1、什么是 CSMA/CA ？

以太網(wǎng)用CSMA/CD進(jìn)行傳輸控制，而 IEEE 802.11 的 WLAN 采用的是CSMA/CA。

CSMA/CD，全稱(chēng) Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ，即 載波偵聽(tīng)多路訪(fǎng)問(wèn)/沖突檢測協(xié)議。

載波偵聽(tīng)（ Carrier Sense ），是指網(wǎng)絡(luò )中的各個(gè)設備在發(fā)送數據前，都要確認確認線(xiàn)路上有沒(méi)有數據傳輸。如果有數據傳輸，就不發(fā)送數據；如果沒(méi)有數據傳輸，馬上發(fā)送數據。

多路訪(fǎng)問(wèn)（ Multiple Access ），是指網(wǎng)絡(luò )上所有設備收發(fā)數據，共同使用同一條線(xiàn)路，而且發(fā)送的數據是廣播型。

沖突檢測（ Collision Detection ），是指設備在發(fā)送數據幀的同時(shí)，還必須監聽(tīng)線(xiàn)路情況，判斷是否發(fā)生沖突。也就是說(shuō)，同一時(shí)刻，有沒(méi)有其它設備也在發(fā)送數據幀。

以太網(wǎng)的沖突域是指數據發(fā)送時(shí)，檢測出沖突，當發(fā)生沖突時(shí)等待一段隨機時(shí)間再次發(fā)送。而在 WLAN 中，如果遇到其它設備正在發(fā)送數據，那么就在設備發(fā)送完成后，再等待一段隨機時(shí)間，采繼續發(fā)送數據。這就是沖突避免（ CA ，Collision Avoidance ）。因為在對方設備發(fā)送完后直接發(fā)送數據，也有可能會(huì )造成無(wú)線(xiàn)傳輸沖突。

以太網(wǎng)中，傳輸介質(zhì)是網(wǎng)線(xiàn)或光纖，能夠通過(guò)電氣信號檢測沖突的發(fā)生。但由于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )不會(huì )產(chǎn)生電氣信號，因此需要使用 CSMA/CA 來(lái)替代 CSMA/CD 。

2、WLAN 由什么組成？

STA，全稱(chēng) Station ，即 工作站，是指配有無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡的無(wú)線(xiàn)終端，比如：手機、電腦等。

AP，全稱(chēng) Wireless Access Point ，即 無(wú)線(xiàn)AP ，用來(lái)連接 STA 和有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的網(wǎng)絡(luò )設備。

IBSS，全稱(chēng) Independent Basic Service Set ，即 獨立基本服務(wù)集，包含一個(gè)及以上 STA 的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，也叫做 ad-hoc 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，無(wú)法訪(fǎng)問(wèn) DS 時(shí)使用的模式。

BSS，全稱(chēng) Basic Service Set ，即基本服務(wù)集，由一個(gè) AP 和一個(gè)及以上 STA 組成的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。BSS 內所有的 STA 通信都是通過(guò) AP 完成，AP 不僅能連接有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，還可以在 STA 和 其它 STA 或 DS 節點(diǎn)之間進(jìn)行橋接。

ESS，全稱(chēng) Extended Service Set ，即擴展服務(wù)集，同一有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )連接的、兩個(gè)及以上的 AP 組成，和一個(gè)子網(wǎng)概念類(lèi)似。

DS，全稱(chēng) Distribution System ，即分發(fā)系統，讓不同 BSS 內的 AP 通過(guò) DS 互連，STA 可以從一個(gè) BSS 移動(dòng)到另一個(gè) BSS 。AP 之間可以是無(wú)線(xiàn)互連，也可以是有線(xiàn)互連，通常是使用有線(xiàn)互連。DS 是 BSS 之間進(jìn)行邏輯連接的基礎，讓 STA 在 BSS 之間能夠實(shí)現漫游。

3、WLAN 有幾種拓撲結構？

WLAN 的拓撲結構分為兩種，一種是終端之間直接互連的 ad-hoc 模式，另一種是通過(guò) AP 連接有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的基礎設施模式。

ad-hoc 模式，全稱(chēng) ad-hoc mode ，即 IEEE 802.11 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的 BSS ，在兩臺 STA 之間直接進(jìn)行無(wú)線(xiàn)通信，而組成的網(wǎng)絡(luò )，也叫做點(diǎn)對點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò )模式。通常是筆記本電腦和打印機進(jìn)行無(wú)線(xiàn)連接或多臺游戲機進(jìn)行聯(lián)機對戰時(shí)使用。終端一般配置了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)卡。這個(gè)模式下，終端是不能連接到互聯(lián)網(wǎng)上的。

基礎設施模式，全稱(chēng) Infrastructure Mode ，是指 802.11 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的 BSS 形式組網(wǎng)，通常是通過(guò) AP 連接到互聯(lián)網(wǎng)時(shí)使用。在這個(gè)模式下，除了有 STA 外，還需要有 AP 才能連接到互聯(lián)網(wǎng)。

4、什么是 AP ？

有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )通過(guò)有線(xiàn)線(xiàn)纜把終端和交換機連接起來(lái)，組成網(wǎng)絡(luò )。而無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的基礎設施模式中，是通過(guò)一種叫做 AP 的設備，把多臺終端連接到有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中。AP也叫做接入點(diǎn)，接入點(diǎn)通常有 RJ-45 網(wǎng)絡(luò )接口，用來(lái)連接到交換機或路由器上，從而讓無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的終端能夠訪(fǎng)問(wèn)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )或互聯(lián)網(wǎng)。

