Wi-Fi(无线上网)

WIFI 标准和发展版本

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随着最新的 802.11 ax 标准发布，新的 WiFi 标准名称也将定义为 WiFi6，因为当前的 802.11 ax 是第六代 WiFi 标准了，WiFi 联盟从这个标准起，将原来的 802.11 a/b/g/n/ac 之后的 ax 标准定义为 WiFi6，从而也可以将之前的 802.11 a/b/g/n/ac 依次追加为 WiFi1/2/3/4/5。

2.4GHz 频段支持以下标准（802.11b/g/n/ax），5GHz 频段支持以下标准（802.11a/n/ac/ax），由此可见，802.11n/ax 同时工作在 2.4GHz 和 5GHz 频段，所以这两个标准是兼容双频工作。

WiFi 版本 WiFi 标准 发布时间 最高速率 工作频段
WiFi 6 IEEE 802.11ax 2019 年 11Gbps 2.4GHz 或 5GHz
WiFi 5 IEEE 802.11ac 2014 年 1Gbps 5GHz
WiFi 4 IEEE 802.11n 2009 年 600Mbps 2.4GhHz 或 5GHz
WiFi 3 IEEE 802.11g 2003 年 54Mbps 2.4GHz
WiFi 2 IEEE 802.11b 1999 年 11Mbps 2.4GHz
WiFi 1 IEEE 802.11a 1999 年 54Mbps 5GHz
WiFi 0 IEEE 802.11 1997 年 2Mbps 2.4GHz
2.4GHz（802.11b/g/n/ax），5GHz（802.11a/n/ac/ax）

IEEE 802.11ac（Wave 2）MU-MIMO 无线网络传输技术

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随着 802.11ac 2.0（Wave2）标准的出现，MU-MIMO 技术被引入其中，很好的解决了无线路由器一次只能和一个终端通信的问题。

什么是 MU-MIMO 技术？

MU-MIMO 是 “Multi-User Multiple-Input Multiple-Output” 的缩写，即多用户多入多出技术。顾名思义，MU-MIMO 是一种可以让无线路由器同时与多个终端设备沟通的技术，是 WiFi 技术标准 802.11ac Wave 2 的最重要特性之一，它能有效改善网络资源利用率，令我们的上网体验效果更佳。

MU-MIMO：让无线路由器能力大幅提升。

MU-MIMO 改变 WiFi 网络的运行方式，改善网络资源利用率，显著提高网络总吞吐量和总容量，将终端上网速度大幅提升。另外，这个技术基于支持多用户的优势，路由器同时与多部设备同时进行数据传输，在相同接入终端数量的情况下，增加了每个终端的可利用带宽，缩短各设备等待信号的时间，大幅度提升网速，从而令上网体验效果更佳。

MU-MIMO 技术模拟传输效果如下：

实际速度取决于 WiFi 发送设备和接收设备的支持与兼容性。

路由器需要支持以下特性才会发挥最佳网络速度传输：

1、经由 SRRC 认证的路由器设备
2、双频（2.4G & 5G）千兆传输速度
3、搭载 BROADCOM 芯片
4、MU-MIMO 技术

IEEE 802.11 a/b/g/n/ac 2.4GHz/5GHz 无线局域网

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1、Wi-Fi 和 WLAN 的区别

Wi-Fi 是基于 IEEE 802.11 标准的 WLAN，也是一个无线网络通信技术的品牌，由 Wi-Fi 联盟所持有。目的是改善基于 IEEE 802.11 标准的无线网路产品之间的互通性。有人把使用 IEEE 802.11 系列协议的局域网就称为无线保真，甚至把 Wi-Fi 等同于无线网际网路（Wi-Fi 是 WLAN 的重要组成部分）。

WLAN（Wireless Local Area Network，无线局域网）有许多标准协议，如 IEEE 802.11 协议族、HiperLAN 协议族等，WLAN 的连接原理是利用射频技术（RF, Radio Frequency），使用电磁波，取代旧式的双绞铜线（Coaxial）所构成的有线局域网络，在空中进行通信连接。

