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无线网络wifi的原理结构

发布时间: 2022-02-28 07:27:01

wifi网络的基本原理

1.无线网络相比有线网络,还是有许多的缺点的:

(*)通信双方因为是通过无线进行通信,所以通信之前需要建立连接;而有线网络就直接用线缆连接,不用这个过程了。

(*)通信双方通信方式是半双工的通信方式;而有线网络可以是全双工。

(*)通信时在网络层以下出错的概率非常高,所以帧的重传概率很大,需要在网络层之下的协议添加重传的机制(不能只依赖上面TCP/IP的延时等待重传等开销来保证);而有线网络出错概率非常小,无需在网络层有如此复杂的机制。

(*)数据是在无线环境下进行的,所以抓包非常容易,存在安全隐患。

(*)因为收发无线信号,所以功耗较大,对电池来说是一个考验。

(*)相对有线网络吞吐量低,这一点正在逐步改善,802.11n协议可以达到600Mbps的吞吐量。

2、协议

Ethenet和Wifi采用的协议都属于IEEE 802协议集。其中,Ethenet以802.3协议做为其网络层以下的协议;而Wifi以802.11做为其网络层以下的协议。无论是有线网络,还是无线网络,其网络层以上的部分,基本一样。

这里主要关注的是Wifi网络中相关的内容。Wifi的802.11协议包含许多子部分。其中按照时间顺序发展,主要有:

(1)802.11a,1999年9月制定,工作在5gHZ的频率范围(频段宽度325MHZ),最大传输速率54mbps,但当时不是很流行,所以使用的不多。

(2)802.11b,1999年9月制定,时间比802.11a稍晚,工作在2.4g的频率范围(频段宽度83.5MHZ),最大传输速率11mbps。

(3)802.11g,2003年6月制定,工作在2.4gHZ频率范围(频段宽度83.5MHZ),最大传输速率54mbps。

(4)802.11n,2009年才被IEEE批准,在2.4gHZ和5gHZ均可工作,最大的传输速率为600mbps。

这些协议均为无线网络的通信所需的基本协议,最新发展的,一般要比最初的有所改善。

另外值得注意的是,802.11n在MAC层上进行了一些重要的改进,所以导致网络性能有了很大的提升例如:

(*)因为传输速率在很大的程度上取决于Channel(信道)的ChannelWidth有多宽,而802.11n中采用了一种技术,可以在传输数据的时候将两个信道合并为一个,再进行传输,极大地提高了传输速率(这又称HT-40,high through)。

(*)802.11n的MIMO(多输入输出)特性,使得两对天线可以在同时同Channel上传输数据,而两者却能够不相互干扰(采用了OFDM特殊的调制技术)

3、术语

讲述之前,我们需要对无线网络中一些常用的术语有所了解。这里先列出一些,后面描述中出现的新的术语,将会在描述中解释。

(*)LAN:即局域网,是路由和主机组成的内部局域网,一般为有线网络。

(*)WAN:即广域网,是外部一个更大的局域网。

(*)WLAN(Wireless LAN,即无线局域网):前面我们说过LAN是局域网,其实大多数指的是有线网络中的局域网,无线网络中的局域网,一般用WLAN。

(*)AP(Access point的简称,即访问点,接入点):是一个无线网络中的特殊节点,通过这个节点,无线网络中的其它类型节点可以和无线网络外部以及内部进行通信。这里,AP和无线路由都在一台设备上(即Cisco E3000)。

(*)Station(工作站):表示连接到无线网络中的设备,这些设备通过AP,可以和内部其它设备或者无线网络外部通信。

(*)Assosiate:连接。如果一个Station想要加入到无线网络中,需要和这个无线网络中的AP关联(即Assosiate)。

(*)SSID:用来标识一个无线网络,后面会详细介绍,我们这里只需了解,每个无线网络都有它自己的SSID。

(*)BSSID:用来标识一个BSS,其格式和MAC地址一样,是48位的地址格式。一般来说,它就是所处的无线接入点的MAC地址。某种程度来说,它的作用和SSID类似,但是SSID是网络的名字,是给人看的,BSSID是给机器看的,BSSID类似MAC地址。

