802.11标准及无线网运行模式

一、IEEE

　　电气与电子工程师协会（Institute of Electrical and Electronics Engineers），简称IEEE，总部位于美国纽约，是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会，也是全球最大的非营利性专业技术学会。

　　IEEE致力于电气、电子、计算机工程和与科学有关的领域的开发和研究，在太空、计算机、电信、生物医学、电力及消费性电子产品等领域已制定了1300多个行业标准，现已发展成为具有较大影响力的国际学术组织。

　　IEEE下的802委员会负责lan（局域网），man（城域网）标准的制定。

二、802.11标准

　　IEEE 802.11是现今无线局域网通用的标准，它是由国际电机电子工程学会(IEEE)所定义的无线网络通信的标准。

　　其中定义了媒体访问控制层(MAC层)和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种扩频作调制方式和一种红外传输的方式，总数据传输速率设计为2Mbit/s。两个设备可以自行构建临时网络，也可以在基站(Base Station, BS)或者接入点(Access Point，AP)的协调下通信。为了在不同的通讯环境下取得良好的通讯质量，采用CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access／Collision Avoidance)硬件沟通方式。

　　注意：Wi-Fi标准是基于802.11 b的。

1、802.11协议族：

• 802委员会下第11组负责开发无线局域网标准
• IEEE 802.1 1 The Original WLAN Standard- 1 Mbit/s and 2 Mbit/w,2.4GHz RF andIR
• IEEE 802.11 a 54 Mbit/s,5 GHz
• IEEE 802.11 b 802.11 Enhancements to Support 5.5 Mbit/s and 11 Mbit/s
• IEEE 802.11 c Bridge Operation Procedure
• IEEE 802.11 d International (Country to Country) Roaming Extensions
• IEEE 802.11 e Quality of Service (Qos),Including Packet Bursting
• IEEE 802.11 F Inter -Access Point Protocol
• IEEE 802.11 g 54 Mbit/s,2.4 GHz
• IEEE 802.11 h Spectrum Managed 802.11 a (5 GHz) for European Compatibility
• IEEE 802.11 i Enhanced Security
• IEEE 802.11 j Extensions for Japan
• IEEE 802.11 k Radio Resource Measurement Enhancements
• IEEE 802.11 n Higher Throughput Using Multiple Input,Multiple Ouput(MIMO) Antennas
• IEEE 802.11 p Wireless Access for the Vehicular Environment (WAVE)
• IEEE 802.11 r Fast BSS Transition (FT)
• IEEE 802.11 s Mesh Networking,Extended Service Set (ESS)
• IEEE 802.11 T Wireless Performance Prediction (WPP)
• IEEE 802.11 u Internetworking with Non -802 Networks (i.e.:Cellular)
• IEEE 802.11 v wrieless Network Management
• IEEE 802.11 v wrieless Network Management
• IEEE 802.11 w Protected Management Frames
• IEEE 802.11 y 3650 - 3700 MHz Operation in the US
• IEEE 802.11 z Direct Link Setup (DLS) Extensions
• IEEE 802.11 zm Maintenance of the Standard
• IEEE 802.11 aa Robust Streatming of Audio Video Transport Streams
• IEEE 802.11 ac Very High Troughput < 6 GHz
• IEEE 802.11 ad Very High Troughput, 60 GHz
• IEEE 802.11 ae Qos Management
• IEEE 802.11 af TV Whitespace
• IEEE 802.11 ah SUb 1 GHz
• IEEE 802.11 ai Fast Initial Link Setip

2、日常使用

• IEEE 802.11 - The original WLAN standard
• IEEE 802.11 a - UP to 54 Mbit/s on 5 GHz
• IEEE 802.11 b - 5.5 Mbit/s and 11 Mbit/s? on 2.4 GHz
• IEEE 802.11 g - Up to 54 Mbit/s on 2.4 GHz.Backward compatible with 802.11b
• IEEE 802.11 i - Provides enhanced security
• IEEE 802.11 n - Provides higher throughput with Multiple Input/Multiple Output (MIMO)