2、频段、信道、带宽

【工作频段】将频率划分成多段，如 2.4GHz 频段（2.412GHz-2.484GHz）
【无线信道】将频段划分成多个信道，信道是用于传输无线电波信号的通道，一个信道在同一时间内只有一台设备能发送信号。
【信道带宽】模拟信道的带宽 W=f2-f1，f2 信道能通过的最高频率，f1 为信道能通过的最低频率。带宽越大，数据传输速率越大。

3、IEEE 802.11 常见的技术标准

标准 工作频段 理想速率 信道带宽
802.11 2.4 GHz 2Mbps 20MHz
802.11a 5GHz 54Mbps 20MHz
802.11b 2.4 GHz 11Mbps 20MHz
802.11g 2.4 GHz 54Mbps 20MHz
802.11n 2.4 GHz 或 5 GHz 72Mbps(1×1, 20MHz)

150Mbps(1×1, 40MHz)

288Mbps(4×4，20MHz)

600Mbps(4×4, 40MHz)

 20MHz/40MHz(信道绑定)
802.11ac 5 GHz 433Mbps(1×1, 80MHz)

867Mbps(1×1,160MHz)

6.77Gbps(8×8,160MHz)

 40MHz/80MHz/160MHz

①从 802.11n 开始引入了 MIMO 多入多出技术，基站和终端同时使用多重天线收发信号，以此增加数据传输速率和准确性。4×4 表示无线网络的基站有 4 根天线发射数据，用户终端有 4 根天线接收数据。
②802.11ac 虽然只是 5G 标准，但大主流 802.11ac 设备都采用双频设计，能同时发送两个信号，5G 频段支持 802.11ac，2.4G 频段向下兼容 802.11b/g/n。

4、2.4GHz 频段介绍

  • 中心频率范围 2.412GHz – 2.484GHz
  • 共划分 14 个信道，中国可用 13 个信道（1-13），美国可用 11 个信道（1-11）
  • 信道有效带宽 20MHz，实际带宽 22MHz，其中 2MHz 为隔离频带
  • 相邻信道中心频点间隔 5MHz，相邻的多个信道存在频率重叠，相互不干扰的信道有三组（1、6、11 或 2、7、12 或 3、8、13）

5、5GHz 频段介绍

  • 中心频率范围 4.915GHz – 5.865GMz
  • 共划分约两百个信道，各国可用信道可参考：https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_WLAN_channels

6、2.4G 和 5G Wi-Fi 比较

频段 2.4G 5G
优点 信号强，衰减小，穿墙强，覆盖距离远 带宽较宽，速度较快，干扰较少
缺点 带宽较窄，速度较慢，干扰较大 信号弱，衰减大，穿墙差，覆盖距离近

①5G Wi-Fi 由于频率高，则电磁波的能量强，穿透能力（不变方向）强，信号穿透会损失很大能量，因此在传播过程衰减较大，传播距离较近。

无线路由器的安全认证方法和加密算法配置 WEP WPA/WPA2 TKIP/AES

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WEP

WEP（Wired Equivalent Privacy，有线等效保密），是世界上使用最广泛的 Wi-Fi 安全算法。因为历史的缘故，以及向后兼容的原因，很多路由器的控制面板中，用户会发现该算法位于加密类型选择菜单的首位。
WEP 于 1999 年 9 月被批准作为 Wi-Fi 安全标准。即使在当时那个年代，第一版 WEP 的加密强度也不算高，因为美国对各类密码技术的限制，导致制造商仅采用了 64 位加密。当该限制解除时，加密强度提升至 128 位。尽管后来还引入了 256 位 WEP 加密，但 128 位加密仍然是最常见的加密。
尽管经过了修订算法，加长密钥等升级，但是随着时间的推移，人们发现了 WEP 标准的许多漏洞，随着计算能力的提高，利用难度也越来越低。早在 2001 年，就已经有相关漏洞的 POC 验证测试，2005 年美国联邦调查局发布了公开演示（以增强人们对 WEP 标准缺陷的认识），他们使用公开的免费软件在几分钟内就破解了 WEP 的密码。Wi-Fi 协会于 2004 年宣布 WEP 正式退役。