(*)BSS(Basic Service Set):由一组相互通信的工作站组成,是802.11无线网络的基本组件。主要有两种类型的IBSS和基础结构型网络。IBSS又叫ADHOC,组网是临时的,通信方式为Station<->Station,这里不关注这种组网方式;我们关注的基础结构形网络,其通信方式是Station<->AP<->Station,也就是所有无线网络中的设备要想通信,都得经过AP。在无线网络的基础形网络中,最重要的两类设备:AP和Station。

(*)DS(Distributed System):即分布式系统。分布式系统属于802.11逻辑组件,负责将帧转发至目的地址,802.11并未规定其技术细节,大多数商业产品以桥接引擎合分步式系统媒介共同构成分布式系统。分步式系统是接入点之间转发帧的骨干网络,一般是以太网。其实,骨干网络并不是分步系统的全部,而是其媒介。主要有三点:骨干网(例如以太网)、桥接器(具有有线无线两个网络接口的接入点包含它)、属于骨干网上的接入点所管辖的基础性网络的station通信(和外界或者BSS内部的station)必须经过DS、而外部路由只知道station的mac地址,所以也需要通过分布式系统才能知道station的具体位置并且正确送到。分步式系统中的接入点之间必须相互传递与之关联的工作站的信息,这样整个分步式系统才能知道哪个station和哪个ap关联,保证分步式系统正常工作(即转达给正确的station)。分步式系统也可以是使用无线媒介(WDS),不一定一定是以太网。总之,分步式系统骨干网络(例如以太网)做为媒介,连接各个接入点,每个接入点与其内的station可构成BSS,各个接入点中的桥接控制器有到达骨干网络和其内部BSS无线网的接口(类似两个MAC地址),station通信需要通过分布式系统。

⑵ WiFi的工作原理是什么

wifi采用无线电波进行双向传输,最常使用的设备是无线路由器,wifi可以将电子终端以无线方式互相连接,wifi具有更高的带宽、更强的射频信号、低功耗等特性。

WiFi代表无线保真度。这个词是由一家品牌公司创造的,通常只是以缩写的形式出现。它描述的是一种基于IEEE 802.11标准的设备的无线电无线局域网络技术,由电气和电子工程师协会(IEEE)LAN / MAN标准委员会(IEEE 802)进行维护。

WiFi使用注意事项

在公共场合选择WiFi热点时,可能会遇到非常相近、容易迷惑人的WiFi名称,这时一定要看清楚热点名称,或跟现场相关人员核实,千万不要轻易选择连接,才能避免落入黑客的圈套。

有些手机的网络设置中有WiFi自动连接的功能,只要有免费的WiFi,手机就自动连接,用户很容易在不知情的情况下落入黑客的圈套。因此,用户最好把WiFi连接功能设置为手动。要及时更新自己的笔记本电脑、手机中的防火墙和杀毒软件,避免中招。

⑶ 什么是无线网络什么工作原理

也是使用tcp/ip协议通信传输网络,和有线网大同小异,只是传输介质不同,有线使用铜线介质传输,无线使用无线电波传输,这样无线电有频率和波段,大多数咱们使用的无线路由器WiFi都是2.4G或5G 波段的信号传输。

