WIFI基础知识整理

WIFI基础知识整理1.无线网络的优缺点无线网络相比有线网络的优点：⑴灵活性和移动性。在有线网络中，网络设备的安放位置受网络位置的限制，而无线局域网在无线信号覆盖区域内的任何一个位置都可以接入网络。无线局域网另一个最大的优点在于其移动性，连接到无线局域网的用户可以移动且能同时与网络保持连接。⑵安装便捷。无线局域网可以免去或最大程度地减少网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点设备，就可建立覆盖整个区域的局域网络。（3）故障定位容易。有线网络一旦出现物理故障，尤其是由于线路连接不良而造成的网络中断，往往很难查明，而且检修线路需要付出很大的代价。无线网络则很容易定位故障，只需更换故障设备即可恢复网络连接。（4）易于扩展。无线局域网有多种配置方式，可以很快从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络，并且能够提供节点间“漫游”等有线网络无法实现的特性。由于无线局域网有以上诸多优点，因此其发展十分迅速。最近几年，无线局域网已经在企业、医院、商店、工厂和学校等场合得到了广泛的应用。无线网络相比有线网络，还是有许多的缺点的：（1）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。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）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。（3）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。WIFI生产厂家目前WIFI芯片主流供应商主要有三家，分别为Atheros，Marvell和broadcom，具体介绍如下：(1)Atheros：中文名称为创锐讯通讯技术，Atheros是一家年轻的公司，1999年由斯坦福大学的TeresaMeng博士和斯坦福大学校长，MIPS创始人JohnHennessy博士共同在硅谷创办，现已和高通合并。(2)Marvell：中文为美满科技集团有限公司，成立于1995年，总部在硅谷，在中国上海设有研发中心，是一家提供全套宽带通信和存储解决方案的全球领先半导体厂商，针对高速，高密度，数字资料存贮和宽频数字数据网络市场，从事混合信号和数字信号处理集成电路设计、开发和供货的厂商。(3)broadcom：中文为博通公司，broadcom是全球领先的有线和无线通信半导体公司。其产品实现向家庭、办公室和移动环境以及在这些环境中传递语音、数据和多媒体。Broadcom为计算和网络设备、数字娱乐和宽带接入产品以及移动设备的制造商提供业界最广泛的、一流的片上系统和软件解决方案。目前linux下，已支持的wifi卡有如下厂家的卡：–Marvell8385andMarvell868687648787–Intersil公司Prism54chipsseries–IntelIWL4965andIWL3945–Atheroscorporation5xxxchipset，AR9344AR9331AR9341AR6302/AR9271/AR9374/AR10212.专业术语（1）WLAN（WirelessLocalAreaNetworks，即无线局域网）LAN是局域网，其实大多数指的是有线网络中的局域网，无线网络中的局域网，一般用WLAN。（2）AP（Accesspoint的简称，即访问点，接入点）：是一个无线网络中的特殊节点，通过这个节点，无线网络中的其它类型节点可以和无线网络外部以及内部进行通信。一般，AP和无线路由都在一台设备上。（3）Station（工作站）：表示连接到无线网络中的设备，这些设备通过AP，可以和内部其它设备或者无线网络外部通信。（4）BSS（BasicServiceSet）：由一组相互通信的工作站组成，是802.11无线网络的基本组件。主要有两种类型，IBSS和基础结构型网络。IBSS又叫ADHOC，组网是临时的，通信方式为Station-Station；基础结构形网络，其通信方式是Station-AP-Station，也就是所有无线网络中的设备要想通信，都得经过AP。在无线网络的基础形网络中，最重要的两类设备：AP和Station。（5）SSID：用来标识一个无线网络，每个无线网络都有它自己的SSID。表示一个子网的名字，无线路由通过这个名字可以为其它设备标识这个无线路由的子网。设备进行扫描的时候，就会将相应SSID扫描到，然后就能够选择相应的SSID连接到相应的无线网络。SSID可以和其它的重复，这样扫描的时候会看到两个同样SSID的无线网络，其实这一般用于将一个无线网络扩大的情况：当想要扩大一个无线网络（即SSID固定）的范围的时候，可以给多个路由设置相同的SSID来达到这个目的。（6）DS（DistributedSystem）：即分布式系统。分布式系统属于802.11逻辑组件，负责将帧转发至目的地址，802.11并未规定其技术细节，大多数商业产品以桥接引擎和分步式系统媒介共同构成分布式系统。分步式系统是接入点之间转发帧的骨干网络，一般是以太网。其实，骨干网络并不是分步系统的全部，而是其媒介。主要有三点：骨干网（例如以太网）、桥接器（具有有线无线两个网络接口的接入点包含它）、属于骨干网上的接入点所管辖的基础性网络的station。总之，分步式系统骨干网络（例如以太网）做为媒介，连接各个接入点，每个接入点与其内的station可构成BSS，各个接入点中的桥接控制器有到达骨干网络和其内部BSS无线网的接口（类似两个MAC地址），station通信需要通过分布式系统。3.技术参数（1）Band（频率范围）一般AP可以支持5GHZ或2.4GHZ两个频率范围段的无线信号。