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1AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialAzaleaNetworksInc.Allrightsreserved.2008-1-14IEEE802.11基础阿德利亚科技有限公司22008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.A概要•WLAN基本概念•802.11基本术语介绍•802.11物理层•802.11MAC层•WLAN工作流程•安全介绍•Radio介绍32008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.A主要技术简介－WLAN采用无线射频技术构成的局域网络，是一种便利的数据传输系统。42008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.A802.11概述•802.11是IEEE家族的一员,也是LAN的标准之一.•802.11和Ethernet(802.3)标准相似,有时候被称作无线以太网“wirelessEthernet”.•也因此802.11经常用来称作WirelessLANs(WLANs)52008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.AIEEE802.11标准•802.11规定了一个基站和无线客户端或两个无线客户端之间通过空气传输的接口。•802.11在原始的802.11标准的基础上有了很多扩展标准：802.11–工作在2.4G(2.4000～2.4835GHz)频段，提供了每秒1兆或2兆传输速率802.11a–工作在5G频段，提供了每秒54M的传输速率，平均吞吐量是20－36M/秒，平均范围10-100米802.11b–工作在2.4G频段，提供了每秒11M的传输速率。在1999年，IEEE接受了802.11b作为以太网标准，平均速率每秒4M，平均范围50多米802.11g–在2.4G频段上提供了大于20M的带宽，平均每秒20－30M，平均范围50多米802.11e–QOS,802.11i–安全标准802.11f,802.11r–漫游标准802.11s–802.11mesh802.11n–802.11下一代62008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.AIEEE802.11标准-802.11ndraft•802.11n–802.11n计划将WLAN的传输速率从802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上，最高速率可达320Mbps，成为802.11b、802.11a、802.11g之后的另一场重头戏–和以往的802.11标准不同，802.11n协议为双频工作模式（包含2.4GHz和5GHz两个工作频段）。这样11n保障了与以往的802.11a/b/g标准兼容–802.11n计划采用MIMO与OFDM相结合，使传输速率成倍提高–另外，天线技术及传输技术，使得无线局域网的传输距离大大增加，可以达到几公里（并且能够保障100Mbps的传输速率）–IEEE802.11n标准全面改进了802.11标准，不仅涉及物理层标准，同时也采用新的高性能无线传输技术提升MAC层的性能，优化数据帧结构，提高网络的吞吐量性能72008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.A802.11结构802.11LAN是一个基于蜂窝的架构，每一个蜂窝称为BSS（BasicServiceSet）。每一个蜂窝被一个基站（即访问点或AP）控制，或是在蜂窝内的点对点网络（Ad-hoc模式）•Station(STA)–WLAN工作站,任何包含802.11功能并使用802.11服务的设备•Basestation(AP)–提供WLAN接入服务的设备,周期的发送信息帧，包含时间戳、SSID等•BSS–基本服务区域,由一组任意数量的STA组成•IBSS–InfrastructureBSS,一个AP和一些与它关联的STA•DS–DistributionSystem，连接AP的回程•ESS–ExtendServiceSet,扩展服务区域，所有通过DS连接的IBSS•Portal–连接WLAN和其他802LAN的设备，也称WLAN网关82008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.AIEEE802.11结构示例BS/APSTA92008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.A802.11物理层•802.11物理层由三部分组成：PLCP（物理层汇聚协议）,PMD（物理媒介依赖层）和物理层管理层。–PLCP(PhysicalLayerConvergenceProtocol),MACtalkstoPHYviaPLCPprimitivesthroughaserviceaccesspoint(SAP)–PLCPminimizesthedependenceoftheMAClayeronthePMDsyblayer–PMD(PhysicalMediumDependent)providestransmissionsandreceptionofphysicaldataunitsbetweentwostations–PMDinterfacesdirectlywiththeradiowave,providesmodulationanddemodulationoftheframetransmissions.