与有线传输相比,无线传输具有许多优点。或许最重要的是,它更灵活。无线信号可以从一个发射器发出到许多接收器而不需要电缆。所有无线信号都是随电磁波通过空气传输的,电磁波是由电子部分和能量部分组成的能量波。
在无线通信中频谱包括了9khz到300000Ghz之间的频率。每一种无线服务都与某一个无线频谱区域相关联。无线信号也是源于沿着导体传输的电流。电子信号从发射器到达天线,然后天线将信号作为一系列电磁波发射到空气中。
信号通过空气传播,直到它到达目标位置为止。在目标位置,另一个天线接收信号,一个接收器将它转换回电流。接收和发送信号都需要天线,天线分为全向天线和定向天线。在信号的传播中由于反射、衍射和散射的影响,无线信号会沿着许多不同的路径到达其目的地,形成多径信号。
无线通信原理——基本原理
无线通信是利用电波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式。在移动中实现的无线通信又通称为移动通信,人们把二者合称为无线移动通信。简单讲,无线通信是仅利用电磁波而不通过线缆进行的通信方式。
1,无线频谱
所有无线信号都是随电磁波通过空气传输的,电磁波是由电子部分和能量部分组成的能量波。声音和光是电磁波得两个例子。无线频谱(也就是说,用于广播、蜂窝电话以及卫星传输的波)中的波是不可见也不可听的——至少在接收器进行解码之前是这样的。
“无线频谱”是用于远程通信的电磁波连续体,这些波具有不同的频率和波长。无线频谱包括了9khz到300 000Ghz之间的频率。每一种无线服务都与某一个无线频谱区域相关联。例如,AM广播涉及无线通信波谱的低端频率,使用535到1605khz之间的频率。
当然,通过空气传播的信号不一定会保留在一个国家内。因此,全世界的国家就无线远程通信标准达成协议是非常重要的。ITU就是管理机构,它确定了国际无线服务的标准,包括频率分配、无线电设备使用的信号传输和协议、无线传输及接收设备、卫星轨道等。如果政府和公司不遵守ITU标准,那么在制造无线设备的国家之外就可能无法使用它们。
2,无线传输的特征
虽然有线信号和无线信号具有许多相似之处——例如,包括协议和编码的使用——但是空气的本质使得无线传输与有线传输有很大的不同。
正如有线信号一样,无线信号也是源于沿着导体传输的电流。电子信号从发射器到达天线,然后天线将信号作为一系列电磁波发射到空气中。信号通过空气传播,直到它到达目标位置为止。在目标位置,另一个天线接收信号,一个接收器将它转换回电流。
3,天线
每一种无线服务都需要专门设计的天线。服务的规范决定了天线的功率输出、频率及辐射图。
无线信号传输中的一个重要考虑是天线可以将信号传输的距离,同时还使信号能够足够强,能够被接收机清晰地解释。无线传输的一个简单原则是,较强的信号将传输的比较弱的信号更远。
正确的天线位置对于确保无线系统的最佳性能也是非常重要的。用于远程信号传输的天线经常都安装在塔上或者高层的顶部。从高处发射信号确保了更少的障碍和更好的信号接收。
4,信号传播
在理想情况下,无线信号直接在从发射器到预期接收器的一条直线中传播。这种传播被称为“视线”(Line Of Sight,LOS),它使用很少的能量,并且可以接收到非常清晰的信号。不过,因为空气是无制导介质,而发射器与接收器之间的路径并不是很清晰,所以无线信号通常不会沿着一条直线传播。当一个障碍物挡住了信号的路线时,信号可能会绕过该物体、被该物体吸收,也可能发生以下任何一种现象:发射、衍射或者散射。物体的几何形状决定了将发生这三种现象中的那一种。
(1)反射、衍射和散射
无线信号传输中的“反射”与其他电磁波(如光或声音)的反射没有什么不同。波遇到一个障碍物并反射——或者弹回——到其来源。对于尺寸大于信号平均波长的物体,无线信号将会弹回。例如,考虑一下微波炉。因为微波的平均波长小于1毫米,所以一旦发出微波,它们就会在微波炉的内壁(通常至少有15cm长)上反射。究竟哪些物体会导致无线信号反射取决于信号的波长。在无线LAN中,可能使用波长在1~10米之间的信号,因此这些物体包括墙壁、地板天花板及地面。
在“衍射”中,无线信号在遇到一个障碍物时将分解为次级波。次级波继续在它们分解的方向上传播。如果能够看到衍射的无线电信号,则会发现它们在障碍物周围弯曲。带有锐边的物体——包括墙壁和桌子的角——会导致衍射。
“散射”就是信号在许多不同方向上扩散或反射。散射发生在一个无线信号遇到尺寸比信号的波长更小的物体时。散射还与无线信号遇到的表面的粗糙度有关。表面也粗糙,信号在遇到该表面是就越容易散射。在户外,树木会路标都会导致移动电话信号的散射。
另外,环境状况(如雾、雨、雪)也可能导致反射、散射和衍射
(2)多路径信号
由于反射、衍射和散射的影响,无线信号会沿着许多不同的路径到达其目的地。这样的信号被称为“多路径信号”。多路径信号的产生并不取决于信号是如何发出的。它们可能从来源开始在许多方向上以相同的辐射强度,也可能从来源开始主要在一个方向上辐射。不过,一旦发出了信号,由于反射、衍射和散射的影响,它们就将沿着许多路径传播。
无线信号的多路径性质既是一个优点又是一个缺点。一方面,因为信号在障碍物上反射,所以它们更可能到达目的地。在办公楼这样的环境中,无线服务依赖于信号在墙壁、天花板、地板以及家具上的反射,这样最终才能到达目的地。
多路径信号传输的缺点是因为它的不同路径,多路径信号在发射器与接收器之间的不同距离上传播。因此,同一个信号的多个实例将在不同的时间到达接收器,导致衰落和延时。
5,固定和移动
每一种无线通信都属于以下两个类别之一:固定或移动。在“固定”无线系统中,发射器和接收器的位置是不变的。传输天线将它的能量直接对准接收器天线,因此,就有更多的能量用于该信号。对于必须跨越很长的距离或者复杂地形的情况,固定的无线连接比铺设电缆更经济。
不过,并非所有通信都适用固定无线。例如,移动用户不能使用要求他们保留在一个位置来接收一个信号的服务。相反,移动电话、寻呼、无线LAN以及 其它许多服务都在使用“移动”无线系统。在移动无线系统中,接收器可以位于发射器特定范围内部的任何地方。这就允许接收器从一个位置移动到另一个位置,同时还继续接受信号。
具体的数据传输原理是一样的:数据是0和1 任何复杂的数据都是通过0和1表达出来的 比如说 发送 您好 两个字 还原成最本质的数据就是一串0和1混在一起的数字 而0和1对于物理层来说 就是两种状态 所以理论上 任何能表示两种状态的物理现象并且可以传播的都可以用于传输数据 包括光 电 电磁波等等