5、WLAN 有哪些標準？

和以太網(wǎng)一樣，WLAN 的標準也是有 IEEE 組織制定的。以太網(wǎng)標準統稱(chēng)為 IEEE 802.3 ，而 WLAN 標準統稱(chēng)為 802.11 。

和 IEEE 802.3 一樣，IEEE 802.11在物理層和數據鏈路層之間也定義了 MAC 子層。定義了 WLAN 采用哪種頻帶和調制方式，傳輸速率達到多大等傳輸標準，還定義了安全性、QoS 、管理等相關(guān)內容。

以上都是 802.11 傳輸標準，還有一些其它類(lèi)型的標準。

IEEE 802.11n

IEEE 802.11n之前的標準已經(jīng)不多見(jiàn)了，這里就不介紹了。IEEE 802.11n ，又叫做 WiFi 4 ，標準在 2009 年制定完成，最大傳輸速率是 600 Mbit/s ，使用 MIMO 多通道技術(shù)讓傳輸速率大幅提升。也能向下兼容 IEEE 802.11a 、IEEE 802.11b 、IEEE 802.11g 。

IEEE 802.11ac

IEEE 802.11ac，又叫做WiFi 5，有兩個(gè)版本，分別是：Wave 1 、Wave 2 。區別是 Wave 1 使用 80 Mhz 頻寬和 SU-MIMO 技術(shù)，最大傳輸速率是 3.46 Gbit/s 。而 Wave 2 是使用 160 Mhz 頻寬和 DL MU-MIMO 技術(shù)，最大傳輸速率是 6.93 Gbit/s 。頻帶和調制方式等都相同。

IEEE 802.11ax

IEEE 802.11ax，又叫做WiFi 6，標準在 2018 年制定完成，最大傳輸速率是 9.6 Gbit/s 。WiFi 6 同時(shí)支持 2.4G 和 5G 頻段，完整涵蓋低速與高速設備，覆蓋范圍更遠。支持 WPA 3 安全協(xié)議，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )更安全。支持 TWT 技術(shù)，能夠更省電。簡(jiǎn)單的說(shuō)，就是速度更快、延時(shí)更低、容量更低、更安全、更省電。

6、什么是 WiFi ？

WiFi是基于 IEEE 802.11 標準的、不同廠(chǎng)家為產(chǎn)品的品牌認證。既然有 IEEE 802.11 標準了，為什么還要有 WiFi 認證？這是因為 IEEE 802.11 正式標準推出的時(shí)間周期長(cháng)，而無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )發(fā)展迅猛，各個(gè)廠(chǎng)家等不及正式標準，自己組成了 WiFi 聯(lián)盟，并完成互聯(lián)互通的認證。

實(shí)際上，并不是每個(gè) IEEE 802.11 產(chǎn)品都申請了 WiFi 聯(lián)盟的認證，那么缺少 WiFi 認證的產(chǎn)品，并不一定兼容 WiFi 設備。但是經(jīng)過(guò) WiFi 認證的 STA 或 AP 都能無(wú)障礙的互聯(lián)互通。

在酒店或公共場(chǎng)所中，經(jīng)?？吹?免費 WiFi 上網(wǎng) 的標識，這就表示這里的 AP 已經(jīng)通過(guò)了 WiFi 認證。除了電腦和手機，家電和游戲機也可以完成 WiFi 認證。

WiFi 還定義了類(lèi)似 WPA 這種無(wú)線(xiàn)加密的相關(guān)標準。

7、什么是關(guān)聯(lián)？

使用 WLAN 的終端要通過(guò) AP 完成無(wú)線(xiàn)連接，才能連接到互聯(lián)網(wǎng)或有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。

無(wú)線(xiàn)終端連接 AP 的過(guò)程叫做關(guān)聯(lián)（ Association ）。

STA 可以和連接不同的 AP ，但是同一時(shí)刻，只能連接在一個(gè) AP 上。AP 會(huì )定期發(fā)送beacon幀，STA 根據 beacon 幀的內容，獲取 AP 的 SSID 信息、支持的無(wú)線(xiàn)傳輸速率，以及無(wú)線(xiàn)信道等信息。

STA 在關(guān)聯(lián)過(guò)程中，會(huì )向 AP 發(fā)送關(guān)聯(lián)請求數據幀，AP 收到請求后，就向 STA 返回帶有狀態(tài)碼的關(guān)聯(lián)響應數據幀。

STA 會(huì )確認 AP 發(fā)過(guò)來(lái)的狀態(tài)碼，如果是 successful ，表示關(guān)聯(lián)成功，如果返回其它信息，表示關(guān)聯(lián)失敗。STA 在收到 successful 的同時(shí)，還會(huì )分配一個(gè) Association ID（ AID ）的識別號。

WLAN 認證的過(guò)程，是在關(guān)聯(lián)過(guò)程之前發(fā)生的。

8、數據幀是什么樣的？

IEEE 802.11 的MAC 數據幀的字段信息如下：

Protocol Version：協(xié)議版本，表示 IEEE 802.11 協(xié)議的版本。Type：類(lèi)型，表示數據幀的功能，有控制幀、管理幀、數據幀三種。Subtype：子類(lèi)型，每種數據幀都有多個(gè)子類(lèi)型，實(shí)現特定的功能。To DS和From DS：DS 是指分布式系統，用與 AP 和關(guān)聯(lián)的 STA 之間傳送的數據幀類(lèi)型。值為 1 時(shí)，表示發(fā)送源是 AP ，值為 0 時(shí)，表示發(fā)送源是 STA 。More Frag：把上層分組進(jìn)行分片后，進(jìn)行發(fā)送時(shí)使用。值為 1 時(shí)，表示后續存在分片數據幀。值為 0 時(shí)，表示當前數據幀是最后的分片，或不存在分片數據幀。Retry：表示是否重發(fā)數據幀。值為 1 時(shí)，表示再次發(fā)送數據幀。值為 0 時(shí)，表示不再發(fā)送這個(gè)數據幀。More Data：表示是否存在后續發(fā)送的分組。值為 1 時(shí)，表示存在后續分組。WEP：表示是否進(jìn)行 WEP 加密。值為 1 時(shí)，表示進(jìn)行加密。Order：值為 1 時(shí)，表示數據幀嚴格按照 strictly ordered（發(fā)送接收順無(wú)法替換）的標準進(jìn)行發(fā)送。

