無線局域網(wǎng)基本原理課件

無線局域網(wǎng)基本原理及技術(shù)GemtekSystems,Inc.May.2003無線局域網(wǎng)基本原理及技術(shù)議程1.無線局域網(wǎng)的概念2.無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)3.無線局域網(wǎng)的技術(shù)4.無線局域網(wǎng)的應(yīng)用議程1.無線局域網(wǎng)的概念2.無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)3.無線局傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)：雙絞線，同軸電纜，光纖，或是別的有線介質(zhì)。無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)：紅外線，無線電微波，或是其它無線介質(zhì)。信號在空氣中傳播，可以被任何人接收。1.無線網(wǎng)絡(luò)的概念傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)1.無線網(wǎng)絡(luò)的概念無線數(shù)據(jù)網(wǎng)分類無線數(shù)據(jù)網(wǎng)的種類

無線個人網(wǎng)（WPAN）、無線局域網(wǎng)（WLAN）、無線網(wǎng)橋、無線城域網(wǎng)（WMAN）和無線廣域網(wǎng)（WWAN）。*無線個人網(wǎng)主要用于個人用戶工作空間，典型距離覆蓋幾米，可以與計算機(jī)同步傳輸文件，訪問本地外圍設(shè)備，如打印機(jī)等。目前主要技術(shù)包括藍(lán)牙（Bluetooth）和紅外（IrDA）。*無線局域網(wǎng)主要用于寬帶家庭、大樓內(nèi)部以及園區(qū)內(nèi)部，典型距離覆蓋幾十米至上百米。目前主要技術(shù)為802.11系列。*無線網(wǎng)橋主要用于大樓之間的聯(lián)網(wǎng)通訊，典型距離幾公里。*無線城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)覆蓋城域和廣域環(huán)境，主要用于Internet/email訪問，但提供的帶寬比無線局域網(wǎng)技術(shù)要低很多。目前典型的技術(shù)是GRPS和CDMA。無線數(shù)據(jù)網(wǎng)分類無線數(shù)據(jù)網(wǎng)的種類*無線個人網(wǎng)*無線局域網(wǎng)*無線HUBAccessPoint有線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)HUBServer無線局域網(wǎng)和有線局域網(wǎng)的對比HUBAccessPoint有線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)HUBSe無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)機(jī)動性:不受工作區(qū)域之限制便利性:兼容性高,安裝方便擴(kuò)充性:可隨時增加使用數(shù)量節(jié)省成本:不須考慮重新裝潢,布線

之費(fèi)用無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)機(jī)動性:不受工作區(qū)域之限制無線電頻譜范圍無線電頻譜范圍什么是ISM該頻段是依據(jù)全球性國際組織美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)所定義出來，適用于全球各地來使用，無需授權(quán)使用。ISM

工業(yè)（Industrial）、科學(xué)（Scientific）與醫(yī)療（Medical）ISM頻段歐美日什么是ISM該頻段是依據(jù)全球性國際組織美國聯(lián)邦通訊委員會(F信道分配12345678910111234567891011信道頻率24002472243724122462121324831213信道分配123456789101112345678910112.無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

Bluetooth802.11b802.11g802.11aHomeRF2.0HiperLAN2Infrared頻率2.4GHz2.4GHz2.4GHz5GHz2.4GHz5GHzIrBand傳輸速度1Mbps11Mbps54Mbps54Mbps10Mbps54Mbps4Mbps網(wǎng)絡(luò)層最大速度721Kbps5Mbps

32Mbps5Mbps32MbpsN/A距離10mUpto100mUpto100m100m50mTBD**Upto5m標(biāo)準(zhǔn)IEEE-802.15IEEE-802.11bIEEE-802.11gIEEE-802.11aSWAPHiperLAN2HiperLAN2IrDA通信技術(shù)FHSSDSSSOFDM/PBCC

OFDM1MHzand5MHzwideFHSSOFDM(NA)使用模式PointtoPointHigh-SpeedNetworkAccessHigh-SpeedNetworkAccessHigh-SpeedNetworkAccess

HomeNetworkingandDECTphoneHigh-SpeedNetworkAccessPoint-to-PointDataTransmissionTiming1999December(1.0B)1998July20012001?2000/2003

KeyPlayersSIGmembers,IBM,Intel,Nokia,Ericsson,ToshibaWi-Fimembers,Lucent,Intersil,AtmelIntersil,TI(Alantro)Wi-Fi,Atheros,IntelRadiata,Philips,CiscoCompaq,Motorola,andProximEricssonispromisingHiperLAN2productsat2002

