無線局域網權威指南(第5版):CWNA認證教程 CWNA Certified Wireless Network Administrator Study Guide: Exam CWNA-107 5/e

David D. Coleman, David A. Westcott 蔣楠 譯

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商品描述

主要內容 ·射頻基礎知識 ·無線局域網規範與協議 ·無線局域網技術 ·無線局域網設計 ·無線局域網現場勘測MIMO技術 ·無線局域網安全 ·無線局域網故障排除 ·無線局域網體系結構與設備 ·以太網供電(PoE)

目錄大綱

目  錄

 

第 1 章  無線標準、行業組織與通信基礎知識概述   1

1.1  無線局域網的發展歷程   2

1.2  標準組織   3

1.2.1  美國聯邦通信委員會   4

1.2.2  國際電信聯盟無線電通信部門   5

1.2.3  電氣和電子工程師協會   6

1.2.4  互聯網工程任務組   6

1.2.5  Wi-Fi聯盟   8

1.2.6  國際標準化組織   12

1.3  核心層、分佈層與接入層   13

1.4  通信基礎知識   14

1.4.1  通信術語   15

1.4.2  載波信號   15

1.4.3  鍵控法   17

1.5  小結   20

1.6  考試要點   21

1.7  復習題   21

第 2 章  IEEE 802.11標準與修正案   23

2.1  IEEE 802.11原始標準   25

2.2  IEEE 802.11-2016標準   26

2.2.1  802.11a-1999   27

2.2.2  802.11b-1999   28

2.2.3  802.11d-2001   28

2.2.4  802.11e-2005   29

2.2.5  802.11g-2003   29

2.2.6  802.11h-2003   31

2.2.7  802.11i-2004   31

2.2.8  802.11j-2004   32

2.2.9  802.11k-2008   33

2.2.10  802.11n-2009   33

2.2.11  802.11p-2010   33

2.2.12  802.11r-2008   34

2.2.13  802.11s-2011   34

2.2.14  802.11u-2011   35

2.2.15  802.11v-2011   35

2.2.16  802.11w-2009   36

2.2.17  802.11y-2008   36

2.2.18  802.11z-2010   36

2.2.19  802.11aa-2012   37

2.2.20  802.11ac-2013   37

2.2.21  802.11ad-2012   37

2.2.22  802.11ae-2012   38

2.2.23  802.11af-2014   38

2.3  IEEE 802.11-2016標準發布後獲批的修正案   38

2.3.1  802.11ah-2016   39

2.3.2  802.11ai-2016   39

2.3.3  802.11aj-2018   39

2.3.4  802.11ak-2018   39

2.4.5  802.11aq-2018   39

2.4  IEEE 802.11修正案草案   39

2.4.1  802.11ax   40

2.4.2  802.11ay   40

2.4.3  802.11az   40

2.4.4  802.11ba   40

2.5  已作廢的IEEE 802.11修正案   41

2.5.1  802.11F   41

2.5.2  802.11T   42

2.6  IEEE 802.11m任務組   42

2.7  小結   43

2.8  考試要點   43

2.9  復習題   43

第 3 章  射頻基礎知識   47

3.1  射頻信號的定義   48

3.2  射頻特性   49

3.2.1  波長   49

3.2.2  頻率   52

3.2.3  振幅   53

3.2.4  相位   54

3.3  射頻行為   55

3.3.1  波傳播   55

3.3.2  吸收   56

3.3.3  反射   57

3.3.4  散射   58

3.3.5  折射   59

3.3.6  衍射   59

3.3.7  損耗(衰減)   60

3.3.8  自由空間路徑損耗   61

3.3.9  多徑   63

3.3.10  增益(放大)   65

3.4  小結   66

3.5  考試要點   66

3.6  復習題   67

第 4 章  射頻組件、度量與數學計算   69

4.1  射頻組件   70

4.1.1  發射機   70

4.1.2  天線   71

4.1.3  接收機   71

4.1.4  有意輻射器   72

4.1.5  等效全向輻射功率   72

4.2  功率單位與比較單位   73

4.2.1  瓦特   73

4.2.2  毫瓦   73

4.2.3  分貝   74

4.2.4  各向同性分貝   75

4.2.5  偶極子分貝   76