IEEE 802.11 的數據幀可分為三類(lèi)：

管理幀（ Managed Frame ）

1、廣播無(wú)線(xiàn)信號的 beacon 幀，默認情況下，每 100 毫秒 AP 廣播一次。

2、認證使用認證幀：AP 和 STA 進(jìn)行信息交互時(shí)，使用的關(guān)聯(lián)幀。

控制幀（ Control Frame ）數據幀（ Data Frame ）

通常數據幀的 Address 1 表示目的地址，Address 2 表示源地址，Address 3 表示 BSSID 信息。

9、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )有哪些接入控制功能？

由于無(wú)線(xiàn)電波是看不見(jiàn)的，會(huì )出現陌生用戶(hù)在未經(jīng)允許時(shí)，擅自接入 AP 使用的情況發(fā)生。只要在無(wú)線(xiàn)信號能夠到達的范圍內，并知道 SSID ，STA 就能夠和 AP 進(jìn)行關(guān)聯(lián)。為了防止未知的人使用，可以使用ESSID 隱藏功能和MAC 地址過(guò)濾功能。

ESSID 隱藏

SSID 信息是由 AP 的 beacon 幀定期進(jìn)行廣播發(fā)送的。STA 通過(guò) beacon 幀來(lái)確認和那個(gè) SSID 進(jìn)行連接。但是，只有是無(wú)線(xiàn)信號能夠到達的地方，任何人都可以通過(guò) beacon 幀，使用 STA 搜索到 SSID 信息并連接。

為了防范這類(lèi)風(fēng)險，可以使用不發(fā)出 beacon 幀的ESSID 隱藏功能。STA 需要通過(guò)其它途徑獲得 SSID 信息，并在 STA 進(jìn)行相應配置，從而隱藏網(wǎng)絡(luò )連接。

但是，由于 SSID 在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的傳播中，沒(méi)有加密，當有 STA 使用這個(gè)隱藏的 SSID 連接 AP 時(shí)，可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)監控工具獲取這個(gè)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的 SSID ，所以 ESSI 隱藏功能不是很安全的對策。

MAC 地址過(guò)濾

在 AP 中設置允許關(guān)聯(lián)的 MAC 地址列表，只有在列表里面的 STA 才能連上無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，防止以外的 STA 接入 AP ，這個(gè)方法叫做MAC 地址過(guò)濾或MAC 地址認證。

除了在 AP 上設置外，還可以通過(guò) RADIUS 服務(wù)器設置允許接入的 MAC 地址信息，在認證的同時(shí)完成 MAC 地址過(guò)濾。但是，MAC 地址也能通過(guò)工具偽裝和冒充，可以對接入 WLAN 的 MAC 地址進(jìn)行監聽(tīng)，獲得具體的 MAC 地址信息，所以這也不是完善的安全策略。

10、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )有哪些認證功能？

在 AP 上使用 ESSID 隱藏和 MAC 地址過(guò)濾功能，都不能完全阻止惡意訪(fǎng)問(wèn)，為了徹底防止惡意用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )，需要進(jìn)行認證。

IEEE 802.11 最開(kāi)始有兩種認證方式：開(kāi)放系統認證、共享密鑰認證。

開(kāi)放系統認證

開(kāi)發(fā)系統認證（ Open System Authentication ）不用 STA 輸入用戶(hù)名和密碼等認證信息，就可以向 AP 發(fā)出認證請求。AP 能夠接收所有接入認證請求，也就是說(shuō)，無(wú)論是誰(shuí)都可以和 AP 關(guān)聯(lián)上。通常用于公共 WiFi ，結合 Portal 認證或 VPN 來(lái)完成用戶(hù)訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)絡(luò )的權限控制。

共享密鑰認證

共享密鑰認證（ Shared Key Authentication ）用于 AP 和 STA 進(jìn)行無(wú)線(xiàn)加密通信。使用 WEP 或 WPA 加密標準時(shí)，AP 和 STA 預先配置相同的口令，通過(guò)這個(gè)口令就可以建立無(wú)線(xiàn)通信鏈路。這個(gè)口令叫做預共享密鑰（ pre-shared key ），不知道預共享密鑰的 STA ，是無(wú)法和 AP 進(jìn)行關(guān)聯(lián)的。

IEEE 802.1X

IEEE 802.1X 是用戶(hù)認證和訪(fǎng)問(wèn)控制協(xié)議，是從有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中引用過(guò)來(lái)的。

IEEE 802.1X 認證是由認證客戶(hù)端、接入設備、認證服務(wù)器三部分組成。請求認證的終端叫做認證客戶(hù)端，和終端連接的 AP 、交換機及其它網(wǎng)絡(luò )設備叫做接入設備。認證方式使用 EAP ，客戶(hù)端發(fā)起認證請求，接入設備會(huì )把收到的 EAP 消息封裝成 RADIUS 數據幀，轉發(fā)給認證服務(wù)器，當認證服務(wù)器完成認證后，接入設備會(huì )通知客戶(hù)端并把客戶(hù)端作為認證成功的客戶(hù)端，之后客戶(hù)端發(fā)送的數據幀都會(huì )轉發(fā)到局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)上。