WPA

WPA（Wi-Fi Protected Access，Wi-Fi 网络保护访问），因为 WEP 加密标准频出漏洞， Wi-Fi 协会推出了 WPA 加密标准。该标准于 2003 年正式启用，正是 WEP 正式退役的前一年。WPA 设置最普遍的是 WPA-PSK（预共享密钥），而且 WPA 使用了 256 位密钥，明显强于 WEP 标准中使用的 64 位和 128 位密钥。
WPA 标准作出了一些重大变革，其中包括消息完整性检查（确定接入点和客户端之间传输的数据包是否被攻击者捕获或改变），和临时密钥完整性协议（TKIP）。 TKIP 采用的包密钥系统，比 WEP 采用的固定密钥系统更加安全。 TKIP 协议最后为高级加密标准（AES）所取代。
尽管 WPA 较之于 WEP 是有了很大的改善， WPA 标准仍然不够安全。 TKIP 是 WPA 的核心组件，设计初衷是全为对现有 WEP 设备进行固件升级。因此， WPA 必须重复利用 WEP 系统中的某些元素，最终也被黑客利用。
与 WEP 遭遇相同，通过 POC 验证和公开演示也被证明易受攻击。有趣的是，对 WPA 的攻击过程中，通常不是直接对 WPA 算法进行攻击（虽然此类攻击已经成功），而是对 WPA 推出的一个补充系统 —— Wi-Fi 保护设置（WPS），该设计的目的是为了方便建立连接。
TKIP：Temporal Key Integrity Protocol（临时密钥完整性协议），这是一种旧的加密标准。

WPA2

WPA2（Wi-Fi Protected Access II，Wi-Fi 网络保护访问第二代），WPA 标准于 2006 年正式被 WPA2 取代。 WPA 和 WPA2 之间最显着的变化之一是强制使用 AES 算法和引入 CCMP（计数器模式密码块链消息完整码协议）替代 TKIP 。
目前， WPA2 系统的主要安全漏洞很不起眼（漏洞利用者必须进行中间人模式攻击，从网络内部获得授权，然后延续攻击网络上的其它设备）。因此， WPA2 的已知漏洞几乎都限制在企业级网络，所以，讨论 WPA2 在家庭网络上是否安全没有实际意义。
不幸的是， WPA2 也有着 WPA 同样的致使弱点， Wi-Fi 保护设置（WPS）的攻击向量。尽管攻击 WPA/WPA2 保护的网络，需要使用现代计算机花费 2 至 14 小时持续攻击，但是我们必须关注这一安全问题，用户应当禁用 WPS（如果可能，应该更新固件，使设备不再支持 WPS ，由此完全消除攻击向量）。
AES：Advanced Encryption Standard（高级加密标准），安全性比 TKIP 好，推荐使用。

以下为推荐的 Wi-Fi 网络加密方式和加密算法，安全性从上到下依次降低：

WPA2 +  AES ★★★★☆
WPA  +  AES ★★★☆
WPA  +  TKIP/AES ★★☆
WPA  +  TKIP ★☆
WEP ☆

WPA：Wi-Fi Protected Access，Wi-Fi 网络安全接入

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WPA：（Wi-Fi Protected Access，Wi-Fi 网络安全接入），由 Wi-Fi 联盟（Wi-Fi Alliance）这个业界团体建立的，他们拥有 Wi-Fi 这个名词的商标，并且会检验要使用 Wi-Fi 这个名词的设备以核发证书。它是应研究者在前一代的系统有线等效加密（WEP）中找到的几个严重的弱点而产生的。