比如说 可以用灯灭表示0 灯亮表示1 那我在远处对着你恍恍手电筒就完成了一次无线传输。
而对于日常用到的无线传输 采用的是电磁波的方式
电磁波的传输原理大概是:电流流过导体时 会对周围产生电磁波 而导体在电磁波环境中 会产生电流
这样 我这边用一根铁棍 两边接上电 然后控制铁棍中的电流 就会在空间中产生一定规律的电磁波 而对应的 另一方在我产生的电磁波的范围内 放另一根铁棍 这根铁棍里就会产生有规律的电流 这样就完成了物理层面上最基本的两种状态的表达 从而传输了数据。

⑷ WiFi的原理是什么

WIFI全称Wireless Fidelity,又称802.11b标准,
它的最大优点就是传输速度较高,可以达到11Mbps,
另外它的有效距离也很长,同时也与已有的各种802.11 DSSS设备兼容。
今夏最流行的笔记本电脑技术——迅驰技术就是基于该标准的,无线上网已经成为现实。
IEEE802.11b无线网络规范是IEEE802.11网络规范的变种,最高带宽为11Mbps,在信号较弱或有干扰的情况下,
带宽可调整为5.5Mbps、2Mbps和1Mbps,带宽的自动调整,有效地保障了网络的稳定性和可靠性。

其主要特性为:速度快,可靠性高,在开放性区域,通讯距离可达305米,在封闭性区域,通讯距离为76米到122米,
方便与现有的有线以太网络整合,组网的成本更低。

WiFiWirelessFidelity,无线保真�技术与蓝牙技术一样,同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。
该技术使用的使2.4GHz附近的频段,该频段目前尚属没用许可的无线频段。其目前可使用的标准有两个,分别是
IEEE802.11a和IEEE802.11b。该技术由于有着自身的优点,因此受到厂商的青睐。