認證信息是使用用戶(hù)名、口令、數字證書(shū)等其中一種方式即可，對應的認證協(xié)議有 EAP-MD5 、EAP-TLS 、EAP-TTLS 等各種類(lèi)型。

11、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )有哪些加密功能？

空氣中傳輸的無(wú)線(xiàn)電波，只要是在覆蓋范圍內，就能被任何人收到，再加上 WLAN 數據解析工具，惡意用戶(hù)就能夠竊聽(tīng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的通信內容。

為了防止無(wú)線(xiàn)通信被竊聽(tīng)和篡改，要在無(wú)線(xiàn)通信過(guò)程中，對信息進(jìn)行加密。WLAN 加密有WEP、WPA、WPA2、WPA3等標準。

WEP

WEP，全稱(chēng) Wired Equivalent Privacy ，即有線(xiàn)等效保密。WEP 加密是最早在無(wú)線(xiàn)加密中使用的技術(shù)，基于 RC4 算法的密鑰對數據進(jìn)行加密，這個(gè)密鑰叫做 WEP key 。

WEP 一共有三種加密方式：40 bit 長(cháng)度的密鑰和 24 bit 長(cháng)度的初始向量值組成 64 bit 長(cháng)的加密方式，104 bit 長(cháng)度的密鑰和 24 bit 長(cháng)度的初始向量值組成 128 bit 長(cháng)的加密方式，128 bit 長(cháng)度的密鑰和 24 bit 長(cháng)度的初始向量值組成 152 bit 長(cháng)的加密方式。密鑰長(cháng)度越短，破解時(shí)間也越短，現在已經(jīng)不怎么使用了。

WPA

WEP 實(shí)在太脆弱了，于是就制定了WPA，全稱(chēng) WiFi Protected Access ，即 WiFi 保護接入。

WPA 把 SSID 和 WEP 密鑰一起加密，并且能定期自動(dòng)更新用戶(hù)認證功能和密鑰的TKIP。

WPA 有兩種模式：個(gè)人模式和企業(yè)模式。

個(gè)人模式的 WPA 主要是家庭和個(gè)人使用，也叫做 WPA-PSK ，AP 和 STA 使用相同的預共享密鑰（ PSK ）。

企業(yè)模式的 WPA 主要用于企業(yè)，增加了 IEEE 802.1X 認證服務(wù)器，不同的用戶(hù)使用不同的用戶(hù)名和密碼連接無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )。

WPA2

WPA2是新一代 WPA 標準，采用 AES 加密算法。AES 常用于 IPsec 和 SSL 等協(xié)議中，比 RC4 的安全性更高。AES 支持長(cháng)度是 128 bit 、196 bit 、256 bit 的密鑰，WPA2 使用其中的 128 bit 長(cháng)度類(lèi)型。WPA2 兼容上一代 WPA ，支持 WPA2 的設備和只支持 WPA 的設備也能通信。AES 采用了類(lèi)似 TKIP 的協(xié)議 CCMP ，其中 CBC-MAC 是密碼段連接/消息認證碼的意思。

AP 的加密設置可以選擇 WPA-PSK（ TKIP ）、WPA-PSK（ AES ）、WPA2-PSK（ TKIP ）或 WPA2-PSK（ AES ）。

WPA3

2017 年 10 月，802.11 協(xié)議中沿用 13 年的 WPA2 加密被完全破解。2018 年 6 月 26 日，WiFi 聯(lián)盟宣布 WPA3 協(xié)議已最終完成，這是 WiFi 連接的新標準。

WPA3在 WPA2 的基礎上增加了新的功能，以簡(jiǎn)化 WiFi 安全保障方法、實(shí)現更可靠的身份驗證，提高數據加密強度。所有的 WPA3 網(wǎng)絡(luò )都必須進(jìn)行管理幀保護 PMF ，保證數據的安全性。

根據 WiFi 網(wǎng)絡(luò )的用途和安全需求的不同，WPA3 又分為WPA3 個(gè)人版、WPA3 企業(yè)版，即WPA3-SAE和WPA3-802.1X。WPA3 為不同網(wǎng)絡(luò )提供了額外功能：WPA3 個(gè)人版增強了對密碼安全的保護，而 WPA3 企業(yè)版的用戶(hù)可以選擇更高級的安全協(xié)議，保護敏感數據。

WPA3 個(gè)人版

對比 WPA2 個(gè)人版，WPA3 個(gè)人版能提供更可靠的基于密碼的身份驗證。這是由于 WPA3 個(gè)人版使用了更安全的協(xié)議：對等實(shí)體同時(shí)驗證 SAE（ Simultaneous Authentication of Equals ）。SAE 取代了 WPA2 個(gè)人版的 PSK 認證方式，可以有效地抵御離線(xiàn)字典攻擊，增加暴力破解的難度。SAE 能夠提供前向保密，即使攻擊者知道了網(wǎng)絡(luò )中的密碼，也不能解密獲取到的流量，大大提升了 WPA3 個(gè)人網(wǎng)絡(luò )的安全。WPA3 個(gè)人版只支持 AES 加密方式。

