第1章无线技术(WLAN)基础原理_渠道培训v20

无线技术(WLAN)基础原理ISSUE2.0日期：杭州华三通信技术有限公司版权所有，未经授权不得使用与传播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了解几种WLAN典型组网了解无线网络规划基本概念课程目标学习完本课程，您应该能够：第一章WLAN基础概念第二章802.11协议族第三章WLAN设备第四章WLAN的组网应用第五章WLAN网络规划目录基础概念什么是WLAN为什么要使用WLAN网络WLAN技术的发展进程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使用更自由终端与交换设备之间省去布线，有效降低布线成本适于特殊地理环境下的网络架设，如隧道、港口码头、高速公路终端与设备之间不方便通过线缆连接地理环境不适合布设有线网络无线让网络建设更经济，通信更便利无线让工作更高效不受限于时间和地点的接入网络，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IRDABlueToothHomeRF802.11802.11b802.11a802.11g几种主要的WLAN技术IrDA（InfraredDataAssociation）是一种利用红外线进行点到点通讯的技术。其优点是体积小，功率低，传输速率可达16Mbps，成本低。超过95%的手提电脑安装了IrDA接口。市场上还推出了可以通过USB接口与PC相连的USB-IrDA设备。IrDA是一种视距传输技术，通信设备之间不能有阻挡物。不适合于多点通信。另外IrDA设备的核心部件—红外线LED还不是一种耐用器件。BlueTooth技术是一种用于数字化设备之间的低成本、近距离的无线通信连接技术。其程序写在一个9mm*9mm的微型芯片上，可以方便的嵌入到设备之中。BlueTooth技术工作在2.4GHz频段上。采用跳频技术，理想连接范围为10cm-10m。BlueTooth协议是电路交换与分组交换的结合，可以支持异步数据信道和多达三个同时进行话音信道。每个话音信道64kbps。数据信道为一端72kbps而另一端为57.6kbps的不对称连接，或43.2kbps的对称连接。HomeRF(家庭无线网络)主要为家庭网络设计，是IEEE802.11与DECT(数字无绳电话标准)的结合。HomeRF采用HFSS方式，通过CSMA/CA协议提供数据通信服务。提供了与TCP/IP的良好集成，支持广播，多点传送和48位IP地址。HomeRF工作在2.4GHz的频段上，跳频带宽为1MHz，最大传输速率为2Mbps，传输范围可超过100m。物理发送速率1,21,2,5.5,116,9,12,18,24,36,48,546,9,12,18,24,36,48,54无线覆盖范围100M50M100M理论上的最大UDP吞吐量(1500byte)1.7Mbps7.1Mbps30.9Mbps30.9Mbps理论上的TCP/IP吞吐量(1500byte)1.6Mbps5.9Mbps24.4Mbps24.4Mbps兼容性Wi-Fi兼容与11b/g不能互通与11b产品可互通无需授权使用的无线频率(ISM)902MHz26MHzBWCrowdedWorldwidelimited2.4GHz83.5MHzBWAvailableworldwideIEEE802.11WLANs5.1GHz300MHzBWdiscontinuousDevelopingSource:HarrisSemiconductor902928North&SouthAmerica902MHz2400250024802440Americas,mostofEurope,ChinaFranceSpainJapan2.4GHz*FrequencyAllocationsarependingU-NII:UnlicensedNationalInformationInfrastructure510052005300540055005600570058005900U-NIIEuropeHiperLAN1U-NIIEuropeHiperLAN2*Japan*5.1GHz(GHz)US/CanEuropeSpainFranceJapan12.412xx22.417xx32.422xx42.427xx52.432xx62.437xx72.442xx82.447xx92.452xx102.457xxxx112.462xxxx122.467xx132.472xx142.484x工作频段划分图2.4122.4172.4222.4322.4422.4522.4622.4722.4842.4272.4372.4472.4572.4672345178910611121314蜂窝式无线覆盖任意相邻区域使用无频率交叉的频道。