[IntelligentThings] 浅谈Wi-Fi技术
戳蓝色字关注IntelligentThings
WiFi到底是什么？
简介
Wi-Fi或者写作WiFi，是Wi-Fi联盟制造商的商标作为产品的品牌认证，是一个创建于IEEE 802.11标准的无线局域网络设备。很多时候，Wi-Fi，被当作IEEE 802.11标准的同义术语。并不是每样符合IEEE 802.11的产品都能申请Wi-Fi联盟认证，缺少Wi-Fi认证的产品并不一定不兼容Wi-Fi设备。
IEEE 802.11的第一个版本发表于1997年，其中定义了介质访问接入控制层和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种无线调频方式和一种红外传输的方式，总数居传输速率设计为2Mbit/s。两个设备之间的通信可以自由直接的（ad hoc）的方式进行，也可以在基站（Base Station,BS)或者访问点（Access Point，AP）的协调下进行。1999年加上了两个补充版本：802.11a定义了一个在5GHz ISM频段上的数据传输速率可以达到54Mbit/s的物理层，802.11b定义了一个在2.4GHz的ISM频段上但数据传输速率高达11Mbit/s的物理层。
2.4GHz的频段为世界上大多数国家通用，因此802.11b得到了最为广泛的应用。苹果公司开发了自己的802.11标准，起名为AirPort。1999年工业界成立了Wi-Fi联盟，致力于解决符合802.11标准的产品的生产和设备兼容性问题。Wi-Fi为制定802.11无线网络的组织，并非代表无线网络。
Wi-Fi年代
Wi-Fi可分为五代。
第一代802.11，1997年制定，只运行于2.4GHz，最快2Mbit/s
第二代802.11b，只运行于2.4GHz，最快11Mbit/s，正逐渐淘汰
第三代802.11g/a，分别运行于2.4GHz和5GHz，最快54Mbit/s
第四代802.11n，可运行于2.4GHz或5GHz，20和40MHz带宽下最快72和150Mbit/s
第五代802.11ac，只运行于5GHz
技术构成
站点（Station），网络最基本的组成部分。
基本服务单元（Basic Service Set，BSS）。网络最基本的服务单元。最简单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态的联结（associate）到基本服务单元中。
分配系统（Distribution System，DS）。分配系统用于连接不同的基本服务单元。分配系统使用的媒介（Medium）逻辑上和基本服务单元使用的媒介是截然分开的，尽管它们物理上可能会是同一个媒介，例如同一个无线频段。
接入点（Access Point，AP）。接入点即有普通站点的身份，又有接入到分配系统的功能。
扩展服务单元（Extended Service Set，ESS）。由分配系统和基本服务单元组合而成。这种组合是逻辑上，并非物理上的──不同的基本服务单元物有可能在地理位置相去甚远。分配系统也可以使用各种各样的技术。
关口（Portal），也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或其它网络联系起来。
这儿有3种媒介，站点使用的无线的媒介，分配系统使用的媒介，以及和无线局域网集成一起的其它局域网使用的媒介。物理上它们可能互相重叠。IEEE802.11只负责在站点使用的无线的媒介上的寻址（Addressing）。分配系统和其它局域网的寻址不属无线局域网的范围。
IEEE802.11没有具体定义分配系统，只是定义了分配系统应该提供的服务（Service）。整个无线局域网定义了9种服务：
5种服务属于分配系统的任务，分别为，联接（Association）、结束联接（Diassociation）、分配（Distribution）、集成（Integration）、再联接（Reassociation）。
4种服务属于站点的任务，分别为，鉴权（Authentication）、结束鉴权（Deauthentication）、隐私（Privacy）、MAC数据传输（MSDU delivery）。
运作原理
Wi-Fi的设置至少需要一个Access Point（ap）和一个或一个以上的client（hi）。AP每100ms将SSID（Service Set Identifier）经由beacons（信号台）数据包广播一次，beacons数据包的传输速率是1 Mbit/s，并且长度相当的短，所以这个广播动作对网络性能的影响不大。因为Wi-Fi规定的最低传输速率是1 Mbit/s，所以确保所有的Wi-Fi client端都能收到这个SSID广播数据包，client可以借此决定是否要和这一个SSID的AP连接。用户可以设置要连接到哪一个SSID。
Wi-Fi系统总是对客户端开放其连接标准，并支持漫游，这就是Wi-Fi的好处。但亦意味着，一个无线适配器有可能在性能上优于其他的适配器。Wi-Fi在空气中传递信号，所以和非交换以太网有相同的特点。近两年，出现一种WIFI over cable的新方案。此方案属于EOC（ethernet over cable）中的一种技术。通过将2.4G wifi射频降频后在cable中传输。此种方案已经在中国小范围内试商用。
关于802.11标准，IntelligentThings在以后的时间里，再详细介绍，对于Wi-Fi技术的介绍，暂时先到这了。
[部分图片和资料来自Wikipedia，IntelligentThings整理]