SAE在 WPA/WPA2-PSK 原有的四次握手前增加了 SAE 握手，實(shí)質(zhì)上是為了動(dòng)態(tài)協(xié)商成對主密鑰 PMK 。WPA/WPA2-PSK 的 PMK 只與 SSID 和預共享密鑰有關(guān)，而 SAE 引入了動(dòng)態(tài)隨機變量，每次協(xié)商的 PMK 都是不同的，提升了安全性。

WPA3 企業(yè)版

企業(yè)、政府和金融機構為了更高的安全性可以采用 WPA3 企業(yè)版。WPA3 企業(yè)版基于 WPA2 企業(yè)版，提供一種可選模式：WPA3-Enterprise 192bit ，這個(gè)模式的優(yōu)點(diǎn)有：

數據保護：使用 192 位的 Suite-B 安全套件，增加密鑰的長(cháng)度。

密鑰保護：使用 HMAC-SHA-384 在 4 次握手階段導出密鑰。

流量保護：使用伽羅瓦計數器模式協(xié)議 GCMP-256（ Galois Counter Mode Protocol ）保護用戶(hù)上線(xiàn)后的無(wú)線(xiàn)流量。

管理幀保護：使用 GMAC-256（ GCMP 的伽羅瓦消息認證碼，Galois Message Authentication Code ）保護組播管理幀。

WPA2 企業(yè)版支持多種 EAP 方式的身份驗證，但是 WPA3 企業(yè)版僅支持 EAP-TLS 的方式。

12、什么是胖 AP ？

能夠自行進(jìn)行無(wú)線(xiàn)控制和安全管理功能的 AP 叫做胖 AP。通過(guò)一臺或多臺 AP 搭建無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )時(shí)，常使用胖 AP ，配置簡(jiǎn)單，費用低廉。有多臺 AP 的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境中，如果想修改安全策略等參數時(shí)，就需要一臺一臺的配置。

13、什么是瘦 AP ？

在大規模辦公區部署無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )時(shí)，需要管理的 AP 數量非常龐大，不適合單臺 AP 單獨管理。這種情況下，AP 只保留最基本的配置，安全策略等參數就通過(guò)無(wú)線(xiàn)控制器進(jìn)行統一配置和管理，這類(lèi) AP 就叫做瘦 AP。

AP 支持 CAPWAP ，就可以通過(guò)這個(gè)協(xié)議連接到無(wú)線(xiàn)控制器，AP 只需要完成 MAC 管理和數據幀控制，認證和安全等功能全部交給無(wú)線(xiàn)控制。

14、什么是無(wú)線(xiàn)橋接？

在無(wú)法布線(xiàn)的樓宇之間、在物理位置較遠的站點(diǎn)之間，可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)橋接進(jìn)行無(wú)線(xiàn)連接。無(wú)線(xiàn)橋接是通過(guò)無(wú)線(xiàn)上連，有線(xiàn)下連的方式組網(wǎng)。

在通信距離較長(cháng)時(shí)，需要使用定向天線(xiàn)來(lái)增強某個(gè)特定方向的電波強度。

15、什么是無(wú)線(xiàn)中繼？

AP 上連無(wú)線(xiàn)接口當做 STA ，連接其它 AP 釋放的 SSID 。AP 下連無(wú)線(xiàn)接口釋放相同的 SSID ，讓 STA 接入，這就是無(wú)線(xiàn)中繼。通過(guò)連接中繼器，將 STA 收到的數據轉發(fā)給擁有相同 SSID 的 AP ，就能擴大無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的范圍。一級中繼器連接后，網(wǎng)絡(luò )吞吐率會(huì )減半。

16、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的最大速率是多少？

無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )和有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )都是有理論的最大速率，比如：常見(jiàn)的以太網(wǎng)的 10Gbit/s 和 WiFi 6 的9.6Gbit/s ，這些是說(shuō)在進(jìn)行數據通信時(shí)，傳輸的極限速率。

由于無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )中使用了 CSMA/CA 的沖突回避協(xié)議，數據在發(fā)送時(shí)有等待的時(shí)間。因此，WiFi 6 的最大理論速率是 9.6Gbit/s ，實(shí)際使用時(shí)最大速度可能不到 80% 。

17、無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的速率跟距離有關(guān)嗎？

STA 能夠進(jìn)行通信的最大距離半徑叫做覆蓋范圍。根據 STA 和 AP 的距離不同，最大速率也會(huì )不同，離 AP 越遠，通信延遲越大，數據傳輸速率也越低。在沒(méi)有障礙物時(shí)，無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的覆蓋范圍是同心圓的形狀分布。

18、不同 WLAN 標準的速率是多少？

IEEE 802.11a/b/g 使用OFDM調制方式提供了八個(gè)數據傳輸速率，DSSS調制方式提供了四個(gè)速率。

19、IEEE 802.11n 有多少種速率？

IEEE 802.11n使用 OFDM 調制方式，可以調制方式和符號速率搭配，定義 0 ~ 31 個(gè)MCS索引，每個(gè) MCS 索引都有一個(gè)數據傳輸速率。

數據傳輸速率根據信道帶寬和保護間隔（ GI ）的組合，在每個(gè) MCS 中有四種模式。

使用 20MHz 的信道帶寬叫做HT20模式，使用 40MHz 的信道帶寬叫做HT40模式。

MIMO技術(shù)可以把數據分割成多個(gè)數據流（ stream ），每條獨立的數據流通過(guò)多個(gè)天線(xiàn)使用相同的頻帶同時(shí)發(fā)送。在 HT40 模式時(shí)，單個(gè)數據流有 150Mbit/s 的吞吐率，在 IEEE 802.11n 標準中，最多四條數據流，理論上最大 600Mbit/s 的數據傳輸速率。

