02IEEE 80211无线局域网基础知识

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802.11无线局域网概述

决

802.11r，跨BSS快速切换
预验证
预连接
三层快速切换

Mobile IPv4的缺点
三角路由 DHCP延时安全漏洞

Mobile IPv6
快速Mobile
HA
Backbone IP network
Correspond Node
IPv6 层次Mobile IPv6

UWB
工作频段：3.1~10.6 GHz 调制方式：OFDM Vs. DS-CDMA 传输速率：>=480 Mbps 超低功耗：<1 mw

ZigBee
低速：20 kpbs 廉价：蓝牙设备的10% 多频段：2.4GHz, 915MHz 和 868MHz 低功耗，传感器网络
网络类型（一）

BSS（Basic Service Set）
（Independent BSS ，简称IBSS ）基础架构BSS （Infrastructure BSS，简称为BSS ）
IBSS
网络类型（二）

ESS （Extension Service Set ）
802.11MAC协议架构
802.11无线局域网概述
复旦大学电子工程系冯辉 2006.04.17
内容提要

无线网络简介 802.11标准族简介无线网络工程
第一部分
无线网络简介
无线网络的历史

1894 马可尼电报二战时期美军使用无线网络方式通讯 1971 夏威夷 ALOHANET （以太网的前身） 1990s WLAN标准之争 1997 802.11标准发布 1999 蓝牙标准发布 2002 WiMAX（802.16）标准发布 2002 联邦通讯委员会(FCC)批准UWB技术民用

IEEE80211协议详细介绍

协议X档案:IEEE 802.11协议详细介绍作为全球公认的局域网权威，IEEE 802工作组建立的标准在过去二十年内在局域网领域内独领风骚。

这些协议包括了802.3 Ethernet协议、802.5 Token Ring协议、802.3z 100BASE-T快速以太网协议。

在1997年，经过了7年的工作以后，IEEE发布了802.11协议，这也是在无线局域网领域内的第一个国际上被认可的协议。

在1999年9月，他们又提出了802.11b"High Rate"协议，用来对802.11协议进行补充，802.11b在802.11的1Mbps和2Mbps 速率下又增加了 5.5Mbps和11Mbps两个新的网络吞吐速率,后来又演进到802.11g的54Mbps，直至今日802.11n的108Mbps。

802.11a高速WLAN协议，使用5G赫兹频段。

最高速率54Mbps，实际使用速率约为22-26Mbps与802.11b不兼容，是其最大的缺点。

也许会因此而被802.11g淘汰。

802.11b目前最流行的WLAN协议，使用2.4G赫兹频段。

最高速率11Mbps，实际使用速率根据距离和信号强度可变（150米内1-2Mbps，50米内可达到11Mbps）802.11b的较低速率使得无线数据网的使用成本能够被大众接受（目前接入节点的成本仅为10-30美元）。

另外，通过统一的认证机构认证所有厂商的产品，802.11b设备之间的兼容性得到了保证。

兼容性促进了竞争和用户接受程度。

802.11e基于WLAN的QoS协议，通过该协议802.11a,b,g能够进行VoIP。

也就是说，802.11e是通过无线数据网实现语音通话功能的协议。

该协议将是无线数据网与传统移动通信网络进行竞争的强有力武器。

802.11g802.11g是802.11b在同一频段上的扩展。

支持达到54Mbps的最高速率。

兼容802.11b。

简述ieee 802.11标准的基本内容。

IEEE 802.11是无线局域网（WLAN）技术标准的一种，IEEE 802.11标准规定了无线局域网中各种设备之间的通信规则，如数据传输速率、信道选择、加密和身份验证等。

