android wlansubsystem 解析 之基本概念

我在写binder的同时也写wlan相关的专题，这个对我来说相对容易一些。毕竟这才是我的工作内容。binder 估计是android中最复杂的东西吧。在这一节中我主要先讲一些基本的概念。为后面的打下一些基础。那开始进入正题。

wlan 包括如下一些基本概念：

 无线网络协议
 wpa/wpa2
 wlan与wifi

我个人认为学习wlan之前需要了解一些基本的无线网络协议的概念，知道不同无线协议之间的差别。好像我们HTC招关于wlan driver 工程师的时候比较关心这一点。他认为这能考察一个人的掌握基本知识的素养。wpa和wpa2 这个概念是必须掌握的。然后就是wlan和wifi的关系了。很多人认为wlan和wifi就是同一个概念。我想这是错误的，不争缺的。那他们究竟有什么区别呢，后文会慢慢道来。

无线网络协议

无线网络协议一般包括IEEE802.11 系列协议，它具体包括最开始的（后文把IEEE省略）802.11，和802.11a/b/e/g/h/i.....等等。我重点说说802.11a/b/e/g/h/i。

802.11a
高速WLAN协议，使用5G赫兹频段。最高速率54Mbps，实际使用速率约为22-26Mbps。有较强的抗干扰的能力和较快的传输速率。由于使用的较高的频段，因此传输距离大打折扣。与802.11b不兼容，是其最大的缺点。

802.11b
目前最流行的WLAN协议，使用2.4G赫兹频段。最高速率11Mbps，实际使用速率根据距离和信号强度可变 （150米内1-2Mbps，50米内可达到11Mbps）。802.11b的较低速率使得无线数据网的使用成本能够被大众接受。另外，通过统一的认证机构认证所有厂商的产品，802.11b设备之间的兼容性得到了保证。兼容性促进了竞争和用户接受程度。缺点是已经 呈现出无法满足用户需要的颓势。

802.11e
基于WLAN的QoS协议，通过该协议802.11a,b,g能够进行VoIP。也就是说，802.11e是通过无线数据网实现语音通话功能的协议。该协议将是无线数据网与传统移动通信网络进行竞争的强有力武器。

802.11g
由于 802.11b 和 802.11a 都不能令人满意， IEEE 制定了新的 802.11g 标准。目前还有最新的 802.11g 技术已经投入应用，和 802.11a 相比， 802.11g 在提供了同样 54Mbps 的高速下，采用了与 802.11b 相同的 2.4GHz 频段，因而解决了升级后的兼容性问题。同时 802.11g 也继承了 802.11b 覆盖范围广的优点，其价格也相对较低。当用户过渡到“ g 网”时，只需购买相应的无线 AP 即可，而原有的 802.11b 无线网卡则可继续使用，灵活性较 802.11a 要强得多。802.11g 的优势可以概括为：拥有 802.11a 的速度，同时安全性又优于 802.11b ，而且还能与后者兼容。但存在问题是 802.11g 与 802.11b 一样都使用三个频道，通信线路过少，所以安全性比  802.11a 还是略逊一筹。

802.11h
　　802.11h是802.11a的扩展，目的是兼容其他5G赫兹频段的标准，如欧盟使用的HyperLAN2。

802.11i
　　802.11i是新的无线数据网安全协议，已经普及的WEP协议中的漏洞，将成为无线数据网络的一个安全隐患。802.11i提出了新的TKIP协议解决该安全问题。

当然，还有其他802.11系列的协议，但这里只是简单的说一下常见的。不过有个概念得普及一下，有人肯定会问，这些协议究竟工作在什么样的层次，或者是在osi 中处于一个什么位置。我简要的说一下，IEEE 802.11主要的标准范畴分为媒介层(MAC)与物理层(PHY)，套用过来，前者就是OSI的数据链路层中的媒体访问控制子层，后者直接就对应OSI的物理层。我们耳熟能详的IEEE 802.11a/b/g，主要是以PHY层的不同作为区分，所以它们的区别直接表现在工作频段及数据传输率、最大传输距离这些指标上。而工作在媒介层的标准——IEEE 802.11e/f/i则被整个IEEE 802.11族所共用。现在大家因该就能更好的理解了。