在 HT20 模式下，單個(gè)數據流最大是 75Mbit/s 的吞吐率。使用 2.4GHz 頻帶時(shí)，如果每條信道使用 20MHz 的帶寬，最多有三條信道同時(shí)工作，如果使用 40MHz 的帶寬，就只有一條可用信道，所以在 2.4GHz 頻帶下，幾乎不使用 HT40 模式。

保護間隔在 800ns 的基礎上，又添加了 400ns 。

20、什么是空間數據流？

MIMO 使用天線(xiàn)的多個(gè)無(wú)線(xiàn)通信通道，讓速率大幅上升?？臻g上，互相獨立的多個(gè)天線(xiàn)會(huì )同時(shí)發(fā)送頻率相同的無(wú)線(xiàn)信號，各個(gè)同頻信號叫做空間數據流。各空間數據流由發(fā)送天線(xiàn)進(jìn)行路徑分割，最終到達多個(gè)接收天線(xiàn)。

發(fā)送方使用空間編碼（ STC ）把發(fā)送信號在時(shí)間和空間上進(jìn)行重組，形成并列傳輸信號，然后通過(guò) M 個(gè)天線(xiàn)發(fā)送通信電波。接收方通過(guò) N 個(gè)天線(xiàn)接收多徑傳輸的無(wú)線(xiàn)電波，同樣使用空時(shí)解碼（ STD ），對信號進(jìn)行分離組合，從而成功接收所有信號。

在多徑傳輸中，通過(guò)使用多條路徑，可以和天線(xiàn)數量（空間數據流）形成正比，來(lái)提高無(wú)線(xiàn)數據的傳輸速度。

21、AP 有多少天線(xiàn)？

支持 802.11n 標準的 AP 有多個(gè)天線(xiàn)?？臻g流的數量也依賴(lài)于天線(xiàn)的數量，通常使用a × b ：c或 a × b 表示 AP 的天線(xiàn)數量。a表示發(fā)送天線(xiàn)或發(fā)送的無(wú)線(xiàn)信號數量，b表示接收天線(xiàn)或接收的無(wú)線(xiàn)信號數量，c表示可以利用的最大空間流數量。比如，現在的 WiFi 6 AP ，也就是 802.11ax 標準的 AP ，最大支持 8 × 8 ：8 的數量，表示 8 根發(fā)送天線(xiàn)和 8 根接收天線(xiàn)組成，使用 8 個(gè)空間流進(jìn)行無(wú)線(xiàn)數據傳輸。

22、WiFi 5 的最大速率是多少？

WiFi 5，也就是 802.11ac 標準。對比 802.11n ，WiFi 5 主要有四個(gè)方面的提升：更寬的頻寬綁定、更多的空間流、更先進(jìn)的調制技術(shù)、更靈活的 MIMO 機制。

信道綁定：802.11n 引入了信道綁定技術(shù)，是把兩個(gè) 20MHz 的信道捆綁在一起。而 WiFi 5 能夠支持 160MHz 的信道，也就是綁定了 8 個(gè)信道。如果 802.11a/b/g 是單車(chē)道的話(huà)，而 802.11n 就是雙車(chē)道，到來(lái) WiFi 5 就達到八車(chē)道。

八條數據流：WiFi 5 沿用了 802.11n 的 MIMO 技術(shù)，采用多天線(xiàn)技術(shù)，可以不消耗更多帶寬和不增加傳輸功耗的前提下，增加數據吞吐量。更多的天線(xiàn)設計，可以把數據分散到多天線(xiàn)上，讓每 Hz 傳輸的數據更多，還增加了可靠性。如果說(shuō)信道綁定是增加了一條馬路的車(chē)道數量，那么 MIMO 技術(shù)就是增加馬路的數量，大大提升了馬路承載能力，可以通過(guò)更多的車(chē)流量。

256QAM 調制技術(shù)：在信號調制方面，802.11n 是采用 64QAM ，而 WiFi 5 則達到了 256QAM 。QAM 發(fā)射信號集一般用星座圖表示，每一個(gè)星座點(diǎn)對應一個(gè)信號，星座點(diǎn)數越多，傳輸的信息量就越大，常見(jiàn)的形式有 16QAM 、64QAM 、256QAM ，WiFi 5 協(xié)議標準采用的是 256QAM ，所以單載波承載的數據量可以達到 8bit ，而802.11n只能達到 6bit 。

多用戶(hù) MIMO（ MU-MIMO ）：多用戶(hù) MIMO 技術(shù)可以提高單個(gè)AP無(wú)線(xiàn)接入的終端數，緩解高密部署的問(wèn)題。802.11n 技術(shù)中，同一時(shí)間 MIMO 只允許單用戶(hù)使用，而 WiFi 5 可以支持多用戶(hù) MIMO，這意味著(zhù)單個(gè) 802.11ac 的 AP 可以向兩個(gè)或多個(gè)設備傳送不同的數據流。

WiFi 5 計算最大速率時(shí)，使用 160MHz 模式、 256-QAM 調制方式、400ns 的保護間隔時(shí)長(cháng)，WiFi 5 單條流速率可達866.7 Mbit/s，八條流速率高達6.9Gbit/s。

23、WiFi 6 的最大速率是多少？

WiFi 6，其實(shí)就是 802.11ax 標準。對比 WiFi 5 ，WiFi 6 的提升是更完整的頻帶覆蓋、更高階的調制方式、更全面的 MU-MIMO 、引入 OFDMA 技術(shù)、新增 TWT 機制。

