无线局域网基础

无线局域网基础

无线局域网实际上是一种共享型网络。每条无线连接都是半双工模式的。

要实现全双工模式，必须在一个频率进行传输，在另一个频率进行接收，但IEEE 802.11标准不允许采用全双工模式。

除了广播帧与组播帧外，所有传送出去的帧必须得到响应。这是一个基本的反馈机制，确认已经正确地收到该帧。

IEEE 802.11采用CSMA/CA来避免冲突。IEEE 802.3有线网络是检测冲突，而IEEE 802.11网络是尽可能避免冲突。

IEEE 802.11标准让多个无线客户端能够彼此直接通信，而无须其他网络连接方式，这被称为对等无线网络（Ad Hoc）或独立基本服务集。

IEEE 802.11基本服务集（BSS）包含一个接入点（AP），它充当该服务集的集线器。

频率越高，传输距离越短。2.4G比5G传的远。频率越高，被物体吸收的越多。

AP要求客户端满足以下条件才允许接入：

1、匹配的SSID

2、兼容的无线速率

3、身份验证凭证

向AP申请成员资格被称为关联，客户端必须发送一条关联请求消息，AP通过发送关联应答消息来批准或拒绝请求。关联后，前往和来自该客户端的数据必须经过AP。

一个BSS只包含一个AP，并且没有连接到常规以太网，在这种设置中，AP及其关联的客户端组成一个独立的网络。

AP负责将VLAN映射到SSID。因此，AP必须通过一条为多个VLAN传输数据的中继链路（Trunk）连接到交换机。

也就是说，当AP使用多个SSID时，它通过无线介质将VLAN连接到最终用户，最终用户必须使用合适的SSID，而SSID又被映射到相应的VLAN。

信号的覆盖范围取决于AP的天线辐射图。辐射图是三维的。在多层大楼中，也将覆盖上面和下面的楼层。

为确定AP的位置和覆盖范围，最好的方法就是进行现场勘察。在实际环境中测试AP的覆盖范围，其中有可能干扰客户端连接的障碍物。

通过增加AP，使用蜂窝覆盖客户端可能移动到的所有区域。各蜂窝之间应该有一定程度的重叠。

如果两个相邻的AP使用相同的频率，将相互干扰。在整个覆盖区域，AP的频率应交替变化。

AP蜂窝实际上是一种半双工共享介质，所有的客户端将共享它的带宽和可传输时间。

通过降低发射功率来缩小蜂窝大小，减少覆盖范围内的客户端数目，提高通信质量。

在射频（RF）通信中，一台设备发送振动信号，并由一台或多台设备接收，这种振动信号基于一个常数，被称为频率。

发送方使用固定的频率，接收方可以调到相同的频率，以便接收该信号。

载波信号只是一种频率固定的稳定信号，载波信号本身不包含任何音频、视频或数据，因为它只用于承载其他信号。

要发送其他信息，发射器必须对载波信号进行调制，以独特的方式插入信息（也就是编码），接收站必须进行相反处理，对信号进行解调以恢复原始信息。

调制技术：调幅（AM）、调频（FM）

WLAN调制的理念是在无线信号中封装尽可能多的数据，并尽可能减少有雨干扰或噪声而丢失的数据量。由于数据丢失后必须重传，因此会占用更多的无线资源。

RF的特征：反射、折射、吸收、散射、衍射、菲涅尔区

功率每减少一半，dB值将减少大约3；功率每增加一倍，dB值将增大大约3。

全向天线：适用于大房间或整个楼层

半定向天线：适用于覆盖走廊上的很多房间，这种天线的后面几乎无信号

高度定向的天线：适用于建立大楼到大楼或场点到场点的链路，两个AP或天线相隔很远的情况。

IEEE 802.11 标准定义了无线局域网在第一层和第二层的工作方式，这包括无线频率和信道，以及吞吐量、安全性和移动性。

管理帧：用于管理WLAN通告和客户端成员资格

控制帧：用于控制客户端同AP的关联

BSSID是AP的MAC地址，它唯一标识AP服务的一组设备。

802.11b：2.4G

如果两个无线工作站使用相邻的信道，将会出现这样的问题：它们的信号透入对方的信道中，导致两个信道都受到破坏。解决方案是：使用尽可能多的彼此不重叠的信道，这使得只有信道1、6、11可用。

无线客户端和AP必须就支持的速率达成一致，客户端才能关联到AP。

仅当离AP很近时才能成功地获得更高的速率。

802.11g：2.4G

802.11a：5G

802.11n：2.4G或5G

802.11ac：5G

802.11e：QoS

802.11i：安全性

供电的方式分为两种：

1、Cisco CILP

2、IEEE 802.3af

当交换机端口处于DOWN状态时，交换机将在该端口上停止供电，然后交换机必须不断检测端口是否是连接了需要供电的设备，如果是，交换机必须开始供电，让该设备能够初始化并正常运行，至此才建立以太网链路。

如果使用的是Cisco CILP，交换机可尝试与设备交换Cisco设备发现协议（CDP）消息。如果返回CDP信息，交换机便能够知道设备的类型（如IP电话）及其实际功率需求，然后交换机就可以将功率降低到设备所需要的值。这个过程可以使用debug ilpower controller和debug cdp packets得到。

在接口下，可以配置POE提供的功率选项。

使用以下命令，查看交换机端口的POE状态：

在IEEE 802.3af中，交换机首先在铜质双绞线连接的传输和接收针脚提供较低的电压，然后通过测量针脚之间的电阻来检测电流是否来自设备，如果测量到电阻为25欧，表明连接了一台需要供电的设备。

Catalyst交换机在端口上通电后等待4s，看是否有设备激活，如果没有，将在该端口上断电。

如果交换机端口原来连接的是无线接入点或IP电话，在将其拆下并插入常规以太网设备时一定要小心。在设备拆下后4s内，仍将会供电，如果在此期间插入不支持内置电源的设备，将可能被损坏，在拆下设备后，等待10s再将其他设备连接到同一个端口。

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