个设备同时发送数据引起冲突,设备将通过随机等待一段时间再次尝试发送。
除了CSMA/CA机制,802.11还定义了一些其他的机制,如帧的封装格式、数据帧的加密和认证、无线接入点(AP)的选择和切换等等。
这些机制都有助于提供可靠性、安全性和高效性的无线网络通信。
无线网络安全 IEEE802.11简介
(2)MAC地址过滤
接入点AP存有一个允许接入无线局域网的STA的MAC地 址列表,阻止非列表内的STA访问请求。 由于MAC地址通常是明文传输,攻击者可轻松地嗅到 MAC地址。另外,无线网卡允许通过软件更换MAC地址。 一个攻击者能使用这些“特性”通过对网卡的编程, 伪装成有效的MAC地址,进入并享有网络。
12.2 早期的无线网络安全及漏洞
12.2.1 早期的无线网络安全
安全问题对早期的无线局域网来说不是大问题。那时设 备是私有的,互相不兼容。许多无线局域网使用服务区 标识符(SSID)和MAC地址过滤作为安全的基本形式。这 两种方式都是不安全的,无线监听可以找到合法的MAC地 址和服务区标识符SSID。
12.1.2 无线局域网标准的演进
标准 802.11 802.11a 802.11b 最大传输率 典型距离 工作频段 评注 2Mbps 50-100m 2.4GHz 54Mbps 50-100m 5GHz 昂贵,不与
80.211b兼 容
11Mbps
50-100m
2.4GHz
已成为主流
802.11g
(3)连接到AP 连接到AP的过程称为关联。当你相连接时,先发送 关联请求,接入点以关联响应回答。如果响应是肯定的, 那么现在你就与接入点关联上了。
(4)漫游 如果同一网络中有几个接入点,你的STA可能选择将 其关联从当前AP移动到新的AP。首先,它必须使用解除 关联,与原来的AP断开连接,然后使用重新关联,连接 到新的AP。重新关联包含一些与原来的AP有关的信息, 能够移交更顺利,这些信息让新的AP与原来的AP对话, 确定已经发生了漫游。
无线网络的分类
全球无线标准
802.11网络及ap简介
AP定义
要点一
无线接入点(AP)
AP是一种无线设备,用于在局域网(WLAN)和有线网络 之间提供无线连接。AP通常用于家庭、办公室和其他公共 场所的网络设置。
要点二
AP的主要功能
AP的主要功能是提供无线覆盖,将无线设备(如笔记本电 脑、智能手机和平板电脑)连接到网络。AP可以与有线网 络集成,实现无线和有线网络的互操作性。
移动设备
移动设备如智能手机、平板电脑、笔 记本电脑等,可以通过内置的无线网 卡或外部无线网卡连接到802.11网络 。
网络基础架构
无线接入点(AP)
无线接入点是802.11网络中的基础设备之一,它负责将无线信号转换为有线网 络,并实现网络数据的传输。
分布式系统(DS)
分布式系统是由多个无线接入点组成的网络架构,它可以实现无线信号的覆盖 和无缝切换,提高网络的可用性和性能。
802.1x认证
802.1x认证概述
802.1x是一种基于端口的网络访问控制协议 ,它提供了对无线网络的进一步保护。
802.1x认证的优点
802.1x认证可以防止未经授权的设备访问网 络,同时提供了更高级的安全性,如EAP(
可扩展认证协议)和PEAP(受保护的EAP )。
05
802.11 AP概述
802.11网络使用HTTP(Hypertext Transfer Protocol)协议,以实现网页浏览和数据传输。
FTP
802.11网络使用FTP(File Transfer Protocol)协议,以实现文件传输。
04
802.11网络安全
WEP加密
WEP加密概述
WEP(Wired Equivalent Privacy)是一 种用于保护无线网络安全的标准,其目 标是提供与有线网络相当的保密性。
无线WiFi-802.11
WLAN网络基础
• BSS
• 基本服务集,是802.11网络提供服务的基本单元,在一个 BSS域内,Station能相互通信。
4
WLAN网络基础
• ESS • 由多个使用相同SSID的BSS组成,SSID用
来标识ESS。
5
目录
• WLAN网络基础 • IEEE802.11协议族成员 • IEEE802.11MAC层原理 • IEEE802.11n • IEEE802.11漫游技术