同時(shí)支持 2.4GHz 和 5GHz 頻段：WiFi5 只支持 5G 頻段，雖然 5G 的頻段資源豐富，但穿透力差，在信號覆蓋較弱。而 WiFi 6 同時(shí)支持 2.4GHz 和 5GHz 頻段，2.4G 信號覆蓋效果更好，完整涵蓋低速與高速設備。

高階調試方式：WiFi 6 支持 1024-QAM ，高于 WiFi 5 的 256-QAM ，單載波承載的數據量可以達到 10bit，意味著(zhù)更高的數據傳輸速率。

完整 MU-MIMO：WiFi 5 引入 MU-MIMO 功能，但是支持數據下載，上傳數據時(shí)還是走得 SU-MIMO 。而 WiFi6 是完整版的 MU-MIMO 功能，支持數據上行和下行。8 × 8 MU-MIMO ，表示最多可以同時(shí)支持八個(gè)終端傳輸數據。雖然 AP 可以接入多個(gè)終端，但是沒(méi)使用 MU-MIMO 技術(shù)之前，都是一個(gè)接著(zhù)一個(gè)收發(fā)數據的，AP 每次只能和一個(gè)終端傳輸數據，只是時(shí)間間隔是毫秒級，我們無(wú)法感知而已。WiFi 6 就是真正意義上的八個(gè)終端同時(shí)傳輸數據了，適用于高密的無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )場(chǎng)景。

OFDMA 技術(shù)：WiFi6 在在 OFDM 的基礎上加入多址（即多用戶(hù)）技術(shù)，從而演進(jìn)成 OFDMA 。實(shí)際上 OFDMA 將幀結構重新設計，細分成若干資源單元，為多個(gè)用戶(hù)服務(wù)。

以 20MHz 信道為例，在 OFDM 方案（即 WiFi 4/WiFi 5 ）里每一幀由 52 個(gè)數據子載波組成，但由于這一幀只為一個(gè)終端服務(wù)。傳輸的數據包太小時(shí)（像聊天記錄）?？蛰d的子載波也無(wú)法分配給其他終端。

而在 OFDMA 方案（即 WiFi 6 ）里每一幀由 234 個(gè)數據子載波組成，每 26 個(gè)子載波定義為一個(gè) RU（資源單元），每個(gè) RU 可以為一個(gè)終端服務(wù)，簡(jiǎn)單除一下，每一幀就可以被分成 9 份，最多可以同時(shí)為 9 個(gè)用戶(hù)服務(wù)。

用卡車(chē)來(lái)貨來(lái)解釋這個(gè)技術(shù)最方便直觀(guān)了。OFDM 技術(shù)是為每一個(gè)客戶(hù)發(fā)一次貨車(chē)。不管貨物多少，來(lái)一單發(fā)一趟，這樣不免就有貨車(chē)空載的現象。而 OFDMA 技術(shù)會(huì )將多個(gè)訂單合在一起發(fā)貨，讓卡車(chē)盡量滿(mǎn)載上路，使得運輸效率大大提升。

不但如此，WiFi6 下 OFDMA 和 MU-MIMO 的效果可以疊加。兩者呈現出一種互補關(guān)系，OFDMA 適用于小數據包的并行傳輸提高信道利用率和傳輸效率。而 MU-MIMO 則適用于大數據包的并行傳輸，提高單用戶(hù)的有效帶寬，同樣能減少時(shí)延。

TWT機制：WiFi 6 加入了 TWT 機制（ Target Wake Time ）。TWT 機制是專(zhuān)門(mén)針對類(lèi)似智能家居這樣的低速設備而設置的。例如配置 2.4GHz 頻段、20MHz 頻帶的 WiFi 終端。AP 會(huì )自動(dòng)生成一個(gè)數據交換用的喚醒時(shí)間，在網(wǎng)絡(luò )數據傳輸不高的時(shí)段，依次喚醒這些低速設備進(jìn)行數據交換，比如下載最新數據庫、上傳生成數據等操作。這樣慢速設備不再長(cháng)時(shí)間占用帶寬，可以有效避免網(wǎng)絡(luò )擁堵。這也是一種優(yōu)化網(wǎng)絡(luò )帶寬利用率的技術(shù)手段。

WiFi 6 計算最大速率時(shí)，使用 160MHz 模式、1024-QAM 調制方式、800ns 的保護間隔時(shí)長(cháng)，WiFi 6 單條流速率可達1.2 Gbit/s，八條流速率高達9.6Gbit/s。

24、什么是干擾？

無(wú)線(xiàn)干擾的詞典解釋是，兩個(gè)相同種類(lèi)的波在某點(diǎn)相遇時(shí)，那么這個(gè)點(diǎn)的振幅就是兩個(gè)波振幅之和的現象。

在電氣傳輸過(guò)程中，會(huì )產(chǎn)生電磁波，但出現預料之外的電磁波，就是造成干擾現象的原因。比如突然出現的雷聲，會(huì )造成收音機出現雜音等。

在無(wú)線(xiàn)通信中，不同頻率的無(wú)線(xiàn)電波，都有各自的傳輸路徑，在各個(gè)傳輸路徑上進(jìn)行數據的收發(fā)，這個(gè)傳輸路徑就叫做信道（ channel ）。

在電磁波能夠到達的范圍內，出現多個(gè) AP 在同一個(gè)信道內進(jìn)行通信，就會(huì )發(fā)送干擾現象。雷電、微波爐的電磁波，如果和 AP 的電磁波發(fā)生重合，就會(huì )破壞傳輸的數據，造成無(wú)法通信的結果，這也屬于干擾現象。

