無線WLAN概述和主要協(xié)議內(nèi)容安排SpreadSpectrum基礎(chǔ)無線局域網(wǎng)

其它無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11SpreadSpectrum基礎(chǔ)

信號(hào)能量的單位：Watts/Decibels30dBm=1000mw(1Watt)27dBm=500mw24dBm=250mw20dBm=100mw(2.4Ghz無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn))18dBm=63mw17dBm=50mw14dBm=25mw10dBm=10mw7dBm=5mw0dBm=1mw-80dBm=.00000001mw(無線局域網(wǎng)接收門限)無線能量無線傳輸帶寬傳輸和處理數(shù)據(jù)的能力帶寬的單位：kHz/MHz在通常的調(diào)制方式中：1Hz=1bit帶寬越大，傳輸數(shù)據(jù)的能力越強(qiáng)，速度越快理想狀態(tài)的信號(hào)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)可用帶寬全部帶寬無線電通訊窄波段通訊(NarrowBand)傳送方和接收方在單一頻點(diǎn)上工作要求終端用戶許可證頻譜傳播技術(shù)(SpreadSpectrum)當(dāng)今最廣泛使用的無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)源于軍用技術(shù)的寬波段通訊方式兩種頻譜傳播技術(shù)擴(kuò)譜跳頻技術(shù)直序擴(kuò)頻技術(shù)紅外線(Infrared)高頻通訊很少有商業(yè)化無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用需要直視環(huán)境,通訊距離有限頻譜傳播技術(shù)的歷史誕生于1942年，發(fā)明人HedyLamar和GeorgeAntheil美國(guó)國(guó)家專利號(hào)2,292,387第一個(gè)軍事應(yīng)用案例：1962年古巴導(dǎo)彈事件頻譜傳播技術(shù)FCC1985年認(rèn)可的三個(gè)商用通訊頻率902MHz,2.4GHz,5.15GHz通訊頻率段902MHz在美洲和澳洲開放使用2.4GHz在全球范圍內(nèi)開放使用無需客戶端許可證，所有用戶工作于同一頻段雙向的無線通訊收發(fā)雙方使用同一通訊頻率頻率資源共享，但資源日益缺乏各國(guó)指定相關(guān)的無線電管理美國(guó)FCC通信委員會(huì)ITU國(guó)際電信聯(lián)盟頻譜傳播技術(shù)基礎(chǔ)頻譜傳播技術(shù)的特性傳播信號(hào)的帶寬遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于數(shù)據(jù)信號(hào)的帶寬能量散布在一個(gè)很寬的頻率上自動(dòng)協(xié)調(diào)信號(hào)帶寬和信號(hào)噪聲比數(shù)據(jù)信號(hào)和擴(kuò)頻模式整合包含兩部分信號(hào)無線載波信號(hào)數(shù)據(jù)信號(hào)兩種信號(hào)整合的方式稱為信號(hào)的調(diào)制國(guó)際無線電無線頻譜管理體系InernationalmunicationsUnionmunicationSector(ITU-R)

WorldAdministrativeRadioConferences(WARC)協(xié)調(diào)各管理區(qū)域RegionA:美洲RegionB:西歐RegionC:東歐和北亞RegionD:非洲RegionE:亞洲和澳洲各國(guó)政府控制和管理本地?zé)o線電頻譜2.4G公用頻段ChannelFreq(GHz)AmericaEMEAIsraelChinaJapan12.412XXXX22.417XXXX32.422XXXXX42.427XXXXX52.432XXXXX62.437XXXXX72.442XXXXX82.447XXXXX92.452XXXXX102.457XXXX112.462XXXX122.467XX132.472xX142.484x5GHz公用頻段RegulatoryDomainBand(GHz)#ofChannelChannelnumberCenterFreqAmerica/EMEAU-NIILower436,40,44,485180520052205240America/EMEAU-NIIMiddle452,56,60,645260528053005320America/EMEAU-NIINew11100,104,108,112,116,120,124,128,132,136,14055005520554055605580560056205640566056805700America/EMEAU-NIIUpper5.725-5.8254149,153,157,1615745576557855805AmericaISM5.725-5.85011655825無線局域網(wǎng)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)定義到介質(zhì)存取控制層采用以態(tài)網(wǎng)的架構(gòu)MAC–電能，安全等TCPIPLLC–802.2FH,DS,IR,CCK(b),OFDM(a)應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層邏輯鏈路層介質(zhì)存取控制層物理層網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(NOS)802.11第二層橋架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(SPX/IPXTCP/IP)接口(e.g.NDIS)無線

鏈接層無線

物理層客戶端應(yīng)用系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議(SPX/IPXTCP/IP)接口

