无线局域网基本原理及技术
wlan 802.11基本原理
一、概述WLAN（无线局域网）是指在较小的地理区域内通过无线通信技术连接局域网的一种网络。
它的出现让人们不再被有线网络所束缚，可以更加自由方便地进行网络通信和信息传输。
而802.11则是WLAN的一种工作标准，是由IEEE（美国电气和电子工程师协会）制定的一组无线网络标准。
二、802.11的基本原理1. 802.11的起源1997年，IEEE发布了第一个802.11标准，它能够支持最高2Mbps 的数据传输速度。
此后，IEEE陆续推出了多个更新版本的802.11标准，以满足不断增长的无线通信需求。
2. 802.11工作原理802.11标准主要包括物理层和数据链路层两个方面。
物理层主要规定了无线网络的传输介质和传输速率等参数，而数据链路层则负责数据的分组和发送。
3. 802.11的传输媒介和传输模式802.11使用的传输媒介包括2.4GHz和5GHz的无线频段，其中2.4GHz频段广泛应用于家庭和企业网络，而5GHz频段则可以提供更高的传输速率和更少的干扰。
另外，802.11标准支持的传输模式包括点对点传输、点对多点传输和多点对多点传输等。
4. 802.11的网络结构802.11网络通常包括一个或多个无线接入点（AP）和多个无线客户端设备。
无线接入点负责管理无线网络，而无线客户端设备则连接到无线接入点来进行数据传输。
5. 802.11的数据传输机制802.11使用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）技术来协调无线网络中的数据传输。
通过监听无线信道的繁忙状态，避免数据冲突，确保数据的可靠传输。
6. 802.11的安全机制为了保障无线网络的安全性，802.11标准提供了WEP（Wired Equivalent Privacy）、WPA（Wi-Fi Protected Access）和WPA2等多种安全机制，可以有效地防止未经授权的用户对无线网络进行入侵和窃听。
无线局域网是什么意思
无线局域网是什么意思无线局域网是一种无线数据通信技术，简称为Wi-Fi（Wireless Fidelity）。
它是通过无线电波传播数据信号，实现局域网内设备之间的无线连接和通信。
一、无线局域网基本原理无线局域网的基本原理是利用无线电频谱进行通信。
无线局域网使用无线电波作为载体，将数字数据转换为无线信号，并在无线信号的基础上进行传输和接收。
二、无线局域网的组成无线局域网由以下几个主要组成部分组成：1. 无线接入点（Access Point）：负责无线信号的发送和接收，同时还能够提供网络连接和管理功能。
2. 无线网络适配器（Wireless Network Adapter）：是连接到电脑或其他设备上的硬件设备，用于接收无线信号并将其转换为电脑可识别的数据。
3. 网络设备（例如路由器）：用于管理和控制无线局域网内的各种设备，同时提供连接互联网的功能。
三、无线局域网的工作原理无线局域网的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 无线接入点向周围发送无线信号。
2. 无线网络适配器接收无线信号。
3. 无线网络适配器将接收到的无线信号转换为数字数据。
4. 无线网络适配器将转换后的数字数据传输到电脑或其他设备上。
5. 电脑或其他设备接收并解码数字数据。
6. 电脑或其他设备根据接收到的数据进行相应的处理和操作。
四、无线局域网的优势无线局域网相比有线局域网具有以下几个优势：1. 方便快捷：无线局域网不需要通过有线连接，用户可以在任何有信号覆盖的地方进行网络访问。
2. 灵活性强：无线局域网可以根据实际需求进行网络覆盖范围的调整，容易实现扩展和增加新设备。
3. 节省成本：无线局域网不需要布置大量的网线和设备，可以减少网络布线和维护成本。
4. 移动性强：无线局域网可以为移动设备提供网络连接，方便用户在移动状态下进行网络访问。
五、应用领域无线局域网广泛应用于以下领域：1. 家庭和小型办公室网络：无线局域网可以方便地实现家庭和小型办公室内多个设备的联网。