22Mbps2.無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

Bluetooth802.11b80IEEE802.11的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11a802.11b802.11g標(biāo)準(zhǔn)確立日期1999．91999．9仍在開發(fā)工作頻段5.150-5.350GHz5.470-5.850GHz2.400-2.483GHz2.400-2.483GHz頻寬580MHz83.5MHz83.5MHz互不重迭頻道數(shù)量13（U.S）19（Europe）33數(shù)據(jù)速率6，9，12，18，24，36，48，54Mbps1，2，5.5，11Mbps6，9，12，18，24，36，48，54MbpsUDP數(shù)據(jù)吞量30.9Mbps7.1Mbps16.4MbpsIEEE802.11的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11a80802.11標(biāo)準(zhǔn)組IEEE標(biāo)準(zhǔn)說明狀態(tài)802.11a制訂5GHz波段上的物理層規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成。802.11b制定2.4GHz波段上更高速率的物理層規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成。802.11d當(dāng)前802.11標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的操作僅在幾個國家中是合法的，而制訂該標(biāo)準(zhǔn)的目的是為了擴(kuò)充802.11無線局域網(wǎng)在其他國家的應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成802.11e該標(biāo)準(zhǔn)主要是為了改進(jìn)和管理WLAN的服務(wù)質(zhì)量，保證能在802.11無線網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行話音、音頻、視頻的傳輸、可視會議、媒體流的傳送、增強(qiáng)的安全應(yīng)用及移動訪問應(yīng)用等。標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行802.11f該標(biāo)準(zhǔn)是為了可以在多個廠商的無線局域網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)訪問互操作，保證網(wǎng)絡(luò)內(nèi)訪問點(diǎn)之間信息的互換標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行802.11g該標(biāo)準(zhǔn)是802.11b的擴(kuò)充，目的是制定更高速率的物理層規(guī)范（物理層最大數(shù)據(jù)率至少是20Mbit/s），通過提高數(shù)據(jù)率，來增強(qiáng)802.11b兼容網(wǎng)絡(luò)的性能和應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行802.11h該標(biāo)準(zhǔn)主要是為了增強(qiáng)5GHz波段的802.11MAC規(guī)范及802.11a高速物理層規(guī)范；增強(qiáng)信道能源測度和報告機(jī)制，以便改進(jìn)頻譜和傳送功率管理。標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行802.11i增強(qiáng)WLAN的安全和鑒別機(jī)制。標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行802.11標(biāo)準(zhǔn)組IEEE標(biāo)準(zhǔn)說明狀態(tài)802.1無線局域網(wǎng)模型IEEE802LAN標(biāo)準(zhǔn)系列PHYMACOSI層2OSI層1IEEE802.3Ethernet以太網(wǎng)IEEE802.4TokenBus令牌總線IEEE802.5TokenRing令牌環(huán)IEEE802.15WPAN藍(lán)牙IEEE802.16BWA寬帶無線IEEE802.2邏輯鏈路控制(LLC)IEEE802.11WLAN無線局域網(wǎng)定義了介質(zhì)訪問控制(MAC)和物理層的操作，包括MAC子層、MAC服務(wù)和協(xié)議以及三個物理層無線局域網(wǎng)模型IEEE802LAN標(biāo)準(zhǔn)系列PHYMACO802.11物理層802.11最初定義的三個物理層包括了兩個擴(kuò)散頻譜技術(shù)和一個紅外傳播規(guī)范，無線傳輸?shù)念l道定義在2.4GHz的ISM波段內(nèi)，這個頻段，在各個國際無線管理機(jī)構(gòu)中，例如美國的USA，歐洲的ETSI和日本的MKK都是非注冊使用頻段。802.11無線標(biāo)準(zhǔn)定義的傳輸速率是1Mbps和2Mbps，可以使用FHSS(frequencyhoppingspreadspectrum)和DSSS(directsequencespreadspectrum)技術(shù)，需要指出的是，F(xiàn)HSS和DHSS技術(shù)在運(yùn)行機(jī)制上是完全不同的，所以采用這兩種技術(shù)的設(shè)備沒有互操作性。3.802.11b在無線局域網(wǎng)協(xié)議中最大的貢獻(xiàn)就在于它在802.11協(xié)議的物理層增加了兩個新的速度：5.5Mbps和11Mbps。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，DSSS被選作該標(biāo)準(zhǔn)的唯一的物理層傳輸技術(shù)，這個決定使得802.11b可以和1Mbps和2Mbps的802.11DSSS系統(tǒng)互操作。4.802.11b采用了動態(tài)速率調(diào)節(jié)技術(shù)，來允許用戶在不同的環(huán)境下自動使用不同的連接速度來補(bǔ)充環(huán)境的不利影響。在理想狀態(tài)下，用戶以11M的全速運(yùn)行，然而，當(dāng)用戶移出理想的11M速率傳送的位置或者距離時，或者潛在地受到了干擾的話，這把速度自動按序降低為5.5Mbps、2Mbps、1Mbps。同樣，當(dāng)用戶回到理想環(huán)境的話，連接速度也會以反向增加直至11Mbps。速率調(diào)節(jié)機(jī)制是在物理層自動實現(xiàn)而不會對用戶和其它上層協(xié)議產(chǎn)生任何影響。802.11物理層802.11最初定義的三個物理層包括了兩個802.11物理層示意圖物理層紅外技術(shù)IRPHY跳頻展頻FHSSPHY直序展頻DSSSPHY高速DSHR/DS正交頻分多路技術(shù)OFDMFor802.11aFor802.11bPHY層MAC層802.11物理層示意圖物理層紅外技術(shù)IRPHY跳頻展頻調(diào)制技術(shù)

IEEE802.11:DBPSK、DQPSK、FSKIEEE802.11b:DBPSK、DQPSK、CCKIEEE802.11a:QAM/OFDMIEEE802.11g:DBPSK、DQPSK、QAM/OFDM、PBCC、CCK調(diào)制技術(shù)IEEE802.11:什么是展頻展頻技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是依FCC(FederalCommunicationsCommittee；美國聯(lián)邦通訊委員會)規(guī)定的ISM(IndustrialScientific,andMedical)頻段，頻率范圍開放于902MHz~928MHz及2.4G~2.484GHz兩個頻段，并沒有所謂使用授權(quán)的限制。擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的擴(kuò)展是通過一個獨(dú)立的碼序列來完成，用編碼及調(diào)制的方法來實現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)；在接收端則用同樣的碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)

