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WiFi协议(802.11)扫盲

#基本概述

  1. 有线与无线网络

    当前有线网络中最著名的是以太网(Ethernet), 无线网络中最有前景的是WiFi.

    无线网络的缺点:

    • 通信双方因为是通过无线进行通信,所以通信之前需要建立连接;而有线网络就直接用线缆连接,不用这个过程了。
    • 通信双方通信方式是半双工的通信方式;而有线网络可以是全双工。
    • 通信时在网络层以下出错的概率非常高,所以帧的重传概率很大,需要在网络层之下的协议添加重传的机制(不能只依赖上面TCP/IP的延时等待重传等开销来保证);而有线网络出错概率非常小,无需在网络层有如此复杂的机制。
    • 数据是在无线环境下进行的,所以抓包非常容易,存在安全隐患。
    • 因为收发无线信号,所以功耗较大,对电池来说是一个考验。
    • 相对有线网络吞吐量低,这一点正在逐步改善,802.11n协议可以达到600Mbps的吞吐量。
  2. 协议

    Ethenet和Wifi采用的协议都属于IEEE 802协议集。其中,Ethenet以802.3协议做为其网络层以下的协议;而Wifi以802.11做为其网络层以下的协议。无论是有线网络,还是无线网络,其网络层以上的部分,基本一样。

  3. 术语

    讲述之前,我们需要对无线网络中一些常用的术语有所了解。这里先列出一些,后面描述中出现的新的术语,将会在描述中解释。

    • LAN:即局域网,是路由和主机组成的内部局域网,一般为有线网络。

    • WAN:即广域网,是外部一个更大的局域网。

    • WLAN(Wireless LAN,即无线局域网):前面我们说过LAN是局域网,其实大多数指的是有线网络中的局域网,无线网络中的局域网,一般用WLAN。

    • AP(Access point的简称,即访问点,接入点):是一个无线网络中的特殊节点,通过这个节点,无线网络中的其它类型节点可以和无线网络外部以及内部进行通信。这里,AP和无线路由都在一台设备上(即Cisco E3000)。

    • Station(工作站):表示连接到无线网络中的设备,这些设备通过AP,可以和内部其它设备或者无线网络外部通信。

    • Assosiate:连接。如果一个Station想要加入到无线网络中,需要和这个无线网络中的AP关联(即Assosiate)。

    • SSID:用来标识一个无线网络,后面会详细介绍,我们这里只需了解,每个无线网络都有它自己的SSID。

    • BSSID:用来标识一个BSS,其格式和MAC地址一样,是48位的地址格式。一般来说,它就是所处的无线接入点的MAC地址。某种程度来说,它的作用和SSID类似,但是SSID是网络的名字,是给人看的,BSSID是给机器看的,BSSID类似MAC地址。

    • BSS(Basic Service Set):由一组相互通信的工作站组成,是802.11无线网络的基本组件。主要有两种类型的IBSS和基础结构型网络。IBSS又叫ADHOC,组网是临时的,通信方式为Station<->Station,这里不关注这种组网方式;我们关注的基础结构形网络,其通信方式是Station<->AP<->Station,也就是所有无线网络中的设备要想通信,都得经过AP。在无线网络的基础形网络中,最重要的两类设备:AP和Station。