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WLAN基礎(chǔ)知識培訓(xùn)目錄WLAN基本概念

802.11協(xié)議簡介無線解決方案無線網(wǎng)絡(luò)安全射頻技術(shù)簡介目錄WLAN基本概念

802.11協(xié)議簡介無線解決方案無線網(wǎng)絡(luò)安全射頻技術(shù)簡介為什么要使用WLAN網(wǎng)絡(luò)無線讓網(wǎng)絡(luò)使用更自由辦公大樓候機大廳渡假山莊商務(wù)酒店凡是自由空間均可連接網(wǎng)絡(luò)，不受限于線纜和端口位置。為什么要使用WLAN網(wǎng)絡(luò)無線讓網(wǎng)絡(luò)建設(shè)更經(jīng)濟，通信更便利終端與交換設(shè)備之間省去布線，有效降低布線成本。適用于特殊地理環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)架設(shè)，如隧道、港口碼頭、高速公路終端與設(shè)備之間不方便通過線纜連接地理環(huán)境不適合布設(shè)有線網(wǎng)絡(luò)為什么要使用WLAN網(wǎng)絡(luò)無線讓工作更高效不受限于時間和地點的無線網(wǎng)絡(luò)，滿足各行各業(yè)對于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。體育場館新聞中心展館與證券大廳制造車間物流運輸為什么要使用WLAN網(wǎng)絡(luò)很多的研究已經(jīng)證明，WLAN產(chǎn)品可以在家庭及商業(yè)中使用，對人體來說是安全。典型的WLAN產(chǎn)品，如AP（AccessPoint，接入點），輸出功率為100mw，對于網(wǎng)卡來說，通常只有10mw至50mw。相比較來說，手機的發(fā)射功率在通話時可以超過1W，而無線對講機甚至可以達到5W。政府有相關(guān)的法令對發(fā)射功率進行嚴格的限制，因此通過政府相關(guān)部門認證過的無線設(shè)備對人體是無害的WLAN技術(shù)對人體無害WLAN基本概念中低數(shù)據(jù)速率中高數(shù)據(jù)速率高數(shù)據(jù)速率低數(shù)據(jù)速率短距離中等距離中長距離長距離紅外、藍牙802.11a/b/g802.16、MMDS、LMDSGSM、GPRS、CDMA、2.5-3G<1Mbps2-54Mbps22-54Mbps10-384Kbps無線個人網(wǎng)（WPAN）無線局域網(wǎng)（WLAN、WIFI）無線廣域網(wǎng)（WWAN）無線城域網(wǎng)（WMAN、WIMAX）新標(biāo)準802.11n的出現(xiàn)極大的擴展了無線網(wǎng)絡(luò)的速度，能達到500Mbps以上，同時擴展了覆蓋的范圍，解決了最后一公里接入的問題，擴展了WLAN的性能同時為WMAN的快速發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。無線網(wǎng)絡(luò)分類WLAN基本概念WIFI--WirelessFidelity成立1999年8月起初被稱為無線以太網(wǎng)兼容性聯(lián)盟(WECA)進一步的規(guī)定了802.11標(biāo)準提供了一系列的兼容性指導(dǎo)方案Wi-Fi認證和標(biāo)志802.11初始標(biāo)準所有其他的802.11標(biāo)準都是在此基礎(chǔ)上進行的修改IEEE802.11協(xié)議族802.11a,802.11b,802.11g,802.11j,802.11n,etc.基本術(shù)語WLAN基本概念CAPWAPIETF目前有關(guān)于無線交換機和FITAP間控制和管理標(biāo)準化的相關(guān)標(biāo)準起源于LAWPP標(biāo)準WAPIWirelessLANAuthenticationandPrivacyInfrastructure(無線局域網(wǎng)鑒別和保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)）的英文縮寫中國無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品國標(biāo)中安全機制的標(biāo)準，包括無線局域網(wǎng)鑒別（WAI）和保密基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（WPI）兩部分基本術(shù)語—繼續(xù)WLAN基本概念BSS--BasicServiceSet（基本服務(wù)集）在典型的無線網(wǎng)絡(luò)中會有一個接入點作為中心設(shè)備，一個或多個其他的無線設(shè)備與這個接入點通信這些設(shè)備組成的環(huán)境通常被稱為一個基本服務(wù)集BSA--BasicServiceArea（基本服務(wù)區(qū)域）一個單獨的接入點（AP）所覆蓋的區(qū)域叫做基本服務(wù)區(qū)域SSID--ServiceSetIdentifier（服務(wù)集標(biāo)識）