展頻技術(shù)主要又分為頻率跳頻技術(shù)（FHSS）及直接序列展頻技術(shù)（DSSS）兩種方式。而此兩種技術(shù)起源于第二次世界大戰(zhàn)中軍隊所使用的通訊技術(shù)，其目的是希望在惡劣的戰(zhàn)爭環(huán)境中，依然能保持通信信號的穩(wěn)定性及保密性。什么是展頻展頻技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是依FCC(Federa跳頻技術(shù)FHSS跳頻技術(shù)是依靠快速地轉(zhuǎn)換傳輸?shù)念l率來實現(xiàn)的，每一個時間段內(nèi)使用的頻率和前后時間段的都不一樣，所以發(fā)送者和接收者必須保持一致的跳變頻率，這樣才能保證接受的信號正確。跳頻技術(shù)可以避開許多干擾的出現(xiàn)，包括某些工作在特定頻率下的信號，這樣采用跳頻后的802.11無線信號就只會丟失這個頻率下的信息，損失不大；如果想分享帶寬，也可以采用不同的調(diào)頻次序來實現(xiàn)。弱點(diǎn)：速度慢，只能達(dá)到1Mbps。TimeslotFrequencyslot012345678Signal1{2,7,4,5}Work1{6………}Signal2{4,3,1,7}跳頻技術(shù)FHSS跳頻技術(shù)是依靠快速地轉(zhuǎn)換傳輸?shù)念l率來實現(xiàn)的直接序列擴(kuò)頻技術(shù)DSSS直擴(kuò)技術(shù)是把使用11位的chipping－Barker序列來將數(shù)據(jù)編碼并發(fā)送的技術(shù)。發(fā)送端通過spreader把chips（就是一串的二進(jìn)制碼）添加入要傳輸?shù)腷it流中，稱為編碼；然后在接受端用同樣的chips進(jìn)行解碼，就可以得到原始數(shù)據(jù)了。802.11協(xié)議中是使用Barker序列號來作為這個chips的，規(guī)定為10110111000，在編碼過程，如果要傳送的數(shù)據(jù)是0的話，數(shù)列不變；如果傳送的數(shù)據(jù)是1的話，數(shù)列就相反。在相同的吞吐量下，直擴(kuò)技術(shù)需要比跳頻技術(shù)更多的能量；但以消耗能量為代價，它也能達(dá)到比跳頻技術(shù)更高的吞吐量，802.11b能達(dá)到5.5Mbps和11Mbps就就是采用HR/DSSS技術(shù)。ScrambleddataBarkersequence0111011100010110110010011101110000100100110101Transmitteddata直接序列擴(kuò)頻技術(shù)DSSS直擴(kuò)技術(shù)是把使用11位的chipp802.11MAC層802.11的MAC和802.3協(xié)議的MAC非常相似，都是在一個共享媒體之上支持多個用戶共享資源，由發(fā)送者在發(fā)送數(shù)據(jù)前先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的可用性。802.3協(xié)議沖突的檢測采用CSMA/CD方式，而在802.11無線局域網(wǎng)協(xié)議中，采用了新的協(xié)議

CSMA/CA(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance)2.另一個的無線MAC層問題是“hiddennode”問題。為了解決這個問題，802.11在MAC層上引入了一個新的Send/CleartoSend(RTS/CTS)選項，間接解決了“hiddennode”問題。由于RTS/CTS需要占用網(wǎng)絡(luò)資源而增加了額外的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，一般只是在那些大數(shù)據(jù)報上采用(重傳大數(shù)據(jù)報會耗費(fèi)較大)。802.11MAC子層提供了另兩個強(qiáng)壯的功能，CRC校驗和包分片。

CRC校驗是指在802.11協(xié)議中，每一個在無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報都被附加上了校驗位，這和Ethernet中通過上層TCP/IP協(xié)議來對數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗有所不同。包分片的功能允許大的數(shù)據(jù)報在傳送的時候被分成較小的部分分批傳送。這項技術(shù)大大減少了許多情況下數(shù)據(jù)報被重傳的概率，從而提高了無線網(wǎng)絡(luò)的整體性能。4.另外幾個部分：a.802.11e-------提高和管理網(wǎng)絡(luò)的QoS的能力；

b.802.11f-------采用IAPP協(xié)議，可以在不同的廠商的無線局域網(wǎng)內(nèi)

實現(xiàn)訪問互操作，保證網(wǎng)絡(luò)內(nèi)訪問點(diǎn)之間信息的互換。

c.802.11i-------增強(qiáng)WLAN的安全和鑒別機(jī)制。

802.11MAC層802.11的MAC和802.3協(xié)議的M802.11物理層示意圖MAC層802.11i802.11F802.11e載波監(jiān)聽多路訪問/沖突防止CSMA/CA發(fā)送/清除-發(fā)送RTS/CTSFor802.11For802.11PHY層MAC層802.11物理層示意圖MAC層802.11i802.11F3.無線局域網(wǎng)基本技術(shù)無線局域網(wǎng)基本構(gòu)架SCAN、SWEEP、ASSOCIATION、AUTHENTICATION過程CSMA/CA和RTS/CTS協(xié)議漫游實現(xiàn)安全性電源管理3.無線局域網(wǎng)基本技術(shù)無線局域網(wǎng)基本構(gòu)架infrastructure

