无线网络原理知识总结

无线网络原理

无线网络传输技术
WLAN的MAC层关键技术
WLAN的组建
IEEE802.11协议
WLAN的勘测与规划
WLAN的安装与部署
蓝牙技术与组网
无线MESH技术
MANET路由协议

思维导图，提供下载：可在下载资源自行下载

无线网络传输技术

天线
按照方向性分类：全向天线和定向天线
区别：发送的能量相同，聚集电波的方式不同
主要指标：增益、方向图和极化
天线分集技术、波束赋形技术

扩频传输技术
用比信号带宽宽的多的频带宽带来传输信息的技术

一般扩频通信系统进行三次调制和相应的解调：信息调制、扩频调制和射频调制

DSSS直接序列扩频技术
用高码率的扩频序列在发端直接去扩展信号的频谱，在收端直接使用相同的扩频码序列对扩展的信号频谱进行调制，还原出原始的信息。

优点：抗干扰能力强，抗截获能力强，可同频工作，通信速率高

缺点：频道数减少，带宽增大，信息量增大

FHSS跳频扩频技术
用一定的扩频码序列进行选择的多频率频移键控调制，使载波频率不断跳变

编码方式：两相高斯频移键控（2GPSK）、四相高斯频移键控（4GPSK）

FHSS对比DSSS

DSSS是一个宽带频率技术
FHSS是一个基于时间的窄宽带频率跳跃技术，用的能量高一些
应用在蓝牙802.11b上是跳频扩频技术

OFDM正交频复用
将信道分成若干个正交子信道，然后将高速数据信号转成并行的低速的子数据流，并调制到每个子信道上进行传输，在接收端采用相关技术，分开正交信号，可以减少子信道之间的相互干扰

MIMO多入多输出
利用多发射、多接收天线进行空间和时间分集，利用多天线来抑制信道衰落

信道估计：导频或训练序列、盲方法辨别信道

时空信号处理：从时间和空间同时进行信号处理，分为时空编码和空间复用

时空编码：分层时空编码、空时格形码、空时分组码和空时频编码

空间复用：通过天线尽可能在空间信道上传输独立的数据

同步：帧同步、载波同步、符号同步

分集：为了克服多路径衰退

MIMO利用时间、频率和空间三种分集技术，有效增加了对噪声、干扰和多级的容忍

MIMO-OFDM相结合的技术，支持更多子载波，可实现20MHz，下单个流达到65Mbps

WLAN的MAC关键技术

共享信道方式
把单信道分配给多个竞争信道的用户使用

静态分配方法、动态分配方法

MAC子层的功能
提供可靠的数据传输、实现共享介质访问的公平控制

分布式协调功能（DCF）：用于竞争服务CSMA/CA

点协调功能（PCF）：用于无竞争服务

CSMA/CD
带有冲突避免的载波监听多路访问，可以检测冲突，但是不能避免

CSMA/CA
带有冲突避免的载波侦听多路访问，发送包的同时不能检测到信道上有无冲突，只能经量避免

RTS（Rquest to send）
请求发送
CTS（Clear to send）
清除发送

使用RTS/CTS解决隐藏节点问题
隐藏节点：A和C同时将数据发送给B，使得数据在B处产生冲突，最终导致发送的数据不可用。

解决办法：采用RTS/CTS机制；

当发送方发出数据前，先发送出一个RTS包，告知在传输范围内的所有结点不要有任何传输操作
如果接收方空闲，则响应一个CTS包，告诉发送方可以发送数据，此CTS也会提示接收方信号传输范围内的其它节点不要有任何传输操作

使用RTS/CTS解决暴露节点问题
当一个节点要发送数据给另一节点时，因邻近节点也正在发送数据，影响了原来节点的数据传送。

解决办法：采用RTS/CTS机制；

当一个节点侦听到邻近节点发出来的RTS，但却没有听到相应的CTS，可以判定它本身是一个暴露节点，所以允许发送数据到邻近节点

WLAN的组建

WLAN的组成
WLAN是由站STA、无线介质WM、基站BS或无线接入点AP和分布式系统DS四大部分组成

IEEE802.11协议

802.11加密机制-WEP
802.11安全机制的IEEE标准过程中，加密专家只对WEP算法进行了很少的组内评审，导致WEP遗留了多处漏洞

较小的IV空间（IV冲突）
IP通信中的大量已知报文明文
IV本身的弱点
没有密钥交换/管理机制
非常弱的数据完整性检查（CRC32）
缺乏重播保护
有缺乏的身份验证系统

WEP加密流程

使用CRS32计算明文的完整性校验值ICV
生存一个IV，并进行密钥的预先选择
组合IV和密钥，并使用IRC4生存密钥流

WLAN勘测与规划

WLAN的需求分析
拓扑结构的选择，数据传输速率，接入点安装位置和供电，天线的选择，有线LAN相连接，站点调查，频段与信号的选择，产品的选型和选择

无线网络勘测的准备和内容
确定覆盖区域，并明确覆盖要求
熟悉覆盖区域的平面图
了解组网情况

WLAN的室内覆盖规划原则

WLAN室内规划一般只考虑在同一楼层区域内通过WLAN方式接入该区域的数据用户
楼内不同楼层应该分别考虑进行覆盖计划
在规划WLAN网络时，应该首先考虑的是AP与无线终端之间无线信号的有效交互，齐次是接入用户的有效带宽

