《WIFI基础知识简介—李义教学内容》由会员分享，可在线阅读，更多相关《WIFI基础知识简介—李义教学内容（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、WIFI基础知识简介,CMITLey,目 录,WLAN及WIFI概述 WIFI协议框架 WIFI信道 认证和加密 WIFI应用于产品 WIFI性能指标,章 节,WLAN及WIFI概述 WIFI协议框架 WIFI信道 认证和加密 WIFI应用于产品 WIFI性能指标,WLAN及WIFI基本概念,WLAN是无线局域网 (Wireless Local Area Network)的简称。它是以射频无线微波通信技术构建的局域网，不用缆线即能提供传统有线局域网的所有功能，是高速有线接入的补充，属于小范围、短距离无线接入。 Wi-Fi无线保真技术(Wireless Fidelity)的简称，无线保真是一个无
2、线网络通信技术的品牌，由Wi-Fi联盟所持有。目的是改善基于IEEE 802.11标准的无线网路产品之间的互通性。有人把使用IEEE 802.11系列协议的局域网就称为无线保真。甚至把无线保真等同于无线网际网路（Wi-Fi是WLAN的重要组成部分）。 WIFI是WLAN无线接入中的一个主流技术标准，即IEEE 802.11X标准，主要有802.11a、b、g、n等，该技术标准使用5.8和2.4G附近频段。可以说通过WIFI这种技术，可以快速方便的组建WLAN。WLAN是WIFI应用的一种体现。,WLAN无线局域网示意图,IEEE 802.11标准列表（1）,IEEE 802.11标准列表（2）
3、,章 节,WLAN及WIFI概述 WIFI协议框架 WIFI信道 认证和加密 WIFI应用于产品 WIFI性能指标,与蓝牙一样，WiFi的协议体系遵循OSI参考模型：,物理层,数据链路层,网络层,传输层,会话层,表示层,应用层,比特流传输,提供介质访问、链路管理等,寻址和路由选择,建立主机端到端连接,建立、维护和管理会话,处理数据格式、数据加密等,提供应用程序间通信,OSI参考模型,协议架构（1）,协议架构（2）,WiFi协议体系,软件实现,硬件实现,物理层：802.11b定义了工作在2.4GHz ISM频段上数据传输率为11Mbps 的物理层，使用跳频扩频传输技术（Frequency-Hop
4、ping Spread 、 Spectrum，FHSS）和直接序列扩频传输技术（Direct Sequence Spread Spectrum，DSSS）。 MAC层：MAC层提供了支持无线网络操作的多种功能。通过MAC层站点 可以建立网络或接入已存在的网络，并传送数据给LLC层。 LLC层：IEEE802.11使用与IEEE802.2完全相同的LLC层和48位MAC地 址，这使得无线和有线之间的桥接非常方便。但MAC地址只对WLAN唯一 确定。,协议架构（3）,网络层：采用IP协议，是互联网中最重要的协议，规定了在互联网 上进行通信时应遵守的准则。 传输层：采用TCP/UDP协议，TCP是面
5、向连接的协议，可以提供IP 环境下的可靠传输；UDP是面向非连接的协议，不为IP提供可靠性 传输。对于高可靠的应用，传输层一般采用TCP协议。 应用层：根据应用需求实现，如HTTP协议、DNS（Domain name system，域名解析系统）协议。,协议架构（4）,WLAN及WIFI概述 WIFI协议框架 WIFI信道 认证和加密 WIFI应用于产品 WIFI性能指标,章 节,信道也称作通道、频段，是以无线信号作为传输载体的数据信 号传送通道。 无线信道不是独占的，而是所有通信中的AP公用的。 相同信道上工作的AP会降低吞吐量。 IEEE802.11n就是在IEEE802.11g的基础上，
6、把马路的宽度增 加一倍，同时又缩短了前后车辆的车距，才获得了更高的数据 吞吐量。,WIFI信道（1）,WIFI信道（2）,实际的2.4GHz WiFi信道使用规定因国家不同而有所差异：,美国标准11信道 欧洲标准13信道 日本标准14信道,WIFI信道（3）,常用的一种2.4GHz信道划分如下：,WIFI信道（4）,WIFI信道（5）,从图中可以看出：,每个信道带宽为22MHz，其中有效宽度是20MHz，另外 还有2MHz的强制隔离频带。 相邻的信道间有重叠，尽量不要同时使用，以免造成干扰。 3个不重叠的信道：1、6、11；2、7、12；3、8、13 1-13个信道的中心频率：2414+（n-
7、1）*5MHz,WIFI信道（6）,2.4GHz频段由于使用ISM频段，干扰较多。 目前很多WiFi设备开始使用5.8GHz附近（5.7255.850GHz） 的频带，可用带宽为125MHz。 该频段共划分为5个信道，每个信道宽度为20MHz，每个信 道与相邻信道都不发生重叠，因而干扰较小。 缺点：5.8GHz频率较高，在空间传输时衰减较为严重。如 果距离稍远，性能会严重降低。,章 节,WLAN及WIFI概述 WIFI协议框架 WIFI信道 认证和加密 WIFI应用于产品 WIFI性能指标,WiFi的网络安全机制有认证和加密机制两种 目前典型的认证和加密机制包括：,Open System WP