網(wǎng)絡(luò)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)APAPAP有線網(wǎng)絡(luò)AP:AccessPoint無線局域網(wǎng)基本構(gòu)架infrastructure

網(wǎng)絡(luò)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)APAPIBSSIBSS

(IndependentBasicServiceSet)由數(shù)個無線工作站所級組成做點(diǎn)對多點(diǎn)運(yùn)用的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)IBSSIBSS(IndependentBasicSeBSSBSS(BasicServiceSet)同一臺AP及數(shù)臺無線工作站所組成的局域網(wǎng)BSSBSS(BasicServiceSet)ESSESS(ExtendedServiceSet)一個或多個以上的BSS即可被定義成一個ExtendedServiceSet(ESS)，用戶可在ESS上漫游及存取BSS系統(tǒng)中的任何資料，其中AccessPoints必須設(shè)定相同的ESSID才能允許漫游。ESSESS(ExtendedServiceSet)DistributionSystemstationAPstationstationAPstationDistributionnetworkBSSBSSESSDistributionSystemstationAPstESSIDESSID，可以稱作無線網(wǎng)絡(luò)的名稱

采用無線局域網(wǎng)中infrastructure架構(gòu)；每個AP必須配置一個ESSID（注意對大小寫敏感）；每個客戶端必須匹配AP的ESSID才能連接得上；ESSIDESSID，可以稱作無線網(wǎng)絡(luò)的名稱Authentication認(rèn)證方案實施：IEEE802.11定義方式：OpenSystemAuthenticationSharedKeyAuthentication(basedonWEP)802.11的認(rèn)證方式是面向設(shè)備的，通過靜態(tài)和預(yù)共享的，存在著缺陷：不是基于用戶的缺少秘鑰管理，分發(fā)機(jī)制容易被破解，盜取，偽造可采用其他的方法補(bǔ)救：基于無線網(wǎng)卡MAC地址的訪問控制列表；即將到來的802.11i協(xié)議—預(yù)計要到2003Q4才能正式發(fā)布；802.1x的標(biāo)準(zhǔn)各廠家自己的私有協(xié)議密鑰的管理：開放的系統(tǒng)中，驗證只需要一次就足夠了，但只能在一個BSS系統(tǒng)中如果用戶漫游，就需要采用IAPP的標(biāo)準(zhǔn)，IAPP是基于MAC層的漫游概念A(yù)uthentication認(rèn)證方案實施：CSMA/CA協(xié)議無線局域網(wǎng)中采用了與以太網(wǎng)CSMA/CD相類似的CSMA/CA(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突防止)協(xié)議CSMA/CA采用能量檢測（ED）、載波檢測（CS）和能量載波混合檢測三種檢測信道空閑的方式。CSMA/CA通信方式將時間域的劃分與幀格式緊密聯(lián)系起來，保證某一時刻只有一個站點(diǎn)發(fā)送，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集中控制CSMA/CA協(xié)議沖突檢測如果A和C同時監(jiān)聽到信道是空閑的，他們會同發(fā)送數(shù)據(jù)。這時發(fā)生的碰撞在以太網(wǎng)的發(fā)送端會檢測到半雙工的無線電信號在發(fā)送端卻不能檢測到碰撞ABCABCEthernetLANWirelessLAN沖突檢測如果A和C同時監(jiān)聽到信道是空閑的，他們會同發(fā)送數(shù)據(jù)。漫游(Roaming)SiteBSiteAAP2AP1漫游(Roaming)SiteBSiteAAP2AP1什么時候會發(fā)生漫游呢？無線工作站在AP間的切換在以下情況下發(fā)生：無線工作站離開了當(dāng)前AP的覆蓋區(qū)當(dāng)前使用的無線頻段受到嚴(yán)重的干擾當(dāng)前連接的AP停止了工作正在使用的頻段非常繁忙，此時還有可選的負(fù)載較輕的AP頻段無線工作站是基于CCQL(CombinedCommunications-Quality&Load)條件決定是否發(fā)起漫游的改變：CCQL數(shù)值基于以下參數(shù)計算:信噪比SNR(SignaltoNoiseRatio):根據(jù)接收到的Beacon顯示的平均信號等級根據(jù)當(dāng)前信道接收到的數(shù)據(jù)的平均噪音等級負(fù)載Sweep的結(jié)果(Searching時產(chǎn)生的結(jié)果):ProbeResponses的信噪比漫游（Roaming）什么時候會發(fā)生漫游呢？漫游（Roaming）漫游（Roaming）漫游協(xié)議并沒有歸入802.11InterAccessPointProtocol,IAPP,