以下是IEEE 802.11标准的基本内容：
物理层（PHY）：定义了无线通信信号的传输方式和频带。

IEEE 802.11采用了多种不同的频率带和信号调制方式，如2.4GHz和5GHz 频带、OFDM和DSSS等。

媒体访问控制层（MAC）：规定了无线局域网中各个设备之间的数据传输方式和控制方法。

IEEE 802.11标准采用了CSMA/CA（带碰撞避免）协议来控制设备之间的通信，以避免数据冲突。

数据传输速率：IEEE 802.11标准规定了多种不同的数据传输速率，包括1、2、5.5、6、9、11、12、18、24、36、48和54 Mbps。

其中，2.4GHz频带的速率是低于5GHz频带的速率。

信道选择：IEEE 802.11标准规定了多种不同的信道，如2.4GHz 频带上有11个信道，5GHz频带上有23个信道。

为避免干扰，不同的设备要选择不同的信道进行通信。

加密和身份验证：IEEE 802.11标准采用了多种不同的安全协议，如WEP、WPA和WPA2等。

这些协议能够保证无线局域网中数据传输的安全性，并且要求用户在接入无线网络时进行身份验证，以确保网络的安全性。

综上所述，IEEE 802.11标准是无线局域网技术的基础，并且在实际应用中得到了广泛的应用。

802.11基础

三元结构：鉴权在终端和鉴权服务器之间进行，AP仅进行协议转发。业务端口为受控端口，初始处于关闭状态，鉴权通过后打开，终端可使用该业务端口。鉴权完成后，终端与鉴权服务器协商生成主密钥MK，该主密钥由鉴权服务器分发给AP。
关联
关联：2次握手 1. STA给AP发Associate Request，内容包括速率、功率、 QoS能力、安全参数。 2.AP给STA发Associate Response，内容包括状态、速率集和关联ID。
IEEE 802.11基础及发展
——yuqing
references
• Stefan Mangold,Sunghyun Choi, “Analysis of IEEE 802.11e for QoS Support in Wireless LANs”, IEEE Wireless Commun., Dec. 2003 • Eldad Perahia“IEEE 802.11n Development: History,Process, and Technology” IEEE Commun Magazine,Jul.2008 • Josip Lorincz“Physical Layer Analysis of Emerging IEEE 802.1 in WLAN Standard” ICA0T Feb. 2006 • Yang Xiao“Throughput and Delay Limits of IEEE 802.11” 2002 IEEE • Eldad Perahia《下一代无线局域网802.11n的吞吐率、强健性和可靠性》，人民邮电出版社2010年9月
• RISF:以前是SIFS。The station no longer requires additional time to switch between transmit and receive states. • Enhanced block ACK: 基于802.11e，对分片不确认。 • Reverse direction protocol：allows a station to share its transmit opportunity (TXOP) with another station. • Fast link adaptation：In order to more rapidly track changes in the channel, assists in the selection of the optimal (MCS). • Transmit beamforming: may be considered a PHY technique, but it requires a great deal of control in the MAC for channelsounding, calibration, and the exchange of channel state information or beamforming weights. • PCO:分享共存运行，AP控制20MHz相与40MHz相交替运行。An AP scan for neighboring basic service sets (BSSs) and preventing the establishment of a 40 MHz BSS when neighboring BSSs are detected in overlapping channels. During the operation of a 40 MHz BSS in the 2.4 GHz band, active 40MHz bandwidth stations must periodically scan overlapping channels. If conditions change disallowing 40 MHz operation，the AP must switch the BSS to 20 MHz bandwidth channel operation.

无线网络安全IEEE80211简介

最大传输率典型距离工作频段评注
2Mbps 54Mbps
11Mbps 54Mbps
50-100m 50-100m
50-100m 50-100m
2.4GHz 5GHz
2.4GHz 2.4GHz 5GHz
昂贵，不与 80.211b兼容
已成为主流
与802.11b 兼容
表中所有标准都包含共同的安全性能设计，即有线等价协议WEP （Wired Equivalent Privacy），希望能提供与有线网络同等的安全性能。
一旦你通过了认证，并且被关联上了，就可以发送数据。数据在STA和AP之间交换。通常，数据先到达AP，然后被转发到有线局域网或其他的STA。
每个发到或者来自AP的802.11数据帧都有3个地址：
2个是源地址和目的地址，第3个是“中间”地址——消息路过的接入点的地址。当你从STA发送数据到AP时，一个源STA地址，2个目的地址，一个目的端的AP地址，另一个目的STA地址，与此相似，从AP到STA的数据有一个目的地址（STA）和2个源地址——AP地址和STA地址。
15、一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。2021年7月下午12时 41分21.7.1912:41July 19, 2021
பைடு நூலகம்
16、提出一个问题往往比解决一个更重要。因为解决问题也许仅是一个数学上或实验上的技能而已，而提出新的问题，却需要有创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。2021年7月19日星期一12时 41分37秒12:41:3719
（2）探测帧为了加速找到一个AP，STA可以选择发送探测帧。相当于大喊“喂，有人在吗？”任何接入点收到探测请求，立刻以探测响应来进行回答，STA就可以迅速找到AP。

