一、CSMA/CA
传输媒体介质访问控制方式为CSMA/CD（可见以太网基础——笔记），而IEEE802.11无线LAN所采用的是CSMA/CA（带冲突避免的载波监听多路访问技术）方式。通过使用CSMA（载波监听多路访问技术），使得多个终端设备在共享传输介质（无线LAN中是指无线带宽频带）是能够实时检测出那些未被占用频点。
在以太网CD（冲突域）是指数据发送时检测出冲突，当发生冲突时等候随机时间再次发送。在无线LAN中，如果随机进行载波侦听时，遇到其他终端程序正在发送数据时，就在对方终端发送完成后，再等待某个随机时间继续发送数据。此过程称为CA（冲突避免），因为在对方发送完数据后，也有可能造成无线传输的冲突。
在以太网中，传输媒介能通过异常电气信号检测到冲突的发生。但无线通信不会产生电气信号，因此需要使用CSMA/CA代替CSMA/CD。
以太网与无线LAN比较
| 以太网 | 无线LAN | |
| 标准 | IEEE802.3 | IEEE802.11 |
| 地址 | MAC地址 | MAC地址 |
| 传输媒介 | 线缆 | 无线电波 |
| 接入控制 | CSMA/CD | CSMA/CA |
| 传输方式 | 半双工或全双工 | 半双工 |
无线网络是基于有线网络发展的
二、无线网络的组成
1.组成要素
1）STA（工作站）：内置无线网卡
2）AP（无线接入点）：提供有线LAN的连接，同时提供无线LAN的连接
3）IBSS（独立基本服务集）：包含1个或以上的无线网络，再无法访问DS（分类系统）时，使用该模式（ad-hoc模式）
4）BSS（基本服务集）：由一个无线LAN访问和一个以上的无限客户端组成的无线网络，也成为基础设施无线网络，BSS内的STA通信均通过AP完成
5）ESS（扩展服务集）：同上，但具有两个以上的AP群
6）DS（分发系统）：放置于不同的BSS内的AP通过DS互相连接，使得STA可以从一个BSS向其他BSS移动；DS是BSS之间逻辑连接的要素，使STA在BSS之间能够实现漫游
2.图片说明
3.无线LAN拓扑
1）与通信终端之间直接互联的"ad-hoc模式"：
2）通过AP连接有线网络的"基本设施模式":
无线LAN的接入点：
在有线网络中，使用有线线缆将个人计算机同交换机相连；在无线组网中，使用AP将多台个人计算机连接到LAN网段中；接入点一般使用RJ45接口同交换机或路由器进行连接，使得无线LAN内的终端能访问有线LAN或互联网
三、无线LAN标准
1）IEEE802.11
网络分层模型
传输方式
| 传输方式 | 说明 |
| DSSS（直接序列扩频） | 在发送一侧将调制信号经过高频巴克码的XOR运算后进行发送。将信号分散在整个宽频域的同时进行发送。同FHSS相比，传输速度快，抗干扰性差 |
| FHSS（跳频扩频技术） | 在短时间内变更信号发送频率的通信方式。即使某个频率发生噪声干扰，也能通过变更其他频率来修正数据，选择干扰较小的频率进行发送。同DSSS相比，传输速度慢，抗干扰性优越（此方式在Buletooth中也使用） |
| 红外线 | 方便在办公室进行传输，且传输速度快。最大传输距离为20米，无法跨越墙壁等障碍物 |
2）Wi-Fi
Wi-Fi在使用了IEEE系列标准时，认证不同厂商生产的各个设备之间能否互通的品牌标识。由Wi-Fi联盟完成互通认证
Wi-Filogo
四、无线LAN的搭载
1）关联
将无线LAN终端同接入点连接的过程称为关联。
关联的操作流程
扫描：根据扫描结果获取信道或SSID信息
认证请求、应答：执行开放认证或共享密钥认证
关联请求、应答：接入点收到来自客户端的关联请求；当请求无误时，回复状态码“success”的应答消息
详细过程：
1>在无线LAN中，个人计算机可和多个接入点进行连接，为了区别彼此无线信息，就需要将目标接入点的SSID信息注册到个人计算机中。这样，计算机只能接入的SSID同注册的SSID相一致的接入点
2>接入点会定期发送beacon（灯塔）控制信号。无线LAN的客户端可根据此信息获得AP的SSID信息、无线的传输速率及无线信道编号等信息
客户端在关联时像接入点发送请求关联的数据帧，接入点在收到后向客户端回复一个带状态码的关联应答数据帧