局域网组建的基本原理和技术
局域网组建的基本原理和技术局域网（Local Area Network，简称LAN）是指位于相对较小地理范围内的计算机网络，通常是指企业、学校、办公场所等内部网络。
局域网的组建需要依靠一定的原理和技术来实现。
本文将介绍局域网组建的基本原理和技术。
一、局域网基本原理1.1 物理连接局域网中的计算机和设备之间通常通过物理连接来进行数据传输。
常用的物理连接方式有以太网（Ethernet）、无线局域网（Wireless LAN）、光纤等。
以太网是较为常见和广泛应用的一种物理连接方式，通过以太网协议传输数据。
1.2 网络拓扑网络拓扑指的是计算机和设备相互连接的方式。
常见的网络拓扑有星型拓扑、总线拓扑、环形拓扑等。
星型拓扑是局域网部署最常见的拓扑结构，其中每台计算机都与一个中央设备（如交换机）相连。
1.3 IP地址和子网掩码为了实现局域网内计算机之间的通信，每台计算机都需要有一个唯一的IP地址。
在一个局域网中，IP地址通常有相同的网络号，但主机号不同。
子网掩码用于将IP地址划分为网络号和主机号。
二、局域网组建的技术2.1 交换机交换机是局域网组建中必不可少的设备。
它用于将局域网中的计算机连接起来，并实现数据的交换和转发。
交换机可以根据MAC地址学习和存储计算机的地址信息，从而有效地将数据传输到目标设备。
2.2 路由器路由器是用于连接不同局域网之间的设备，实现跨网络通信。
它能够根据IP地址和路由表等信息，选择合适的路径将数据包转发到目标网络。
通过路由器的连接，不同局域网之间可以进行互联和通信。
2.3 网络协议局域网组建还需要依赖于一系列网络协议。
其中包括以太网协议、传输控制协议/网络协议（TCP/IP）、动态主机配置协议（DHCP）、域名系统（DNS）等。
这些协议为局域网内的计算机提供了通信和数据传输的基础。
2.4 网络安全技术在局域网组建过程中，网络安全是一个重要的考虑因素。
为了保护局域网中的数据和信息安全，需要采取一系列安全技术措施，如防火墙、入侵检测系统、虚拟专用网络（VPN）等。
局域 网组网原理
局域网组网原理
局域网组网原理是通过使用特定的网络设备和协议将多个计算机连接在一起，形成一个小范围的网络环境。
局域网内的计算机可以互相通信和共享数据资源。
下面将介绍局域网组网的几种常见原理：
1.以太网原理：以太网是局域网中最常用的传输介质和协议之一。
它使用以太网协议对数据进行传输，依靠网络交换机和网卡来连接计算机。
以太网使用CSMA/CD（载波监听多路接入
/碰撞检测）技术来避免数据冲突。
2.无线局域网（WLAN）原理：无线局域网使用无线技术（如Wi-Fi）将计算机和其他设备连接在一起。
无线局域网使用无
线接入点作为中心节点，将多个设备连接并提供网络服务。
3.网桥和交换机原理：网桥和交换机是用于连接局域网中多个
计算机的网络设备。
它们通过MAC地址来实现数据包的传输
和转发。
网桥工作在OSI模型第二层，交换机工作在第二层
和第三层之间。
它们可以根据MAC地址学习和过滤数据流量，并提供高速的数据转发和广播分发。
4.路由器原理：路由器是用于连接不同局域网之间的网络设备。
它使用IP地址和路由表来确定数据传输的路径，并完成数据
包的转发。
路由器可以实现不同网络之间的互联，使得不同局域网中的计算机可以相互通信。
5.虚拟局域网（VLAN）原理：虚拟局域网是一种对物理网络
进行逻辑隔离的技术。
通过VLAN可以将不同的计算机划分为不同的逻辑网络，实现灵活的管理和安全控制。
以上是几种常见的局域网组网原理，它们在不同的场景和需求下可以相互结合使用，构建出适合特定环境的局域网网络。
WLAN网络原理
WLAN网络原理
WLAN（Wireless Local Area Network）是指无线局域网，它是由无
线媒体和两台或者两台以上的带有无线信号发射/接收装置的计算机构成，这些带有无线信号发射/接收装置的计算机和计算机之间有一个覆盖区域，在这个覆盖区域内，它们可以无线通信，实现多台计算机形成一个局域网络，也就是WLAN。