4.2.6  毫瓦分貝   76

4.2.7  平方反比定律   77

4.3  射頻數學計算   78

4.3.1  10與3規則   78

4.3.2  射頻數學計算小結   81

4.4  本底噪聲   82

4.5  信噪比   82

4.6  信乾噪比   83

4.7  接收信號強度指示   83

4.8  鏈路預算   86

4.9  衰落裕度/系統運行裕度   88

4.10  小結   89

4.11  考試要點   90

4.12  復習題   91

第 5 章  射頻信號與天線概念   95

5.1  方位圖與立面圖(天線輻射包絡)   97

5.2  理解極坐標圖   99

5.3  波束寬度   101

5.4  天線類型   103

5.4.1  全向天線   103

5.4.2  半定向天線   105

5.4.3  強方向性天線   108

5.4.4  扇形天線   108

5.4.5  天線陣   109

5.5  可視視距   110

5.6  射頻視距   110

5.7  菲涅耳區   111

5.8  地球曲率   114

5.9  天線極化   115

5.10  天線分集   115

5.11  多輸入多輸出   116

5.12  MIMO天線   117

5.12.1  室內MIMO天線   117

5.12.2  室外MIMO天線   117

5.13  天線的連接與安裝   117

5.13.1  電壓駐波比   118

5.13.2  信號丟失   118

5.13.3  天線的安裝   119

5.14  天線附件   123

5.14.1  電纜   123

5.14.2  連接器   124

5.14.3  分路器   124

5.14.4  放大器   124

5.14.5  衰減器   125

5.14.6  避雷器   125

5.14.7  接地棒與接地線   126

5.15  法規遵從性   126

5.16  小結   127

5.17  考試要點   127

5.18  復習題   127

第 6 章  無線網絡與擴頻技術   131

6.1  窄帶與擴頻   133

6.2  跳頻擴頻   135

6.2.1  跳變序列   136

6.2.2  駐留時間   136

6.2.3  跳變時間   136

6.2.4  調制   136

6.3  直接序列擴頻   136

6.3.1  DSSS數據編碼   137

6.3.2  調制   138

6.4  正交頻分復用   138

6.4.1  捲積編碼   139

6.4.2  調制   140

6.5  正交頻分多址   140

6.6  工業、科學和醫療頻段   141

6.6.1  900 MHz ISM頻段   141

6.6.2  2.4 GHz ISM頻段   141

6.6.3  5.8 GHz ISM頻段   142

6.7  非授權國家信息基礎設施頻段   142

6.7.1  U-NII-1頻段   142

6.7.2  U-NII-2A頻段   142

6.7.3  U-NII-2C頻段   143

6.7.4  U-NII-3頻段   143

6.7.5  今後的U-NII頻段   144

6.8  3.6 GHz頻段   144

6.9  4.9 GHz頻段   144

6.10  未來的Wi-Fi頻段   145

6.10.1  1 GHz以下頻段   145

6.10.2  60 GHz頻段   145

6.10.3  空白電視頻段   145

6.11  2.4 GHz通道   146

6.12  5 GHz通道   149

6.13  鄰通道、非鄰道與重疊通道   153

6.14  吞吐量與帶寬   153

6.15  通信系統恢復能力   154

6.16  小結   154

6.17  考試要點   154

6.18  復習題   155

第 7 章  無線局域網拓撲   157

7.1  無線網絡拓撲   158

7.1.1  無線廣域網   158

7.1.2  無線城域網   158

7.1.3  無線個域網   159

7.1.4  無線局域網   160

7.2  802.11終端   160

7.2.1  客戶端   161

7.2.2  接入點   161

7.2.3  集成服務   161

7.2.4  分佈系統   161

7.2.5  無線分佈系統   162

7.3  802.11服務集   163

7.3.1  服務集標識符   163

7.3.2  基本服務集   164

7.3.3  基本服務區   164

7.3.4  基本服務集標識符   165

7.3.5  多個基本服務集標識符   166

7.3.6  擴展服務集   167

7.3.7  獨立基本服務集   168

7.3.8  個人基本服務集   169

7.3.9  網狀基本服務集   169

7.3.10  QoS基本服務集   170

7.4  802.11配置模式   171

7.4.1  接入點模式   171

7.4.2  客戶端模式   172

7.5  小結   172

7.6  考試要點   173

7.7  復習題   173

第 8 章  802.11介質訪問   177

8.1  CSMA/CA與CSMA/CD   178

