WiFi通信,2024年最新重要概念一网打尽

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3)发展历程:
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WLAN与WIFI的区别:
WLAN全称为:Wireless Local Area Networks,中文解释为:无线局域网络,是一种利用射频(Radio Frequency RF)技术进行数据传输的系统,该技术的出现绝不是用来取代有线局域网络,而是用来弥补有线局域网络之不足,以达到网络延伸之目的,使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它,实现无网线、无距离限制的通畅网络。WIFI就是WLANA(无线局域网联盟)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,但因为WIFI 主要采用802.11b协议,因此人们逐渐习惯用WIFI来称呼802.11b协议。从包含关系上来说,WIFI是WLAN的一个标准,WIFI包含于 WLAN中,属于采用WLAN协议中的一项新技术。

2、WiFi组建方法:
一般架设无线网络的基本配备就是无线网卡及一台AP,如此便能以无线的模式,配合既有的有线架构来分享网络资源,架设费用和复杂程度远远低于传统的有线网络。如果只是几台电脑的对等网,也可不要AP,只需要每台电脑配备无线网卡。AP为AccessPoint简称,一般翻译为“无线访问节点”,或“桥接器”。它主要在媒体存取控制层MAC中扮演无线工作站及有线局域网络的桥梁。有了AP,就像一般有线网络的Hub一般,无线工作站可以快速且轻易地与网络相连。特别是对于宽带的使用,WiFi更显优势,有线宽带网络(ADSL、小区LAN等)到户后,连接到一个AP,然后在电脑中安装一块无线网卡即可。普通的家庭有一个AP已经足够,甚至用户的邻里得到授权后,则无需增加端口,也能以共享的方式上网。
注:AP与无线路由器的区别:AP即无线接入点,分为单纯性AP和有路由功能的AP,后者即为无线路由器。

3、Wifi网络的体系结构:
根据组网方法,分为三种:无中心网络、有中心网络和ESS LAN。
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注:Ad Hoc模式:即点对点模式,是自组网模式,各个点都是平等的,任意一点均可以和其他节点进行通信,不需要中心点;Infrastructure模式无线局域网是指通过AP互连工作模式,把AP看做传统局域网中集线器功能,Infrastructure 时无线设备(如手机,本子)是作为从设备连接到路由(ap)上的。

4、WiFi IEEE 802.11协议
1)802.1标准的四种主要组件:
工作站(Station):构建网络的主要目的是为了在工作站间传送数据。所谓工作站,是指配备无线网络接口的计算设备。
接入点(Access Point):802.11网络所使用的帧必须经过转换,方能被传递至其他不同类型的网络。具备无线至有线的桥接功能的设备称为接入点,接入点的功能不仅于此,但桥接最为重要。
无线媒介(Wireless Medium):802.11标准以无线媒介在工作站之间传递帧。其所定义的物理层不只是一种,802.11最初标准化了两种射频物理层以及一种红外线物理层。
分布式系统(Distribution System):当几个接入点串联以覆盖较大区域时,彼此之间必须相互通信以掌握移动式工作站的行踪。分布式系统属于802.11的逻辑组件,负责将帧转送至目的地。
2)分层结构:802.11协议定义了WLAN物理层以及MAC层的协议标准。
注:网上有两种版本,现以第二种版本来作说明。

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物理层:
物理层由三部分组成:物理层管理层、 物理层会聚协议(PLCP) 和物理介质依赖子层(PMD)。物理层的功能:①载波监听:为MAC层提供物理载波监听功能;避免数据冲突;通过PMD实现介质状态检查和载波监听。②提供接口:实现数据帧比特流的传送与接收;通过PICP实现接收,将PMD转换为传输模式;发送完成后,关闭发送器,PMD转换为接收模式。③提供信号载波:使数据可以传输在无线介质上。

PLCP子层帧格式:
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MAC层CAMA机制:
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MAC层(媒体访问控制子层)功能:
①访问控制功能:分布式协调功能(DCF):竞争获取访问权;基于CSMA/CA;点协调功能(PCF):无竞争传送方式;AP进行轮询,站点在轮询到时才能传输。
②网络连接功能:通过被动或主动方式加入AP。
③寻址和帧识别功能:在LLC(逻辑连接控制子层)层的支持下执行。
④身份验证和数据加密:保证无线网络身份的确认、访问的安全。
数据链路层由两部分组成:逻辑连接控制子层(LLC)、媒体访问控制子层(MAC)。
MAC层的帧分类:
① 数据帧:负责将MSDU传输到目标站,转变给相应的LLC层。
② 控制帧:在工作站和AP之间建立连接并认证后提供辅助功能,包括RTS帧、CTS帧和ACK帧等。
③ 管理帧:负责在工作站和AP之间建立初始通信、提供连接或认证等。包括Probe Requesst/Response帧(主动扫描时)、Beacon帧(信标帧,被动扫描时AP发出)、ReAssociation Request/Response帧(从ESS的一个BSS漫游到另一个BSS进行重新关联,以便新AP联系老AP取得原来的关联信息)。

5、Wifi传输认证过程:
1)无线扫描:用户接入过程首先需要通过主动/被动扫描,再通过认证和关联两个过程后才能和AP建立连接。

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