WLAN原理可以分为信号发送原理、信号接收原理以及
信号传输原理。
1、信号发送原理
信号发送原理是在WLAN网络中，所有参与WLAN网络通信的计算机都
具有无线信号发送装置，它们可以发射出可以覆盖整个网络覆盖区域的信号，这些可以覆盖整个网络覆盖区域的信号就是WLAN的数据传输信号。
WLAN数据传输信号由频率控制、调制和增益控制等技术构成。
在无线信
号发射时，发射端可以通过调节调制信号的增益来提高发射信号的质量，
这样就可以提高信号的发射质量。
2、信号接收原理
WLAN的信号接收原理是在WLAN网络中，所有参与WLAN网络通信的
计算机都具有无线信号接收装置，它们可以接收来自发射端的数据传输信号，这些数据传输信号也可以覆盖整个网络覆盖区域。
手机连上无线网的原理是啥
手机连上无线网的原理是啥手机连上无线网的原理是通过无线局域网技术实现的。
无线局域网（Wireless Local Area Network，简称WLAN）是一种无线通信技术，它使用无线电波作为传输介质，将数据传输到手机等终端设备。
无线局域网的原理主要包括以下几个方面：1. 信号传输：无线局域网使用无线电波进行信号传输。
无线电波是一种电磁波，具有一定的频率和波长。
在无线局域网中，无线路由器作为无线接入点，通过发射无线电波将数据传输到手机等终端设备。
手机通过接收无线电波来接收数据。
2. 信道选择：无线局域网使用无线电频谱进行通信，频谱是指无线电波在不同频率上的分布情况。
在无线局域网中，无线路由器会选择一个合适的频道进行数据传输，手机也会选择相同的频道进行接收。
通过频道选择，可以避免不同无线局域网之间的干扰。
3. 数据编码：无线局域网使用一种称为OFDM（Orthogonal Frequency Division Multiplexing）的调制技术进行数据编码。
OFDM将数据分成多个子载波进行传输，每个子载波都有自己的频率和相位。
这种编码方式可以提高数据传输的可靠性和速度。
4. 数据安全：无线局域网使用一种称为WPA（Wi-Fi Protected Access）的安全协议来保护数据的安全性。
WPA使用一种称为TKIP（Temporal Key Integrity Protocol）的加密算法对数据进行加密，同时还使用一种称为802.1X的认证协议对用户进行身份验证。
这样可以防止未经授权的用户访问无线局域网，并保护数据的机密性。
5. 接入控制：无线局域网使用一种称为CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）的接入控制机制。
CSMA/CA机制通过监听信道的状态来确定是否可以发送数据。
如果信道空闲，手机就可以发送数据；如果信道被占用，手机就需要等待一段时间再尝试发送。
wifi原理及制作工艺流程
WiFi原理及制作工艺流程1. WiFi的基本原理WiFi（无线保真）是一种用于无线局域网的通信技术，它基于无线电波传输数据。
WiFi使用无线接入点（AP）将有线网络连接到无线设备，使其能够无线访问互联网。
WiFi通信的基本原理如下：1.无线信号传输：WiFi使用2.4GHz或5GHz频段的无线电波进行数据传输。
这些频段在全球范围内都属于可免费使用的ISM（工业、科学和医疗）频段。
2.调制解调：发送端将数字数据转换为模拟信号，并在发送之前进行调制。
接收端接收到信号后进行解调，将模拟信号转换回数字数据。
3.多路复用：为了增加网络容量，WiFi使用多路复用技术，允许多个设备同时在同一频道上进行通信。
常见的多路复用技术包括频分多路复用（FDMA）、时分多路复用（TDMA）和码分多址（CDMA）。
4.数据加密：为了保护数据安全，WiFi使用各种加密算法对数据进行加密。
最常见的加密算法是WEP、WPA和WPA2。
这些算法使用密码对数据进行加密和解密，以防止未经授权的访问。
5.网络协议：WiFi使用各种网络协议来管理数据传输。
最常见的协议是TCP/IP协议，它定义了数据如何在网络上进行分组、传输和重新组装。