將要成一個標(biāo)準(zhǔn)的漫游協(xié)議IAPP協(xié)議元素:WMP(WaveLANManagementProtocol)單向協(xié)議，無線工作站發(fā)出的重新建立新的聯(lián)合關(guān)系的信號協(xié)議AnnounceProtocol在同一個區(qū)域內(nèi)，AP間相互確認(rèn)和交換信息的通告協(xié)議Hand-overProtocol一個無線工作站和AP重新建立連接時，在AP間交換信息的雙向協(xié)議漫游（Roaming）IAPP協(xié)議元素:漫游的移交過程無線工作站…首先接受緩存在當(dāng)前使用的AP中的數(shù)據(jù)包然后開始建立和新的AP的聯(lián)合關(guān)系A(chǔ)P之間使用IAPP(InterAccessPointProtocol)協(xié)議IAPP協(xié)議工作在AP組成的分布式系統(tǒng)上通知老的AP現(xiàn)在的連接狀態(tài)，并允許老的AP改變它的associationtable更新過濾表在各個AP中IAPP使用UDP/IP協(xié)議老的AP拋棄掉為無線工作站緩存的數(shù)據(jù)包漫游的移交過程無線工作站…負(fù)載均衡如果一個區(qū)域中有多個AP，設(shè)置在不同的、非重疊的頻段，這樣做可以提高總的性能。AP會將自己當(dāng)前的負(fù)載告知無線工作站，無線工作站會根據(jù)收到的高負(fù)載通知，決定是否切換到另外一臺AP，以此達(dá)到負(fù)載均衡的效果。負(fù)載均衡如果一個區(qū)域中有多個AP，設(shè)置在不同的、非重疊的頻段有線等效加密（WEP）可選的安全功能(設(shè)備已支持)基于RC4加密算法流加密字64位或128位密鑰用戶可定義40位或者104位長還有24bit被稱為IV(Initializationvector)，由系統(tǒng)隨每一個數(shù)據(jù)包自動改變用于數(shù)據(jù)加密編碼用于共享密鑰授權(quán)機(jī)制WEP加密（WiredEquivalentPrivacy），當(dāng)用戶

第一次接入一AP時，由用戶發(fā)起鑒權(quán)申請，AP接到這一申請后用明碼發(fā)出一個字符串給該用戶，用戶將加密后的字符串發(fā)回AP，AP將此密文解密并與原先的明碼比較，根據(jù)結(jié)果給出同意接入或拒絕接入的回答。

有線等效加密（WEP）可選的安全功能(設(shè)備已支持)謝謝!GSIWirelessLAN

謝謝!GSIWirelessLAN無線局域網(wǎng)基本原理及技術(shù)GemtekSystems,Inc.May.2003無線局域網(wǎng)基本原理及技術(shù)議程1.無線局域網(wǎng)的概念2.無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)3.無線局域網(wǎng)的技術(shù)4.無線局域網(wǎng)的應(yīng)用議程1.無線局域網(wǎng)的概念2.無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)3.無線局傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)：雙絞線，同軸電纜，光纖，或是別的有線介質(zhì)。無線網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕橘|(zhì)：紅外線，無線電微波，或是其它無線介質(zhì)。信號在空氣中傳播，可以被任何人接收。1.無線網(wǎng)絡(luò)的概念傳統(tǒng)有線網(wǎng)絡(luò)1.無線網(wǎng)絡(luò)的概念無線數(shù)據(jù)網(wǎng)分類無線數(shù)據(jù)網(wǎng)的種類

無線個人網(wǎng)（WPAN）、無線局域網(wǎng)（WLAN）、無線網(wǎng)橋、無線城域網(wǎng)（WMAN）和無線廣域網(wǎng)（WWAN）。*無線個人網(wǎng)主要用于個人用戶工作空間，典型距離覆蓋幾米，可以與計算機(jī)同步傳輸文件，訪問本地外圍設(shè)備，如打印機(jī)等。目前主要技術(shù)包括藍(lán)牙（Bluetooth）和紅外（IrDA）。*無線局域網(wǎng)主要用于寬帶家庭、大樓內(nèi)部以及園區(qū)內(nèi)部，典型距離覆蓋幾十米至上百米。目前主要技術(shù)為802.11系列。*無線網(wǎng)橋主要用于大樓之間的聯(lián)網(wǎng)通訊，典型距離幾公里。*無線城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)覆蓋城域和廣域環(huán)境，主要用于Internet/email訪問，但提供的帶寬比無線局域網(wǎng)技術(shù)要低很多。目前典型的技術(shù)是GRPS和CDMA。無線數(shù)據(jù)網(wǎng)分類無線數(shù)據(jù)網(wǎng)的種類*無線個人網(wǎng)*無線局域網(wǎng)*無線HUBAccessPoint有線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)HUBServer無線局域網(wǎng)和有線局域網(wǎng)的對比HUBAccessPoint有線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)HUBSe無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)機(jī)動性:不受工作區(qū)域之限制便利性:兼容性高,安裝方便擴(kuò)充性:可隨時增加使用數(shù)量節(jié)省成本:不須考慮重新裝潢,布線

之費(fèi)用無線網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點(diǎn)機(jī)動性:不受工作區(qū)域之限制無線電頻譜范圍無線電頻譜范圍什么是ISM該頻段是依據(jù)全球性國際組織美國聯(lián)邦通訊委員會(FCC)所定義出來，適用于全球各地來使用，無需授權(quán)使用。ISM

工業(yè)（Industrial）、科學(xué)（Scientific）與醫(yī)療（Medical）ISM頻段歐美日什么是ISM該頻段是依據(jù)全球性國際組織美國聯(lián)邦通訊委員會(F信道分配12345678910111234567891011信道頻率24002472243724122462121324831213信道分配123456789101112345678910112.無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

