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49 张图详解 WiFi 的 26 个知识点<关于互联网的知识点有哪些>

过年时,把舅舅家的 WiFi 搞好了。其实发现的问题,都不算是 WiFi 问题,但是 WiFi 确实是每家每户都有了。估计各位小伙伴家里,也有些亲戚会让你帮忙搞下 WiFi ,其实 WiFi 的内容比较简单,只是无线产品更新换代的速度,对比有线网络快了很多,但是万变不离其宗,现在就专门讲讲什么是 WiFi ?

1、什么是 CSMA/CA ?

以太网用 CSMA/CD 进行传输控制,而 IEEE 802.11 的 WLAN 采用的是 CSMA/CA 。

CSMA/CD ,全称 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ,即 载波侦听多路访问/冲突检测协议。

载波侦听( Carrier Sense ),是指网络中的各个设备在发送数据前,都要确认确认线路上有没有数据传输。如果有数据传输,就不发送数据;如果没有数据传输,马上发送数据。

多路访问( Multiple Access ),是指网络上所有设备收发数据,共同使用同一条线路,而且发送的数据是广播型。

冲突检测( Collision Detection ),是指设备在发送数据帧的同时,还必须监听线路情况,判断是否发生冲突。也就是说,同一时刻,有没有其它设备也在发送数据帧。

以太网的冲突域是指数据发送时,检测出冲突,当发生冲突时等待一段随机时间再次发送。而在 WLAN 中,如果遇到其它设备正在发送数据,那么就在设备发送完成后,再等待一段随机时间,采继续发送数据。这就是冲突避免( CA ,Collision Avoidance )。因为在对方设备发送完后直接发送数据,也有可能会造成无线传输冲突。

以太网中,传输介质是网线或光纤,能够通过电气信号检测冲突的发生。但由于无线网络不会产生电气信号,因此需要使用 CSMA/CA 来替代 CSMA/CD 。

2、WLAN 由什么组成?

STA ,全称 Station ,即 工作站,是指配有无线网卡的无线终端,比如:手机、电脑等。

AP ,全称 Wireless Access Point ,即 无线AP ,用来连接 STA 和有线网络的网络设备。

IBSS ,全称 Independent Basic Service Set ,即 独立基本服务集,包含一个及以上 STA 的无线网络,也叫做 ad-hoc 无线网络,无法访问 DS 时使用的模式。

BSS ,全称 Basic Service Set ,即基本服务集,由一个 AP 和一个及以上 STA 组成的无线网络。BSS 内所有的 STA 通信都是通过 AP 完成,AP 不仅能连接有线网络,还可以在 STA 和 其它 STA 或 DS 节点之间进行桥接。

ESS ,全称 Extended Service Set ,即扩展服务集,同一有线网络连接的、两个及以上的 AP 组成,和一个子网概念类似。

DS ,全称 Distribution System ,即分发系统,让不同 BSS 内的 AP 通过 DS 互连,STA 可以从一个 BSS 移动到另一个 BSS 。AP 之间可以是无线互连,也可以是有线互连,通常是使用有线互连。DS 是 BSS 之间进行逻辑连接的基础,让 STA 在 BSS 之间能够实现漫游。

3、WLAN 有几种拓扑结构?

WLAN 的拓扑结构分为两种,一种是终端之间直接互连的 ad-hoc 模式,另一种是通过 AP 连接有线网络的基础设施模式。

ad-hoc 模式,全称 ad-hoc mode ,即 IEEE 802.11 无线网络的 BSS ,在两台 STA 之间直接进行无线通信,而组成的网络,也叫做点对点的网络模式。通常是笔记本电脑和打印机进行无线连接或多台游戏机进行联机对战时使用。终端一般配置了无线网卡。这个模式下,终端是不能连接到互联网上的。

基础设施模式,全称 Infrastructure Mode ,是指 802.11 无线网络的 BSS 形式组网,通常是通过 AP 连接到互联网时使用。在这个模式下,除了有 STA 外,还需要有 AP 才能连接到互联网。

4、什么是 AP ?

有线网络通过有线线缆把终端和交换机连接起来,组成网络。而无线网络的基础设施模式中,是通过一种叫做 AP 的设备,把多台终端连接到有线网络中。AP 也叫做接入点,接入点通常有 RJ-45 网络接口,用来连接到交换机或路由器上,从而让无线网络的终端能够访问有线网络或互联网。

5、WLAN 有哪些标准?

和以太网一样,WLAN 的标准也是有 IEEE 组织制定的。以太网标准统称为 IEEE 802.3 ,而 WLAN 标准统称为 802.11 。

和 IEEE 802.3 一样,IEEE 802.11 在物理层和数据链路层之间也定义了 MAC 子层。定义了 WLAN 采用哪种频带和调制方式,传输速率达到多大等传输标准,还定义了安全性、QoS 、管理等相关内容。

以上都是 802.11 传输标准,还有一些其它类型的标准。

IEEE 802.11n

IEEE 802.11n 之前的标准已经不多见了,这里就不介绍了。IEEE 802.11n ,又叫做 WiFi 4 ,标准在 2009 年制定完成,最大传输速率是 600 Mbit/s ,使用 MIMO 多通道技术让传输速率大幅提升。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 ,有两个版本,分别是:Wave 1 、Wave 2 。区别是 Wave 1 使用 80 Mhz 频宽和 SU-MIMO 技术,最大传输速率是 3.46 Gbit/s 。而 Wave 2 是使用 160 Mhz 频宽和 DL MU-MIMO 技术,最大传输速率是 6.93 Gbit/s 。频带和调制方式等都相同。

IEEE 802.11ax

IEEE 802.11ax ,又叫做 WiFi 6 ,标准在 2018 年制定完成,最大传输速率是 9.6 Gbit/s 。WiFi 6 同时支持 2.4G 和 5G 频段,完整涵盖低速与高速设备,覆盖范围更远。支持 WPA 3 安全协议,无线网络更安全。支持 TWT 技术,能够更省电。简单的说,就是速度更快、延时更低、容量更低、更安全、更省电。

6、什么是 WiFi ?

WiFi 是基于 IEEE 802.11 标准的、不同厂家为产品的品牌认证。既然有 IEEE 802.11 标准了,为什么还要有 WiFi 认证?这是因为 IEEE 802.11 正式标准推出的时间周期长,而无线网络发展迅猛,各个厂家等不及正式标准,自己组成了 WiFi 联盟,并完成互联互通的认证。

实际上,并不是每个 IEEE 802.11 产品都申请了 WiFi 联盟的认证,那么缺少 WiFi 认证的产品,并不一定兼容 WiFi 设备。但是经过 WiFi 认证的 STA 或 AP 都能无障碍的互联互通。

在酒店或公共场所中,经常看到 “ 免费 WiFi 上网 ” 的标识,这就表示这里的 AP 已经通过了 WiFi 认证。除了电脑

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