无线网络
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无线网络:WiFi标准、WLAN架构、无线安全、无线规划与优化
1. WiFi 标准演进
1.1 主要标准
| 标准 | IEEE | 频段 | 最大速率 | 年份 |
|---|---|---|---|---|
| WiFi 1 | 802.11b | 2.4GHz | 11 Mbps | 1999 |
| WiFi 2 | 802.11a | 5GHz | 54 Mbps | 1999 |
| WiFi 3 | 802.11g | 2.4GHz | 54 Mbps | 2003 |
| WiFi 4 | 802.11n | 2.4/5GHz | 600 Mbps | 2009 |
| WiFi 5 | 802.11ac | 5GHz | 6.93 Gbps | 2014 |
| WiFi 6 | 802.11ax | 2.4/5/6GHz | 9.6 Gbps | 2020 |
| WiFi 7 | 802.11be | 2.4/5/6GHz | 46 Gbps | 2024 |
1.2 WiFi 6 关键技术
| 技术 | 说明 |
|---|---|
| OFDMA | 正交频分多址,多用户并行传输 |
| MU-MIMO | 多用户多入多出 |
| BSS Coloring | 减少同频干扰 |
| TWT | 目标唤醒时间,省电 |
| 1024-QAM | 更高调制效率 |
1.3 WiFi 7 增强
- 320MHz 信道带宽
- 4096-QAM 调制
- 多链路操作(MLO)
- 多RU分配
2. WLAN 架构
2.1 架构类型
| 架构 | 说明 | 适用场景 |
|---|---|---|
| 自治AP | 独立管理 | 小型网络 |
| AC+AP | 集中控制 | 企业网络 |
| 云管理AP | 云端管理 | 分支机构 |
2.2 AC+AP 架构
AP ←→ AC(无线控制器)←→ 核心交换机
↑
CAPWAP 隧道(控制+数据)
CAPWAP 协议:
- 控制隧道:UDP 5246,管理AP
- 数据隧道:UDP 5247,转发数据
2.3 转发模式
| 模式 | 数据路径 | 优缺点 |
|---|---|---|
| 集中转发 | AP→AC→网络 | 安全,AC压力大 |
| 本地转发 | AP→网络 | 性能好,控制弱 |
3. 无线安全
3.1 安全协议
| 协议 | 加密 | 认证 | 安全性 |
|---|---|---|---|
| WEP | RC4 | 共享密钥 | 已破解 |
| WPA | TKIP | PSK/802.1X | 弱 |
| WPA2 | AES-CCMP | PSK/802.1X | 强 |
| WPA3 | AES-GCMP | SAE/802.1X | 最强 |
3.2 WPA3 改进
- SAE(Simultaneous Authentication of Equals):替代 PSK,防离线字典攻击
- 192位安全套件:企业级加密
- OWE(Opportunistic Wireless Encryption):开放网络加密
3.3 802.1X 无线认证
客户端 ←EAPOL→ AP ←RADIUS→ ACS/ISE
EAP 方法:
| 方法 | 说明 |
|---|---|
| EAP-TLS | 证书双向认证 |
| PEAP-MSCHAPv2 | 服务器证书+用户密码 |
| EAP-TTLS | 隧道认证 |
4. 无线规划
4.1 信道规划
2.4GHz 不重叠信道:1、6、11
5GHz 信道:36~165(更多不重叠信道)
信道复用模式:
信道1 信道6 信道11 信道1 信道6
AP1 AP2 AP3 AP4 AP5
4.2 功率控制
- :发射功率
- :路径损耗
- :天线增益
自由空间路径损耗:
4.3 容量规划
| 场景 | 每AP用户数 | 带宽/用户 |
|---|---|---|
| 办公 | 20~30 | 2~5 Mbps |
| 会议 | 40~60 | 1~2 Mbps |
| 密集 | 80~100 | 0.5~1 Mbps |
5. 无线优化
5.1 射频优化
- 自动信道调整
- 自动功率调整
- 射频干扰检测
- 频段引导(Band Steering)
5.2 漫游优化
| 漫游类型 | 延迟 | 技术 |
|---|---|---|
| 普通漫游 | 100~500ms | 802.11 |
| 快速漫游 | 20~50ms | 802.11r |
| OKC漫游 | 20~50ms | Opportunistic Key Caching |
802.11r(快速BSS转换):
预先在AC上缓存密钥,漫游时无需完整认证。
5.3 常见问题排查
| 问题 | 原因 | 解决方案 |
|---|---|---|
| 信号弱 | 距离远/障碍物 | 增加AP/调整位置 |
| 速度慢 | 干扰/拥塞 | 信道调整/5GHz |
| 漫游掉线 | 漫游参数不当 | 启用802.11r |
| 连接失败 | 认证问题 | 检查证书/密码 |