WiFi的相关资料在Google查找IEEE802.11B 标准就好了

⑸ 无线路由器和wifi的区别和架构原理

有一种技术叫做WLAN,有一种技术叫做WIFI。先搞明白自己想问啥,然后在提问。

⑹ 无线网的原理是什么

1、所谓无线网络,就是利用无线电波作为信息传输的媒介构成的无线局域网(WLAN),与有线网络的用途十分类似,最大的不同在于传输媒介的不同,利用无线电技术取代网线,可以和有线网络互为备份。
2、常见标准有以下三种:
IEEE 802.11a :使用5GHz频段,传输速度54Mbps,与802.11b不兼容
IEEE 802.11b :使用2.4GHz频段,传输速度11Mbps
IEEE 802.11g :使用2.4GHz频段,传输速度54Mbps,可向下兼容802.11b
目前IEEE 802.11b最常用,但IEEE 802.11g更具下一代标准的实力
3、光有无线网卡无法连接无线网络,还必须有无线AP,相当于有线网络的集线器.只有在无线AP可以覆盖的区域内,进行适当的设置,才能连接无线网络.
无线上网是靠无线网卡,当然,配套的还需无线路由(无线猫)。
无线网卡相当于是接收器,无线路由(无线猫)相当于发射器。其实还是需要有线的Internet线路接入到无线猫上,再将信号转化为无线的信号发射出去,由无线网卡接收。
一般无线路由可以拖2~4个无线网卡,工作距离在50米以内效果较好,远了通信质量很差。这种无线方案严格的说,只是无线布网,工作环境必须紧挨着有线网络。
一套的售价在300~800不等。
另外一种就是纯粹的无线了,这就需要通信器材,比如卫星接收器,或可以上网的手机等等,这些东西通过专用的数据线接入电脑,由他们接收来自卫星或无线网络服务的信号,但是速度不怎么样,通信费用超贵。并且卫星接收器和手机的价格也不菲,通常在3000~5000不等,优点就是,即使你在荒山野岭也能上网(当然要有电脑)
这两种方案都可以用在笔记本和台式机上,当然,台式机本来移动就不方便,无线就没什么太大的意义了。
无线网卡的作用类似于以太网中的网卡,作为无线网络的接口,实现与无线网络的连接.无线网卡根据接口类型的不同,主要分为三种类型,即PCMCIA无线网卡,PCI无线网卡和USB无线网卡.
PCMCIA无线网卡仅适用于笔记本电脑,支持热插拔,可以非常方便地实现移动式无线接入.
PCI接口无线网卡适用于普通的台式计算机使用.其实PCI接口的无线网卡只是在PCI转接卡上插入一块普通的PC卡.
USB接口无线网卡适用于笔记本电脑和台式机,支持热插拨.不过,由于USB网卡对笔记本而言是个累赘,因此,USB网卡通常被用于台式机.

⑺ 无线网络的工作原理是什么

我简单明白的来说明一下

电脑是用的二进制来识别信息的。
我们现在在电脑上每打的一个字,输入的一个代码。计算机在识别这些的时候,都是先转化成如:
01001000100011110001100111
这样的代码。

不管是现在的16进制,还是8进制都是如此。

至于手机来说,
它通过卫星,或者机站的无线信息。其实简单的来说,可以理解成以前的无线电,几长几短。代表什么。

手机其实也就是个计算机系统,他在接收到这些信号后。转换成2进制数,就可以展示给你网络上能看到的一切。

本源是一样的。和有线相比。不同的就是载体。

不知道这样解释你清楚了没有。

⑻ wifi的原理

WiFi的原理:实际上就是把有线网络信号转换成无线信号,使用无线路由器供支持其技术的相关电脑,手机,平板等接收。

无线网络在无线局域网的范畴是指“无线相容性认证”,实质上是一种商业认证,同时也是一种无线联网技术,以前通过网线连接电脑,而Wi-Fi则是通过无线电波来连网;常见的就是一个无线路由器,那么在这个无线路由器的电波覆盖的有效范围都可以采用Wi-Fi连接方式进行联网,如果无线路由器连接了一条ADSL线路或者别的上网线路。

手机如果有Wi-Fi功能的话,在有Wi-Fi无线信号的时候就可以不通过移动联通的网络上网,省掉了流量费。

无线网络无线上网在大城市比较常用,虽然由Wi-Fi技术传输的无线通信质量不是很好,数据安全性能比蓝牙差一些,传输质量也有待改进,但传输速度非常快,可以达到54Mbps,符合个人和社会信息化的需求。Wi-Fi最主要的优势在于不需要布线,可以不受布线条件的限制,因此非常适合移动办公用户的需要,并且由于发射信号功率低于100mw,低于手机发射功率,所以Wi-Fi上网相对也是最安全健康的。

但是Wi-Fi信号也是由有线网提供的,比如家里的ADSL,小区宽带等,只要接一个无线路由器,就可以把有线信号转换成Wi-Fi信号。