ieee 802.11标准的基本内容

ieee 802.11标准的基本内容
IEEE 802.11标准是一个无线局域网（WLAN）技术标准，它
规定了无线网络设备之间的通信方式和协议。

以下是IEEE 802.11标准的基本内容：
1. 信道带宽：IEEE 80
2.11标准规定了2.4 GHz和5 GHz两个
频段用于信道传输，并规定了20 MHz和40 MHz两种不同的
信道带宽。

2. 传输方式：IEEE 802.11 标准规定了两种传输方式，一种是
基于频分复用技术（OFDM）的11a/g/n/ac 等标准，一种是基
于直接序列扩频技术（DSSS）的11b标准。

3. 传输速率：IEEE 802.11标准规定了最高54Mbps（11a/g 协议）、600Mbps（11ac协议）的传输速率。

4. 安全性：IEEE 802.11标准中有许多协议（如WEP、WPA、WPA2）、加密算法（如AES、TKIP）和认证机制可供用户
选择，以保证无线网络的安全性。

5. MAC协议：IEEE 802.11标准规定了一种分布式协议，即分
布式协作功能（DCF），用以协调多个设备的数据传输。

6. 网络拓扑结构：IEEE 802.11标准支持多种网络拓扑结构，
如基础设施网络和自组网。

7. QoS支持：新版802.11e引入了QoS机制，支持对视频和音
频数据的实时传输和优先处理。

总的来说，IEEE 802.11标准的基本内容包括了无线网络的频段、传输方式、速率、安全性、MAC协议、网络拓扑结构和QoS机制。

这些内容为无线网络设备提供了标准化的通信方式和协议，使得不同厂商的无线设备可以正常互相通信。

IEEE802.11无线局域网标准简介

IEEE802.11无线局域网标准简介IEEE802.11无线局域网标准简介无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。

它利用射频（RF）技术，取代旧式的双绞铜线构成局域网络，提供传统有线局域网的所有功能，网络所需的基础设施不需再埋在地下或隐藏在墙里，也能够随需移动或变化。

使得无线局域网络能利用简单的存取构架让用户透过它，达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。

WLAN是20世纪90年代计算机与无线通信技术相结合的产物，它使用无线信道来接入网络，为通信的移动化，个人化和多媒体应用提供了潜在的手段，并成为宽带接入的有效手段之一。

一、IEEE802.11无线局域网标准1997年IEEE802.11标准的制定是无线局域网发展的里程碑，它是由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准。

IEEE802.11标准定义了单一的MAC层和多样的物理层，其物理层标准主要有IEEE802.11b,a和g。

1.1 IEEE802.11b1999年9月正式通过的IEEE802.11b标准是IEEE802.11协议标准的扩展。

它可以支持最高11Mbps的数据速率，运行在2.4GHz的ISM频段上，采用的调制技术是CCK。

但是随着用户不断增长的对数据速率的要求，CCK调制方式就不再是一种合适的方法了。

因为对于直接序列扩频技术来说，为了取得较高的数据速率，并达到扩频的目的，选取的码片的速率就要更高，这对于现有的码片来说比较困难；对于接收端的RAKE接收机来说，在高速数据速率的情况下，为了达到良好的时间分集效果，要求RAKE接收机有更复杂的结构，在硬件上不易实现。

1.2 IEEE802.11aIEEE802.11a工作5GHz频段上，使用OFDM调制技术可支持54Mbps的传输速率。

802.11a与802.11b两个标准都存在着各自的优缺点，802.11b的优势在于价格低廉,但速率较低（最高11Mbps）；而802.11a优势在于传输速率快（最高54Mbps）且受干扰少，但价格相对较高。