Bluetooth802.11b802.11g802.11aHomeRF2.0HiperLAN2Infrared頻率2.4GHz2.4GHz2.4GHz5GHz2.4GHz5GHzIrBand傳輸速度1Mbps11Mbps54Mbps54Mbps10Mbps54Mbps4Mbps網(wǎng)絡(luò)層最大速度721Kbps5Mbps

32Mbps5Mbps32MbpsN/A距離10mUpto100mUpto100m100m50mTBD**Upto5m標(biāo)準(zhǔn)IEEE-802.15IEEE-802.11bIEEE-802.11gIEEE-802.11aSWAPHiperLAN2HiperLAN2IrDA通信技術(shù)FHSSDSSSOFDM/PBCC

OFDM1MHzand5MHzwideFHSSOFDM(NA)使用模式PointtoPointHigh-SpeedNetworkAccessHigh-SpeedNetworkAccessHigh-SpeedNetworkAccess

HomeNetworkingandDECTphoneHigh-SpeedNetworkAccessPoint-to-PointDataTransmissionTiming1999December(1.0B)1998July20012001?2000/2003

KeyPlayersSIGmembers,IBM,Intel,Nokia,Ericsson,ToshibaWi-Fimembers,Lucent,Intersil,AtmelIntersil,TI(Alantro)Wi-Fi,Atheros,IntelRadiata,Philips,CiscoCompaq,Motorola,andProximEricssonispromisingHiperLAN2productsat2002

22Mbps2.無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

Bluetooth802.11b80IEEE802.11的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11a802.11b802.11g標(biāo)準(zhǔn)確立日期1999．91999．9仍在開發(fā)工作頻段5.150-5.350GHz5.470-5.850GHz2.400-2.483GHz2.400-2.483GHz頻寬580MHz83.5MHz83.5MHz互不重迭頻道數(shù)量13（U.S）19（Europe）33數(shù)據(jù)速率6，9，12，18，24，36，48，54Mbps1，2，5.5，11Mbps6，9，12，18，24，36，48，54MbpsUDP數(shù)據(jù)吞量30.9Mbps7.1Mbps16.4MbpsIEEE802.11的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.11a80802.11標(biāo)準(zhǔn)組IEEE標(biāo)準(zhǔn)說明狀態(tài)802.11a制訂5GHz波段上的物理層規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成。802.11b制定2.4GHz波段上更高速率的物理層規(guī)范。標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成。802.11d當(dāng)前802.11標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的操作僅在幾個國家中是合法的，而制訂該標(biāo)準(zhǔn)的目的是為了擴(kuò)充802.11無線局域網(wǎng)在其他國家的應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成802.11e該標(biāo)準(zhǔn)主要是為了改進(jìn)和管理WLAN的服務(wù)質(zhì)量，保證能在802.11無線網(wǎng)絡(luò)上進(jìn)行話音、音頻、視頻的傳輸、可視會議、媒體流的傳送、增強(qiáng)的安全應(yīng)用及移動訪問應(yīng)用等。標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行802.11f該標(biāo)準(zhǔn)是為了可以在多個廠商的無線局域網(wǎng)內(nèi)實現(xiàn)訪問互操作，保證網(wǎng)絡(luò)內(nèi)訪問點(diǎn)之間信息的互換標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行802.11g該標(biāo)準(zhǔn)是802.11b的擴(kuò)充，目的是制定更高速率的物理層規(guī)范（物理層最大數(shù)據(jù)率至少是20Mbit/s），通過提高數(shù)據(jù)率，來增強(qiáng)802.11b兼容網(wǎng)絡(luò)的性能和應(yīng)用。標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行802.11h該標(biāo)準(zhǔn)主要是為了增強(qiáng)5GHz波段的802.11MAC規(guī)范及802.11a高速物理層規(guī)范；增強(qiáng)信道能源測度和報告機(jī)制，以便改進(jìn)頻譜和傳送功率管理。標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行802.11i增強(qiáng)WLAN的安全和鑒別機(jī)制。標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正在進(jìn)行802.11標(biāo)準(zhǔn)組IEEE標(biāo)準(zhǔn)說明狀態(tài)802.1無線局域網(wǎng)模型IEEE802LAN標(biāo)準(zhǔn)系列PHYMACOSI層2OSI層1IEEE802.3Ethernet以太網(wǎng)IEEE802.4TokenBus令牌總線IEEE802.5TokenRing令牌環(huán)IEEE802.15WPAN藍(lán)牙IEEE802.16BWA寬帶無線IEEE802.2邏輯鏈路控制(LLC)IEEE802.11WLAN無線局域網(wǎng)定義了介質(zhì)訪問控制(MAC)和物理層的操作，包括MAC子層、MAC服務(wù)和協(xié)議以及三個物理層無線局域網(wǎng)模型IEEE802LAN標(biāo)準(zhǔn)系列PHYMACO802.11物理層802.11最初定義的三個物理層包括了兩個擴(kuò)散頻譜技術(shù)和一個紅外傳播規(guī)范，無線傳輸?shù)念l道定義在2.4GHz的ISM波段內(nèi)，這個頻段，在各個國際無線管理機(jī)構(gòu)中，例如美國的USA，歐洲的ETSI和日本的MKK都是非注冊使用頻段。802.11無線標(biāo)準(zhǔn)定義的傳輸速率是1Mbps和2Mbps，可以使用FHSS(frequencyhoppingspreadspectrum)和DSSS(directsequencespreadspectrum)技術(shù)，需要指出的是，F(xiàn)HSS和DHSS技術(shù)在運(yùn)行機(jī)制上是完全不同的，所以采用這兩種技術(shù)的設(shè)備沒有互操作性。3.802.11b在無線局域網(wǎng)協(xié)議中最大的貢獻(xiàn)就在于它在802.11協(xié)議的物理層增加了兩個新的速度：5.5Mbps和11Mbps。為了實現(xiàn)這個目標(biāo)，DSSS被選作該標(biāo)準(zhǔn)的唯一的物理層傳輸技術(shù)，這個決定使得802.11b可以和1Mbps和2Mbps的802.11DSSS系統(tǒng)互操作。4.802.11b采用了動態(tài)速率調(diào)節(jié)技術(shù)，來允許用戶在不同的環(huán)境下自動使用不同的連接速度來補(bǔ)充環(huán)境的不利影響。在理想狀態(tài)下，用戶以11M的全速運(yùn)行，然而，當(dāng)用戶移出理想的11M速率傳送的位置或者距離時，或者潛在地受到了干擾的話，這把速度自動按序降低為5.5Mbps、2Mbps、1Mbps。同樣，當(dāng)用戶回到理想環(huán)境的話，連接速度也會以反向增加直至11Mbps。速率調(diào)節(jié)機(jī)制是在物理層自動實現(xiàn)而不會對用戶和其它上層協(xié)議產(chǎn)生任何影響。802.11物理層802.11最初定義的三個物理層包括了兩個802.11物理層示意圖物理層紅外技術(shù)IRPHY跳頻展頻FHSSPHY直序展頻DSSSPHY高速DSHR/DS正交頻分多路技術(shù)OFDMFor802.11aFor802.11bPHY層MAC層802.11物理層示意圖物理層紅外技術(shù)IRPHY跳頻展頻調(diào)制技術(shù)