SSID是用來在邏輯上分辨兩個不同的無線網(wǎng)絡(luò)BSSID--BasicServiceSetIdentifierBSSID用來分辨不同的BSSBSSID通常使用MAC地址表示ESS—ExtendedServiceSet是采用相同的SSID的多個BSS形成的更大規(guī)模的虛擬BSS基本術(shù)語—繼續(xù)WLAN基本概念基本服務(wù)區(qū)域BasicServiceSet(BSS)WLAN基本概念SSID=MyhouseSSID=OurhouseServiceSetIdentifier(SSID)Wlan基本概念ESSID=OurcompanyExtensiveServiceSet(ESS)WLAN基本概念STA可以在屬于同一個ESS的AP接入點接入STA可以在Wireless網(wǎng)絡(luò)中任意移動保證已有的業(yè)務(wù)不中斷，用戶的標(biāo)識（IP地址）不改變漫游WLAN基本概念ESSID=Ourcompany漫游WLAN基本概念二層漫游在同一個子網(wǎng)內(nèi)的AP間漫游三層漫游在不同子網(wǎng)內(nèi)的AP間漫游漫游的分類目錄WLAN基本概念

802.11協(xié)議簡介無線解決方案無線網(wǎng)絡(luò)安全射頻技術(shù)簡介802.11標(biāo)準802.11標(biāo)準802.11是規(guī)定了無線網(wǎng)絡(luò)傳輸方法的一組標(biāo)準802.11WLAN物理層和MAC層規(guī)范(2.4GHz，1-2Mbps)802.11b：2.4GHz頻段高速物理層規(guī)范(11Mbps)802.11a：5GHz高速物理層規(guī)范(54Mbps)；802.11g：2.4GHz頻段通過OFDM技術(shù)提高速物理層規(guī)范(54Mbps)802.11f：是為解決漫游問題而制訂的接入點之間的協(xié)議,它能為接入點之間支持802.11分布式系統(tǒng)功能提供必要的交換信息802.11i：MAC層安全性增強規(guī)范；802.11h：動態(tài)頻道選擇和發(fā)射功率控制。802.11n：下一代無線新標(biāo)準，該標(biāo)準將WLAN的傳輸速度增加至上百兆802.11e：MAC層增強-服務(wù)質(zhì)量保證(Qos)802.11s：支持MESH網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議802.11StandardsIEEEStandardTransmissionSpeedMaximumThroughput(estimate)Frequency&BandComment802.111,2Mbps1Mbps2.4GHzISMOriginalstandard.Rarelyusedanymore.FHSSandDSSS.802.11b1,2,5.5,11Mbps5Mbps2.4GHzISMFirststandardtogainconsumerpopularity.Backwardcompatiblewith802.11DSSS.802.11g1,2,5.5,6,9,11,12,18,24,36,48,54Mbps24Mbps2.4GHzISMCurrentlymostpopularstandard.Backwardcompatiblewith802.11DSSSand802.11b.OFDM.802.11a6,9,12,18,24,36,48,54Mbps23Mbps5GHz4.9to5GHzOperationinJapanisdesignedspeciallyforJapanesemarket.802.11標(biāo)準1Mbps2Mbps5.5Mbps11MbpsExample:802.11b動態(tài)速率選擇802.11標(biāo)準802.11、802.11b、802.11g標(biāo)準使用2.4GHZ的頻段在中國有13個信道可用，每個信道22MHZ帶寬.，每隔5MHz一個頻點共有3個獨立的信道.頻率Power信道選擇802.11標(biāo)準無繩電話（2.4或5GHz）藍牙?個人區(qū)域聯(lián)網(wǎng)設(shè)備(2.4GHz)微波爐（在2.4GHz頻帶中50%的忙閑度將產(chǎn)生脈沖干擾。）低能量RF光源(2.4GHz)采用包括蜂窩、藍牙與WLAN在內(nèi)的多種無線技術(shù)的集成設(shè)備、手持終端與PDA中假訊號RF噪聲2.4GHZ頻率的干擾802.11標(biāo)準802.11的MAC和802.3協(xié)議的MAC非常相似，都是在一個共享媒體之上支持多個用戶共享資源，由發(fā)送者在發(fā)送數(shù)據(jù)前先進行網(wǎng)絡(luò)的可用性檢測。802.3協(xié)議沖突的檢測采用CSMA/CD方式，而在802.11無線局域網(wǎng)協(xié)議中，采用了新的協(xié)議CSMA/CA(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance)一個的無線MAC層問題是“hiddennode”問題。為了解決這個問題，802.11在MAC層上引入了一個新的RTS/CTS選項，間接解決了“hiddennode”問題。由于RTS/CTS需要占用網(wǎng)絡(luò)資源而增加了額外的網(wǎng)絡(luò)負擔(dān)802.11MAC子層提供了另兩個強壯的功能，CRC校驗和包分片。CRC校驗是指在802.11協(xié)議中，每一個在無線網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)報都被附加上了校驗位，這和Ethernet中通過上層TCP/IP協(xié)議來對數(shù)據(jù)進行校驗有所不同包分片的功能允許大的數(shù)據(jù)報在傳送的時候被分成較小的部分分批傳送。這項技術(shù)大大減少了許多情況下數(shù)據(jù)報被重傳的概率，從而提高了無線網(wǎng)絡(luò)的整體性能。802.11MAC層802.11標(biāo)準CSMA/CA（帶有沖突避免的載波偵聽多路訪問）無線局域網(wǎng)的隨機競爭類MAC協(xié)議過程如下：送出數(shù)據(jù)前，監(jiān)聽媒體狀態(tài)，等沒有人使用媒體，再等待一段隨機的時間后依然沒有人使用，才送出數(shù)據(jù)。由于每個設(shè)備采用的隨機時間不同，所以可以減少沖突的機會。送出數(shù)據(jù)前，先送一段小小的請求傳送報文(RTS:RequesttoSend)給目標(biāo)端，等待目標(biāo)端回應(yīng)CTS:CleartoSend報文后，才開始傳送。利用RTS-CTS握手(handshake)程序，確保接下來傳送資料時，不會被碰撞。同時由于RTS-CTS封包都很小，讓傳送的無效開銷變小。為了系統(tǒng)更加穩(wěn)固，802.11還提供了帶確認幀ACK的CSMA/CA。在一旦遭受其他噪聲干擾，或者由于偵聽失敗時，信號沖突就有可能發(fā)生，而這種工作于MAC層的ACK此時能夠提供快速的恢復(fù)能力。CSMA/CA802.11標(biāo)準終端訪問BSS要經(jīng)過四個過程：加入掃描認證關(guān)聯(lián)

