WiFi - IEEE 802.11 무선 랜

🌏 WiFi : IEEE 802.11 무선 랜

현재 널리 사용되며, 현재까지 가장 성공적인 무선랜 기술

• YMMV(Your Miledge May Vary) : 실제 데이터 전송률은 표와 다르다.

 

📃  위 표준 요약들의 공통점

1. CSMA/CA 매체 접속 프로토콜 사용
2. 동일한 링크 계층 프레임 구조 사용
3. 전송 거리를 증가시키기 위해 전송률을 감소시킴
4. 이전 표준기술과 호환성을 가짐

⦁  2.4GHz 대역

비허가 주파수 대역이며 같은 주파수 대역의 무선전화 및 전자레인지와 경쟁

 

⦁  5 GHz 대역

전송 거리가 더 짧고 다중경로 전파의 영향을 많이 받는다. (같은 전력수준 이라면)

 

⦁  802.11n과 802.11a

 MIMO(multiple-input multiple-output) 안테나 사용 - 송수신에 안테나가 2개씩 있음

 

⦁   802.11ac 

스마트 안테나 사용 (여러곳에 동시 전송, 수신자 방향 조절가능) (간섭이 줄고, 같은 데이터 전송률에서 도달 거리 향상)

 

🌏 802.11 구조 (BSS 단위)

• BSS는 하나 이상의 무선 스테이션과 하나의 중앙 기지국(AP)로 구성
• 무선 기지국과 AP들은 MAC주소(6바이트)를 가진다. (MAC 주소는 어댑터(네트워크 인터페이스 카드) 펌웨어에 저장됨)
• 네트워크 관리자가 AP를 설치할 때, AP에 하나 또는 두 워드의 SSID(Service Set Identifier)와 채널 번호를 할당한다.
• WIFI 정글 : 여러 개의 강한 신호의 AP가 존재하는 것
• AP들은 SSID와 MAC 주소가 포함된 ‘비컨 프레임’을 보내 무선 호스트 펌웨어나 소프트웨어 설계자에 의해 선택된다.

• 수동적 스캐닝 : 비컨 프레임을 수신하여 채널을 찾을 때
• 능동적 스캐닝 : AP에 탐사용 프로브 프레임을 보내고 응답이 오면, AP에 결합 메시지 보냄 (두 번의 핸드셰이킹)

• AP와 결합하고나면 서브넷 IP를 얻기위해 DHCP 발견 메시지를 보낸다. 그리고 IP주소를 얻는다.
• AP에 결합할 때 인증해야하는 경우 : MAC주소로 인증하거나 사용자 이름과 암호를 통해 인증한다.
• AP와 인증서버를 분리한다는 것을 알 수 있고, 이 인증서버는 RADIUS나 DIAMETER 같은 프로토콜을 사용한다.

🌏 802.11 프레임 구조

• 프레임의 페이로드는 IP 데이터그램과 ARP 패킷을 포함한다.
• 수신한 프레임의 비트 오류를 검출할 수 있도록 CRC를 포함한다.
• 4개의 주소 필드를 가지고 있다. (송신 MAC 주소, 수신 MAC 주소, 라우터 인터페이스 MAC 주소(BSS를 라우터와 연결시킴))
• Sequence Number : 새로 전송된 프레임과 재전송된 프레임을 순서번호로 구별
• Duration : 데이터 프레임 + RTS + CTS
• Frame control : (WEP 필드는 암호화 사용 여부)

✔ 기업이나 학교에서 여러 개의 BSS를 사용할 때

• AP들은 라우터가 아닌 스위치로 연결되어 있고, 모든 기지국은 동일한 IP를 사용한다.
• 한 개의 AP로부터 멀어질 때, 신호가 더 강한 AP의 비컨 프레임을 받게 되고 TCP세션을 유지한채로 새로운 AP와 결합하게 된다.
• SSID(와이파이 네트워크 이름)는 대부분 같은 것을 쓰게 된다.
  이것을 ‘핸드오프’라고 부른다.
• 스위치가 핸드오프를 아는 방법
  • 간혹 일어나는 이동 : 자체학습 기능을 통해 자동으로 포워딩 테이 들 구성
  • 빈번한 이동 : 개발중
  
  
  

✔ 전송률 적응 기능

좋은 상태이면 전송률을 높이고, 나쁜 상태이면 전송률을 낮춘다 - 탐색

✔ 전력 제어

• 휴면 상태(sleep state)
  전력 제어 비트 1(수면 모드)을 AP에 알림 -> 나중에 전송하기 위해 버퍼에 저장
• 동작 상태(wake state)
  AP가 비컨 신호를 보내기 전에 깨어남 -> 버퍼되어있는 프레임 받음

🌏 PAN : 블루투스와 지그비

• 블루투스 (IEEE 802.15.1) (Wireless Personal Area Network)
  • 블루투스 관련 문서 : TDM(시간 슬롯) 방식, 주파수 홉핑 방식(시간에 맞춰 변화하는 주파수 스펙트럼으로 데이터 전송 수행)
  • 네트워크 : 애드 혹 네트워크, 8개의 활성 노드로 이루어진 피코넷에서 하나의 마스터가 시간을 결정해 나머지를 관할한다.
    
    
• 802.11이 고전력, 중간 범위, 고속 “접근” 기술 이라면,
  802.15.1은 무선키보드, 마우스, 셀룰러폰, 스피커 등을 연결하는 저전력, 작은 범위, 저속의 “케이블 대체” 기술이다.
• 지그비 (IEEE 802.14.5)
• 온도 및 조명 센서, 보안 장비, 벽의 스위치 등 블루투스보다 더 저전력, 저속, 저사용률 이다.