2. WiFi制作工艺流程WiFi设备的制作工艺可以分为以下几个步骤：步骤1：设计和开发在WiFi设备的制作过程中，首先需要进行设计和开发。
这包括确定设备的功能和特性，选择适当的硬件和软件平台，并开发出相应的电路板和固件。
步骤2：原材料采购一旦设计和开发完成，接下来需要采购制造所需的原材料。
这些原材料包括电子元器件、电路板、外壳、天线等。
步骤3：电路板制造电路板是WiFi设备的核心组成部分之一。
制造电路板通常包括以下步骤：1.PCB设计：根据设备的功能需求，进行电路板布局和线路连接设计。
2.PCB制造：将PCB设计文件发送给PCB制造商，他们将根据设计文件制造出具有正确线路连接的电路板。
3.元器件贴装：将电子元器件焊接到电路板上。
无线局域网
3．跳频技术
• 跳 频 技 术 （ FREQUENCY-HOPPING SPREAD SPECTRUM，FHSS）快速地转换传输的频率，每个 时间段内使用的频率和前后时间段的都不一样，所以发 送端和接收端必须保持跳变频率一致，这样才能保证正 确地接收信号。跳频原理框图如图7-6所示。
AP
支持3600个AP间的无缝漫游
漫游能力
支持2、3层无缝漫游，3层无缝 漫游必须通过WLSM或Mobile IP技术 实现
图7-11 基于中心控制的网络
AP有两种架构类型：
（1）胖AP架构 •在自治架构中，AP完全部署和端接802.11功能。它可以 作为网络中的一个单独节点，起交换机或路由器的作用。 （2）瘦AP架构 •通常又将该架构称为“智能天线”，其主要功能是接收 和发送无线流量。它将无线数据帧送回控制器，然后对 这些数据帧进行处理，再接入有线网络。
联络线由一位标识码“5”和两位路线顺序号构成： G508：赤峰—曹妃甸
一、我国主要国道
其他公路：
以“X”开头的县道 以“Y”开头的乡道
其他编码规则一样
一、我国主要国道
公路网国道主干线规划情况
“五纵”路线是
同江--三亚； 北京－福州； 北京--珠海； 二连浩特－河口； 重庆－湛江
“七横”路线是
图7-6 跳频原理框图
4．正交频分复用技术
• 正 交 频 分 复 用 （ ORTHOGONAL FREQUENCY DIVISION MULTIPLEXING，OFDM）技术是一种基 于正交多载波的频分复用技术。OFDM传输的基本思 路是将高速串行数据流经串并转换后，分割成大量的低 速数据流，每路数据再采用独立载波调制并叠加发送， 接收端依据正交载波特性分离出多路信号。
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IEEE 802.11的无线局域网标准
802.11a
802.11b
802.11g
标准确立日期 1999．9
1999．9
仍在开发
工作频段
5.150-5.350 GHz 2.400-2.483GHz 2.400-2.483GHz
5.470-5.850 GHz
频宽 580MHz
83.5MHz
83.5MHzБайду номын сангаас
802.11物理层示意图
MAC层
For 802.11a
正交频分多路技术OFDM
高速DS HR/DS
物
理
直序展频 DSSS PHY
For 802.11b
层
跳频展频 FHSS PHY
红外技术 IR PHY
PHY层
调制技术
IEEE802.11: DBPSK、DQPSK、FSK
IEEE802.11b: DBPSK、DQPSK、CCK
• 采用跳频后的802.11无线信号就只会丢失这个频率下的信息，损失不大；如
果8
• 想分7 享带宽，也可以采用不同的调频次序来实现。
Signal 1 {2,7,4,5}
• 弱点6 ：速度慢，只能达到1Mbps。
5
Frequency slot
4
3
Work 1 {6………}
2
1
Signal 2 {4,3,1,7}
宽带无线 PHY OSI层1
定义了介质访问控制(MAC)和物理层的操作，包括 MAC子层、MAC服务和协议以及三个物理层
无线局域网基本构架
infrastructure 网络
AP
AP 有线网络
AP: Access Point AP