Subtype
1010 1011 1100 1101 1110 1111
Power Save-Poll(省电模式-轮询) RTS(请求发送) CTS(允许发送) ACK(应答) CF-End(免竞争期间结束) CF-End(免竞争期间结束)+CF-Ack(免竞争回应)
Type=10 数据帧 Subtype
0000 Data(数据) 0100 Null data(无数据) 1000 QoS Data
16
IEEE802.11MAC层原理
• 控制帧的应用(RTS、CTS)
• RTS/CTS是802.11协议用来减少由隐藏节点问题所造成的 冲突的机制。
• 碰撞出现的问题
AP1向STA发送数据,AP2也向STA发送数据,STEE802.11n技术
• MIMO-OFDM
MIMO和OFDM技术的结合,因为MIMO技的多径效应会导致信号在 接收侧容易串扰,导致高误码率 OFDM调制技术是将信道分为若干正交子信道(副载波)将高速数据 信号转换成并行的低速子数据流,调制到在每个子信道上进行传输。 正交信号可以在接收端通过相关技术分开,从而减少串扰
0000 Association request(连接要求) 0001 Association response(连接应答) 0010 Reassociation request(重新连接要求) 0011 Reassociation response(重新连接应答) 0100 Probe request(探查要求) 0101 probe response(探查应答) 1000 Beacon(导引信号) 1001 ATIM(数据代传指示通知信号) 1010 Disassociation(解除连接) 1011 Authenciation(身份验证) 1100 Deauthentication(解除认证)
WLAN基本原理介绍
无线分公司无线网络部 周陈葵
1
福建省电信有限公司无线分公司
〖主要内容〗 主要内容〗
一、WLAN基本概念 WLAN基本概念 二、WLAN互联结构 WLAN互联结构 三、WLAN的操作 WLAN的操作 四、WLAN安全性 WLAN安全性
2
福建省电信有限公司无线分公司
12
福建省电信有限公司无线分公司
一、WLAN基本概念 一、WLAN基本概念
2、802.11g通信速率与距离 802.11g通信速率与距离 由于802.11g在2.4GHz频段采用了与802.11b相同的调制 由于802.11g在2.4GHz频段采用了与802.11b相同的调制 技术,因此802.11g设备在采用CCK调制时与802.11b设备具 技术,因此802.11g设备在采用CCK调制时与802.11b设备具 有相同的距离范围。802.11g虽然也采用了与802.11a相同的 有相同的距离范围。802.11g虽然也采用了与802.11a相同的 调制技术OFDM,但由于802.11a设备是工作在5GHz,较 调制技术OFDM,但由于802.11a设备是工作在5GHz,较 802.11g设备有更多的信号损耗,所以802.11g设备有比 802.11g设备有更多的信号损耗,所以802.11g设备有比 802.11a设备更远的覆盖范围。 802.11a设备更远的覆盖范围。
福建省电信有限公司无线分公司
3
一、WLAN基本概念 一、WLAN基本概念
(三)802.11b的物理层 (三)802.11b的物理层
1、使用频段 无线传输的频点定义在2.4GHz的ISM波段内,即2.4— 无线传输的频点定义在2.4GHz的ISM波段内,即2.4— 2.4835GHz频段。在各个国际无线管理机构中,例如美国的 2.4835GHz频段。在各个国际无线管理机构中,例如美国的 USA,欧洲的ETSI和日本的MKK都是非注册使用频段。因此, USA,欧洲的ETSI和日本的MKK都是非注册使用频段。因此, 使用WLAN设备不需要任何无线频率的许可。 使用WLAN设备不需要任何无线频率的许可。 2、物理层传输技术 802.11b 采用DSSS(direct sequence spread spectrum) 采用DSSS(direct 技术,支持1Mbps、2Mbps、 技术,支持1Mbps、2Mbps、5.5Mbps 和11Mbps等四种传输速 11Mbps等四种传输速 率,在不同传输速率下,其采用的调制技术也不一样。