3>客户端确认来自接入点的状态码，如果得到“success”时表示信息关联成功，并会分配到一个AID的识别号。返回其他信息表示失败
IEEE802.11使用的数据帧
Protocol Version（协议版本）：表名IEEE802.11中使用的版本，接收端会根据此信息判断是否支持接受数据帧的协议版本
Type（类型）：表示每个数据帧的功能（控制[control]、数据[data]、管理[management]）
Subtype（子类型）：每个数据帧类型下的子类型，用于执行某一类型下的特定功能
To DS | From DS：一般只用于与接入点关联的终端之间传输的数据帧类型。1表示发送源为信号基站，0表示发送源为终端
More Frag：将上层分组碎片后进行发送使用。1表示后续存在碎片数据帧，0表示当前数据帧为最后的碎片数据帧或不存在碎片数据帧
Retry：1表示再次发送数据帧，0表示不在发送数据帧
More Data：表示是否存在等待后续发送的分组，1表示存在
WEP：是否进行WEP加密，1表示进行加密
Order：1表示数据帧严格按照strictly ordered（发送接收顺序无法替换）的标准进行发送
2）接入控制
1>ESSID隐身
SSID是由AP定期广播发送的，但这样无论客户端是谁，都可搜索到SSID并连接是不安全的。为了遏制此类风险，可使AP不再发出SSID，从而达到隐身效果。客户端需要通过其他途径获取SSID信息（手工配置），并设置自身终端。
由于SSID在传播时并不采取加密措施，在某个客户端使用SSID同AP进行关联时，可通过无线监听的手段获取该无线的SSID信息。因此ESSID并不完备
2>MAC过滤
AP事先设置好允许关联的MAC地址表，可防止列表以外的客户端接入AP。除了设置AP外，还可通过RADIUS服务器（认证、授权和记帐信息的文档协议的服务器）设置允许接入的MAC地址信息，在完成认证同时，进行MAC过滤。由于MAC地址可根据工具进行伪装和冒充，对接入无线的客户端进行监听获取MAC地址，就可得到具体MAC信息
五、接入认证
使用以上方法均不能完全防止恶意访问，因此需要进行接入认证
1）开放系统认证
无需客户端输入用户名及密码就可向Approach发出认证请求，该接入点可容纳所有认证请求，一般用于公共无线LAN中。
由于任何人都可完成认证，还需要IPsec VPN或SSL VPN完成最终网络的访问
2）共享密钥认证
使用WEP或WAP加密标准，预先对接入点和客户端进行设置相同口令，通过该口令后就可建立无线通信链路
对于不预先知道密钥的客户端就无法与AP进行关联
3）IEEE802.1X（用户认证与访问控制协议）
不仅适用于无线LAN，也可用于有线LAN中。
由认证请求方、认证者、认证服务器组成。认证方式采用EAP（扩展认证协议），认证者将来自请求方的EAP消息封装成RADIUS数据帧给认证服务器，当服务器完成认证后，认证者会通知请求方并将请求方视为通过认证的终端，此后来自该终端上的MAC数据帧能转发到LAN、其他终端或互联网上
认证信息使用用户名、口令、数字证书等任意一种
六、无线加密
由于无线通信是通过电磁波进行传输，所以只要在电磁波覆盖范围内就会被接收到，再加上有无线数据解析器等工具。因此恶意用户很容易截获他人的通信数据。为了防止无线通信被窃听或篡改，必须对信息进行加密。
1）WEP（有线等效保密）：基于RC4算法的密钥形式完成无线数据加密；共有三种加密方式：
1>40bit的密钥加24bit的初始向量（IV）,组成64bit长的加密方式
2>104bit的密钥加24bit的初始向量，组128bit长的加密方式
3>128bit的密钥加24bit的初始向量，组152bit长的加密方式
密钥长度越短，破解时间就越短，主流为128bit加密
2）WPA（Wi-Fi保护接入）：同SSID与WEP密钥一同加密，并使用定期自动更新用户认证功能和密钥的TKIP（临时密钥完整性协议）
共有两种模式进行加密：
1>用于小规模的个人模式（WPA-PSK）：同接入点之间连接的客户端使用所有密钥都相同的预共享密钥（PSK）方式
2>用于企业的企业模式：再PSK基础上增加IEEE802.1X认证服务器，使得不同用户能使用不同用户名和密码接入AP
WEP和TKIP区别
| WEP | TKIP | |
| 密钥长度 | 40bit或104bit | 128bit |