如果两者同时可以设置，而不是互斥那么，这个路由器还能够同时支持两种频段（频段即Band），这相当于这个AP可建立两个无线网络，它们采用不同的频段（这类似收音机在长波范围内收音和短波范围内收音）。（2）Channel（信道）Channel是对频段的进一步划分（将5GHZ或者2.4GHZ的频段范围再划分为几个小的频段，每个频段称作一个Channel），处于不同传输信道上面的数据，如果信道覆盖范围没有重叠，那么不会相互干扰。（3）ChannelWidth（信道宽度）这里的ChannelWidth是信道的带宽，有20MHZ、40MHZ等，它表示一个Channel片段的宽度（假设5GHZ的频段宽度总共为100M，平均划分为互不干扰的10个Channel，那么每个Channel的ChannelWidth就为100M/10=10M，实际Channel并不一定是完全不重叠的）。(4)TransmissionRate设置传输速率。这里采用不同的无线网络传输协议（802.11b，802.11g,802.11n等），那么可以设置的速率范围有所不同，这里的速度是指理论的速度，实际中，由于各种干扰因素，传输的速率可能会比设置的小。一般而言，在无线网络中，对于某种协议的性能进行描述时，我们需要注意的是，描述时提到的传输速率（Datarate）和吞吐量（Throughput）是不同的。Datarate是理论上面最大数据传输速率，而Throughput是数据的实际最大吞吐量。因为厂家以及传输时所使用的协议等各种因素造成的开销，会导致实际吞吐量比理论吞吐量要小，一般实际最大吞吐为理论最大的50%左右（5）BeaconInterval：表示无线路由定期广播其SSID的时间间隔。这个一般不会特别设置，就采用默认值即可。如果不广播了，那么Station端扫描的时候可能会发现不定期广播的AP对应的SSID的网络不见了，所以可能会断开连接。4.通信协议802.11采用2.4GHz和5GHz这两个ISM频段，按照时间顺序发展，主要有：IEEE802.11，1997年，原始标准（2Mbit/s，工作在2.4GHz）。IEEE802.11a，1999年，物理层补充（54Mbit/s，工作在5GHz）。IEEE802.11b，1999年，物理层补充（11Mbit/s工作在2.4GHz）。IEEE802.11c，符合802.1D的媒体接入控制层桥接（MACLayerBridging）。IEEE802.11d，根据各国无线电规定做的调整。IEEE802.11e，对服务等级（QualityofService,QoS）的支持。IEEE802.11g，2003年，物理层补充（54Mbit/s，工作在2.4GHz）。IEEE802.11h，2004年，无线覆盖半径的调整，室内（indoor）和室外（outdoor）信道（5GHz频段）。IEEE802.11i，2004年，无线网络的安全方面的补充。IEEE802.11n，2009年9月通过正式标准，WLAN的传输速率由802.11a及802.11g提供的54Mbps、108Mbps，提高达350Mbps甚至高达475Mbps。IEEE802.11p,2010年，这个通讯协定主要用在车用电子的无线通讯上。它设定上是从IEEE802.11来扩充延伸，来符合智慧型运输系统（IntelligentTransportationSystems，ITS）的相关应用。应用的层面包括高速率的车辆之间以及车辆与5.9千兆赫（5.85-5.925千兆赫）波段的标准ITS路边基础设施之间的资料数据交换。IEEE802.11k，2008年，该协议规范规定了无线局域网络频谱测量规范。该规范的制订体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。IEEE802.11r，2008年，快速基础服务转移，主要是用来解决客户端在不同无线网络AP间切换时的延迟问题。IEEE802.11s,2007年9月.拓扑发现、路径选择与转发、信道定位、安全、流量管理和网络管理。网状网络带来一些新的术语。IEEE802.11ac，802.11n之后的版本。工作在5G频段，理论上可以提供高达每秒1Gbit的数据传输能力。802.11bIEEE802.11b是无线局域网的一个标准。其载波的频率为2.4GHz，传送速度为11Mbit/s。IEEE802.11b是所有无线局域网标准中最著名，也是普及最广的标准。它有时也被错误地标为Wi-Fi。实际上Wi-Fi是无线局域网联盟（WLANA）的一个商标，该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作，与标准本身实际上没有关系。在2.4GHz-ISM频段共有14个频宽为22MHz的频道可供使用。802.11b是所有WLAN标准演进的基石，未来许多的系统大都需要与802.11b向后向兼容。802.11gIEEE802.11g2003年7月，通过了第三种调变标准。其载波的频率为2.4GHz（跟802.11b相同），原始传送速度为54Mbit/s，净传输速度约为24.7Mbit/s（跟802.11a相同）。802.11g的设备与802.11b兼容。802.11g是为了提高更高的传输速率而制定的标准，它采用2.4GHz频段，使用CCK技术与802.11b后向兼容，同时它又通过采用OFDM技术支持高达54Mbit/s的数据流。802.11nIEEE802.11n，传输速度估计将达475Mbps（需要在物理层产生更高速度的传输率），此项新标准应该要比802.11b快45倍，而比802.11g快8倍左右。802.11n也将会比之前的无线网络传送到更远的距离。802.11n在MAC层上进行了一些重要的改进，所以导致网络性能有了很大的提升，802.11n的MIMO（多输入输出）特性，使得两对天线可以在同时同Channel上传输数据，而两者却能够不相互干扰（采用了OFDM特殊的调制技术）。802.11ac主流厂商（Qualcomm，Broadcom，Intel等）正在开发的协议版本，它