主動掃描

被動掃描

加入某一特定BSS

開放式共享式終端與AP之間根據(jù)信號的強弱協(xié)商速率AP為終端分配網(wǎng)絡(luò)資源目錄WLAN基本概念

802.11協(xié)議簡介無線解決方案無線網(wǎng)絡(luò)安全射頻技術(shù)簡介無線解決方案胖AP解決方案企業(yè)骨干二層交換機安全、QoS、VPN、802.11MAC、無線管理、射頻等功能安全、QoS、VPN、802.11MAC、無線管理、射頻等功能Fat/SmartAccessPoint:單一CPU結(jié)構(gòu)實現(xiàn)所有無線局域網(wǎng)的功能無線解決方案AP和AC一起工作

集中的配置和管理瘦AP解決方案企業(yè)骨干802.11MAC(portion)802.11PHY&RadioWLAN控制器(AC)Radio802.11PHY802.11MACIPMobileIP,IPSec802.11i802.11e,802.1f802.11h以太交換機(網(wǎng)絡(luò)邊緣)AccessPoint無線解決方案產(chǎn)品類型胖AP方案瘦AP方案技術(shù)模式傳統(tǒng)主流未來方向，增強管理功能功能FatAP將WLAN的物理層、用戶數(shù)據(jù)加密、用戶認證、QoS、網(wǎng)絡(luò)管理、漫游技術(shù)以及其他應(yīng)用層的功能集于一身。AP僅僅是AC的無線延伸，把其它功能由AC完成安全性傳統(tǒng)加密、認證方式，普通安全性、AP為零配置，先進的加密認證，高安全性組網(wǎng)模式AP可獨立組網(wǎng)，或與AC組網(wǎng)AP不能單獨組網(wǎng)，必須下掛于無線交換機下應(yīng)用組網(wǎng)規(guī)模中小規(guī)模拓撲無關(guān)，較大規(guī)模建網(wǎng)成本前期投入較低管理維護成本較低胖瘦AP對比目錄WLAN基本概念

802.11協(xié)議簡介無線解決方案無線網(wǎng)絡(luò)安全射頻技術(shù)簡介無線網(wǎng)絡(luò)安全WEPWPA802.11i/WPA-2Portal認證802.1x認證無線網(wǎng)絡(luò)安全WEP是WiredEquivalentPrivacy的簡稱，有線等效保密協(xié)議WEP是最初的802.11標(biāo)準的一部分，是最早的，最常用的，也是最脆弱的安全保證基于對稱密鑰的RC4的RSA算法支持的密鑰長度有：40位、104位、128位有線等效保密協(xié)議(WEP)無線網(wǎng)絡(luò)安全WEP的加密過程1、計算校驗和(CheckSumming)(1)對輸入數(shù)據(jù)進行完整性校驗和計算。

