概述介绍
协议标准
802.11 是 IEEE 在 1997 年为 WLAN 定义的一个无线网络通信的工业标准,其中定义介质访问接入控制层和物理层。
此后,更多的基于 802.11 的补充标准逐渐被定义,目前 WLAN 所包含的协议标准有:IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g、IEEE802.11E、IEEE802.11i、802.11n、802.11ac、无线应用协议(WAP)等等。最为熟知的是影响 Wi-Fi 代际演进的标准:802.11b、802.11a、802.11g、802.11n、802.11ac等。
组网架构
FAT AP
组网特点:
1)所有配置信息都保存在 AP 上;
2)AP 独立工作,需单独配置,功能较为单一,成本低;
适用范围:
1)家庭:家庭路由器属于 FAT AP,所有的配置都在设备上进行管理;
2)微型门店等;
FIT AP + AC
组网特点:
1)此时 FIT AP 负责发送射频信息号、物理层加密等等,仅是个接入点;
2)AP 需要配合 AC 使用,受 AC 统一管理和配置,功能丰富。
3)对网络维护人员的技能要求高;
适用范围:
1)大中型企业。
相比于 FAT AP 架构,采用 FIT AP+AC 架构的优点如下:
1)配置部署简化:通过 AC 进行集中地网络配置和管理,无需对每个 AP 进行单独配置操作,同时对整网 AP 进行信道、功率的自动调整,免去烦琐的人工调整过程。
2)安全性更高:由于FAT AP无法进行统一的升级操作,无法保证所有AP版本都有最新的安全补丁,而AC+FIT AP架构主要的安全能力是在AC上的,软件更新和安全配置仅需在AC上进行,从而可以快速进行全局安全设置;同时,为了防止加载恶意代码,设备会对软件进行数字签名认证,增强了更新过程的安全性。AC 也实现 FAT AP 架构无法支持的一些安全功能,包括病毒检测、统一资源定位地址(Uniform Resource Locater,URL)过滤、状态检测防火墙等高级安全特性。
3)更新与扩展更容易:架构的集中管理模式使得同一AC下的AP有着相同的软件版本。当需要更新时,先由AC获取更新包或补丁,然后由AC统一更新AP版本。AP和AC的功能拆分也减少了对AP版本的频繁更新,有关用户认证、网管和安全等功能的更新只需在AC上进行。
4)提供大容量、高性能、高可靠性、易安装、易维护的无线数据控制业务,具有组网灵活、绿色节能等优势。
AP,Access Point
解释:无线接入点(AP, Access Point)是发送无线信号的设备,作为终端设备接入点,用于终端设备接入。
通常支持 FAT AP(胖AP)、FIT AP(瘦AP)、Cloud AP 三种工作模式,根据网络规划的需求,能灵活地在多种模式下切换:
2)FAT AP:适用于家庭,独立工作,需单独配置,功能较为单一,成本低。独立完成用户接入、认证、数据安全、业务转发和QoS等功能。
3)FIT AP:适用于大中型企业,需要配合 AC 使用,由AC统一管理和配置,功能丰富,对网络维护人员的技能要求高。用户接入、AP上线、认证、路由、AP管理、安全协议、QoS等功能需要同AC配合完成。
4)Cloud AP:适用于中小型企业,需要配合云管理平台使用,由云管理平台统一管理和配置,功能丰富,即插即用,对网络维护人员的技能要求低。
VAP,Virtual Access Point
早期的AP只支持1个BSS,如果要在同一空间内部署多个BSS,则需要安放多个AP,这不但增加了成本,还占用了信道资源。为了改善这种状况,现在的AP通常支持创建出多个虚拟AP (Virtual Access Point, VAP)。
虚拟接入点VAP:
1)VAP就是在一个物理实体AP上虚拟出的多个AP。每一个被虚拟出的AP就是一个VAP。每个VAP提供和物理实体AP一样的功能。
2)每个VAP对应1个BSS。这样1个AP,就可以提供多个BSS,可以再为这些BSS,设置不同的SSID。
PoE,PoE Switch
PoE,Power over Ethernet,以太网供电,是指通过以太网网络进行供电,也被称为基于局域网的供电系统 PoL(Power over LAN)或有源以太网(Active Ethernet)。
PoE 允许电功率通过传输数据的线路或空闲线路传输到终端设备。在 WLAN 中,能够通过 PoE Switch 对 AP 进行供电。
无线通信系统
无线通信系统中,信息可以是图像、文字、声音等。信息需要先经过信源编码转换为方便于电路计算和处理的数字信号,再经过信道编码和调制,转换为无线电波发射出去
无线电磁波,频率
无线电磁波,是频率介于 3Hz 和约 300GHz 之间的电磁波,也叫作射频电波,或简称射频、射电。无线电技术将声音讯号或其他信号经过转换,利用无线电磁波传播。
WLAN 技术就是通过无线电磁波在空间中传输信息。当前我们使用的频段是:
1)2.4GHz 频段 (2.4GHz~2.4835GHz) ⇒ 特高频
2)5GHz频段(5.15GHz~5.35GHz,5.725GHz~5.85GHz) ⇒ 超高频
无线信道
信道是传输信息的通道,无线信道就是空间中的无线电磁波。无线电磁波无处不在,如果随意使用频谱资源,那将带来无穷无尽的干扰问题,所以无线通信协议除了要定义出允许使用的频段,还要精确划分出频率范围,每个频率范围就是信道。
2.4GHz频段被划分为14个有重叠的、频率宽度是 22MHz 的信道,其中包含:
1)重叠信道:在一个空间内同时存在重叠信道,则会产生干扰问题。
2)非重叠信道:在一个空间内可以同时存在非重叠信道,不会产生干扰问题。
对于5G频段,支持更宽频谱,频率资源更为丰富:
1)AP 不仅支持 20MHz 带宽的信道,
2)还支持 40MHz、80MHz 及更大带宽的信道(由 20MHz 累加得到)
BSS,SSID,BSSID
BSS,Basic Service Set,基本服务集:
1)一个 AP 所覆盖的范围。
2)同个 BSS 的服务区域内,STA 可以相互通信。
BSSID,Basic Service SetIdentifier(基本服务集标识符):
1)是无线网络的一个身份标识,用 AP 的 MAC-Address 表示;
SSID,Service Set Identifier(服务集标识符):
1)是无线网络的一个身份标识,用字符串表示 ⇒ 我们平时看到的无线名;
2)为了便于用户辨识不同的无线网络,用 SSID 代替BSSID;