從專業角度認識Wi-Fi無線技術
Wi-Fi無線技術相信對無線網絡愛好者來說絕對不會陌生,它以低成本低功耗的特點而著稱。被廣大的制造商,運營商看好。那么,下面將為大家把Wi-Fi無線技術“一層一層撥開”詳細介紹一下。
Wi-Fi無線技術的概念
Wi-Fi為IEEE定義的一個無線網絡通信的工業標準(IEEE802.11),可用于無線局域網(WLAN)接入。 Template:網絡協議
Wi-Fi無線技術的來龍去脈
Wi-Fi***個版本發表于1997年,其中定義了介質訪問接入控制層(MAC層)和物理層。物理層定義了工作在2.4GHz的ISM頻段上的兩種無線調頻方式和一種紅外傳輸的方式,總數據傳輸速率設計為2Mbit/s。兩個設備之間的通信可以自由直接(ad hoc)的方式進行,也可以在基站(Base Station, BS)或者訪問點(Access Point,AP)的協調下進行。
1999年加上了兩個補充版本: 802.11a定義了一個在5GHz ISM頻段上的數據傳輸速率可達54Mbit/s的物理層,802.11b定義了一個在2.4GHz的ISM頻段上但數據傳輸速率高達11Mbit/s的物理層。 2.4GHz的ISM頻段為世界上絕大多數國家通用,因此802.11b得到了最為廣泛的應用。蘋果公司把自己開發的802.11 標準起名叫AirPort。1999年工業界成立了Wi-Fi聯盟,致力解決符合802.11標準的產品的生產和設備兼容性問題。 802.11標準和補充。
◆802.11 ,1997年,原始標準(2Mbit/s 工作在2.4GHz)。
◆802.11a,1999年,物理層補充(54Mbit/s工作在5GHz) 。
◆802.11b,1999年,物理層補充(11Mbit/s工作在2.4GHz) 。
◆802.11c,符合802.1D的媒體接入控制層(MAC) 橋接(MAC Layer Bridging) 。
◆802.11d,根據各國無線電規定做的調整。
◆802.11e ,對服務等級(Quality of Service, QS) 的支持。
◆802.11f,基站的互連性(Interoperability) 。
◆802.11g,物理層補充(54Mbit/s工作在2.4GHz) 。
◆802.11h,無線覆蓋半徑的調整,室內(indoor) 和室外(outdoor) 信道(5GHz頻段) 。
◆802.11i,安全和鑒權(Authentification)方面的補充。
◆802.11n,導入多重輸入輸出 (MIMO) 技術,基本上是802.11a的延伸版。
除了上面的IEEE標準,另外有一個被稱為IEEE802.11b+的技術,通過PBCC技術(Packet Binary Convolutional Code) 在IEEE802.11b(2.4GHz頻段) 基礎上提供22Mbit/s的數據傳輸速率。但這事實上并不是一個IEEE的公開標準,而是一項產權私有的技術(產權屬於美國德州儀器,Texas Instruments)。也有一些被稱為802.11g+的技術,在IEEE802.11g的基礎上提供108Mbit/s的傳輸速率,跟 802.11b+一樣,同樣是非標準技術,由無線網絡晶片生產商Atheros所提倡的則為SuperG。
Wi-Fi無線技術的技術簡述
網絡成員和結構
◆站點(Station) ,網絡最基本的組成部分。
◆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。站點可以動態的聯結(associate)到基本服務單元中。
◆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,例如同一個無線頻段。
◆接入點(Acess Point, AP) 。接入點即有普通站點的身份,又有接入到分配系統的功能。
◆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--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。
◆關口(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它網絡聯系起來。
這兒有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它局域網使用的媒介。物理上它們可能互相重迭。IEEE802.11只負責在站點使用的無線的媒介上的尋址 (Addressing)。分配系統和其它局域網的尋址不屬無線局域網的范圍。IEEE802.11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種服務屬於分配系統的任務,分別為,聯接(Association), 結束聯接(Diassociation), 分配(Distribution), 集成(Integration), 再聯接(Reassociation) 。
◆4種服務屬於站點的任務,分別為,鑒權(Authentication), 結束鑒權(Deauthentication), 隱私(Privacy), MAC數據傳輸(MSDU delivery)。
Wi-Fi無線技術的動作原理
Wi-Fi 的設置至少需要一個Access Points (APs)和一個以上(含)的clients. AP 每100ms將SSID (Service Set Identifier, "Network name") 經由beacons封包廣播一次,beacons封包的傳輸速率是1 Mbit/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***傳輸速率是1 Mbit/s ,所以確保所有的Wi-Fi Client端都能收到這個SSID廣播封包.client 可以由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。 LAN's.Wi-Fi標準需許可接入,對完全client開放.這是Wi-Fi的一個優勢,同時意味著一個無線適配器可能比另外一個工作的更好,Wi- Fi以空氣為媒介,這就相當于一個non-switched以太網絡,而在non-switched網絡中,沖突(collisions)是能夠產生的.