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technical:wifi:彙整

WiFi

802.11a

IEEE 802.11a是802.11原始標準的一個修訂標準,於1999年獲得批准。802.11a標準採用了與原始標準相同的核心協議,工作頻率為5GHz,使用52個正交頻分多路復用副載波,最大原始數據傳輸率為54Mb/s,這達到了現實網絡中等吞吐量(20Mb/s)的要求。

由於2.4G頻段日益擁擠,使用5G頻段是802.11a的一個重要的改進。但是,也帶來了問題。傳輸距離上不及802.11b/g;理論上5G信號也更容易被牆阻擋吸收,所以802.11a的覆蓋不及801.11b。802.11a同樣會被干擾,但由於附近干擾信號不多,所以802.11a通常吞吐量比較好。

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802.11b

IEEE 802.11b是無線區域網的一個標準。其載波的頻率為2.4GHz,可提供1、2、5.5及11Mbit/s的多重傳送速度[1]。它有時也被錯誤地被標為Wi-Fi。實際上Wi-Fi是Wi-Fi聯盟的一個商標,該商標僅保障使用該商標的商品互相之間可以合作,與標準本身實際上沒有關係。[來源請求]在2.4-GHz的ISM頻段共有11個頻寬為22MHz的頻道可供使用,它是11個相互重疊的頻段。IEEE 802.11b的後繼標準是IEEE 802.11g。

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802.11g

IEEE 802.11g在2003年7月被通過。其載波的頻率為2.4GHz(跟802.11b相同),共14個頻段,原始傳送速度為54Mbit/s,凈傳輸速度約為24.7Mbit/s(跟802.11a相同)。802.11g的設備向下與802.11b兼容。

其後有些無線路由器廠商因應市場需要而在IEEE 802.11g的標準上另行開發新標準,並將理論傳輸速度提升至108Mbit/s或125Mbit/s。

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802.11n

IEEE 802.11n,是由IEEE在2004年1月[來源請求]組成的一個新的工作組在802.11-2007的基礎上發展出來的標準,於2009年9月正式批准。該標準增加了對MIMO的支持,允許40MHz的無線頻寬,最大傳輸速度理論值為600Mbit/s。同時,通過使用Alamouti提出的空時分組碼,該標準擴大了數據傳輸範圍。

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802.11ac

IEEE 802.11ac是一個正在發展中的802.11無線計算機網絡通信標準,它通過6GHz頻帶(也就是一般所說的5GHz頻帶)進行無線區域網(WLAN)通信。理論上,它能夠提供最少每秒1 Gigabit帶寬進行多站式無線區域網(WLAN)通信,或是最少每秒500 megabits(500 Mbit/s)的單一連接傳輸帶寬。

它採用並擴展了源自802.11n的空中接口(air interface)概念,包括:更寬的RF帶寬(提升至160 MHz),更多的MIMO空間流(spatial streams,增加到8),MU-MIMO,以及高密度的解調變(modulation,最高可達到256 QAM)。它是IEEE 802.11n的潛在的繼任者。

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802.11ac wave2

無線千兆聯盟(Wireless Gigabit Alliance,WiGig),工業組織,致力於推動在無執照的60 GHz頻帶上,進行數千兆比特(multi-gigabit)速度的無線設備數據傳輸技術。此聯盟於2009年5月7日宣布成立,於2009年12月推出第一版1.0 WiGig技術規格(802.11ad)。

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802.11ax

WiFi 協議

802.11d(World Mode)

802.11e(QoS)

802.11h(TPC)

802.11i(TKIP/CCMP)

IEEE 802.11i是IEEE為了彌補802.11脆弱的安全加密功能(WEP,Wired Equivalent Privacy)而制定的修正案,於2004年7月完成。其中定義了基於AES的全新加密協議CCMP(CTR with CBC-MAC Protocol)。

無線網絡中的安全問題從暴露到最終解決經歷了相當的時間,而各大廠通信晶片商顯然無法接受在這期間什麼都不出售,所以迫不及待的Wi-Fi廠商採用802.11i的草案3為藍圖設計了一系列通信設備,隨後稱之為支持WPA(Wi-Fi Protected Access)的,這個協議包含了向前兼容RC4的加密協議TKIP(Temporal Key Integrity Protocol),它沿用了WEP所使用的硬體並修正了一些缺失,但可惜仍然不是毫無安全弱點的;之後稱將支持802.11i最終版協議的通信設備稱為支持WPA2(Wi-Fi Protected Access 2)的。