8、A/WPA2 WPS MAC地址过滤 WEP有线等效加密 SNMP协议,认证和加密（1）,Open System：,完全不认证也不加密，任何人都可以连到无线基地台使用网络。,WEP(Wired Equivalent Privacy)：,有线等效加密 最基本的加密技术 使用RC4算法保证数据的保密性 有64位密钥和128位密钥两种加密方式 存在固有的缺陷：网络上每个客户或者计算机都使用了相同的保密 字，网络偷听者能刺探到你的密钥，偷走数据并在网络上造成混乱。,认证和加密（2）,WPA (WiFi Protected Access) ：,WiFi保护访问 WiFi商业联盟在IEEE802.11i草
9、案基础上制定的一项无线局域网安全 技术 目的在于替代传统的WEP安全技术 分为家用的WPA-PSK与企业用的WPA-Enterprise版本 WPA-PSK使用临时密钥完整性协议(Temporal Key Integrity Protocol，TKIP)加密技术，很大程度上解决了WEP加密所隐藏的安 全问题,认证和加密（3）,认证和加密（4）,WPA2是WPA的加强版 采用高级加密协议(Advanced Encryption Standard，AES) 比WPA更难被破解，更安全,WPA2：,CCMP 计数器模式密码块链消息完整码协议,WLAN及WIFI概述 WIFI协议框架 WIFI信道 认
10、证和加密 WIFI应用于产品 WIFI性能指标,章 节,WIFI于应用产品（1）,无线AP是wireless access point的简称，即无线接入点，俗称热点，其功能是把有线网络转换成无线网络，以供无线设备进入网络。,无线路由器(Wireless Router)好比将单纯性无线AP和宽带路由器合二为一的扩展型产品，它不仅具备单纯性无线AP所有功能如支持DHCP客户端、支持VPN、防火墙、支持WEP加密等等，而且还包括了网络地址转换(NAT)功能，可支持局域网用户的网络连接共享。,WIFI于应用产品（2）,随着网通技术的发展，除了纯粹的WIFI产品以外，根据不同的需求和场景，不同接入方式与
11、WIFI融合的产品应运而生。,PON+POTS+WIFI,DSL+WIFI,EoC+WIFI,数据业务+WIFI,WLAN及WIFI概述 WIFI协议框架 WIFI信道 认证和加密 WIFI应用于产品 WIFI性能指标,章 节,WIFI性能测试参数（1）,Transmit Spectrum Mask 发送信号频谱模版 Transmitter Power 发送功率 EVM 矢量误差幅度 Lo Leakage 本征泄露 Frequency Error 频率误差 Spectral Flatness 频谱平坦度 Power On/Off Ramp TX 上升/下降时间 Receiver Sensiti
12、vity 接收灵敏度 Receiver Maximum Input Level 接收最大输入信号电平,WIFI性能测试参数（2）,第一代： IEEE802.11a 物理速率54Mbps 频率范围：5.150-5.350GHZ，5.475-5.725GHZ，5.725-5.825GGZ; 第二代： IEEE802.11b 物理速率11Mbps 频率范围：2.4G-2.4835GHZ; 第三代： IEEE802.11g物理速率54Mbps 频率范围：2.4G-2.4835GHZ; 第四代： IEEE802.11n 物理速率300Mbps 频率范围：2.4G-2.4835GHZ，5.150-5.85
13、0GHZ; 第五代： IEEE802.ac 物理速率1Gbps 频率范围：5.150-5.350GHZ，5.475-5.725GHZ，5.725-5.825GGZ;,WIFI性能测试参数（3）,Broadcom（博通，美国） Broadcom芯片是最成熟、最稳定的一种，而且还可以使用DD-WRT这种第三方开源固件改善性能，增加功能。 Atheros（创锐讯，美国） 1999年由斯坦福大学的Teresa Meng博士和斯坦福大学校长，MIPS创始人John Hennessy博士共同在硅谷创办，该公司是基于OFDM的无线网络技术厂商，提供基于IEEE802.11a 5-GHz的芯片组。Athero
14、s芯片则主要是突出性能，尤其在匹配Atheros芯片无线网卡时，性能明显要好一些，只是兼容性略差，稳定性也不如Broadcom芯片产品稳定。 2011年2月28日，Atheros（创锐讯）已经被美国高通Qualcomm以32亿美金收购。 Realtek（瑞昱，台湾） 台湾硅谷的新竹科学园区瑞昱半导体成立于1987年，位于，凭借当年几位年轻工程师的热情与毅力，走过艰辛的草创时期到今日具世界领导地位的专业IC设计公司，瑞昱半导体劈荆斩棘，展现旺盛的企图心与卓越的竞争力，开发出广受全球市场肯定与欢迎的高性能、高品质与高经济效益的IC解决方案。瑞昱半导体自成立以来一直保持稳定的成长，归功于瑞昱对产品/
15、技术研发与创新的执着与努力，同时也归因于瑞昱的优良传统。 MTK（联发科） 台湾联发科技股份有限公司（MediaTek.Inc）是全球著名IC设计厂商， 2011年3月16日）通过换股并购Ralink雷凌公司，将Ralink作为联发科旗下的无线技术事业部 Ralink（雷凌，台湾） Ralink Technology公司成立于2001年，总部位于台湾新竹，并在美国加州Cupertino设有研发中心。Ralink方案是很多廉价无线路由最常见的。Ralink 产品因Wi-Fi、移动和嵌入式应用所需的出色吞吐量、扩展范围、低功耗及一致的可靠性而获得认可。目前已知的Edimax、Tenda、ASUS及D-link都有采用Ralink的产品，Ralink芯片产品主要是打低端市场，突出优点就是价格十分便宜，不少100余元的802.11n无线路由都是采用Ralink的。,主流WIFI芯片厂商,