半径小、并发用户多区域的覆盖规划

使用多个AP进行覆盖，此类区域一般有开放式办公区域、大型阶梯教室、大型会议中心
确定覆盖范围外，还要保证各用户的有效带宽，故需部署多个AP
在部署AP时，应考虑信道划分

WLAN安装部署

WLAN安装部署
漫游主要针对无线移动客户端，实际上就是整个园区无线局域网的部署过程，整个部署过程中部分AP时需要采用有线连接到三层交换机或者中心路由器，边缘AP可以采用无线桥接等其它方式来连接

注意事项

设置每个AP管理IP地址为不同的值，避免IP地址冲突。注意设置在同一网段内
如果AP运行在AP配置模式下，需要设置相同的SSID，加密方式和验证方式，设置相同的验证密码。
相邻的区域的AP设置为不同的频段，且相距5各频段以上，避免相互间干扰，如1，6，11
调整AP摆放位置与调节AP发射功率，使相邻AP覆盖范围适当重叠，减少信号盲区
局域网只开启一个DHCP服务器
无线AP最好采用同品牌同型号同版本的产品，方便实现网络的构建

无线部署-室内覆盖

AP部署在楼道位置，通过功分器将天线引入宿舍内，注意信道划分
适用同一楼层寝室数量较多、各寝室间墙体对信号衰减较小的情况

AP部署在楼道位置，通过功分器将天线引入宿舍内，注意信道划分
适用同一楼层寝室数量较多、各寝室墙体对信号衰减较大的情况
AP部署在宿舍内，注意信道划分，适用同一楼层寝室数量较多、用户数量较多的情况

蓝牙技术及组网

蓝牙的网络拓扑结构
微微网（Piconet）
类似于802.11b Ad hoc模式。所有蓝牙设备都是对等，以同样的方式工作。

有一台为主设备，其它为从设备
可以连接7台活跃的设备
可以连接200多台不活跃的设备
最大1Mbps
所有用户均在同一跳频序列同步

创建微微网

主设备（Master Unit）
某台设备的时钟和跳频序列用于同步其它设备
只能是一个微微网的主设备，可以是其它微微网的从设备
可实施呼叫和连接建立的过程
从设备（Slave Unit）
除主设备外的设备，为从设备
一个微微网的从设备可以是另一个微微网的主设备
连接建立被分配一个临时的3比特成员地址
主设备和从设备的角色可以互换，互换后是另一个新的微微网

散射网络==微微互联网

相邻或相近的不同的微微网采用不同的跳频序列以避免互相干扰

分布式网络（Scatternet）
由多个独立的微微网组成

各微微网由不同的跳频序列来区分

模式

呼吸模式（Sniff）
该模式下从单元收发信息的周期变长，主单元只在指定的时隙才能发送信息
保持模式（Hold）
该模式下从单元只有内部时钟在运行，但一旦切换出该模式，从单元能立即开始收发信息。处于该模式时，从单元可以参加别的微微网，所以可以连接几个微微网
停靠模式（Park）模式
当从单元不参与通信，但仍想保持和跳频信道的同步时，就进入该模式

蓝牙路由机制

蓝牙路由机制是由移动交换中心MSC、固定蓝牙主设备FM、移动终端MT三个功能模块组成

FM：位置固定，为MSC和其它蓝牙设备如MT提供接口

MT：是FM的从设备，FM是MSC的从设备，联网过程中需要注意主从切换

FM到MSC间链路使用修改的基带连接，不使用跳频技术

路由表
MSC路由表包含所有FM和MT的地址
路由表分为两层
路由表更新

MT进入/离开一个FM微网
FM被激活/不活动
一个MT可以有多个入口，但是在一个微微网中只有一个入口

无线MESH技术

无线Mesh网状拓扑

没有父子关系，只要在无线发射功率可及范围之内的节点都可以直接通讯，一个节点故障只会影响到与它相关的无线链路，其它链路可以正常通讯

AC无线控制器
管理控制所有的无线接入点
MPP网关节点
网关作用；路由作用
MP路由节点
路由作用
MAP无线接入点和工作站
接入无线网络

MANET网络路由协议

DSDV路由协议（目的序列距离矢量协议）
基于Rellman Ford算法

路由表项
目的地址、距离、下一跳、目标节点序列号
使用两类更新报文
完全转存（通知全部信息）
递增更新（仅通知更新信息）
路由表选择依据
序列号或度量值

序号的更新来解决环回现象
序列号相同时，则会采取DV算法来判断是否更新路由

DSDV路由协议优点

序列号，区分路由的新旧，消除路由环路，提高算法效率，能够快速反应拓扑变化
当路由表发生变化，法广播路由通告
为避免路由振荡，延迟了对不稳定路由节点的广播通告

缺点：不能适应快速变化的网络，资源开销可能会被浪费，多数路由信息可能从来未使用，源和目标之间只提供一条不支持单向连接的路由

（a）中节点A和节点B起始路由表

更新后的（b）节点A、节点B和节点C的路由表

AODV路由协议（DSR+DSDV）

被动路由协议： AODV（Ad Hoc On-demand Distance Vector），自组织按需距离向量协议
路由过程：路由请求、路由响应和路由维护三个过程依赖路由请求、路由响应、路由错误、Hello共四类报文
各节点维护路由表，分别对不同报文进行处理，维护路由信息的正确有效