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802.11k(RRM)

802.11k为无线局域网应该如何进行信道选择、漫游服务和传输功率控制提供了标准。他提供无线资源管理,让频段(BAND)、通道(CHANNEL)、载波(CARRIER)等更灵活动态地调整、调度,使有限的频段在整体运用效益上获得提升。在一个无线局域网内,每个设备通常连接到提供最强信号的接入点。这种管理有时可能导致对一个接入点过度需求并且会使其他接入点利用率降低,从而导致整个网络的性能降低,这主要是由接入用户的数目及地理位置决定的。在一个遵守802.11k规范的网络中,如果具有最强信号的接入点以其最大容量加载,而一个无线设备连接到一个利用率较低的接入点,在这种情况下,即使其信号可能比较弱,但是总体吞吐量还是比较大的,这是因为这时网络资源得到了更加有效的利用。

IEEE 802.11k闡述了無線區域網中頻譜測量所能提供的服務,並以協議方式規定了測量的類型及接收發送的格式。此協議制定了幾種有測量價值的頻譜資源信息,並創建了一種請求/報告機制,使測量的需求和結果在不同終端之間進行通信。協議制定小組的工作目標是要使終端設備能夠通過對測量信息的量讀做出相應的傳輸調整,為此,協議制定小組定義了測量類型[2]。

這些測量報告使在IEEE 802.11規範下的無線網絡終端可以收集臨近AP的信息(信標報告)和臨近終端鏈路性質信息(幀報告,隱藏終端報告和終端統計報告)。測量終端還可以提供信道干擾水平(噪聲柱狀報告)和信道使用情況(信道負荷報告和媒介感知柱狀圖)。

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802.11o

針對VOWLAN(Voice over WLAN)而制訂,更快速的無限跨區切換,以及讀取語音(voice)比數據(Data)有更高的傳輸優先權。

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802.11p:未來交通的智慧型運輸系統

所謂的智慧型運輸系統(Intelligent Transportation System,ITS)是指將電子資訊、通訊以及控制等各領域科技作一整合應用,其目的在於將運輸上的所有有限資源能有效地被利用。如此一來,不僅可以減輕交通尖峰時刻所產生的壅塞狀況、減少因交通堵塞所浪費的時間成本、降低人工化的營運成本、減少車輛怠速所引發的空氣汙染甚至提升行車交通的安全等。目前,國道上利用紅外線的電子收費( Electronic Toll Collection,ETC )系統,是一般民眾較為熟知的實際應用之一。

在技術層面上,智慧型運輸系統主要是利用「車載環境無線存取(Wireless Access in Vehicular Environments,WAVE)」技術,針對「車對道路(Vehicle-to-Roadside,V2R)」、「車對車(Vehicle-to-Vehicle,V2V)」以及「車對基礎建設(Vehicle to Infrastructure,V2I)」的運輸通訊環境下,提供即時的交通資訊通報及網路存取服務,而此架構被IEEE制定為IEEE 802.11p規格。

換句話說,IEEE 802.11p主要是應用於車載通訊(Telematics),並根據WAVE技術所提出的通訊協議,在面對多重路徑衰減的無線通訊上,能抵抗因車用環境(距離、速度)所造成的訊號衰減,其目的在提供車用通訊上安全性與商業性的應用。安全性的應用將可以改善行車駕駛的安全,減少意外事故的發生;商業性的應用主要是用來提供乘客最佳的乘車服務。

基本上,我們目前所熟知的無線區域網路應用只是堂堂的冰山一角,例如筆記型電腦、平板電腦與手機等行動裝置市場;未來,在工業、醫療、汽車等應用領域將會逐漸趨向使用無線技術。我們可以預見,未來創新的無線網路應用與商業模式將會朝向一種「量變」的過程,大量應用無線區域網路技術的產品將變得多樣化與普及化,不斷朝向各種技術領域多元化發展。於此同時,無線區域網路應用的可靠度、移動性以及相容性測試就變得越來越重要,需要一個專業、公正、獨立的第三方測試實驗室來執行各種規範標準的測試、驗證與認定,這樣的趨勢也將加快「質變」過程。截至目前為止,百佳泰對於IEEE 802.11w此規格,已順利通過PMF認證,這意味著我們對無線區域網路認證的技術突破。本次文章就先介紹到此,後續我們將為大家帶來IEEE 802.11 u/v/z三種標準的介紹,敬請期待囉。

