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1、WiFi講義本講義分為4部分：第一部分是總攬，解釋W(xué)iFi是什么，描述無線網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成框架，典型的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成和拓撲結(jié)構(gòu)，簡要描述組網(wǎng)和部署的方法；第二部分對WiFi物理層和數(shù)據(jù)鏈路層的關(guān)鍵技術(shù)進行闡述，力求闡明原理，忽略實現(xiàn)細節(jié)；第三部分描述WiFi的性能，給出一些性能指標，評價方法和影響因素；第四部分針對無線特有的一些重要問題進行說明，主要是安全性問題和實時性問題。1.總攬1.1概述WiFi即WirelessFidelity，無線保真，是無線局域網(wǎng)聯(lián)盟（WiFiAlliance）的一個商標，該商標僅保障使用該商標的商品互相之間可以合作。對應(yīng)的標準是IEEE8
2、02.11，最新的版本是IEEE802.112007。WiFi是應(yīng)用在辦公室和家庭中的短距離無線通信技術(shù)，使用2.4GHz附近的頻段，提供無線局域網(wǎng)的通信或者向Internet無線接入的功能。1.2協(xié)議框架IEEE802.11屬于IEEE802協(xié)議家族，在OSI模型中的定位如下。IEEE802.11Std定義了物理層和MAC層。與以太網(wǎng)的標準IEEE802.3相同，802.11同樣使用了802.2的LLC，并同樣可以在此基礎(chǔ)上承載IP層和傳輸層，運行完整的TCP/IP協(xié)議棧。IEEE802.11定義多種不同的PHY，包括a，b，g和正在標準化的n。這些物理
3、層最大的不同之處在于使用了不同的調(diào)制解調(diào)、擴頻、乃至分集的技術(shù)。另外，它們使用了同樣的802.11MAC層。關(guān)于PHY和MAC的細節(jié)，將在后文描述。1.3網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成和拓撲IEEE802.11定義了以下幾種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成方式。各組成部分及網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成描述如下：工作站：配備無線網(wǎng)絡(luò)接口的計算設(shè)備。接入點：即AP，accesspoint。對無線工作站提供接入的設(shè)備，具有無線到有線的橋接能力。基本服務(wù)集：即BSS，basicserviceset。一組相互通信的工作站構(gòu)成一個BSS。IEEE802.11Std定義了兩種BSS：independentBSS即獨立基本服務(wù)集和inf
4、rastructureBSS基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)基本服務(wù)集。獨立基本服務(wù)集：也被稱為adhoc。無線工作站之間不需要通過AP，直接進行通信的方式?；A(chǔ)結(jié)構(gòu)基本服務(wù)集：無線工作站通過AP相互通信，而不能直接通信。引入AP的目的一方面是為了更好的利用帶寬，另一方面也是為了使無線工作站更加省電。值得注意的是，在一個時刻，無線工作站只能與一個AP關(guān)聯(lián)。擴展服務(wù)區(qū)域：即ESS，extendedserviceset。ESS使用骨干網(wǎng)絡(luò)將幾個BSS連接在一起，使用多個AP擴大無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，并使用一個ESSID標志網(wǎng)絡(luò)。當某個無線工作站申請加入網(wǎng)絡(luò)時，需要指定相應(yīng)的ESSID。
5、1.1組網(wǎng)和部署如前所述，IEEE802.11定義了兩種網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成：ad-hoc和infrastructureBSS。Ad-hoc模式部署：1）在電腦上裝好無線網(wǎng)卡，配置好IP地址網(wǎng)絡(luò)參數(shù)。注意，要實現(xiàn)互連的主機的IP必須在同一網(wǎng)段，因為對等網(wǎng)絡(luò)不存在網(wǎng)關(guān)，所以網(wǎng)關(guān)可以不用填寫。2）設(shè)定無線網(wǎng)卡的工作模式為Ad-hoc模式，并給需要互連的網(wǎng)卡配置相同的ESSID、頻段、加密方式、密鑰和連接速率。infrastructureBSS模式部署：1）設(shè)置該網(wǎng)絡(luò)工作的頻段，選擇的范圍從1到13。選擇中應(yīng)該注意的是，如果周圍環(huán)境中還有其他的無線網(wǎng)絡(luò)，盡量不要與它使用相同
6、的頻率段。2）選擇AP工作的模式：802.11a或802.11b或802.11g模式。3）設(shè)置AP的ESSID號即可。4）設(shè)置AP的加密方式以及必要的密鑰信息。5）如果需要接入Internet，需要設(shè)置AP連接的路由器或者對無線路由器進行設(shè)置，與有線接入時的路由器設(shè)置相同。6）在STA上選擇適合的ESSID和加密即可連接至網(wǎng)絡(luò)。需要注意的是，AP的擺放位置，天線的朝向，會對無線信號產(chǎn)生重要的影響，必要的時候請檢查調(diào)試。1.1搭建軟AP2.PHY和DLIEEE802.11Std2007定義了無線局域網(wǎng)的PHY和DL。在此基礎(chǔ)上，承載何種網(wǎng)絡(luò)層及傳輸層的協(xié)議可
7、以自行決定。目前除了這份標準外，還有2份修改案：IEEE802.11k和IEEE802.11r。另外，802.11n仍在草案階段。2.1PHYIEEE802.11包含了幾種物理層標準，命名為：1）802.11a：5GHz；OFDM；20個信道（美國），每個信道帶寬20MHz，信號的功率譜主瓣寬度是22MHz，最大傳輸速度54Mbps。2）802.11b：2.4GHz；DSSSorCCK；14個信道，每個信道帶寬5MHz；信號的功率譜主瓣寬度是22MHz（需要占用4個信道，即同一時刻最多有3個信號被傳輸）；最大傳輸速度11MHz。3）802.11g：2.4G
8、Hz；DSSSorCCKorOFDM；3個非重疊信道（原因同802