802.11kvr工作原理
802.11kvr工作原理
802.11k是一个Wi-Fi标准,也被称为无线网络选择优化(WNS)。
它旨在通过改善无线网络的性能和效率来提高用户体验。
802.11k的工作原理涉及到网络中的客户端设备和接入点之间的交互,以便客户端设备可以更智能地进行网络选择和切换。
首先,802.11k通过在网络中实施一种称为“邻域报告”的机制来收集有关网络中其他接入点的信息。
这些邻域报告包括有关其他接入点的信道利用率、信号强度和质量等信息。
这些信息被发送到网络中的客户端设备。
客户端设备收集到邻域报告后,可以利用这些信息来做出更智能的网络选择和切换决策。
例如,当一个客户端设备发现当前连接的接入点信号质量下降,它可以通过邻域报告获取其他接入点的信息,并决定是否切换到另一个接入点以获得更好的连接质量。
另外,802.11k还可以帮助减少对网络的干扰,提高网络整体的容量和效率。
通过更智能的网络选择和切换,可以减少网络中不必要的信道切换和干扰,从而提高整体的网络性能。
总的来说,802.11k的工作原理主要是通过收集邻域信息并使客户端设备能够更智能地进行网络选择和切换,从而提高无线网络的性能和效率,以改善用户的连接体验。
ieee.802.11p的工作原理
ieee.802.11p的工作原理IEEE 802.11p是一种无线通信标准,也被称为Wireless Access in Vehicular Environments(WAVE),它主要应用于车辆与车辆之间的通信,也被视为一种短距离的无线接入技术。
以下是对其工作原理的简要介绍:1. 物理层(Physical Layer):这是IEEE 802.11p协议的最底层,主要负责处理无线信号的发送和接收。
它包括调制、扩频、解扩频、混频等操作,以将数据转化为适合无线传输的信号。
2. 数据链路层(Data Link Layer):这一层包括逻辑链路控制子层(LLC)和媒体访问控制子层(MAC)。
LLC子层负责处理错误检测和修复,以及数据序列的重排。
MAC子层则负责管理无线信道的访问,包括信道分配、流量控制和多路复用等。
3. 网络层(Network Layer):这一层主要负责处理数据包的路由选择和转发。
它使用IP协议进行数据包的封装和解析,并通过无线路由器或其他网络设备将数据包从一个网络转发到另一个网络。
4. 传输层(Transport Layer):这一层主要负责提供端到端的通信服务,包括数据包的分段、重组、错误控制和流量控制等。
通常使用TCP或UDP协议。
5. 应用层(Application Layer):这是最顶层,它根据应用程序的不同需求,提供各种应用协议。
例如,在车辆间通信中,可能会使用交通安全应用协议、导航应用协议等。
在通信过程中,IEEE 802.11p使用直序扩频(DSSS)或者跳频扩频(FHSS)方式发送数据,接收端则通过对应的方式接收和解码数据。
此外,为了确保通信的可靠性,IEEE 802.11p还支持多种重传机制,例如自动重传请求(ARQ)和前向纠错(FEC)。
IEEE 802.11p是一种非常有效的短距离无线通信技术,尤其适用于车辆间的高速移动通信环境。
然而,由于其工作原理涉及到复杂的编码和解码过程,以及多个层次的协议处理,因此在实际应用中需要针对具体场景进行优化和调整。
wifi工作原理
wifi工作原理Wi-Fi是无线局域网络(WLAN)的术语,也被称为IEEE 802.11网络(也称为802.11网络)。
WiFi主要是通过无线电波(X波、G波、N波等)发射数据信号,以实现计算机之间的数据传输。
Wi-Fi传输是一种局域网技术,它使用无线电波来传输数据,不需要有线连接,可以远距离传输,传输范围从米级到千米级。
在Wi-Fi 网络中,所有设备都可以互相沟通,但首先必须连接到同一个节点,也就是Wi-Fi无线路由器,才能实现互相通信。
Wi-Fi传输的原理是使用无线电波来传输数据,而无线电波也是按照多个频段来调制发射的。