802.11r(快速BSS切換)

fast BSS transition (FT), also called fast roaming
802.11r标准,着眼于减少漫游时认证所需的时间,这将有助于支持语音等实时应用。使用无线电话技术的移动用户必须能够从一个接入点迅速断开连接,并重新连接到另一个接入点。这个切换过程中的延迟时间不应该超过50毫秒,因为这是人耳能够感觉到的时间间隔。但是802.11网络在漫游时的平均延迟是几百毫秒,这直接导致传输过程中的断续,造成连接丢失和语音质量下降。所以对广泛使用的基于802.11的无线语音通讯来说,更快的切换是非常关键的。802.11r改善了移动的客户端设备在接入点之间运动时的切换过程。协议允许一个无线客户机在实现切换之前,就建立起与新接入点之间安全且具备QoS的状态,这会将连接损失和通话中断减到最小。

快速BSS切換(FT)(2008)

802.11s

for mesh networking
2006年2月,SEE-Mesh 和Wi-Mesh 联合提出802.11s 草案及其参考体系结构802.11s 草案标准:拓扑发现、路径选择与转发、信道定位、安全、流量管理和网络管理。网状网络带来一些新的术语。网状网架构将网状网节点定义为支持网状网服务的节点,支持接入点服务以及网状网服务的网状网节点叫做网状网接入点,连接在有线网络上的网状网节点的变体叫做网状网门户。

Mesh Networking, Extended Service Set(ESS)(July 2011)

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802.11t

Wireless Performance Prediction (WPP)—test methods and metrics RecommendationcancelledIEEE 802.11u:Improvements related to HotSpots and 3rd party authorization of clients, e.g. cellular network offload (February 2011)

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802.11v(WNM)

无线网络管理。V工作组是最新成立的小组,其任务将基于802.11k所取得的成果。802.11v主要面对的是运营商,致力于增强由Wi-Fi网络提供的服务。无线终端设备的控制涉及多个方面。负载平衡功能能够根据接入点的负载情况在它们之间分配无线终端设备。目前,这项任务是通过阻止终端设备连接在超载的接入点上或结束已经连接到接入点上的终端设备会话来实现的。可是,这些活动可能中断终端设备会话。802.11v设想通过将终端设备引导到具有可用带宽和资源的接入点,使负载平衡变得对用户透明。

802.11w:提升無線網路的安全性

(PMF)

隨著無線網路的發展與進步,人們對於資料傳輸時的安全加密與認證需求也逐漸提升;因此,早在2004年,IEEE就完成了IEEE 802.11i協議的制訂。然而,IEEE 802.11i雖然可以保護資料封包(data frame),但在管理封包(management frame)上仍然是以不經加密和認證的方式進行傳送。意識到這個問題後,IEEE進而在2009年推出IEEE 802.11w,IEEE 802.11w無線加密標準是建立在IEEE 802.11i的基礎上,可以保護針對無線區域網路管理封包的攻擊。另外,IEEE 802.11w可以增加通訊效能,例如無線網路電話(VoIP)等應用網路管理,在確保安全的無線通訊時,同時提供穩定的通話品質與穩定性。

IEEE 802.11w主要可以提供三種類型的保護。第一種是用於「單點傳播管理封包」(unicast management frames),即一個AP(access point)與一個用戶端之間的封包。IEEE 802.11w延伸了IEEE 802.11i的臨時金鑰完整性協定(Temporal Key Integrity Protocol,TKIP)與RC4加密演算法,將現有的資料加密演算擴展到單點傳播管理封包中。如此一來,可以防止攻擊者偽造的管理封包,使其被解密引擎所阻擋,進而增加保密性。其次,在「廣播管理封包」(broadcast management frames)中,這類資訊通常用於調整無線電波頻率或啟動測量,並不像單點封包般需要保密,而且廣播封包的加密動作比單點傳播封包更為複雜。因此,IEEE 802.11w只針對這類廣播封包提供防偽造、防竊聽的保護,並不提供加密性保護,僅倚賴一組資訊完整性代碼,附加在無加密的管理封包上。最後一種方法則是用於「解除認證與解離封包」(deauthentication and disassociation frames)上,透過在AP和用戶端上的一對一次金鑰(a pair of one-time keys),使用端能確定解除驗證是否奏效。

