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  • 淺談Wi-Fi連接過程背后的原理
    淺談Wi-Fi連接過程背后的原理
  • 淺談Wi-Fi連接過程背后的原理
  •   發布日期: 2020-05-18  瀏覽次數: 1,549

    概述

    Wi-Fi是無線局域網的一個標準,它依賴無線電來傳輸信號,但無線電本身是開放的,不能像有線網絡那樣誰都可以任意的連接使用。Wi-Fi定義了連接的過程分下面三部分:

     

    1 掃描

    就是發現Wi-Fi熱點(或無線路由器)的的存在

    2 認證

    通過身份認證才能連接。

    3 關聯

    把AP熱點和終端進行連接。

    掃描過程

    Wi-Fi的掃描分為被動掃描和主動掃描兩種

    1 被動掃描

    這時候是無線網絡終端(手機或電腦)處于接收狀態,掃描所有的可用無線信道,就像打開收音機旋轉調諧旋鈕一樣,接收不同信道的無線AP發送的beacon信令

    淺談Wi-Fi連接過程背后的原理


    被動掃描

    如上圖所示,電腦在網絡下,會受到不同的AP(無線路由器)發來的beacon信號,在beacon信號里面有路由器的SSID(Wi-Fi名稱)信息,這時候,手機或電腦上的Wi-Fi欄內就會顯示出對應的Wi-Fi名稱來了。

    淺談Wi-Fi連接過程背后的原理

    上圖是在電腦上抓的beacon報文,第一列是無線路由器的mac地址,可以看到有很多不同的無線路由器在附近。每個beacon報文里面包含了SSID的消息。

    beacon的發送是有間隔的,一般默認是100ms,就是0.1s,但有時候也會設置比較長的時間。這時候就要等待很久才能發現附近的無線路由器。

    2.主動掃描

    主動掃描就是無線終端(手機或電腦等)主動去發送探測幀,等待附近的無線AP響應探測幀。


    主動掃描

    上圖就是顯示電腦主動發送探測幀(prob request),這時候無線路由器就會回應探測幀(prob response)

    主動掃描會迅速的發現附近的路由器,相對掃描接受要快的多。

    認證

    這一步是要監測客戶端的合法性,現在的Wi-Fi協議有鏈路認證和接入認證兩種,鏈路認證和接入認證相當于兩道門,檢測接入的用戶是否是合法的。

    上圖就是現在Wi-F支持的認證方式,WEP是淘汰的技術,現在主要使用的是WPA2-psk(家庭或小型場所)WPA2-802.1x (企業版)

    關聯

    關聯就是把客戶端和無線AP聯系起來,相當于最后發一個通行證。客戶端發送assoc requese,AP返回asso response。

    如上圖所示,關聯過程結束基本就是正常的通信了。

    上述過程僅僅是早期的標準,由于早期設計的認證是鏈路認證,有著不能克服的缺點,后來又設計了WPA認證方式,WPA認證是在關聯結束過程之后,才做的認證,所以叫接入認證。舉個例子,用網線上網,第一步是把網線接到交換機上,這一步是鏈路認證,沒有網管是不會給你接入的。但網線連接上了僅僅是相當于網卡燈亮了,電腦分配了IP地址,關聯到網絡了。但還需要使用用戶名和密碼撥號上網,這時候就是相當于接入認證了。


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