一般来说,Wi-Fi网络电波可分为2.4GHz、5GHz和60GHz三个频段。
这三个频段的信号均能够越过建筑物的壁垒,但其传播距离和建筑物的密度有关,2.4GHz的传播距离较远,但数据速率慢,而5GHz和60GHz的传播距离较短,但数据速率比2.4GHz快。
Wi-Fi硬件也会影响网络性能。
一般来说,Wi-Fi硬件包括无线网卡、路由器等,所有设备都必须支持802.11协议,才能保证传输数据的稳定性。
无线网卡可以接收Wi-Fi信号,并将其转换成可读的电信号;而路由器可以接收无线网络发来的信号,并将其转发到其他设备中。
此外,根据Wi-Fi的不同协议(如802.11b/g/n),其数据传输速率也有所不同。
802.11b的最高速度为11Mbps,而802.11g的最高速度是54Mbps,802.11n的最高速度可以达到300Mbps,而802.11ac 技术的最高速度可以达到800Mbps。
为了更有效地使用Wi-Fi,同时也需要考虑数据传输量和频段覆盖范围,有时候还要考虑阻塞和干扰,以保证Wi-Fi的高质量服务。
总之,Wi-Fi工作原理主要是通过无线电波来发射和接收数据信号,从而实现计算机之间的信息传输,而Wi-Fi中所使用的无线电波发射频段和硬件也会影响网络性能,以保证更高质量的服务。
wifi基本原理
wifi基本原理WIFI基本知识整理这⾥对wifi的802.11协议中⽐较常见的知识做⼀个基本的总结和整理,便于后续的学习。
因为⽆线⽹络中涉及术语很多,并且许多协议都是⽤英⽂描述,所以有些地⽅翻译出来会有歧义,这种情况就直接英⽂来描述了。
主要内容:⼀、基本概述⼆、实践基础三、⼀些原理四、补充五、其它⼀、基本概述============================1、有线和⽆线⽹络⽬前有线⽹络中最著名的是以太⽹(Ethenet),但是⽆线⽹络WLAN是⼀个很有前景的发展领域,虽然可能不会完全取代以太⽹,但是它正拥有越来越多的⽤户,⽆线⽹络中最有前景的是Wifi。
本⽂介绍⽆线⽹络相关内容。
⽆线⽹络相⽐有线⽹络,还是有许多的缺点的:(*)通信双⽅因为是通过⽆线进⾏通信,所以通信之前需要建⽴连接;⽽有线⽹络就直接⽤线缆连接,不⽤这个过程了。
(*)通信双⽅通信⽅式是半双⼯的通信⽅式;⽽有线⽹络可以是全双⼯。
(*)通信时在⽹络层以下出错的概率⾮常⾼,所以帧的重传概率很⼤,需要在⽹络层之下的协议添加重传的机制(不能只依赖上⾯TCP/IP的延时等待重传等开销来保证);⽽有线⽹络出错概率⾮常⼩,⽆需在⽹络层有如此复杂的机制。
(*)数据是在⽆线环境下进⾏的,所以抓包⾮常容易,存在安全隐患。
(*)因为收发⽆线信号,所以功耗较⼤,对电池来说是⼀个考验。
(*)相对有线⽹络吞吐量低,这⼀点正在逐步改善,802.11n协议可以达到600Mbps的吞吐量。
2、协议Ethenet和Wifi采⽤的协议都属于IEEE 802协议集。
其中,Ethenet以802.3协议做为其⽹络层以下的协议;⽽Wifi以802.11做为其⽹络层以下的协议。
⽆论是有线⽹络,还是⽆线⽹络,其⽹络层以上的部分,基本⼀样。
这⾥主要关注的是Wifi⽹络中相关的内容。
Wifi的802.11协议包含许多⼦部分。
其中按照时间顺序发展,主要有:(1)802.11a,1999年9⽉制定,⼯作在5gHZ的频率范围(频段宽度325MHZ),最⼤传输速率54mbps,但当时不是很流⾏,所以使⽤的不多。
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802.11i —安全增强 802.11s — mesh 802.11r—快切
802.11网络的基本元素 ——SSID
AP1
SSID=“marketing”
STA STA
STA
SSID:Service Set ID 服务集识别码
802.11网络的基本元素 —— BSS
BSS1
AP
BSS2
AP
STA1
802.11协议的发展进程
802.11
标准发布时间 合法频宽 频率范围 非重叠信道 调制技术 July 1997 83.5MHz 2.400-2.483GHz 3 FHSS/DSSS