WPA 加密方式目前有四种认证方式：WPA、WPA-PSK、WPA2、WPA2-PSK。
采用的加密算法有两种：AES（Advanced Encryption Standard 高级加密算法）和 TKIP（Temporal Key Integrity Protocol 临时密钥完整性协议）。

WPA：WPA 用来替代前一代的系统有线等效加密（WEP），继承了 WEP 的基本原理而又弥补了 WEP 的缺点。
WPA-PSK：WPA-PSK 适用于个人或普通家庭网络，使用预先共享密钥，秘钥设置的密码越长，安全性越高。WPA-PSK 只能使用 TKIP 加密方式。
WPA2：WPA2 是 WPA 的增强型版本，与 WPA 相比，WPA2 新增了支持 AES 的加密方式。
WPA2-PSK：WPA2-PSK 与 WPA-PSK 类似，适用于个人或普通家庭网络，使用预先共享密钥，支持 TKIP 和 AES 两种加密方式。

// WPA-PSK：预先共享密钥 Wi-Fi 保护访问

简单说说 WLAN 与 WiFi 的关系

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一、WLAN：（Wireless Local Area Networks，无线局域网络），是一种利用射频（Radio Frequency,RF）技术进行据传输的系统。WLAN 使用 2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）无线电广播频段通信。早期 WLAN 的 802.11a 标准使用 5GHz 频段，支持的最大速度为 54Mbps，而 802.11b 和 802.11g 标准使用 2.4GHz 频段，分别支持最大 11Mbps 和 54Mbps 的速度，目前 802.11n 标准使用 2.4GHz 频段，支持最大 350Mbps 的速度 。

二、WiFi：（Wireless Fidelity，无线保真技术），是一个基于 IEEE 802．11 系列标准的无线网路通信技术的品牌，目的是改善基于 IEEE 802.11 标准的无线网路产品之间的互通性，由 Wi-Fi 联盟（Wi-Fi Alliance）所持有，简单来说 Wi-Fi 就是一种无线联网的技术，以前通过网络连接电脑，而现在则是通过无线电波来连网。

三、WiFi 就是 WLANA（无线局域网联盟）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，但因为 WiFi 主要采用 802.11b 协议，因此人们逐渐习惯用 WIFI 来称呼 802.11b 协议。WiFi 是 WLAN 的一个标准，WiFi 包含于 WLAN 中，属于采用 WLAN 协议中的一项新技术。

Bluetooth vs. Wi-Fi（IEEE 802.11）

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一、蓝牙和 Wi-Fi（使用 IEEE 802.11 标准的产品的品牌名称）有些类似的应用：设置网络、打印、或传输文件。Wi-Fi 主要是用于替代工作场所一般局域网接入中使用的高速线缆的。这类应用有时也称作无线局域网（WLAN）。蓝牙主要是用于便携式设备及其应用的。这类应用也被称作无线个人域网（WPAN）。蓝牙可以替代很多应用场景中的便携式设备的线缆，在能够应用于一些固定场所，如智能家庭能源管理（如恒温器）等。

二、Wi-Fi 和蓝牙的应用在某种程度上是互补的。Wi-Fi 通常以接入点为中心，通过接入点与路由网络里形成非对称的客户机-服务器连接。而蓝牙通常是两个蓝牙设备间的对称连接。蓝牙适用于两个设备通过最简单的配置进行连接的简单应用，如耳机和遥控器的按钮，而 Wi-Fi 更适用于一些能够进行稍复杂的客户端设置和需要高速的应用中，尤其像通过存取节点接入网络。但是，蓝牙接入点确实存在，而且 Wi-Fi 的点对点连接虽然不像蓝牙一般容易，但也是可能的。Wi-Fi Direct 是最近开发的、为 Wi-Fi 添加了类似蓝牙的点对点功能。