ad-hoc 网络
IBSS
•IBSS (Independent Basic Service Set)
互不重迭 频道数量
数据速率
13（U.S）
19（Europe） 6，9，12，18， 24，36，48， 54Mbps
3
1，2，5.5， 11Mbps
3
6，9，12，18， 24，36，48， 54Mbps
UDP数据吞量 30.9Mbps
7.1Mbps
16.4Mbps
无线局域网模型
IEEE 802 LAN标准系列
• 各种IFS的作用也不相同。SIFS是IEEE 802.11中规定的最小的IFS， 用于满足所有需要立即响应的服务，如发送ACK帧、CTS（Clear to Send）帧以及主机对PCF机制中的轮询作出的应答帧。PIFS用于 PCF机制中，无线接入点AP在媒体空闲达到PIFS时间以后，获得媒 体的控制权，宣布CFP（Contention Free Period，无竞争期间）的 开始。在无竞争期间，AP监听到媒体空闲时间达到PIFS时间以后， 可以继续发送下一帧。DIFS用于DCF机制中，是发送数据帧和管理 帧时使用的时间间隔。
CSMA/CA(Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)
2. 另一个的无线MAC层问题是“隐藏终端”问题。为了解决这个问题，802.11在
MAC层上引入了一个新的Send/Clear to Send(RTS/CTS)选项，间接解决了
802.11物理层
1. 802.11最初定义的三个物理层包括了两个扩散频谱技术和一个红外传播规范， 无线传输的频道定义在2.4GHz的ISM波段内，这个频段，在各个国际无线管 理机构中，例如美国的USA，欧洲的ETSI和日本的MKK都是非注册使用频段。
2. 802.11无线标准定义的传输速率是1Mbps和2Mbps，可以使用FHSS(frequency hopping spread spectrum)和DSSS(direct sequence spread spectrum) 技术，需要指出的是，FHSS和DHSS技术在运行机制上是完全不同的，所以采用这 两种技术的设备没有互操作性。
“hidden node”问题。由于RTS/CTS需要占用网络资源而增加了额外的网络负担，
一般只是在那些大数据报上采用(重传大数据报会耗费较大)。
3. 802.11MAC子层提供了另两个强壮的功能，CRC校验和包分片。
CRC校验是指在802.11协议中，每一个在无线网络中传输的数据报都被附加上了校 验位，这和Ethernet中通过上层TCP/IP协议来对数据进行校验有所不同。 包分片的功能允许大的数据报在传送的时候被分成较小的部分分批传送。这项技术 大大减少了许多情况下数据报被重传的概率，从而提高了无线网络的整体性能。
IEEE 802.2 逻辑链路控制(LLC)
OSI层2
IEEE 802.3 IEEE 802.4 IEEE 802.5 IEEE 802.11 IEEE 802.15 IEEE 802.16 MAC
Ethernet Token Bus Token Ring WLAN
WPAN
BWA
以太网 令牌总线 令牌环 无线局域网 蓝牙
4. 另外几个部分： a. 802.11e ------- 提高和管理网络的QoS的能力； b. 802.11f ------- 采用IAPP协议，可以在不同的厂商的无线局域网内
实现访问互操作，保证网络内访 问点之间信息的互换。
c. 802.11i ------- 增强WLAN的安全和鉴别机制。
无线介质访问
无线数据网分类
无线数据网的种类 无线个人网（WPAN）、无线局域网（WLAN）、无线网桥、 无线城域网（WMAN）和无线广域网（WWAN）。
*无线个人网 主要用于个人用户工作空间，典型距离覆盖几米，可以与计算机同步传输文件，访问 本地外围设备，如打印机等。目前主要技术包括蓝牙（Bluetooth）和红外（IrDA）。