WPA/WPA2

wpa
WiFi Protected Access,是一种保护无线电脑网络(Wi-Fi)安全的系统. WPA 实现了IEEE802.11i标准的大部分,是802.11i 完备之前替代 WEP 的过渡方案.
wpa2
是经由 Wi-Fi 联盟验证过的IEEE802.11i标准的认证形式.

WPA是一种基于标准的可互操作的WLAN安全性增强解决方案，可大大增强现有以及未来无线局域网系统的数据保护和访问控制水平。WPA源于正在制定中的IEEE802.11i标准并将与之保持前向兼容。部署适当的话，WPA可保证WLAN用户的数据受到保护，并且只有授权的网络用户才可以访问WLAN网络。由于WEP业已证明的不安全性，在802.11i协议完善前，采用WPA为用户提供一个临时性的解决方案。该标准的数据加密采用TKIP协议(Temporary Key Integrity Protocol)，认证有两种模式可供选择，一种是使用802.1x协议进行认证；一种是称为预先共享密钥PSK(Pre-Shared Key)模式。WPA2的加密 方式CCMP。我还得讲讲wpa/wpa2 的两种认证模式，后面可能会提到。因此先在这儿提一下。WPA2有两种风格：WPA2个人版和WPA2企业版。WPA2个人版又指预共用密钥模式（pre-shared key，PSK），他设计的目的给负担不起 802.1X 验证服务器的成本和复杂度的家庭和小型公司网络用的，每一个使用者必须输入密语来取用网络，而密语可以是 8 到 63 个 ASCII 字符、或是 64 个16进位数字（256位元）。使用者可以自行斟酌要不要把密语存在电脑里以省去重复键入的麻烦，但密语一定要存在 Wi-Fi 取用点里。Wi-Fi 联盟也发布了在 WPA 及 WPA2 企业版的认证计划里增加 EAP（可扩充认证协定）的消息，这是为了确保通过 WPA 企业版认证的产品之间可以互通。

Wlan与Wifi

Wlan 即Wireless Local Area Network.无线局域网，它是有线局域网的有效补充。通常工作在2.4GHZ 与5GHZ频率上。
Wifi，WirelessFidelity。无线保真技术，与蓝牙技术一样，同属于在办公室和家庭中使用的短距离无线技术。该技术使用的使2.4GHz附近的频段，该频段目前尚属没用许可的无线频段。其目前可使用的标准有两个，分别是IEEE802.11a和IEEE802.11b。wifi就是wlan实现过程中的一种技术。所以wlan不等于wifi。wifi联盟是一个非商业但具有强烈利益性质的联盟。这个联盟成立的原因是IEEE 指规定无线通讯协议的标准，但并不保证不同无线设备之间的兼容性等等。wifi联盟就是专门来管理兼容性的一些工作。

wapi不是wifi。这一点很多，很多人将wapi等同于wifi。其实不是这样的。wapi标准类似802.11b。它是我国针对于国际上推行的802.11i而推出的。国家认为802.11i有明显的漏洞和不安全因素。因此就制定了自己的wapi，并在全国强制推行。并打算推行为国际标准。其实这里面关系了国家利益。一是国家在无线通信领域的重点发展战略。不是自己的标准将受制于人，二是无线协议的加密方式好像属于国家机密。因此推行wapi具有及其重要的意义。这就是前些年大陆行货的手机没有wifi功能的原因。因为不支持wapi的wifi禁止进入大陆。

好了， 基本的概念先讲到这里。在下一个节里将涉及到android中wifi系统架构。