| 初始向量 | 24bit | 48bit |
| 密钥更新 | 无 | 有 |
| 加密算法 | RC4 | RC4 |
| 防篡改 | 无 | 有 |
3）WPA2
采用AES作为加密算法，且AES支持长度为128bit、196bit、256bit的密钥，向下兼容WPA，接入点加密可设置为：WPA-PSK（TKIP）、WPA-PSK（AES）、WPA2-PSK（TKIP）、WPA2-PSK（AES）
4）IEEE802.11i
新版无线LAN安全性标准，其中加密通信包括WPA、WPA2所有内容，还添加了IEEE802.1X与EAP作为用户认证标准
七、接入点类型
1）自治型接入点：在小型无限环境中部署，可自身进行无线控制及安全管理功能设置的接入点。特点为部署方便，费用相对低廉；但在生产环境中需要对每一台进行配置
2）集中管理性接入点：在大规模办公区中部署，且接入点数目很大；每个接入点只需保留最基本的设置、安全策略等共同组网参数，之后统一在无线LAN控制器（AC）上进行设置与管理；有两种接入点协议：
1>LWAPP（轻型接入点协议）：Cisco特有，通过该接入点只需完成MAC地址管理和数据帧控制，认证及安全等功能则交给AC
2>CAPWAP（无线接入点的控制和配置）：共有协议，制定基于LWAPP
八、无线接入
1）无线桥接：在无法布线的环境中或物理距离较远的站点之间部署时，需要使用桥接技术；当通信距离较长时，需要使用导向天线来增强某个特定方向的电波强度
2）中继器连接：接入中继器，将无线LAN客户端收到的数据转发给拥有相同SSID的接入点，能扩大无线LAN的范围
1级中继器连接后，网络吞吐率会减半
九、无线LAN通信速率与覆盖范围
1）无线LAN的最大通信速率
无论有线还是无线都受最大通信速率的限制，所以快速以太网的100Mbit/s和IEEE802.11g的54Mbit/s表示在物理层进行数据传输是的传输速率极限
无限还使用了CSMA/CA协议，使得数据在发送时有等待的时间。所以最大传输速率在IEEE802.11a中只达到20Mbit/s、IEEE802.11b中为4.5Mbit/s，IEEE802.11g中为20Mbit/s
2)覆盖范围
基础设施模式下，终端同接入点进行通信的最大距离半径称为覆盖范围。根据终端与接入点的距离不同，最大传输速率也不同，距离接入点越远，通信延迟越大，数据传输速率就越低
3）多径
MIMO使用配有天线的多个无线通信线路使得通信速率上升
空间上独立的多个天线会同时发送相同频率的无线信号，各个同频信号可称为空间数据流。各个数据流由发送天线进行传输路径分割，最终到达多个接收天线
发送方使用空时编码（STC）将发送信号在时间和空间上进行重做形成并列传输信号，再通过M个天线发送通信电波
接收方使用N个天线接收多径传输来的电波，同样使用空时解码（STD）对信号进行分离组合，从而成功接受所有信号
在多径传输中通过多条路径，能与天线数量形成正比来提高无线数据的传输速度
4）天线数量
空间数据流的数量依赖天线的数量，一般使用“a x b:c”或“a x b”来表示无线硬件所使用的天线数量；a表示发送天线或发送的无线信号数量，b表示接收天线或接收无线信号的数量，c表示可利用的最大空间数据流数量
十、干涉
波的干涉：两个以上相同种类的波在某点相遇时，是该点处波的振幅为两个波振幅之和的现象
在无线通信中，不同频率的无线信号均有各自的传输路径，在各个传输路径上进行数据传输的收发，该传输路径称为信道
在无线电波能到达的范围内，如果多个无线LAN系统在同一条信道内进行通信，就会发生干涉现象
十一、无线信道
无限LAN使用2.4GHz和5GHz频带，各频带均带有多条信道，为防止干涉需要将信道设置为内嵌式
十二、天线的种类
| 名称 | 是否定向 | 说明 |
| 全向天线 | 不定向 | 能全方位发送信号 |
| 双极天线 | 不定向 | 使用2根一波长或半波长的细金属棒制成，在接入点作为标准天线使用 |
| 接线天线 | 定向 | 在墙壁或天井展开，向某一方向发信号 |
| 八木天线 | 定向 | 向某一方向的狭窄范围发出强力信号，一般位于道路、隧道等之间连接使用 |
| 抛物面天线 | 定向 | 向某一方向非常狭窄的范围发出强力信号，一般用于长距离办公使用 |