802.11b
Sept 1999 83.5MHz 2.400-2.483GHz 3 CCK/ DSSS
802.11a
10
STA 4
退避窗口 退避窗口 退避窗口
802.11MAC层工作原理 —— 概述
802.11MAC层负责客户端与AP之间的通讯。
主要功能包括:扫描、接入、认证、加密、漫游和同步。
802.11MAC 报文分类:
– 数据帧
用户的数据报文 – 控制帧 协助发送数据帧的控制报文,例如:RTS、CTS、ACK等 – 管理帧 负责STA和AP之间的能力级的交互,认证、关联等管理工作 例如:Beacon、Probe、Association及Authentication等
政府有相关的法令对发射功率进行严格的限制,因此通过政府 相关部门认证过的无线设备对人体是无害的。
目录
WLAN基础知识 802.11协议族
WLAN设备
WLAN的典型部署
802.11协议族
802.11协议族成员
WLAN网络基本概念和组网模式
WLAN网络接入访问机制 WLAN网络接入漫游与加密
1, 2
N/A 1.7 Mbps 1.6 Mbps N/A
1,2,5.5, 11
100M 7.1 Mbps 5.9 Mbps 与11g产品可互通
6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54
50M 30.9 Mbps 24.4 Mbps 与11b/g不能互通
6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54
802.11 帧格式
通用帧格式
帧控制域结构
数据帧中地址域的内容 To DS From DS 地址1 地址2 地址3 地址4
0 0 1 1
0 1 0 1
DA DA BSSID RA
SAቤተ መጻሕፍቲ ባይዱBSSID SA TA
BSSID SA DA DA
(N/A) (N/A) (N/A) SA
27
802.11MAC层工作原理 —— 用户接入管理过程
Open-system Authentication过程
STA
Authentication request
AP
1 Authentication Response (success) Shared-Key Authentication过程 2
STA 预置Key
2 Cipher text challenge Authentication request
5900
13
各个国家授权使用的频段
Channel 频率 USA ID MHz 1 2412 √ 2 2417 √ 3 2422 √ 4 2427 √ 5 2432 √ 6 2437 √ 7 2442 √ 8 2447 √ 9 2452 √ 10 2457 √ 11 2462 √ 12 2467 13 2472 14 2484 EMEA Israel China Japan Spain France √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √ √
地理环境不适合 布设有线网络 终端与设备之间 不方便通过线缆 连接
无线让工作更高效
不受限于时间和地点的无线网络,满足各行各业对于网络应用的需求。
体育场馆新闻中心
展馆与证券大厅
制造车间
物流运输
几种主要的WLAN技术
IrDA BlueTooth 802.11 802.11b 802.11a 802.11g 802.11n
STA2 STA3 STA5 STA6 STA6 STA4
Stations (STA):任何的无线终端设备。 AP (Access Point):一种特殊的STA BSS:Basic Service Set
802.11网络的基本元素 ——DS
BSS1
AP
DS
AP
BSS2
DS(Distribution System):分布式系统
WLAN网络的QoS功能
IEEE 802.11无线局域网工作组
PHY MAC
802.11(1/2 Mbps)
802.11/11a/11b/11g MAC 802.11e — QoS
802.11b(5.5/11 Mbps) 802.11f —漫游和切换