AODV路由请求过程

首先查看自身路由表，查找去往目标的路由表条目
其它节点收到路由请求后，先判断自身是否目标节点

AODV路由响应与维护

路由响应
节点收到路由请求后，发现自身为目标节点或自身路由表中有去往目标的有效路由，则产生路由响应，并沿反向路径返回给请求节点
路由维护
路由中断时，节点先启动本地路由修复，若无效，则向相关邻节点发送路由错误，告知路由中断
此外，路由缓存计时器会周期性把超时路由条目从路由表中删除，邻近节点计时器也会周期性广播HELLO报文检测临近节点的连通性，及时清除中断路由

协议特点：

基于传统距离向量路由机制，算法简单清晰
使用目标序列号防止循环发生，解决了无穷计数问题，易于编程实现
支持中间主机回答，能使源主机快速获得路由，但可能会有过时路由
周期性广播报文，需要消耗一定的能量和网络带宽

A向G发送一个报文过程

DSR动态源路由协议

节点维护一个路由快速缓冲区
节点发送分组，先查询本地缓冲区确定是否存在可用路由
中间节点收到请求后，查询本地缓冲区
协议特点
仅在需要通信的节点间维护路由，减少路由维护代价
路由缓冲可以进一步减少了路由发现的开销
路由缓冲使得在一次路由发现过程中，产生多个到达目标的路径
支持非对称传输信道模式

无线网络原理知识总结相关推荐

无线网络基础知识要点概括
无线网络基础知识要点概括本文为大家详细总结了12个无线网络基础知识要点.通过这些介绍,相信大家对无线网络这块就会有一个比较全面的认识了.详细内容见下文. 无线网络大家都很清楚,从移动通信,无线上网, ...
家庭无线网络维护以及网络卡顿、信号弱、断网的原因分析和解决尝试
-- 前言网络卡顿现象作为加重国民暴力倾向的罪魁祸首之一,有着很强的现实解决必要性. 无线网络的维护实际上是一个十分复杂的问题,好在未受过训练的普通人在经过对无线网络必要知识的了解后,也能基本胜任家 ...
无线网络知识、WiFi原理
无线网络 B站链接一.电磁波的传输电磁波传播方式地波(低于2MHZ) 天波(2MHZ–30MHZ) 直线波(30MHZ以上) 电磁波的发射与接收装置--天线作用:将电磁波辐射到空间中或收集电磁 ...
网络协议从入门到底层原理（11）网络爬虫、无线网络、HTTP缓存、即时通信、流媒体
补充知识网络爬虫网络爬虫的简易实例 robots.txt 无线网络 HTTP 缓存(Cache) 缓存 - 响应头缓存 - 请求头缓存的使用流程即时通信(IM) XMPP MQTT 流媒体 ...
无线网络渗透测试（一）基础知识
无线网络渗透测试这一板块文章,Evan将带给大家无线基础知识,如何监听WiFi,捕获并分析数据包,需要大家准备的实验环境是Linux kali,实验器材:无线网卡,实验工具:wirelessmon(点 ...
计算机原理---网络基础知识
路由器路由器(Router)是连接因特网中各局域网.广域网的设备,是互联网的主要结点设备.它会根据信道的情况自动选择和设定路由,以最佳路径,按前后顺序发送信号.路由器通过路由决定数据的转发.转发策略 ...
极光推送技术原理：移动无线网络长连接（转自eoe移动开发门户）
看了看极光推送的原理,还不是太明白,现在记录下来,供以后深究.原文如下: 移动互联网应用现状因为手机平台本身.电量.网络流量的限制,移动互联网应用在设计上跟传统 PC 上的应用很大不一样,需要根据手 ...
WPA-PSK无线网络密码破解原理
1.基于WPA2的加密标准还是能够被破解,一个弊端是他无法避开时候双方验证的模式来认证取得合法性的连接,当我们抓取足够多得双反认证的数据包之后就可以破解密码.之前很多片的博客写了如何破解这种加密的秘钥 ...
宽带接入与无线网络（学习笔记一）——VLAN原理
宽带接入与无线网络(学习笔记一)--VLAN原理 1. VLAN的概念及作用 1.1 VLAN的概念 1.2 VLAN的作用 2. 广播域的分割 2.1为什么需要隔离广播域 2.2 如何分割广播域 3 ...

无线网络原理知识总结

无线网络原理

无线网络原理知识总结相关推荐

最新文章

热门文章