防止打雷這種電磁波帶來(lái)的影響是很困難的，但是避免來(lái)自其它 AP 的干擾，還是可以通過(guò)修改信道配置做到的。

25、WLAN 有多少信道？

WLAN 標準中，使用2.4GHz和5GHz頻帶，各個(gè)頻帶都有多條信道。在設置 AP 時(shí)，為了防止干擾，需要把相同信道的 AP 隔離開(kāi)來(lái)。

世界各個(gè)地區 WiFi 2.4G 和 5G 信道并不是完全相同的，下面我們就來(lái)看看中國的 WLAN 信道有哪些？

2.4G 信道

WLAN 的 2.4G 信道頻寬是 83.5MHz ，頻率范圍是 2.4 ~ 2.4835 GHz ，實(shí)際一共劃分了 14 個(gè)信道，中國是使用前面的 13 個(gè)信道，信道編號是1 ~ 13。每個(gè)信道的有效寬度是 20 MHz ，另外還有 2MHz 的強制隔離頻帶，類(lèi)似公路上的隔離帶。對于中心頻率是 2412 MHz 的信道 1 ，頻率范圍是 2401 ~ 2423 MHz 。

但并不是說(shuō)，只要選擇數字不同的信道，就一定不會(huì )發(fā)生干擾。信道 1 使用的頻率和 信道 2 ~5 是有一部分的重合，因此還是會(huì )發(fā)生干擾。這樣看來(lái)，肯定不會(huì )發(fā)生干擾的信道組合是 1 、6 、11 。大家還可以想想，還有哪些不會(huì )發(fā)生干擾的信道組合？

5G 信道

WLAN 的 5G 信道頻寬資源就豐富些，一共是 700MHz 的頻寬，頻率范圍是 5.15 ~ 5.85 GHz ，中國一共有 13 個(gè) 20MHz 信道，信道編號是36、40、44、48、52、56、60、64、149、153、157、161、165，并且所有信道都是互不干擾的，可以直接使用。

從 802.11n 開(kāi)始，可以同時(shí)使用相鄰的信道，組成40MHz、80MHz、160MHz的頻寬進(jìn)行數據傳輸。

26、AP 的最大覆蓋范圍是多大？

WLAN 通信中，離開(kāi) AP 多遠依然能夠進(jìn)行通信？這個(gè)答案取決于天線(xiàn)。天線(xiàn)根據不同的用途，分為不同的種類(lèi)。

按水平方向圖特性，可分為全向天線(xiàn)、定向天線(xiàn)、智能天線(xiàn)。

全向天線(xiàn)在水平面內的所有方向上輻射出的電波能量都是相同的，但在垂直面內不同方向上輻射出的電波能量是不同的。方向圖輻射類(lèi)似白熾燈輻射可見(jiàn)光，水平方向上 360 度輻射。

定向天線(xiàn)在水平面與垂直面內的所有方向上輻射出的電波能量都是不同的。方向圖輻射類(lèi)似手電筒輻射可見(jiàn)光，朝某方向定向輻射，相同的射頻能量下可以實(shí)現更遠的覆蓋距離，但是是以犧牲其它區域覆蓋為代價(jià)的。

智能天線(xiàn)在水平面上具有多個(gè)定向輻射和 1 個(gè)全向輻射模式。天線(xiàn)以全向模式接收終端發(fā)射的信號；智能天線(xiàn)算法根據接收到的信號判斷終端所在位置，并控制 CPU 發(fā)送控制信號選擇最大輻射方向指向終端的定向輻射模式。

按照極化方式劃分，可以分為單極化天線(xiàn)和雙極化天線(xiàn)。單極化和雙極化在本質(zhì)上都是線(xiàn)極化方式，通常有水平極化和垂直極化兩種。

單極化天線(xiàn)：接收、發(fā)送是分開(kāi)的兩根天線(xiàn)，一根天線(xiàn)中只包含一種極化方式。無(wú)線(xiàn)信號是水平發(fā)射水平接收或垂直發(fā)射垂直接收。故需要更多的安裝空間和維護工作量。雙極化天線(xiàn)：接收、發(fā)送是一根天線(xiàn)，一根天線(xiàn)中包含垂直和水平兩種極化方式。

在無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的通信距離中，室內覆蓋的范圍一般在幾十米到一百米之間，室外覆蓋的范圍可達幾百米。

結束語(yǔ)

WiFi 的高度普及，具有極大的商業(yè)價(jià)值，新標準推出的時(shí)間也越來(lái)越快。目前還在 WiFi 6 的推廣階段，2022 年 1 月 WiFi 聯(lián)盟就已經(jīng)宣布了 Wi-Fi 6 的第 2 版標準，它改進(jìn)了上行鏈路以及所有支持頻段（ 2.4GHz、5GHz 和 6GHz ）的電源管理。甚至在 WiFi 7 標準尚未統一時(shí)，聯(lián)發(fā)科就進(jìn)行了首個(gè) WiFi 7 技術(shù)的現場(chǎng)演示。

但是，不要忽略了無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )在實(shí)際使用時(shí)，速率是要對稱(chēng)協(xié)商的。有 WiFi 6 的 AP ，還需要支持 WiFi 6 的 STA ，才能協(xié)商出 WiFi 6 的高速率，這才算是真正用上了 WiFi 6 。如果拿個(gè) WiFi 5 的 STA 連接 WiFi 6 的 AP ，最后也只能協(xié)商出 WiFi 5 的速率，并不能發(fā)揮 WiFi 6 的功能。小伙伴們，你們現在都是用的 WiFi 幾 呀？歡迎留言，說(shuō)說(shuō)實(shí)際的 WiFi 體驗！