WiFi基本知識

yangzhao0001發表於2015-09-07
WiFi
authentication工作網路擴充套件basicservice

1. IE802.11簡介

標準號 IEEE 802.11b IEEE 802.11a IEEE 802.11g IEEE 802.11n
標準釋出時間 1999年9月 1999年9月 2003年6月 2009年9月
工作頻率範圍 2.4－2.4835GHz
5.150－5.350GHz
5.475－5.725GHz
5.725－5.850GHz
 2.4－2.4835GHz
2.4－2.4835GHz
5.150－5.850GHz
非重疊通道數 3 24 3 15
物理速率（Mbps） 11 54 54 600
實際吞吐量（Mbps） 6 24 24 100以上
頻寬 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz/40MHz
調製方式 CCK/DSSS OFDM CCK/DSSS/OFDM MIMO-OFDM/DSSS/CCK
相容性 802.11b 802.11a 802.11b/g 802.11a/b/g/n

2. 頻譜劃分

     WiFi總共有14個通道，如下圖所示：

 

     1）IEEE 802.11b/g標準工作在2.4G頻段，頻率範圍為2.400—2.4835GHz，共83.5M頻寬

     2）劃分為14個子通道

     3）每個子通道寬度為22MHz
     4）相鄰通道的中心頻點間隔5MHz 
     5）相鄰的多個通道存在頻率重疊(如1通道與2、3、4、5通道有頻率重疊)
     6）整個頻段內只有3個（1、6、11）互不干擾通道

3. 接收靈敏度

誤位元速率要求 速率 最小訊號強度
PER(誤位元速率)不超過8％
 6Mbps -82dBm
9Mbps -81dBm
12Mbps -79dBm
18Mbps -77dBm
24Mbps -74dBm
36Mbps -70dBm
48Mbps -66dBm
54Mbps -65dBm

 

4. 2.4GHz中國通道劃分
 

     802.11b和802.11g的工作頻段在2.4GHz（2.4GHz-2.4835GHz），其可用頻寬為83.5MHz，中國劃分為13個通道，每個通道頻寬為22MHz
    北美/FCC      2.412-2.461GHz(11通道)
    歐洲/ETSI     2.412-2.472GHz(13通道)
    日本/ARIB    2.412-2.484GHz(14通道）

2.4GHz頻段WLAN通道配置表
信道
中心頻率（MHz）
通道低端/高階頻率
1
2412
2401/2423
2
2417
2406/2428
3
2422
2411/2433
4
2427
2416/2438
5
2432
2421/2443
6
2437
2426/2448
7
2442
2431/2453
8
2447
2426/2448
9
2452
2441/2463
10
2457
2446/2468
11
2462
2451/2473
12
2467
2456/2478
13
2472
2461/2483

 5. SSID和BSSID

     1）基本服務集（BSS）

     基本服務集是802.11 LAN的基本組成模組。能互相進行無線通訊的STA可以組成一個BSS（Basic Service Set） 。如果一個站移出BSS的覆蓋範圍，它將不能再與BSS的其它成員通訊。

     2）擴充套件服務集（ESS）

    多個BSS可以構成一個擴充套件網路，稱為擴充套件服務集（ESS）網路，一個ESS網路內部的STA可以互相通訊，是採用相同的SSID的多個BSS形成的更大規模的虛擬BSS。連線BSS的元件稱為分散式系統（Distribution System，DS）。
     3）SSID

     服務集的標識，在同一SS內的所有STA和AP必須具有相同的SSID，否則無法進行通訊。

     SSID是一個ESS的網路標識(如:TP_Link_1201)，BSSID是一個BSS的標識，BSSID實際上就是AP的MAC地址，用來標識AP管理的BSS，在同一個AP內BSSID和SSID一一對映。在一個ESS內SSID是相同的，但對於ESS內的每個AP與之對應的BSSID是不相同的。如果一個AP可以同時支援多個SSID的話，則AP會分配不同的BSSID來對應這些SSID。

     BSSID(MAC)<---->SSID

 

6. AP種類

FAT AP和FIT AP比較如下圖所示：

 

7. 無線接入過程三個階段
      STA（工作站）啟動初始化、開始正式使用AP傳送資料幀前，要經過三個階段才能夠接入（802.11MAC層負責客戶端與AP之間的通訊，功能包括掃描、接入、認證、加密、漫遊和同步等功能）：
      1）掃描階段（SCAN）
      2）認證階段 (Authentication)
      3）關聯（Association）

7.1 Scanning

       802.11 MAC 使用Scanning來搜尋AP，STA搜尋並連線一個AP，當STA漫遊時尋找連線一個新的AP，STA會在在每個可用的通道上進行搜尋。
       1）Passive Scanning（特點：找到時間較長，但STA節電）
            通過偵聽AP定期傳送的Beacon幀來發現網路，該幀提供了AP及所在BSS相關資訊：“我在這裡”…
       2）Active Scanning  （特點：能迅速找到）

            STA依次在13個通道發出Probe Request幀，尋找與STA所屬有相同SSID的AP,若找不到相同SSID的AP，則一直掃描下去..

7.2 Authentication

     當STA找到與其有相同SSID的AP，在SSID匹配的AP中，根據收到的AP訊號強度，選擇一個訊號最強的AP，然後進入認證階段。只有身份認證通過的站點才能進行無線接入訪問。AP提供如下認證方法：
     1）開放系統身份認證(open-system authentication)
     2）共享金鑰認證(shared-key authentication）
     3）WPA PSK認證（ Pre-shared key）
     4）802.1X EAP認證

7.3 Association

   當AP向STA返回認證響應資訊，身份認證獲得通過後，進入關聯階段。
    1） STA向AP傳送關聯請求
    2） AP 向STA返回關聯響應
    至此，接入過程才完成，STA初始化完畢，可以開始向AP傳送資料幀。

 7.4 認證和關聯過程

7.5 漫遊過程

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