WIFI基础知识整理

这里对wifi的802.11协议中比较常见的知识做一个基本的总结和整理，便于后续的学习。因为无线网络中涉及术语很多，并且许多协议都是用英文描述，所以有些地方翻译出来会有歧义，这种情况就直接英文来描述了。
 
主要内容：
一、基本概述
二、实践基础
三、一些原理
四、补充
五、其它
 
 
一、基本概述 
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1、有线和无线网络
 目前有线网络中最著名的是以太网(Ethenet)，但是无线网络WLAN是一个很有前景的发展领域，虽然可能不会完全取代以太网，但是它正拥有越来越多的用户，无线网络中最有前景的是Wifi。本文介绍无线网络相关内容。
 无线网络相比有线网络，还是有许多的缺点的：
 （*）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。
 这里主要关注的是Wifi网络中相关的内容。Wifi的802.11协议包含许多子部分。其中按照时间顺序发展，主要有：
 （1）802.11a，1999年9月制定，工作在5gHZ的频率范围（频段宽度325MHZ），最大传输速率54mbps，但当时不是很流行，所以使用的不多。
 （2）802.11b，1999年9月制定，时间比802.11a稍晚，工作在2.4g的频率范围（频段宽度83.5MHZ），最大传输速率11mbps。
 （3）802.11g，2003年6月制定，工作在2.4gHZ频率范围（频段宽度83.5MHZ），最大传输速率54mbps。
 （4）802.11n，2009年才被IEEE批准，在2.4gHZ和5gHZ均可工作，最大的传输速率为600mbps。
 这些协议均为无线网络的通信所需的基本协议，最新发展的，一般要比最初的有所改善。
 另外值得注意的是，802.11n在MAC层上进行了一些重要的改进，所以导致网络性能有了很大的提升例如：
 （*）因为传输速率在很大的程度上取决于Channel（信道）的ChannelWidth有多宽，而802.11n中采用了一种技术，可以在传输数据的时候将两个信道合并为一个，再进行传输，极大地提高了传输速率（这又称HT-40，high through）。
 （*）802.11n的MIMO（多输入输出）特性，使得两对天线可以在同时同Channel上传输数据，而两者却能够不相互干扰（采用了OFDM特殊的调制技术） 
 
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