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Wi-Fi的工作原理

Wi-Fi的工作原理 百恒物聯 2019-02-28 4045

Wi-Fi的工作原理


  Wi-Fi的設置至少需要一個Access Point(AP)和一個或一個以上的client(hi)。AP每100ms將SSID(Service Set Identifier)經由Beacons(信號臺)封包廣播一次,Beacons封包的傳輸速率是1Mb/s,并且長度相當的短,所以這個廣播動作對網絡效能的影響不大。因為Wi-Fi規定的最低傳輸速率是1Mb/s,所以確保所有的Wi-Fi client端都能收到這個SSID廣播封包,client可以借此決定是否要和這一個SSID的AP連線。使用者可以設定要連線到哪一個SSID。


  Wi-Fi系統總是對用戶端開放其連接標準,并支持漫游,這就是Wi-Fi的好處。但也意味著,一個無線適配器有可能在性能上優于其他的適配器。由于Wi-Fi通過空氣傳送信號,所以和非交換以太網有相同的特點。

  1、Wi-Fi網絡結構


  一個Wi-Fi聯接點網絡成員和結構包括站點、基本服務單元、分配系統、接入點、擴展服務單元以及門戶。

  (1)站點(Station),網絡最基本的組成部分。

  (2)基本服務單元(Basic Service Set,BSS)。網絡最基本的服務單元。最簡單的服務單元可以只由兩個站點組成。站點可以動態的連接(Associate)到基本服務單元中。

  (3)分配系統(Distribution System,DS)。分配系統用于連接不同的基本服務單元。分配系統使用的媒介(Medium)邏輯上和基本服務單元使用的媒介是截然分開的,盡管它們物理上可能會是同一個媒介,如同一個無線頻段。

  (4)接入點(Access Point,AP)。接入點既有普通站點的身份,又有接入到分配系統的功能。

  (5)擴展服務單元(Extended Service Set,ESS)。由分配系統和基本服務單元組合而成。這種組合是邏輯上,并非物理上的一不同的基本服務單元物有可能在地理位置相去甚遠。分配系統也可以使用各種各樣的技術。

  (6)門戶(Portal),也是一個邏輯成分。用于將無線局域網和有線局域網或其他網絡聯系起來。

  這里有3種媒介,站點使用的無線的媒介、分配系統使用的媒介以及和無線局域網集成一起的其他局域網使用的媒介。物理上它們可能互相重疊。IEEE 802.11只負責在站點使用的無線的媒介上的尋址(Addressing)分配系統和其他局域網的尋址不屬無線局域網的范圍。

  IEEE 802.11沒有具體定義分配系統,只是定義了分配系統應該提供的服務(Service)。整個無線局域網定義了9種服務:

  5種服務屬于分配系統的任務,分別為聯結(Association)、結束聯結(Diassociation)、分配(Distribution)、集成(Integration)、再聯結(Reassociation)。

  4種服務屬于站點的任務,分別為鑒權(Authentication)、結束鑒權(Deauthentication)、隱私(Privacy)、MAC數據傳輸(MSDU Delivery)。

  2、Wi-Fi組建方法


  Wi-Fi是由無線訪問節點(Access Point,AP)和無線網啊組成的無線網絡。一般架設無線網絡的基本配備就是無線網卡及一臺AP,如此便能以無線的模式,配合既有的有限架構來分享網絡資源,架設費用和復雜程度遠遠低于傳統的有線網絡。如果只是幾臺計算機的對等網,也可不要AP,只需要每臺計算機配備無線網卡。AP主要在媒體存取控制層MAC中扮演無線工作站及有線局域網絡的橋梁。有了AP,就像一般有線網絡的Hub一般,無線工作站可以快速且輕易地與網絡相連。特別是對于寬帶的使用,Wi-Fi更顯優勢,有線寬帶網絡(ADSL、小區LAN等)到戶后,連接到一個AP,然后在計算機中安裝一塊無線網卡即可。普通的家庭有一個AP已經足夠,甚至用戶的鄰里得到授權后,則無需增加端口,也能以共享的方式上網。

  在網絡建設完備的情況下,IEEE 802.11b的真實工作距離可以達到100m以上,而且解決了高速移動時數據的糾錯問題、誤碼問題,Wi-Fi設備與設備、設備與基站之間的切換和安全認證都得到了很好的解決。

  3、Wi-Fi認證


  目前Wi-Fi聯盟所公布的認證種類如下。

  (1)WPA/WPA2:WPA/WPA2是基于IEEE 802.11a、802.11b、802.11g的單模、雙模或雙頻的產品所建立的測試程序。內容包含通信協定的驗證、無線網絡安全性機制的驗證,以及網絡傳輸表現與相容性測試。

  (2)WMM(Wi-Fi MultiMedia):當影音多媒體透過無線網絡的傳遞時,要如何驗證其帶寬保證的機制是否正常運作在不同的無線網絡裝置及不同的安全性設定上是WMM測試的目的。

  (3)WMM Power Save:在影音多媒體透過無線網絡的傳遞時,如何透過管理無線網絡裝置的待命時間來延長電池壽命,并且不影響其功能性,可以透過WMM Power Save的測試來驗證。

  (4)WPS(Wi-Fi Protected Setup):這是一個2007年年初才發布的認證,目的是讓消費者可以透過更簡單的方式來設定無線網絡裝置,并且保證有一定的安全性。目前,WPS允許透過Pin Input Config(PIN)、Push Button Config(PBC)、USB Flash Drive Config(UFD)以及Near Field Communication Contactless Token Config(NFC)方式來設定無線網絡裝置。

  (5)ASD(Application Specific Device):這是針對除了無線網絡存取點(Access Point)及站臺(Station)之外其他有特殊應用的無線網絡裝置,例如,DVD播放器、投影機、打印機等。

  (6)CWG(Converged Wireless Group):主要是針對Wi-Fi mobile Converged Devices的RF部分測量的測試程序。
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