Protected Management Frames (September 2009)IEEE 802.11xIEEE 802.11y:3650–3700 MHz Operation in the U.S.(2008)

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802.11z

Extensions to Direct Link Setup (DLS)(September 2010)

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標題

DSSS

OFDM

標題

MIMO

MU-MIMO

標題

BPSK

QPSK

16QAM

64QAM

256QAM

wifi的几种工作模式

Linux系统下关于WIFI的配置,其具体的模式主要有以下这几种:STA模式、AccessPoint模式、Monitor模式、Ad-hoc(IBSS)模式、WDS模式、Mesh模式。

第一种:STA模式

任何一种无线网卡都可以运行在此模式下,这种模式也可以称为默认模式。在此模式下,无线网卡发送连接与认证消息给热点,热点接收到后完成认证后,发回成功认证消息,此网卡接入无线网络。这种模式下,wifi工作于从模式

第二种:AccessPoint模式

在一个无线网络环境中,无线热点是作为一个主设备,工作于主模式(Master mode)。通过管理控制可控制的STA,从而组成无线网络,也有相应的安全控制策略。由AP形成的网络,由AP的MAC地址唯一识别。热点完成创建后,会由热点创建一个被别的设备可识别的名称,称为SSID。在Linux下,要使用AP模式,必须使系统支持hostapd。

第三种:Monitor模式

这种模式下,所有的数据包无过滤地传输到主机,此模式下主要查看网络中出了那些故障。在支持MAC80211的一般设备中,工作于Monitor模式下,可以有效地对整个网络进行监控,在此模式下,可以实现数据包的注入,在用户模式下,想要在应用程序中部署MLME(Media Access Control (MAC) Sublayer Management Entity)非常有用。

第四种:Ad-hoc(IBSS)模式

Ad-hoc又称为独立基本业务集,用以创建一个无线网络,此网络中不需要热点(AP),此网络中的每个节点的地位都是对等的,此模式用以连接几个不能通过基站进行通信的电脑。ad-hoc模式就和以前的直连双绞线概念一样,是P2P的连接,所以也就无法与其它网络沟通了。一般无线终端设备像PMP、PSP、DMA等用的就是ad-hoc模式。 在家庭无线局域网的组建,大家都知道最简单的莫过于两台安装有无线网卡的计算机实施无线互联,其中一台计算机连接Internet就可以共享带宽。Ad-Hoc结构是一种省去了无线AP而搭建起的对等网络结构,只要安装了无线网卡的计算机彼此之间即可实现无线互联;其原理是网络中的一台电脑主机建立点对点连接相当于虚拟AP,而其它电脑就可以直接通过这个点对点连接进行网络互联与共享。 由于省去了无线AP,Ad-Hoc无线局域网的网络架设过程十分简单,不过一般的无线网卡在室内环境下传输距离通常为40m左右,当超过此有效传输距离,就不能实现彼此之间的通讯;因此该种模式非常适合一些简单甚至是临时性的无线互联需求。

第五种:WDS模式

WDS全名为无线分布式系统。以往在无线应用领域中它都是帮助无线基站与无线基站之间进行联系通讯的系统。WDS的功能是充当无线网络的中继器,通过在无线路由器上开启WDS功能,让其可以延伸扩展无线信号,从而覆盖更广更大的范围。WDS可以让无线AP或者无线路由器之间通过无线进行桥接(中继),而在中继的过程中并不影响其无线设备覆盖效果的功能。这样我们就可以用两个无线设备,让其之间建立WDS信任和通讯关系,从而将无线网络覆盖范围扩展到原来的一倍以上,大大方便了我们无线上网。

第六种:mesh模式

Mesh接口使设备之间动态建立路由,从而实现通信。无线Mesh网络中,任何无线设备节点都可以同时作为AP和路由器,网络中的每个节点都可以发送和接收信号,每个节点都可以与一个或者多个对等节点进行直接通信。这种结构的最大好处在于:如果最近的AP由于流量过大而导致拥塞的话,那么数据可以自动重新路由到一个通信流量较小的邻近节点进行传输。依此类推,数据包还可以根据网络的情况,继续路由到与之最近的下一个节点进行传输,直到到达最终目的地为止。这样的访问方式就是多跳访问。