(2)把輸入數(shù)據(jù)和計算得到的校驗和組合起來得到新的加密數(shù)據(jù)，也稱之為明文，明文作為下一步加密過程的輸入2、加密。

在這個過程中，將第一步得到的數(shù)據(jù)明文采用算法加密。對明文的加密有兩層含義：明文數(shù)據(jù)的加密，保護未經(jīng)認證的數(shù)據(jù)

(1)將24位的初始化向量和40位的密鑰連接進行校驗和計算，得到64位的數(shù)據(jù)。

(2)將這個64位的數(shù)據(jù)輸入到虛擬隨機數(shù)產(chǎn)生器中，它對初始化向量和密鑰的校驗和計算值進行加密計算。

(3)經(jīng)過校驗和計算的明文與虛擬隨機數(shù)產(chǎn)生器的輸出密鑰流進行按位異或運算得到加密后的信息，即密文3、傳輸。將初始化向量和密文串接起來，得到要傳輸?shù)募用軘?shù)據(jù)幀，在無線鏈路上傳輸。無線網(wǎng)絡(luò)安全在WEP和802.11i的之間的過度協(xié)議WPA個人版(WPA-PSK)802.1x–基于端口的接入控制（企業(yè)版）采用了一套叫TKIP(TemporalKeyIntegrityProtocol)的加密協(xié)議。TKIP仍然使用RC4算法，使用了較長的IV，密鑰，和動態(tài)變化的密鑰機制，加入了對重傳攻擊的防范，并對校驗機制等做了重大改進。Wi-FiProtectedAccess(WPA)無線網(wǎng)絡(luò)安全802.11i/WPA-2無線網(wǎng)絡(luò)安全用戶訪問網(wǎng)站，經(jīng)過AC重定向到PortalServer，PortalServer推送認證頁面；用戶填入用戶名、密碼，提交頁面，向PortalServer發(fā)起連接請求；Portal向Radius發(fā)出用戶信息查詢請求，由Radius向Portal返回系統(tǒng)配置的單次連接最大時長、剩余時長信息等如果查詢失敗，Portal直接返回提示信息給用戶，指導(dǎo)用戶開戶及正確使用；如果查詢成功，PortalServer向AC發(fā)起認證請求；而后AC進行RADIUS認證，獲得RADIUS認證結(jié)果；AC向PortalServer送認證結(jié)果；PortalServer根據(jù)編碼規(guī)則判斷帳戶的歸屬地，推送歸屬地定制的個性化頁面，推送給客戶,同時啟動計時提醒；PortalServer回應(yīng)確認收到認證結(jié)果的報文。Portal認證簡要認證過程無線網(wǎng)絡(luò)安全Portal認證無線網(wǎng)絡(luò)安全

1.最初的802.1x通訊開始以一個非認證客戶端設(shè)備嘗試去連接一個認證端(如AP)，客戶端發(fā)送一個EAP起始消息。然后開始客戶端認證的一連串消息交換。

2.AP回復(fù)EAP-請求身份消息。

3.客戶端發(fā)送給認證服務(wù)器的EAP的響應(yīng)信息包里包含了身份信息。AP通過激活一個只允許從客戶端到AP有線端的認證服務(wù)器的EAP包的端口,并關(guān)閉了其它所有的傳輸，像HTTP、DHCP和POP3包，直到AP通過認證服務(wù)器來驗證用戶端的身份。（例如：RADIUS）

4.認證服務(wù)器使用特定的認證算法去驗證客戶端身份。同樣它也可以通過使用數(shù)字認證或其他類型一些EAP認證。

5.認證服務(wù)器會發(fā)送同意或拒絕信息給這個AP。

6.AP發(fā)送一個EAP成功信息包（或拒絕信息包）給客戶端。

7.如果認證服務(wù)器認可這客戶端，那么AP將轉(zhuǎn)換這客戶端的端口到授權(quán)狀態(tài)并轉(zhuǎn)發(fā)其它的通信。802.1X認證簡要過程41無線網(wǎng)絡(luò)安全802.1x認證目錄WLAN基本概念

802.11協(xié)議簡介無線解決方案無線網(wǎng)絡(luò)安全射頻技術(shù)簡介射頻技術(shù)簡介基本概念

dBm

dBm是一個考征功率絕對值的值，計算公式為：10lg（功率值/1mw）。

[例1]如果發(fā)射功率P為1mw，折算為dBm后為0dBm。

[例2]對于40W的功率，