如：1,6,11频道适当调整发射功率，避免跨区域同频干扰蜂窝式无线覆盖实现无交叉频率重复使用相关组织和标准Wi-Fi联盟成立于1999年的Wi-Fi联盟是一个非牟利国际协会，旨在认证基于IEEE802.11规格的无线局域网产品的互操作性和推动无线新标准的制定超过70个组员:3Com,Symbol,Lucent,Cabletron,Aironet,Dell,Intersil等。目的：确保不同厂家的WLAN产品的互通性；具备Wi-Fi标记的产品具备了基本的互通性（无线连接，加密，漫游）。目前主流的相关标准WPA：802.11i的子集，支持802.1x认证以及TKIP加密算法WPA2：802.11iWMM：802.11e的子集第一章WLAN基础概念第二章802.11协议族第三章WLAN设备第四章WLAN的组网应用第五章WLAN网络规划目录协议族802.11基本协议802.11的访问机制802.11的用户接入过程802.11的漫游、加密(1/2Mbps)802.11b(5.5/11Mbps)802.11g(54Mbps)802.11a(54Mbps)802.11h动态频率选择和功能控制MAC802.11/11a/11b/11gMAC802.11f---漫游和切换802.11e---QoS802.11i安全增强能互相进行无线通信的STA可以组成一个BSSBSS是802.11网络的基本结构BSS2STA5STA6STA4BSS1STA1STA2STA3网络的基本元素–DS和APDS（DistributionSystem）：分布式系统AP（AccessPoint）：一种特殊的STADSBSS2APBSS1AP网络的基本元素–ESSESS（ExtendedServiceSet）是采用相同的SSID的多个BSS形成的更大规模的虚拟BSSDSESSBSS2AP2Servicesetidentify(SSID1)BSS1AP1Servicesetidentify(SSID1)网络的基本元素–SSIDAP1AP2SSID＝“marketing”SSID＝“marketing”ESS组网模式–Adhoc组网模式－单一BSS以太网组网模式–多个BSS以太网（冲突检测／避让机制）FrameExchangeFrameExchangeFrameExchangeFrameExchangeDIFSDIFSDIFSSTA1STA2STA3STA4退避窗口退避窗口退避窗口层工作原理－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等层工作原理－用户接入管理过程STAAPDiscovery选择AP(采用侦听Beacon帧或发送Probe帧)AuthenticationAssociation和建立Association关系的AP收发数据层工作原理－Scanning扫描802.11MAC使用Scanning功能来完成Discovery寻找和加入一个网络当STA漫游时寻找一个新的APPassiveScanning通过侦听AP定期发送的Beacon帧来发现网络，Beacon帧中包含该AP所属的BSS的基本信息以及AP的基本能力级，包括：BSSID（AP的MAC地址）、SSID、支持的速率、支持的认证方式，加密算法、Beacons帧发送间隔，使用的信道等。当未发现包含期望的SSID的BSS时，STA可以工作于IBSS状态ActiveScanning在每个信道上发送Proberequest报文，从ProbeResponse中获取BSS的基本信息，ProbeResponse包含的信息和Beacon帧类似层工作原理－Authentication认证802.11支持两种基本的认证方式：Open-systemAuthentication等同于不需要认证，没有任何安全防护能力。通过其他方式来保证用户接入网络的安全性，例如Addressfilter、用户报文中的SSID。Shared－KeyAuthentication采用WEP加密算法Attacker可以通过监听AP发送的明文Challengetext和STA回复的密文Challengetext计算出WEPKEY。STA和AP均可通过Deauthentication来终结认证关系STAAPAuthenticationrequestAuthenticationResponse(success)STAAPAuthenticationrequestPlaintextchallengeCiphertextchallengeAuthenticationResponse(success)预置Key密文解密和明文比较预置Key层工作原理－Association关联AssociationSTA通过As