802.11g(54 Mbps)
802.11a(54 Mbps) 802.11n(600 Mbps)
CSMA/CA(载波侦听多点接入/避让机制)
分布式帧间隔(DCF interframe space ,简称DIFS)
DIFS
DIFS
DIFS 7
10
Frame
5
STA 1
Exchange
9
6
4
Frame Exchange
STA 2
3
Frame Exchange
10
8
STA 3
5
2
Frame Exchange
WLAN设备
WLAN的典型部署
WLAN基础知识
为什么要使用WLAN网络 什么是WLAN
WLAN技术的发展进程
无线让网络使用更自由
凡是自由空间均可连接网络,不受限于线缆和端口位置。
办公大楼
候机大厅
渡假山庄
商务酒店
无线让网络建设更经济,通信更便利
终端与交换设备之间省去布线,有效降低布线成本。 适用于特殊地理环境下的网络架设,如隧道、港口码头、高速公路。
ESS AP
AP
移动
STA
漫游的分类
二层漫游 在同一个子网内的AP间漫游 三层漫游 在不同子网内的AP间漫游
二层漫游 三层漫游
L2网络 VLAN1 AP
L3网络
VLAN1
AP
VLAN1 AP
VLAN2 AP
移动
移动
VLAN1 IP:1.0.0.1
Sept 1999 325MHz 5.150-5.350GHz 5.725-5.850GHz 12 OFDM
802.11g
June 2003 83.5MHz 2.400-2.483GHz 3 CCK/OFDM
物理发送速率
无线覆盖范围 理论上的最大UDP吞吐量 (1500 byte) 理论上的TCP/IP吞吐量 (1500 byte) 兼容性
及其承载的业务愈来愈多。为了更好地构建理想中的无线网络
,我们需要了解无线网络的技术体系、熟悉构建无线网络的设 备的功能。
2
课程目标
学习完本课程,您应该能够:
了解WLAN的的基础知识 了解802.11协议族标准 了解主流WLAN设备及天线 了解几种WLAN典型部署
目录
WLAN基础知识 802.11协议族
<100M 30.9 Mbps 24.4 Mbps 与11b产品可互通
802.11n
11
802.11n关键技术-MIMO
所谓的MIMO,就字面上看到的意思,是Multiple Input Multiple Output(多入多出)的缩写,大部分您所看到的说 法,都是指无线网络讯号通过多重天线进行同步收发,所以可以增加资料传输率。 然而比较正确的解释,应该是说,网络资料通过多重切割之后,经过多重天线进行同步传送,由于无线讯号在传送 的过程当中,为了避免发生干扰起见,会走 不同的反射或穿透路径,因此到达接收端的时间会不一致。为了避免资料不 一致而无法重新组合,因此接收端会同时具备多重天线接收,然后利用DSP重新计算的 方式,根据时间差的因素,将分 开的资料重新作组合,然后传送出正确且快速的资料流。 由于传送的资料经过分割传送,不仅单一资料流量降低,可拉高传送距离,又增加天线接收范围,因此MIMO技术不 仅可以增加既有无线网络频谱的资料传 输速度,而且又不用额外占用频谱范围,更重要的是,还能增加讯号接收距离。 所以不少强调资料传输速度与传输距离的无线网络设备,纷纷开始拋开对既有Wi- Fi联盟的兼容性要求,而采用MIMO的 技术,推出高传输率的无线网络产品。
AP 预置Key
1
Plain text challenge
用Key 加密明文
4
密文解密
Authentication Response (success)
3
和明文比较
802.11MAC层工作原理 —— Association
Association过程
STA
Association request (SSID)
12
无需授权使用的无线频率
2.4GHz
American, most of Europe Japan Spain 2400 2440 France 2480 2500
5.1GHz 2.4GHz 83.5MHz BW Available worldwide IEEE802.11 WLANs
300MHz BW discontinuous
√ √ √ √ √ √ √