(e.g.NDIS)鏈接層物理層橋功能無線鏈接層有線鏈接層無線物理層有線物理層移動(dòng)設(shè)備服務(wù)器AccessPoint客戶端應(yīng)用系統(tǒng)IEEE802.11IEEE802.3無線網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Ad-HOC(對(duì)等結(jié)構(gòu))客戶端網(wǎng)絡(luò)存取點(diǎn)無線網(wǎng)橋無線中繼器中心點(diǎn)無線局域網(wǎng)Ad-HOC(對(duì)等結(jié)構(gòu))客戶端網(wǎng)絡(luò)存取點(diǎn)(胖AP架構(gòu))WAN瘦AP架構(gòu)，部署簡(jiǎn)單，維護(hù)方便“瘦”AccessPoints集中式無線局域網(wǎng)交換機(jī)802.11a/b/g天線策略移動(dòng)發(fā)送加密認(rèn)證管理“胖”AccessPoints全面降低AP成本集中統(tǒng)一配置管理AP無縫切換部署快捷，AP零配置,即插即用無線網(wǎng)橋遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)無線以態(tài)網(wǎng)網(wǎng)橋無線Mesh:點(diǎn)對(duì)點(diǎn),點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)其它無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)存的多種無線局域網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)準(zhǔn)BluetoothPAN標(biāo)準(zhǔn)OpenAirWLAN標(biāo)準(zhǔn)HomeRFWLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11WLAN標(biāo)準(zhǔn)ETSIBRANHiperLAN標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)工作組成立于1990年，1997年6月26日正式公布802.11標(biāo)準(zhǔn)草案IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)定義了無線局域網(wǎng)物理層和介質(zhì)存取層的規(guī)范3個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)的描述擴(kuò)譜跳頻調(diào)制機(jī)制(2.4GHz)直接序列擴(kuò)譜調(diào)制機(jī)制(2.4GHz)紅外線通訊802.11標(biāo)準(zhǔn)的主要目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)在對(duì)等的邏輯鏈路控制層(LLC)上傳遞介質(zhì)存取控制層(MAC)的服務(wù)數(shù)據(jù)單元(SDU)包含了對(duì)等網(wǎng)和客戶機(jī)/服務(wù)器架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議802.11(b)標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布于1999年提供最高11Mbps的數(shù)據(jù)率自適應(yīng)5.5Mbps,2Mbps,1Mbps類似于IEEE802.11直序調(diào)制技術(shù)遵循所有的通訊規(guī)范使用通道控制校驗(yàn)(CCK)技術(shù)以實(shí)現(xiàn)11Mbps的通訊速率3個(gè)互不相交的通訊通道最高可以提供33Mbps的數(shù)據(jù)通訊率802.11(b)物理層22MHz22MHz22MHz2.4GHzBand通道#1(2412MHz)通道#6(2437MHz)通道#11(2462MHz)802.11(g)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用日趨廣泛提供最高54Mbps的數(shù)據(jù)率向下兼容802.11(b)技術(shù)802.11(b)的AP可以軟件升級(jí)到802.11(g)調(diào)制技術(shù)高數(shù)據(jù)率端采用OFDM11Mbps數(shù)據(jù)率以下和802.11(b)相同3個(gè)互不相交的通訊通道802.11(a)標(biāo)準(zhǔn)于1999年，和802.11(b)同時(shí)發(fā)布最高數(shù)據(jù)率：54Mbps自適應(yīng)48,36,24,18,12,9,6Mbps數(shù)據(jù)率6Mbps,12Mbps和24Mbps是強(qiáng)制的，其它數(shù)據(jù)率是可選的采用OFDM調(diào)制方式BPSKQPSK16-QAM64-QAM5GHz頻率分配200MHz100MHzU-NII5.15-5.35GhzHighSpeedWirelessAccess5.15-5.25GhzHIPERLAN5.470-5.725GhzHIPERLAN5.15-5.35GhzUSJapanEurope510052005300540055005600570058005900LicenseExempt455MHz100MHzUnlicensed300MHzU-NII5.725-5.825Ghz802.11(a)通訊通道區(qū)域波段(GHz)通訊通道編號(hào)中心頻率計(jì)算(MHz)=5000+5xN(ch)UnitedStatesU-NIIlowerband(5.15-5.25)40mW364044485180520052205240UnitedStatesU-NIImiddleband(5.25-5.35)200mW525660645260528053005320UnitedStatesU-NIIupperband(5.725-5.825)800mW1491531571615745576557855805無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)匯總Bluetooth2.4GHzHomeRF802.11802.11(b)頻譜目標(biāo)市場(chǎng)通訊技術(shù)數(shù)據(jù)率能量覆蓋范圍網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洫?dú)立語音通道安全性替代線纜，對(duì)等網(wǎng)和語音應(yīng)用家庭和小辦公室應(yīng)用垂直市場(chǎng)企業(yè)，家庭和垂直市場(chǎng)跳頻，1600hop/s跳頻，50hop/s直序，跳頻直序110，5，1.6，0.82&111，5.5，2，10dBm，20dBm20dBm20dBm20dBm1-10m(0dBm)100m(20dBm)100m(20dBm)100m(20dBm)100m(20dBm)8臺(tái)設(shè)備128臺(tái)設(shè)備CSMA/CA&TDMA128臺(tái)設(shè)備CSMA/CA128臺(tái)設(shè)備CSMA/CA是是否否是是，Blowfish是，WEP是，WEP無線網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)匯總802.11(a)5GHzHiperLAN2頻譜目標(biāo)市場(chǎng)通訊技術(shù)數(shù)據(jù)率能量覆蓋范圍QoS安全性有線端所有所有OFDMOFDM54,48,36,24,18,12,9,654,48,36,24,18,12,9,6遵循FCC規(guī)定遵循ETSI規(guī)定CSMA/CATDMA/TDO是，802.11(e)是，802.1p/RSVP是，40位RC4WEP,802.11(e)是，DES&3DES以態(tài)網(wǎng)以態(tài)網(wǎng),ATM,Firewire,PPPIEEE802.11IEEE802.11委員會(huì)StandardDescriptionStatus802.111,2MbpsFH&DSRatified802.11a

