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物聯(lián)網(wǎng)與短距離無線通信技術(shù)[董健]第三章(參考版)

2025-02-23 12:11本頁面
  

【正文】 SUMMARY ? WLAN發(fā)展介紹: ? WLAN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu): Infrastructure/Adhoc/Mesh/WDS ? WLAN安全架構(gòu): WEP/WPA/? WLAN協(xié)議框架: PHY/MAC 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH 。 STA定期醒過來,收聽 Beacon,如果沒有自己的緩存包,則繼續(xù)睡眠。 ? PSP模式: Power Save Polling Mode,設(shè)備通常是關(guān)閉的。 AP給 STA發(fā) Associate Response,內(nèi)容包括狀態(tài)、速率集和關(guān)聯(lián) ID。 AP給 STA發(fā) Authentication消息,回復(fù)鑒權(quán)結(jié)果。 AP給 STA發(fā) Authentication消息,帶 challenge text,質(zhì)詢 STA。 AP給 STA回 Authentication消息,告知鑒權(quán)結(jié)果。 STA收集到的所有的 AP信息,選擇其中一個(gè)進(jìn)行連接。 ? 主動(dòng)掃描: STA在不同信道上主動(dòng)發(fā) Probe Request廣播來探測 AP,包的內(nèi)容包括 SSID。 MAC層 DCF中的 RTS/CTS示例 MAC層管理 掃描 AP ? 通過 Beacon掃描: AP周期性廣播 Beacon消息,內(nèi)容包括 SSID、 BSSID、安全參數(shù)等。因?yàn)?11b的終端不能對 OFDM調(diào)制進(jìn)行 CS, AP/STA需要發(fā)送 CTStoself來通知 11b的終端媒介忙。 ? 多播和廣播幀的發(fā)送不能使用 RTS/CTS機(jī)制。 ? 隱藏站( Hidden STA):當(dāng)存在隱藏站時(shí)(終端能聽到 AP,但某些終端之間互相聽不見),發(fā)生碰撞的概率大大提高,這會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)性能。 ? RTS/CTS:可通過 RTS和 CTS控制幀來進(jìn)行媒介預(yù)留,也可以通過在數(shù)據(jù)幀中攜帶duration信息的方式來預(yù)留。以保證高負(fù)荷情況下性能穩(wěn)定性。 ? 競爭成功:只有媒介空閑時(shí)退避計(jì)數(shù)才遞減,遞減到 0時(shí)即獲得媒介訪問權(quán)。 ? 媒介空閑: PHY層檢測到媒介持續(xù) DIFS沒有使用,則認(rèn)為媒介進(jìn)入空閑狀態(tài)。 ? HCF:支持 EDCA和 HCCA,分別用于基于競爭的媒介分配和收控的媒介分配。 ? PCF:可選功能,只適合于 AP架構(gòu)。 MAC層 MAC管理幀 :用于完成鑒權(quán)和關(guān)聯(lián)操作,都是 3地址格式。 ? 地址格式包括 3地址格式和 4地址格式。圖中紅色所示。圖中藍(lán)色所示。圖中黑色所示。 AP MAC層 MAC幀 : MAC幀( MPDU)包括數(shù)據(jù)幀、控制幀和管理幀。 ? 排序功能 :因?yàn)榇嬖谥貍骱蛢?yōu)先級隊(duì)列,需要接收端進(jìn)行排序來保證 MAC層的按序傳遞特性。沖突退避機(jī)制通過隨機(jī)的退避窗口可將沖突概率將到最低。 ? 支持 MAC層的確認(rèn) :因?yàn)闊o線鏈路可靠性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于以太網(wǎng), MAC層重傳比上層重傳效率高。 MAC層 MAC層功能 :使用物理層的服務(wù)為上層提供類似以太網(wǎng)的 MAC功能,并針對無線的特點(diǎn)進(jìn)行了修改。 ? 速率 :支持的接收速率表、支持的發(fā)送速率表。 ? 發(fā)射功率參數(shù) :各功率等級、當(dāng)前發(fā)射功率等級。 PHY層 PHY層 PHY層管理 物理層的層管理 :主要獲取和設(shè)置物理層的參數(shù) ? 物理層操作參數(shù) :包括物理層類型、支持的規(guī)則區(qū)域列表、當(dāng)前規(guī)則區(qū)域。 ? 編碼調(diào)制 : OFDM,調(diào)制方式有 BPSK/QPSK/16QAM/64QAM。 PHY層 : OFDM。 ? 編碼調(diào)制 :支持 5種方式,其中 ERPDSSS用于 1Mbps和 2Mbps, ERPCCK用于 11Mbps, ERPOFDM用于 6/9/12/18/24/48/54Mbps速率。 PHY層 : ERP。 ? 編碼調(diào)制 :采用 DSSSCCK調(diào)制編碼。 PMD子層 PLCP子層 MAC子層 層管理 物理層 LLC 數(shù)據(jù)鏈路層 PHY層 : HR/DSSS。 ? MAC( Medium Access Control) :媒介接入控制層,提供標(biāo)準(zhǔn)的 MAC服務(wù)。 小節(jié)提綱 ? WLAN協(xié)議介紹 ? 協(xié)議框架 ? PHY層 ? PHY層管理 ? MAC層 ? MAC層管理 協(xié)議框架 MAC子層。 中國 WLAN運(yùn)營商市場加速啟動(dòng) :這將造就世界上最大的 WLAN市場, 4大運(yùn)營商都是 WAPI聯(lián)盟的成員,其中中國移動(dòng)和中國電信的 WLAN設(shè)備規(guī)范都將 WAPI作為必須支持的功能。 ? 國內(nèi) WAPI/WPA雙模應(yīng)用的成功機(jī)會(huì)尚存 中國政府的大力支持 :自主創(chuàng)新的大環(huán)境需要,信息安全的需要。 WiFi聯(lián)盟的實(shí)力強(qiáng)大 :相比 WAPI產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,成員 300 : 48,認(rèn)證產(chǎn)品 4000 : 100。 加密算法: 鑒權(quán)和密鑰協(xié)商過程采用了非對稱的 ECC加密算法,報(bào)文加密采用了對稱的 SMS4塊加密算法,這些高強(qiáng)度算法確保無線網(wǎng)絡(luò)的安全性。終端和 AP都采用證書方式互相鑒權(quán),鑒權(quán)在中心服務(wù)器 ASE上完成。 ? WAPI安全架構(gòu): 由 WAI(接入鑒權(quán))和 WPI(通信加密)組成。 ? 各國的安全標(biāo)準(zhǔn): 美國加密標(biāo)準(zhǔn)是 AES,中國 WLAN安全標(biāo)準(zhǔn)是 WAPI,歐洲安全標(biāo)準(zhǔn)是NESSIE。 相當(dāng)于 IEEE 。 ? 僅 APSTA需要使用多播, STA到 AP的均為點(diǎn)播包。 ? 對于 PSK鑒權(quán), PMK = PSK = PBKDF2(PassPhrase, ssid, ssidLength, 4096, 256) WPA/WPA2 (階段三): Group Key Hierarchy ? GMK由 AP隨機(jī)生成,通過 GMK(周期性)生成 GTK, GTK用于多播包的加密和完整性檢查。 WPA/WPA2 (階段三): Pairwise Key Hierarchy ? PMK生成臨時(shí)密鑰, PTK用于點(diǎn)播包的加密, PTK可周期性更新。 ? 第 2步:使用 MK(或 PSK)作為 PMK,通過 EAPOLKey消息完成 PTK/GTK的派生和分發(fā)。 ? 認(rèn)證成功后, STA和 AS生成了主密鑰 MK, AS通過 RADIUS將 MK分發(fā)給 AP。 WPA/WPA2 (階段二): ? AP觸發(fā),啟動(dòng) ,認(rèn)證過程在 STA與 AS之間進(jìn)行, AP負(fù)責(zé)協(xié)議轉(zhuǎn)發(fā)。 ? 進(jìn)行關(guān)聯(lián)流程, STA將自己的安全策略告知 AP,協(xié)商達(dá)成一致后,則關(guān)聯(lián)成功。 WPAPSK流程: ? 階段一:相同 ? 階段二:無 ? 階段三:使用 PSK作為 PMK,其他相同 ? 階段四:相同 WPA/WPA2 (階段一):關(guān)聯(lián)過程 ? STA通過 Probe流程(或偵聽 Beacon),獲得 AP的安全策略信息。 ? 階段三: AS給 AP分發(fā)主密鑰 MK, STA/AP之間根據(jù) MK生成點(diǎn)播 /多播臨時(shí)密鑰( PTK/GTK)。 AAAA03 000000888E Protocol Version (1 byte) Pack
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