无线网络——WLAN详解
1. LAN、WAN、WLAN、wifi****解释
WLAN:无线局域网
WiFi: 是一种基于IEEE 802.11标准的无线局域网技术
2. wifi技术发展史
以下是Wi-Fi技术发展史的表格,按照Wi-Fi 1到Wi-Fi 6的顺序整理:
Wi-Fi 版本 | 发布年份 | 事件 | 最高传输速度 | 频段 |
---|---|---|---|---|
Wi-Fi 1 | 1997年 | 发布IEEE 802.11标准,标志着Wi-Fi技术的开始。 | 2 Mbps | 2.4 GHz |
Wi-Fi 2 | 1999年 | 发布802.11b标准,支持更高的传输速度,推动商业应用。 | 11 Mbps | 2.4 GHz |
Wi-Fi 3 | 2003年 | 发布802.11g标准,兼容802.11b,进一步提高速度。 | 54 Mbps | 2.4 GHz |
Wi-Fi 4 | 2009年 | 发布802.11n标准,采用MIMO技术,显著提高性能和范围。 | 600 Mbps | 2.4 GHz / 5 GHz |
Wi-Fi 5 | 2013年 | 发布802.11ac标准,成为家庭和企业的主流选择。 | 1.3 Gbps | 5 GHz |
Wi-Fi 6 | 2019年 | 发布802.11ax标准,改进高密度环境性能,支持更多设备连接。 | 9.6 Gbps | 2.4 GHz / 5 GHz / 6 GHz |
总结
Wi-Fi技术的发展经历了多个版本的演化,从最初的Wi-Fi 1到如今的Wi-Fi 6,每一代技术都在传输速度、覆盖范围和设备连接能力等方面取得了显著进步,使得无线网络在现代生活中变得越来越重要。
3. wiff信道和频段
信道:又被称为通道或频道,是信号在通信系统中传输的通道,由信号从发射端传输到接收端所经过的传输媒质所构成。而无线信道就是以辐射无线电波为传输方式的无线电信道,简单来说就是无线数据传输的通道。
射频:也可称射频电波或射电,是频率介于 3Hz 和约 300GHz 之间的电磁波。人们为这段电磁波又定义了无线频谱,按照频率范围划分为极低频、超低频、中频、高频、超高频等,WLAN使用的射频频率范围是 2.4GHz 频段(2.4GHz~2.4835GHz)和 5Hz 频段(频段范围 5.150GHz ~ 5.350GHz 和 5.725GHz ~ 5.850GHz),分别属于特高频(300MHz ~ 3GHz)和超高频(3GHz ~ 30GHz)
AP AC
WLAN系统一般由AC(接入控制器)和AP(无线接入点)组成。无线AP,为Access Point简称,一般翻译为“无线访问节点”,它是用于无线网络的无线交换机,也是无线网络的核心。无线AP是移动计算机用户进入有线网络的接入点,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。大多数无线AP还带有接入点客户端模式(AP client),可以和其它AP进行无线连接,延展网络的覆盖范围。AC的概念:它是指无线接入控制服务器(AC), 接入控制器(AC) 无线局域网接入控制设备,负责把来自不同AP的数据进行汇聚并接入Internet,同时完成AP设备的配置管理、无线用户的认证、管理及宽带访问、安全等控制功能。
1、什么是AP?
