前置知识: Networking

无线网络

5 minIntermediate2026/6/14

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 1802.11b2.4GHz11 Mbps1999
WiFi 2802.11a5GHz54 Mbps1999
WiFi 3802.11g2.4GHz54 Mbps2003
WiFi 4802.11n2.4/5GHz600 Mbps2009
WiFi 5802.11ac5GHz6.93 Gbps2014
WiFi 6802.11ax2.4/5/6GHz9.6 Gbps2020
WiFi 7802.11be2.4/5/6GHz46 Gbps2024

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

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
WEPRC4共享密钥已破解
WPATKIPPSK/802.1X
WPA2AES-CCMPPSK/802.1X
WPA3AES-GCMPSAE/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

接收功率=PtxPloss+Gtx+Grx\text{接收功率} = P_{tx} - P_{loss} + G_{tx} + G_{rx}

  • PtxP_{tx}:发射功率
  • PlossP_{loss}:路径损耗
  • Gtx/GrxG_{tx}/G_{rx}:天线增益

自由空间路径损耗:

FSPL=20log10(d)+20log10(f)+32.44FSPL = 20\log_{10}(d) + 20\log_{10}(f) + 32.44

4.3 容量规划

AP数量=总用户数每AP用户数×冗余系数\text{AP数量} = \frac{\text{总用户数}}{\text{每AP用户数}} \times \text{冗余系数}

场景每AP用户数带宽/用户
办公20~302~5 Mbps
会议40~601~2 Mbps
密集80~1000.5~1 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

漫游延迟技术
普通漫游100~500ms802.11
快速漫游20~50ms802.11r
OKC漫游20~50msOpportunistic 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