IEEE 802.11无线局域网

在发射端扩展信号的扩展频谱技术。在直接序列扩频传输技术中，使用一个伪随机二进制码来调制信号。这
个二进制码称为扩展码，通过扩展码将数据比特映射成多和比特，以提供
冗余。在直接序列扩频传输技术中使用的扩展码类型主要有三种：巴克码序列（Barker Code）、补码键控（CCK）和分组二进制卷积码（PBCC）。
无线网络技术
2.2 802.11系列协议概述
② 红外技术：红外技术使用的是红外线二进制数据传输，支持1Mbps（基本接入速率）
和2Mbps（加强接入速率）的数据传输速率，两种传输速率使用不同的
调制方案，对于基本接入速率，红外物理层用16脉冲位置调制；对于加强接入速率，使用4脉冲位置调制。脉冲位置调制就是根据脉冲在一段周期内的位置不同代表不同的二进制符号。
无线网络技术
2.3 802.11物理层关键技术
OFDM的优点： 1）抗频率选择性衰落或窄带干扰。在单载波系统中，单个载波的衰落或干扰会导致整个通信链路的失败，在多载波系统中，仅有一部分载波会受到干扰，通过采用纠错编码进行信息恢复。
2）抗多径干扰。当信道因多径传输而出现频率选择性衰落时，只有落
在频带凹陷处的子载波受到影响，其他的未受到损害，因此整个系统的误码率性能要好得多。 3）信道利用率高。
2.1.2 ISM频段 ISM（Industrial Scientific and Medical）频段是一个免许可证的可用于发展消费电子产品的频段，由美国联邦通信委员会（FCC）分配，设备功率不能超过1W。ISM频段分为工业（902～928MHz），科学研究
（2.42～2.4835GHz）和医疗（5.725～5.850GHz），如图2-3所示。
它以802.11标准为基础，包括与无线局域网相关的多个已经发布和正在制定的标准。

IEEE802.11无线局域网基础讲义

无线协议与技术1、了解无线802.11标准802.11为IEEE（电机电子工程师协会，The Institute of Electrical and Electronics Engineers）于1997年公告的无线区域网路标准，适用于有线站台与无线用户或无线用户之间的沟通连结。

下列为802.11的规格说明：802.11-- 初期的规格采直接序列展频技术（Direct Sequence Spread Spectrum,DSSS）或跳频展频技术（Frequency Hopping Spread Spectrum,FHSS），制定了在RF射频频段2.4GHz上的运用，并且提供了1Mbps、2Mbps和许多基础讯号传输方式与服务的传输速率规格。

802.11a-- 802.11的衍生版，于5.8GHz频段提供了最高54 Mbps的速率规格，并运用orthogonal frequency division multiplexing encoding scheme以取代802.11的FHSS 或DSSS。

802.11b-- (即所谓的高速无线网路或Wi-Fi标准)，1999年再度发表IEEE802.11b高速无线网路标准，在2.4GHz频段上运用DSSS技术，且由于这个衍生标准的产生，将原来无线网路的传输速度提升至11 M bps并可与以太网路(Ethernet)相媲。

802.11g-- 在2.4GHz频段上提供高于20 Mbps的速率规格。

802.11e-- 定义了无线局域网的服务质量（quality-of-service），例如支持语音ip；802.11h-- 对802.11a的补充，使其符合关于5ghz无线局域网的欧洲规范；802.11i-- 无线安全标准，wpa是其子集；802.11j-- 日本所采用的等同于802.11h的协议；802.11n-- 预计在2006年所采用的建议规范，此规范将使得802.11a/g无线局域网的传输速率提升一倍；802.15-- 基于蓝牙的个域网标准；802.16-- 关于固定无线带宽（fixed-wireless broadband）的标准；802.16a-- 也被称为wimax，在30英里范围内提供高达70mbit/s的数据传输率；802.20 -- 提供1mbit/s速率的无线城域网；802.1x -- 基于eap的认证方案；在传输速率方面，802.11n可以将WLAN的传输速率由目前802.11g提供的54Mbps提高到108Mbps，甚至高达500Mbps。