IEEE802.11:DBPSK、DQPSK、FSKIEEE802.11b:DBPSK、DQPSK、CCKIEEE802.11a:QAM/OFDMIEEE802.11g:DBPSK、DQPSK、QAM/OFDM、PBCC、CCK調(diào)制技術(shù)IEEE802.11:什么是展頻展頻技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是依FCC(FederalCommunicationsCommittee；美國聯(lián)邦通訊委員會)規(guī)定的ISM(IndustrialScientific,andMedical)頻段，頻率范圍開放于902MHz~928MHz及2.4G~2.484GHz兩個頻段，并沒有所謂使用授權(quán)的限制。擴(kuò)頻通信技術(shù)是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠(yuǎn)大于所傳信息必需的最小帶寬；頻帶的擴(kuò)展是通過一個獨(dú)立的碼序列來完成，用編碼及調(diào)制的方法來實現(xiàn)的，與所傳信息數(shù)據(jù)無關(guān)；在接收端則用同樣的碼進(jìn)行相關(guān)同步接收、解擴(kuò)及恢復(fù)所傳信息數(shù)據(jù)

展頻技術(shù)主要又分為頻率跳頻技術(shù)（FHSS）及直接序列展頻技術(shù)（DSSS）兩種方式。而此兩種技術(shù)起源于第二次世界大戰(zhàn)中軍隊所使用的通訊技術(shù)，其目的是希望在惡劣的戰(zhàn)爭環(huán)境中，依然能保持通信信號的穩(wěn)定性及保密性。什么是展頻展頻技術(shù)的無線局域網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品是依FCC(Federa跳頻技術(shù)FHSS跳頻技術(shù)是依靠快速地轉(zhuǎn)換傳輸?shù)念l率來實現(xiàn)的，每一個時間段內(nèi)使用的頻率和前后時間段的都不一樣，所以發(fā)送者和接收者必須保持一致的跳變頻率，這樣才能保證接受的信號正確。跳頻技術(shù)可以避開許多干擾的出現(xiàn)，包括某些工作在特定頻率下的信號，這樣采用跳頻后的802.11無線信號就只會丟失這個頻率下的信息，損失不大；如果想分享帶寬，也可以采用不同的調(diào)頻次序來實現(xiàn)。弱點(diǎn)：速度慢，只能達(dá)到1Mbps。TimeslotFrequencyslot012345678Signal1{2,7,4,5}Work1{6………}Signal2{4,3,1,7}跳頻技術(shù)FHSS跳頻技術(shù)是依靠快速地轉(zhuǎn)換傳輸?shù)念l率來實現(xiàn)的直接序列擴(kuò)頻技術(shù)DSSS直擴(kuò)技術(shù)是把使用11位的chipping－Barker序列來將數(shù)據(jù)編碼并發(fā)送的技術(shù)。發(fā)送端通過spreader把chips（就是一串的二進(jìn)制碼）添加入要傳輸?shù)腷it流中，稱為編碼；然后在接受端用同樣的chips進(jìn)行解碼，就可以得到原始數(shù)據(jù)了。802.11協(xié)議中是使用Barker序列號來作為這個chips的，規(guī)定為10110111000，在編碼過程，如果要傳送的數(shù)據(jù)是0的話，數(shù)列不變；如果傳送的數(shù)據(jù)是1的話，數(shù)列就相反。在相同的吞吐量下，直擴(kuò)技術(shù)需要比跳頻技術(shù)更多的能量；但以消耗能量為代價，它也能達(dá)到比跳頻技術(shù)更高的吞吐量，802.11b能達(dá)到5.5Mbps和11Mbps就就是采用HR/DSSS技術(shù)。ScrambleddataBarkersequence0111011100010110110010011101110000100100110101Transmitteddata直接序列擴(kuò)頻技術(shù)DSSS直擴(kuò)技術(shù)是把使用11位的chipp802.11MAC層802.11的MAC和802.3協(xié)議的MAC非常相似，都是在一個共享媒體之上支持多個用戶共享資源，由發(fā)送者在發(fā)送數(shù)據(jù)前先進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)的可用性。802.3協(xié)議沖突的檢測采用CSMA/CD方式，而在802.11無線局域網(wǎng)協(xié)議中，采用了新的協(xié)議