–PhysicalLayerManagementEntity(PLME).PLMEprovidesalayermanagementserviceinterfaces102008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.A802.11物理层技术•FHSS(FrequencyHoppingSpreadSpectrum)–WidelyusedbyBluetooth•DSSS(DirectSequenceSpreadSpectrum)–802.11b–Modularizedatawithspecialpattern–barkercode•OFDM(OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing)–802.11a–VerysimilartotheADSLmodulation•InfraRed–Veryhighfrequency,likelight,cannotpenetrateopaqueobjects112008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.A802.11物理层工作方式•CarrierSense/ClearChannelAssessment(CS/CCA)–Determinethestateoftheradiowave–Detectthestartofawirelesssignal(CS)–Determinewhetherthechannelisclearpriortotransmittingaframe(CCA)•Transmit(Tx)–InvokedbytheCS/CCAimmediatelyuponreceivingaPHY-TXSTART.requestfromtheMAClayer•Receive(Rx)–InvokedbyPLCPCS/CCAupondetectingaportionofthepreamblesyncpattern122008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.AIEEE802.11MAC层•CSMA/CA--DCF(载波侦听多点接入/冲突避免)–DataCarrierFailuredetector,数据载波故障检测器–CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionANoidance,具有避免冲突的载波侦听多路存取–STA想传输数据来探测媒介。如果媒介是忙的，它推迟。如果媒介在指定时间是空闲的，STA将允许传送。–接收站检测接收到包的CRC（循环冗余码校验）并发送应答包(acknowledgmentpacket简称：ACK).–收到ACK指示传送者没有碰撞。如果没发送者没有接收到ACK，它将重传这个帧，直到收到ACK或是在指定资料传送失败后丢掉这个帧（一般是7次）132008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.AIEEE802.11MAC层•VirtualCarrierSense（虚拟载波检测）–为了减少两个STA的碰撞概率，而它们又不能彼此听到，标准定义了VCS–STA想要传输数据时，它先发一个短的请求包即RTS(RequestToSend),–接收端利用一个控制包来响应，即CTS(CleartoSend).–所有的STA可以接受RTS或CTS，设置他们在这一期间的VCS指示器(calledNAV,forNetworkAllocationVector)，并且和正在探测媒介的物理载波共用这一信息142008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.ASTA怎么知道AP?•被动扫描(必须的)：STA扫描各个频道，从所有的可能AP得到Beacon帧,并且得到他们的强度。Beacon帧周期的从AP发出，它包含AP的同步信息•主动扫描(可选的)：STA通过广播探测请求帧试图去查找一个AP，附近的所有AP响应探测请求•两者都支持，决定于能量消耗和性能的权衡•当STA决定了去加入哪个BSS时，下一步进行认证过程152008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.ASTA是怎么通过AP认证的?•开放的系统认证(必须的)：–STA发送认证申请给AP–AP响应认证申请•共享系统认证(选择的)：–STA发送认证需求给AP–AP把询问文本放到响应帧里–STA用它的WEP关键字来加密询问文本，并把它发送回AP–AP解密询问文本并和最初的文本进行比较，然后发送认证应答帧给STA162008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.ASTA怎样关联AP？•一旦认证通过，STA在发送数据前必须关联AP•STA通过发送关联请求帧来开始关联。主要包括：SSID，支持的速率等•AP通过应答帧来响应关联请求。主要包括关联ID等。172008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.ASSID和BSSID•SSID（ServiceSetIdentifier）是区别其他WLAN的一个的标识。无线设备利用SSID来建立和维持连接。作为关联过程的一部分STA必须与AP的SSID相同•SSID包括32个大小写敏感的字母数字式字符。传统的AP只能支持一个SSID。•BSSID是AP的MAC地址，BSSID也是STA识别AP的标志之一。•现在很多先进一些的公司提供企业级的AP，它可以支持多SSID和多BSSID•MSSID/MBSSID在逻辑上把一个AP分成多个虚拟的AP，但他们工作在同一个硬件平台上。网管人员可以为不同的SSID分配不同的策略和功能。增加了网络结构的灵活性。182008-1-14AZC/STR-2008:0002,CommercialinconfidentialRev.AVirtualAP--VAP•一个AP可以提供MSSID或者MBSSID，并且每一个SSID提供不同的