.简述ieee 802.11标准的基本内容

1. 介绍IEEE 802.11标准IEEE 802.11标准是一种无线局域网通信协议，也被称为Wi-Fi。

它规定了无线局域网的物理层和数据链路层的规范，提供了无线网络设备之间的通信标准。

IEEE 802.11标准由IEEE组织制定，旨在促进无线网络设备之间的互操作性和性能。

2. IEEE 802.11标准的基本内容IEEE 802.11标准由多个子标准组成，每个子标准定义了不同的无线网络技术和特性。

其中最常见的子标准包括802.11a、802.11b、802.11g、802.11n、802.11ac和802.11ax。

- 802.11a: 该标准定义了工作在5GHz频段的无线局域网技术。

它提供了最大54Mbps的传输速率，但在覆盖范围上不如其他标准。

- 802.11b: 该标准定义了工作在2.4GHz频段的无线局域网技术，提供了最大11Mbps的传输速率。

虽然速度较慢，但在覆盖范围上比较广。

- 802.11g: 该标准在2.4GHz频段提供了54Mbps的传输速率，具备向下兼容性，可以与802.11b设备互通。

- 802.11n: 该标准引入了MIMO（多输入多输出）技术，提供了更高的传输速率和更好的覆盖范围，最大速率可达600Mbps。

- 802.11ac: 该标准工作在5GHz频段，引入了更高的调制方式和更宽的信道，最大速率可达6.93Gbps。

- 802.11ax: 该标准是IEEE 802.11标准的最新版本，引入了一系列新技术，旨在提高无线网络的容量和效率。

3. 个人观点和理解从简述IEEE 802.11标准的基本内容可以看出，随着技术的不断发展，无线局域网技术也在不断更新迭代。

从最初的802.11a/b/g，到后来的802.11n/ac/ax，每个子标准都在不同的方面进行了改进，提升了无线网络的速度、稳定性和覆盖范围。

我的观点是，随着物联网、5G等新兴技术的快速发展，无线网络在未来将扮演更加重要的角色。

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星形拓扑：目前大多数的局域网采用的是一种星形的拓扑方式，即：将所有的节点连接到一个交换机上，交换机又可以相互连接组成一个大的网络
无线网络技术
2.1 IEEE 802.11 无线局域网基础知识
网状网拓扑：也称Mesh网络，它不需要全部的物理连接，只要将一个节点连接到Mesh网中的任何一个节点，它即可完全连接到整个网络，Mesh网中每个节点都可以转发其他节点的数据包
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2.1 IEEE 802.11 无线局域网基础知识
2.1.3 Wi-Fi 802.11频率的划分
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2.1 IEEE 802.11 无线局域网基础知识
2.1.4 802.11无线局域网结构基础结构的802.11无线局域网
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2.1 IEEE 802.11 无线局域网基础知识
跳频扩频技术：使用很多窄频段，并使传输所用频率在这些频段中“跳动”。直接序列扩频技术：其原理就是通过特定的码字把信号的带宽展宽并复用，以此获得较好的对抗干扰和噪声的性能。
无线网络技术
2.2 802.11 系列协议概述
② 红外技术：红外技术使用的是红外线二进制数据传输，支持1Mbps（基本接入速率）和2Mbps（加强接入速率）的数据传输速率，两种传输速率使用不同的调制方案，对于基本接入速率，红外物理层用16脉冲位置调制；对于加强接入速率，使用4脉冲位置调制。脉冲位置调制就是根据脉冲在一段周期内的位置不同代表不同的二进制符号。
无线网络技术
2.2 802.11 系列协议概述
1）802.11标准的物理层定义 802.11标准的物理层是媒体接入控制层和无线介质的接口，最初定义的 802.11标准的物理层还定义了使用的传输技术：跳频扩频、直接序列扩频和红外技术，支持1Mbps和2Mbps的数据速率。 ① 扩频技术：扩频技术是兼顾带宽和可靠性的技术，其目标是使用比系统所需要带宽更宽的频段来减少噪声和干扰的影响，扩频技术扩展了传输所用的带宽，保持总功率不变，降低了峰值功率