CSMA/CA(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance)2.另一個的無線MAC層問題是“hiddennode”問題。為了解決這個問題，802.11在MAC層上引入了一個新的Send/CleartoSend(RTS/CTS)選項，間接解決了“hiddennode”問題。由于RTS/CTS需要占用網(wǎng)絡(luò)資源而增加了額外的網(wǎng)絡(luò)負(fù)擔(dān)，一般只是在那些大數(shù)據(jù)報上采用(重傳大數(shù)據(jù)報會耗費(fèi)較大)。802.11MAC子層提供了另兩個強(qiáng)壯的功能，CRC校驗和包分片。

CRC校驗是指在802.11協(xié)議中，每一個在無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報都被附加上了校驗位，這和Ethernet中通過上層TCP/IP協(xié)議來對數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗有所不同。包分片的功能允許大的數(shù)據(jù)報在傳送的時候被分成較小的部分分批傳送。這項技術(shù)大大減少了許多情況下數(shù)據(jù)報被重傳的概率，從而提高了無線網(wǎng)絡(luò)的整體性能。4.另外幾個部分：a.802.11e-------提高和管理網(wǎng)絡(luò)的QoS的能力；

b.802.11f-------采用IAPP協(xié)議，可以在不同的廠商的無線局域網(wǎng)內(nèi)

實現(xiàn)訪問互操作，保證網(wǎng)絡(luò)內(nèi)訪問點(diǎn)之間信息的互換。

c.802.11i-------增強(qiáng)WLAN的安全和鑒別機(jī)制。

802.11MAC層802.11的MAC和802.3協(xié)議的M802.11物理層示意圖MAC層802.11i802.11F802.11e載波監(jiān)聽多路訪問/沖突防止CSMA/CA發(fā)送/清除-發(fā)送RTS/CTSFor802.11For802.11PHY層MAC層802.11物理層示意圖MAC層802.11i802.11F3.無線局域網(wǎng)基本技術(shù)無線局域網(wǎng)基本構(gòu)架SCAN、SWEEP、ASSOCIATION、AUTHENTICATION過程CSMA/CA和RTS/CTS協(xié)議漫游實現(xiàn)安全性電源管理3.無線局域網(wǎng)基本技術(shù)無線局域網(wǎng)基本構(gòu)架infrastructure

網(wǎng)絡(luò)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)APAPAP有線網(wǎng)絡(luò)AP:AccessPoint無線局域網(wǎng)基本構(gòu)架infrastructure

網(wǎng)絡(luò)ad-hoc網(wǎng)絡(luò)APAPIBSSIBSS

(IndependentBasicServiceSet)由數(shù)個無線工作站所級組成做點(diǎn)對多點(diǎn)運(yùn)用的區(qū)域網(wǎng)絡(luò)IBSSIBSS(IndependentBasicSeBSSBSS(BasicServiceSet)同一臺AP及數(shù)臺無線工作站所組成的局域網(wǎng)BSSBSS(BasicServiceSet)ESSESS(ExtendedServiceSet)一個或多個以上的BSS即可被定義成一個ExtendedServiceSet(ESS)，用戶可在ESS上漫游及存取BSS系統(tǒng)中的任何資料，其中AccessPoints必須設(shè)定相同的ESSID才能允許漫游。ESSESS(ExtendedServiceSet)DistributionSystemstationAPstationstationAPstationDistributionnetworkBSSBSSESSDistributionSystemstationAPstESSIDESSID，可以稱作無線網(wǎng)絡(luò)的名稱

采用無線局域網(wǎng)中infrastructure架構(gòu)；每個AP必須配置一個ESSID（注意對大小寫敏感）；每個客戶端必須匹配AP的ESSID才能連接得上；ESSIDESSID，可以稱作無線網(wǎng)絡(luò)的名稱Authentication認(rèn)證方案實施：IEEE802.11定義方式：OpenSystemAuthenticationSharedKeyAuthentication(basedonWEP)802.11的認(rèn)證方式是面向設(shè)備的，通過靜態(tài)和預(yù)共享的，存在著缺陷：不是基于用戶的缺少秘鑰管理，分發(fā)機(jī)制容易被破解，盜取，偽造可采用其他的方法補(bǔ)救：基于無線網(wǎng)卡MAC地址的訪問控