6,12,24,54MbpsOFDMRatified802.11b11,5.5,2,1MbpsDSRatified802.11cMACbridgessupplementNow802.1D802.11dAdd’lRegulatoryDomains(Int.Roaming)Ratified802.11eQoSTG802.11fInter-APprotocolm.802.11g>20MbpsHighRatebRatified802.11hSpectrumManaged802.11a(TPC/DFS)TG802.11iSecurityTG802.11jChannelselectionforJapan4.9GHz&5GHzTG802.11kRadioResourceMeasurementenhancementTG802.11mMaintenanceof802.11-1999standardTG802.11nHighThroughput(2.4GHz)TG網(wǎng)絡(luò)安全定義加密保護(hù)數(shù)據(jù)防止被竊取我怎樣把信息弄亂并可以把它們還原加密鍵的分布和管理保護(hù)數(shù)據(jù)加密的方式,防止被終止什么時(shí)候更新加密鍵?驗(yàn)證保護(hù)加密鍵管理,防止被終止誰將有權(quán)獲得加密鍵?安全定義術(shù)語加密WEP–WiredEquivalentPrivacyTKIP–TemporalKeyIntegrityProtocol(dynamicWEP)AES–AdvancedEncryptionStandardSSN–SimpleSecureNetworks(dynamicWEP)KeyGuard–Symbol’sMobility-tuneddynamicWEP加密鍵管理KerberosSSL–SecureSocketLayerEAPTYPES:EAP-TLS,PEAP,TTLS,SIM,etc.驗(yàn)證KerberosRADIUSWPA/WPA2,無線保護(hù)協(xié)議WPA(WiFiProtectedAccess)先于IEEE802.11i提出了新的無線安全協(xié)議組成WPA主要特性TKIP(TemporalKeyIntegrityProtocol)數(shù)據(jù)加密MMIC(MichaelMessageIntegrityCheck)使用基于802.1XEAP的驗(yàn)證機(jī)制WPA不包含AES加密方法

AES是802.11i的一部分,它要求新的無線網(wǎng)絡(luò)底層硬件來實(shí)現(xiàn)WPA產(chǎn)品需經(jīng)過Wi-Fi聯(lián)盟的認(rèn)證WPA和802.11i的共性TKIP–動(dòng)態(tài)的WEP每數(shù)據(jù)包更換加密鍵802.1x–端口阻塞機(jī)制只允許驗(yàn)證信息通過直到身份被認(rèn)可EAP–擴(kuò)展驗(yàn)證協(xié)議獲得身份驗(yàn)證的機(jī)制TKIP802.11i對(duì)WEP的改進(jìn)彌補(bǔ)WEP靜態(tài)加密機(jī)制的缺陷使用每數(shù)據(jù)包的動(dòng)態(tài)加密鍵使用MIC防止DoS攻擊NORMALDATAAUTHENTICATIONTRAFFICAccessPointblockseverythingexcept802.1XtoauthenticationtrafficAuthenticationtrafficisallowedtoflow-AccessPointencapsulates802.1Xtraffi