发布时间 1997 年 1999 年 1997 年 2002 年 2000 年 2000 年 2004 年 2003 年 2003 年 2003 年 2004 年
发布时间 2004 年 2005 年暂无 2006 年 2007 年
说明定义了2.4GHz微波和红外线的物理层及MAC子层标准定义了5GHz微波的物理层及MAC子层标准扩展的2.4GHz微波的物理层及MAC子层标准（DSSS）扩展的2.4GHz微波的物理层及MAC子层标准（PBCC）关于IEEE 802.11 网络和普通以太网之间的互通协议关于国际间漫游的规范基于无线局域网的质量控制协议漫游过程中的无线基站内部通信协议扩展的2.4GHz微波的物理层及MAC子层标准（OFDM）扩展的5GHz微波的物理层及MAC子层标准（欧洲）增强的无线局域网安全机制
说明扩展的 5GHz 微波的物理层及 MAC 子层标准（日本）基于无线局域网的微波测量规范暂无基于无线局域网的设备维护规范高吞吐量的无线局域网规范（ 100Mbps ）
无线网络技术
2.2 802.11பைடு நூலகம்系列协议概述
802.11系列协议中协议分布
无线网络技术
2.2 802.11 系列协议概述
Ad-hoc 的802.11无线局域网
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2.1 IEEE 802.11 无线局域网基础知识
总线形拓扑：最初，以太网以一种共享总线拓扑模式存在，所有的节点都连接到一个共同的线缆上，但首尾两个节点则是开放的，网络中所有的节点都可以侦听到总线上的传输
无线网络技术
2.1 IEEE 802.11 无线局域网基础知识
2.2.2 802.11 a,b,g,n 协议的定义和标准 1．802.11 标准 802.11是第一代无线局域网标准之一，也是IEEE发布的第一个无线局域网标准，是其他802.11系列标准的基础标准。该标准定义了物理层和介质访问控制MAC协议的规范，允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。
2.1 IEEE 802.11 无线局域网基础知识
2.1.1 IEEE 802.11 的发展历程
无线网络技术
2.1 IEEE 802.11 无线局域网基础知识
按照物理层和MAC层将这些802.11标准进行了分类，如图
无线网络技术
2.1 IEEE 802.11 无线局域网基础知识
2.1.2 ISM频段 ISM（Industrial Scientific and Medical）频段是一个免许可证的可用于发展消费电子产品的频段，由美国联邦通信委员会（FCC）分配，设备功率不能超过1W。ISM频段分为工业（902～928MHz），科学研究（2.42～2.4835GHz）和医疗（5.725～5.850GHz），如图2-3所示。 ISM频段在各国的规定并不统一。如在美国有三个频段902～928 MHz ，2400～2483.5 MHz，5725～5850 MHz，而在欧洲900MHz的频段则有部分用于GSM通信。
协议名称 IEEE 802.11 IEEE 802.11a IEEE 802.11b IEEE 802.11b+ IEEE 802.11c IEEE 802.11d IEEE 802.11e IEEE 802.11F IEEE 802.11g IEEE 802.11h IEEE 802.11i
协议名称 IEEE 802.11j IEEE 802.11k IEEE 802.11l IEEE 802.11m IEEE 802.11n
无线网络技术
2.2 802.11 系列协议概述
2.2.1 802.11系列协议标准的发展 802.11系列协议标准是由国际电气和电子工程师联合会（IEEE）制定的，它以802.11标准为基础，包括与无线局域网相关的多个已经发布和正在制定的标准。
无线网络技术
2.2 802.11 系列协议概述
802.11系列协议标准
无线网络技术
2.1 IEEE 802.11 无线局域网基础知识
点对点拓扑：把无线AP设置成网桥方式将两个局域网连接起来。这种方式是为局域网存储转发数据而设计的，对于末端节点用户是透明的
无线网络技术
2.1 IEEE 802.11 无线局域网基础知识
2.1.5 802.11 分层协议体系 802.11定义了无线局域网设备的物理层和链路层协议规范