3、802.11

发布于1997年

速率1Mbps或2Mbps

红外线传输介质（未实现）

无线射频信号编码（调制）（radio frequencies）

• -Direct-Sequence Spread-Spectrum (DSSS)-----直序扩频
• -Frequency Hopping Spread-Spectrum (FHSS)-----跳频扩频

媒体访问方式-----CSMA/CA c=b+log2 (1+s/n) (载波侦听多路访问冲突避免)

• -根据算法侦听一定时长
• -发送数据前发包声明

Request to Send/Clear to Send (RTS/CTS)

4、802.11b

Complementary Code Keying (CCK)-----补充代码键

• 5.5 and 11 Mbit/s
• 2.4GHz band (2.4GHz - 2.485GHz)
• 14个重叠的信道channels

• 每个信道22MHz宽带
• 只有三个完全不重叠的信道

美国 -1 to 11 (2.412 GHz - 2.462 GHz)

欧洲 -1 to 13 (2.412 GHz - 2.472 GHz)

日本 -1 to 14 (2.412 GHz - 2.482 GHz)

注意：相邻两个无线设备的信道不要重叠，以免造成影响

5、802.11a

与802.11b几乎同时发布

• -因设备价格问题一直没有得到广泛使用?

使用5GHz宽带

• -2.4GHz宽带干扰源多（微波、蓝牙、无绳电话）
• -5HGz频率有更多宽带空间，可容纳更多不重叠的信道
• -Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM)信号调制方法
• -正交频分复用技
• 更高速率54Mbps，每个信道20MHz宽带
• 变频
• -5.15-5.35GHz室内
• -5.7-5.8GHz室外

6、802.11g

2.4GHz

Orthogonal Frequency-Division Multiplexing (OFDM)信号调制方法?

与802.11a速率相同

可全局降速，向后兼容802.11b,并切换为CCK信号调制方法

每个信号20/22MHz宽带

7、802.11n

2.4或5 GHz频率

• 300Mbps最高600Mbps
• Multiple-Input Multiple-Output (MIMO)多进多出通信技术
• 多天线，多无线电波，独立收发信号
• 可以使用40MHz信道带宽是数据传输速率翻倍

全802.11n设备网络中，可以使用新报文格式，是速率达到最大

每个信道20/40MHz宽带

三、无线网运行模式

无线网络架构

Infrastructure

AP 维护SSID(无线名)

Ad-Hoc

STA维护SSID

Service Set Identifier (SSID)

• AP每秒钟约 10次通过Beacon帧广播SSID
• 客户端连接到无线网络后也会宣告SSID

1、Infrastructure

• 至少包含一个 AP 和 一个 STATION（终端），形成一个 Basic Service Set (BSS)，BSSID指对应 AP 的 MAC。
• AP 连接到有线网络，称为 Distribution System (DS)。
• 连接到同一个 DS 的多个 AP 形成 Extended Service Set (ESS)，ESSID相当于交换机的MAC。

2、AD-HOC

也被称为Independent Basic Service Set (IBSS)

有至少2个STAs直接通信组成

也称为peer to peer模式

其中一个STA负责AP的工作

• -通过beacon广播SSID
• -对其他STAs进行身份验证

3、WIRELESS DISTRIBUTION SYSTEM (WDS)

与有线DS类似，只是通过无线连接的多个AP组成的网络

• Bridging------只有AP间彼此通信
• Repeating-----允许所有AP和STA进行通信

4、MONITOR MODR

Monitor不是一种真的无线模式

• 但是对无线渗透至关重要
• 允许无线网卡没有任何筛选的(802.11包头)
• 与有线网络的混杂模式可以类比
• 合适的网卡和驱动不但可以monitor，更可以injection

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