答:AP–无线访问接入点(Wireless AccessPoint)
AP就是传统有线网络中的无线交换机,也是组建小型无线局域网时最常用的设备。AP相当于一个连接有线网和无线网的桥梁,其主要作用是将各个无线网络客户端连接到一起,然后将无线网络接入以太网,从而达到网络无线覆盖的目的。
瘦AP(FIT AP):
也称无线网桥、无线网关,也就是所谓的“瘦”AP。此无线设备的传输机制相当于有线网络中的集线器,在无线局域网中不停地接收和传送数据;任何一台装有无线网卡的PC或者移动终端均可通过AP来使用有线局域网络甚至广域网络的资源。
理论上,当网络中增加一个无线AP之后,即可成倍地扩展网络覆盖直径;还可使网络中容纳更多的网络设备。每个无线AP基本上都拥有一个以太网接口,用于实现无线与有线的连接。
通俗理解:
瘦AP:本身并不能进行配置,需要一台专门的设备(无线控制器)进行集中控制管理配置。“控制器+瘦AP+路由器架构”一般用于无线网覆盖,因为在AP数量众多的时候,只通过控制器来管理配置,会简化很大的工作量;
胖AP(FAT AP)
业界所谓的胖AP,也有人称之为无线路由器。无线路由器与纯AP不同,除无线接入功能外,一般具备WAN、LAN两个接口,支持地址转换(NAT)功能,多支持DHCP服务器、DNS,以及VPN接入、防火墙等安全功能。
市场上瘦AP居多,如丰润达无线AP系列均为瘦AP,需要和控制器或者交换机配合使用。也有些胖AP,可以自行管理,不用额外的控制器。
2、什么是AC?
答:无线控制器是一种网络设备,用来集中化控制局域网内可控的无线AP,是一个无线网络的核心,负责管理无线网络中的所有无线AP,对AP管理包括:下发配置、修改相关配置参数、射频智能管理、接入安全控制等。(目前市面流通的所有AC和AP都是相同厂商的才能相互管理)
CAPWAP协议的关键特性
- 协议基础:
- CAPWAP协议是基于UDP的,而不是TCP的。这是因为UDP具有较低的传输延迟和开销,适合实时性要求较高的网络环境。
- CAPWAP使用两个独立的UDP端口,一个用于控制消息(通常是UDP端口5246),另一个用于数据传输(通常是UDP端口5247)。
- 隧道机制:
- CAPWAP协议使用隧道来分离控制和数据流量。控制报文和数据报文通常通过不同的隧道进行传输,以便有效管理和处理。
- 数据转发:
- AP可以将用户的数据报文封装在CAPWAP协议中并发送给AC进行转发。这种架构允许AC集中管理和处理数据流量,提高网络的可控性和安全性。
- AC发现机制:
- FIT AP可以通过多种方式发现AC,包括DHCP选项、DNS查询以及预配置的AC地址。广播并不是唯一的发现方式,且在某些情况下并不适用。
DHCP(Dynamic Host Configuration Protocol)是一种网络管理协议,用于在IP网络中动态分配IP地址和其他网络配置参数。DHCP选项(Options)是DHCP消息中的可选参数,用于提供额外的配置信息。每个DHCP选项都有一个特定的编号和定义,用于传递不同类型的信息。以下是对一些常见DHCP选项的详细解释:
常见的DHCP选项
- Option 1: Subnet Mask
- 用于指定客户端应使用的子网掩码。
- Option 3: Router
- 提供默认网关的IP地址,客户端将其用于路由非本地流量。
- Option 6: Domain Name Server (DNS)
- 提供DNS服务器的IP地址,客户端使用这些服务器进行域名解析。
- Option 15: Domain Name
- 指定客户端应使用的域名。
- Option 43: Vendor Specific Information
- 提供与特定供应商相关的配置信息。常用于无线网络中,AP可以通过该选项获取无线控制器(AC)的IP地址。
- Option 50: Requested IP Address
- 客户端请求的特定IP地址,通常在DHCP请求中使用,以便客户端请求一个特定的IP地址。
- Option 51: IP Address Lease Time
- 指定DHCP服务器为客户端分配的IP地址的租赁时间。
- Option 53: DHCP Message Type
- 指示DHCP消息的类型,如DHCP Discover、Offer、Request、ACK等。
- Option 54: Server Identifier
- 指定DHCP服务器的IP地址,通常用于客户端识别提供IP地址的DHCP服务器。
- Option 55: Parameter Request List
- 客户端请求的特定DHCP选项列表,用于告知服务器客户端希望接收哪些选项。
- Option 82: DHCP Relay Agent Information
- 用于中继代理在DHCP消息中插入特定信息,以提供有关客户端连接的物理位置或其他信息