• 为了尽量避免冲突，IEEE 802.11标准规定了不同的IFS（InterFrame Space，帧间间隔），分别是SIFS（Short InterFrame Space，短帧 间隔）、PIFS（PCF InterFrame Space，PCF帧间隔）和DIFS （DCF InterFrame Space，DCF帧间隔）。各种IFS的长短各不相同， 它们之间的关系满足：DIFS>PIFS>SIFS。
•由数个无线工作站所级组成做 点对多点运用的区域网络。
BSS
•BSS (Basic Service Set)
•同一台AP及数台无线工作站 所组成的局域网
ESS
•ESS(Extended Service Set) •一个或多个以上的 BSS即可被定义成一 个Extended Service Set ( ESS )，用户 可在ESS上漫游及存 取BSS系统中的任何 资料，其中Access Points必须设定相同
*无线局域网 主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部，典型距离覆盖几十米至上百米。目前主 要技术为802.11系列。
*无线网桥 主要用于大楼之间的联网通讯，典型距离几公里。
*无线城域网和广域网 覆盖城域和广域环境，主要用于Internet/email访问，但提供的带宽比无线局域网技 术要低很多。目前典型的技术是GRPS和CDMA。
• 扩频技术主要又分为频率跳频技术（FHSS） 及直接序列扩频技术（DSSS）两种方式。
跳频技术 FHSS
• 跳频技术是依靠快速地转换传输的频率来实现的，每一个时间段内使用的频 率
• 和前后时间段的都不一样，所以发送者和接收者必须保持一致的跳变频率， 这
• 样才能保证接受的信号正确。
• 跳频技术可以避开许多干扰的出现，包括某些工作在特定频率下的信号，这 样
CSMA/CA协议
• 以DCF中的数据帧发送为例，CSMA/CA协议的算法过程如下： 1. 发送主机监听媒体，如果媒体空闲达到DIFS时间，主机立即发出数
据帧。 2. 如果媒体忙，则等待媒体空闲时间达到DIFS以后，进入避退过程。 3. 主机根据避退算法选择一个避退时间，并设置避退时间计数器。媒体
在编码过程，如果要传送的数据是0的话，数列不变；如果传送的数据是1的话，
数列就相反。
在相同的吞吐量下，直扩技术需要比跳频技术更多的能量；但以消耗能量为代
价，它也能达到比跳频技术更高的吞吐量，802.11b能达到5.5Mbps和11Mbps
就
就是采用HR/DSSS技术。
Scrambled data
0
1
3. 802.11b在无线局域网协议中最大的贡献就在于它在802.11协议的物理层增加了 两个新的速度：5.5Mbps和11Mbps。为了实现这个目标，DSSS被选作该标准的 唯一的物理层传输技术，这个决定使得802.11b可以和1Mbps和2Mbps的802.11 DSSS系统互操作。
4. 802.11b采用了动态速率调节技术，来允许用户在不同的环境下自动使用不同的连 接速度来补充环境的不利影响。在理想状态下，用户以11M的全速运行，然而，当 用户移出理想的11M速率传送的位置或者距离时，或者潜在地受到了干扰的话，这 把速度自动按序降低为5.5Mbps、2Mbps、1Mbps。同样，当用户回到理想环境的话， 连接速度也会以反向增加直至11Mbps。速率调节机制是在物理层自动实现而不会对 用户和其它上层协议产生任何影响。
空闲时避退时间计数器做减1计数，媒体忙时则停止计数。 4. 在避退时间计数器减到零后，主机立即发出数据帧。 5. 发出数据帧后，如果在规定的时间内没有收到ACK，表明数据帧发送
Barker sequence Transmitted data
1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 01 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 00 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1