『Kali 无线渗透02』- IEEE 802.11 无线局域网络通讯标准

802.11 简介

802.11为IEEE（美国电气和电子工程师协会，The Institute of Electrical and Electronics Engineers）于1997年公告的无线局域网络标准，适用于有线站台与无线用户或无线用户之间的沟通连结。

自第二次世界大战，无线通讯因在军事上应用的成果而受到重视，无线通讯一直发展，但缺乏广泛的通讯标准。于是，IEEE在1997年为无线局域网制定了第一个版本标准──IEEE 802.11。其中定义了媒体访问控制层（MAC层）和物理层。物理层定义了工作在2.4GHz的ISM频段上的两种扩频作调制方式和一种红外线传输的方式，总数据传输速率设计为2Mbit/s。两个设备可以自行构建临时网络，也可以在基站（Base Station, BS）或者接入点（Access Point，AP）的协调下通信。为了在不同的通讯环境下获取良好的通讯质量，采用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access/Collision Avoidance）硬件沟通方式。

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达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ISM频段为世界上绝大多数国家通用，因此802.11b得到了最为广泛的应用。苹果公司把自己开发的802.11标准起名叫AirPort。1999年工业界成立了Wi-Fi联盟，致力解决匹配802.11标准的产品的生产和设备兼容性问题。

扩频调制方式
Direct-Sequence Spread-Spectrum (DSSS) - 直序扩频
Frequency Hopping Spread-Spectrum (FHSS) - 跳频扩频

2.4G的优势就来自于它的带宽。所以下面又引出了个新的概念扩频（spread Specturm）。我们需要在两个城市间快递一份包裹（就是我们的遥控指令）如果走50条车道的公路你只能守法的走其中一条，中途不能变道，这样，你遇到堵车的概率就相对很大了。 但是如果你是走有4K 条车道的公路，并且警察规定你可以合法的使用其中的100条或全部路的话。你几乎可以完全不堵车的到达终点。扩频的概念简单的说就是让你的设备使用比需要宽的多的带宽。这样一来，如果有一个窄带的干扰存在的话，只会干扰你的一部分传输能力，如果再使用相应的抗干扰技术，就可以使干扰消除

直序扩频（FHSS）就像是在上述的有4K 条车道的公路上，按照一点规律（或没规律，但事前有约定的方式） 频繁的变换车道行驶。这样遇到堵车的概率就小得多了。如果有一条车道堵车，你被堵的概率就是你所占用总共车道数N分之一。 （我们的GSM 手机就是可以工作在这种模式下，抵抗干扰的时分多址模式）。

跳频扩频（DSSS）。就像是在上述的有4K 条车道的公路上，开车，但是把你车上的包裹平均分成了N多小份，把他们放在N多辆车上走N多条车道同时以相同的速度驶向终点，大家可以想像，即便有一辆条车道堵车，包裹的绝大部分也会被安全送达中点。（我们的CDMA，和WCDMA 手机就是工作在这个模式下的码分多址模式）

扩频公式
c = b + log₂(1 + s/n)

c：无线网络传输数据量
b：无线网络频宽
s：信号强度
n：噪声
s/n：信噪比
由公式可见频宽与信噪比越大，无线传输数据量越大。

红外传输方式
由于传输特性等原因未实现

802.11 主要协议

协议	发布年/月	Op.标准频宽	实际速度（标准）	实际速度（最大）	半径范围（室内）	半径范围（室外）
Legacy	1997	2.4-2.5 GHz	1 Mbit/s	2 Mbit/s	?	?
802.11a	1999	5.15-5.35（室内）/5.47-5.725/5.725-5.875 GHz	25 Mbit/s	54 Mbit/s	约30米	约45米
802.11b	1999	2.4-2.5 GHz	6.5 Mbit/s	11 Mbit/s	约30米	约100米
802.11g	2003	2.4-2.5 GHz	25 Mbit/s	54 Mbit/s	约30米	约100米
802.11n	2009	2.4 GHz or 5 GHz bands	300 Mbit/s（20MHz*4 MIMO）	600 Mbit/s（40MHz*4 MIMO）	约70米	约250米
802.11p	2009	5.86-5.925 GHz	3 Mbit/s	27 Mbit/s	约300米	约1000米
802.11ac	2011.11	5 GHz	433Mbit/s, 867Mbit/s（80MHz，160MHz为可选）	867Mbit/s, 1.73 Gbit/s, 3.47 Gbit/s, 6.93 Gbit/s（8 MIMO，160MHz）	约35米
802.11ad	2009.12	2.4/5/60 GHz	4620Mbps	7Gbps(6756.75Mbps)	约1-10米
802.11ax	2018.12	2.4/5 GHz		10.53Gbps	10米	100米

802.11b (即所谓的高速无线网络或Wi-Fi标准)
工作在2.4GHz频率，规定每个信道频宽为22MHz，有14个重叠的信道，只有三个安全不重叠的信道。
它有时也被错误地标为Wi-Fi。实际上Wi-Fi是无线局域网联盟（WLANA）的一个商标，该商标仅保障使用该商标的商品互相之间可以合作，与标准本身实际上没有关系。

不同区域无线资源策略不同

区域	频宽	信道划分
美国	2.412 GHz – 2.462 GHz	1 - 11
欧洲	2.412 GHz – 2.472 GHz	1 - 13
中国	2.412 GHz – 2.472 GHz	1 - 13
日本	2.412 GHz – 2.484 GHz	1 - 14

信道频率中间值.png

各信道中间值差为5MHz

802.11a
工作在5GHz的频率上，每个信道频宽为20MHz。由于频宽高，可容纳更多的重叠的信道。由于2.4GHz频宽上的影响比较多，微波炉、蓝牙、无绳电话、地铁的一些设备都是工作在2.4GHz频宽上，所以使用802.11a协议可解决上述问题。但是由于设备价格问题，该协议并没有得到广泛的应用。

802.11g
工作在2.4GHz频率上，将最大传输速度提升到与802.11a相同的速度的54 Mbit。每个信道频宽20/22MHz，只要无线网络设备中都支持802.11g协议，则会按照该协议速度传输，若无线网络设备中存在802.11b协议的设备，则整个无线网络全局降速为802.11b的传输速度。

2.4_GHz_Wi-Fi_channels_(802.11b,g_WLAN).png

802.11n
采用MIMO（Multiple-Input Multiple-Output 多进多出通信技术）兼容2.4GHz与5GHz，最高速度可达600 Mbit/s，多天线多无线电波独立收发信号。每个信道频宽20/40MHz。和802.11g协议相同，可实现全局降速。

参考资料

安全牛 - 苑房弘老师 Kali Linux安全测试
https://edu.aqniu.com/course/83
IEEE 802.11百度百科
https://baike.baidu.com/item/IEEE%20802.11/8447947
802.11协议基础知识
https://blog.csdn.net/qq_20448859/article/details/55106621
IEEE 802.11维基百科
https://zh.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11
跳频技术 (FHSS) 及直接序列 (DSSS) 展频技术
http://blog.sina.com.cn/s/blog_3c2bf90a0101r04d.html