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作者:Cbird-coder
来源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/xygl2009/article/details/68939205
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无线路由器常用的五种工作模式详细介绍

现在市面流行的无线路由器普遍支持多种工作模式,比如家庭常用的PPPOE拨号上网就需要无线路由器工作在路由模式下;AP模式则主要用于连接无线客户端(与路由模式的区别在于不能做地址转换);其他三种模式(中继模式、桥接模式、客户端模式)则应用在比较特殊的环境下。

路由模式(Router)

路由模式是无线路由器最常用的模式了,比如家庭常用的PPPOE上网方式(ADSL)就需要无线路由器工作在路由模式下,这种模式的网络拓扑结构示意图如下:

路由模式网络拓扑图

以PPPOE拨号上网为例,使用网线连接MODEM(猫)的以太网接口和无线路由器的WAN口,然后登陆无线路由器设置WAN口的联网方式为PPPOE再填入用户名和密码即完成设置,详细步骤请参阅无线路由器设置大全http://www.today-wx.com/special,路由模式(ROUTER)的特点就是会对发送或者接收的数据包做地址转换处理。

AP(Access point)模式

AP模式下工作的无线路由器其实是当做无线交换机使用的,和普通以太网交换机发挥的功能一样,无线AP主要用于让无线客户端(比如带有无线网卡的笔记本、台式机、平板电脑、手机等)接入网络,AP模式下的网络拓扑如下图所示:

AP模式网络拓扑图

当无线AP和普通以太网交换机连接起来时,无线网络和有线网络就无缝的组合到一起了,虽然以太网和无线网络使用的协议不同(以太网是IEEE802.3,无线网络是IEEE802.11),但是用户完全不必理会这种不同,数据包的封装格式会自动在设备之间转换,需要补充一点的是很多人对通常意义的无线路由器和无线AP区分不开,关于两者的区别,请参阅无线AP和无线路由器之间的区别这篇文章。

中继模式(repeater)

无线路由器的中继模式主要用于扩展无线网络,也就是大家常说的WDS功能,要使用中继模式,必须要有多台无线路由器,无线路由器之间依靠SSID号进行区分(当然,多个无线路由器也可以设置为相同的SSID号,这样客户端在任意地点无需更改SSID号即可接入网络)。工作在中继模式下的网络拓扑如下图所示:

中继(repeater)模式网络拓扑图

这种模式和桥接模式很类似,目的都是扩展无线网络,但是中继模式在扩展无线网络的同时还可以接入客户端,这一点是桥接模式所不具备的功能。

桥接模式(Bridge)

桥接模式与中继模式类似,都是为了扩展无线网络覆盖范围,但是工作在桥接模式下的无线路由器只能连接其他无线路由器或者无线AP而不能连接客户端(比如平板电脑、手机等),桥接模式下的网络拓扑如下图所示:

桥接(bridge)模式网络拓扑图

客户端模式(Client)

工作在客户端模式下的无线路由器相当于一块无线网卡,如果用户的主机没有无线网卡的话,可以使用一根网线连接到一台工作在客户端模式下的无线路由器,然后就可以连接到其他无线路由器上边了,客户端模式下的网络拓扑如下图所示:

客户端(client)模式网络拓扑图

原文地址:http://www.today-wx.com/wireless/102.html

[5G band & UNII]

5G的頻道有

Band Freq. Range channel
Band1: 5180MHz~5240MHz CH36、CH40、CH44、CH48
Band2: 5260MHz~5320MHz CH52、CH56、CH60、CH64
Band3: 5500MHz~5700MHz CH100、CH104、CH108、CH112、CH116、CH120、CH124、CH128、CH132、CH136、CH140
Band4: 5745MHz~5825MHz CH149、CH153、CH157、CH161、CH165
Band Freq. Range BandwidthMax Power Max EIRP
U-NII Low / U-NII-1 / U-NII Indoor 5.150–5.250 GHz100 MHz 50 mW200 W
U-NII Mid / U-NII-2A 5.250–5.350 GHz100 MHz250 mW 1 W
U-NII-2B 5.350–5.470 GHz120 MHz
U-NII Worldwide / U-NII-2C / U-NII-2-Extended / U-NII-2e5.470–5.725 GHz255 MHz
U-NII Upper / U-NII-3 5.725-5.850 GHz125 MHz 1 W200 W
DSRC/ITS / U-NII-4 5.850–5.925 GHz 75 MHz
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