8.2  沖突檢測   179

8.3  分佈式協調功能   179

8.3.1  物理載波監聽   180

8.3.2  虛擬載波監聽   181

8.3.3  偽隨機退避計時器   183

8.3.4  幀間間隔   185

8.4  點協調功能   185

8.5  混合協調功能   186

8.5.1  增強型分佈式通道訪問   186

8.5.2  HCF受控通道訪問   187

8.6  Wi-Fi多媒體   187

8.7  占用時長公平性   189

8.8  小結   190

8.9  考試要點   190

8.10  復習題   191

第 9 章  802.11 MAC體系結構   193

9.1  包、幀與比特   195

9.2  數據鏈路層   195

9.2.1  MAC服務數據單元   195

9.2.2  MAC協議數據單元   196

9.3  物理層   196

9.3.1  PLCP服務數據單元   196

9.3.2  PLCP協議數據單元   196

9.4  802.11與802.3互操作性   197

9.5  802.11 MAC幀頭   198

9.5.1  幀控制字段   198

9.5.2  持續時間/ID字段   200

9.5.3  MAC尋址   200

9.5.4  序列控制字段   205

9.5.5  QoS控制字段   206

9.5.6  HT控制字段   206

9.6  802.11幀體   207

9.7  802.11幀尾   207

9.8  802.11狀態機   208

9.9  管理幀   208

9.9.1  信標幀   209

9.9.2  身份驗證幀   214

9.9.3  關聯幀   215

9.9.4  重關聯幀   216

9.9.5  取消關聯幀   218

9.9.6  解除身份驗證幀   218

9.9.7  行動幀   218

9.10  控制幀   219

9.10.1  確認幀   220

9.10.2  塊確認幀   221

9.10.3  節電輪詢幀   221

9.10.4  RTS/CTS   222

9.10.5  CTS-to-Self   223

9.10.6  保護機制   223

9.11  數據幀   226

9.11.1  QoS數據幀與非QoS數據幀   226

9.11.2  不攜帶數據的數據幀   227

9.12  電源管理   228

9.12.1  遺留的電源管理機制   228

9.12.2  WMM節電與非調度自動節電傳輸   230

9.12.3  MIMO電源管理機制   231

9.13  小結   231

9.14  考試要點   232

9.15  復習題   232

第10章  MIMO技術:高吞吐量與甚高吞吐量   237

10.1  多輸入多輸出   240

10.1.1  射頻鏈   240

10.1.2  空間復用   241

10.1.3  MIMO分集   242

10.1.4  空時分組編碼   243

10.1.5  循環移位分集   243

10.1.6  發射波束成形   244

10.1.7  802.11ac顯式波束成形   245

10.2  多用戶-多輸入多輸出   246

10.3  通道   249

10.3.1  20 MHz通道   249

10.3.2  40 MHz通道   250

10.3.3  40 MHz不兼容   252

10.3.4  80 MHz與160 MHz通道   253

10.4  保護間隔   254

10.5  256-QAM   255

10.6  802.11n/ac PPDU   258

10.6.1  非HT PPDU   258

10.6.2  HT混合PPDU   259

10.6.3  VHT PPDU   259

10.7  802.11n/ac MAC體系結構   260

10.7.1  聚合MAC服務數據單元   260

10.7.2  聚合MAC協議數據單元   260

10.7.3  塊確認   261

10.7.4  電源管理機制   262

10.7.5  調制編碼方案   263

10.7.6  802.11ac數據速率   264

10.8  HT/VHT保護機制   266

10.9  Wi-Fi聯盟認證項目   267

10.10  小結   268

10.11  考試要點   269

10.12  復習題   269

第11章  無線局域網體系結構   273

11.1  無線局域網客戶設備   274

11.1.1  802.11無線接口規格   274

11.1.2  802.11無線接口芯片組   279

11.1.3  客戶端實用程序   279

11.2  管理面、控制面與數據面   283

11.2.1  管理面   283

11.2.2  控制面   283

11.2.3  數據面   284

11.3  無線局域網體系結構的類型   284

11.3.1  自治無線局域網體系結構   284

11.3.2  集中式網絡管理系統   285

11.3.3  集中式無線局域網體系結構   287

11.3.4  分佈式無線局域網體系結構   291

11.3.5  混合式無線局域網體系結構   293

11.4  專用的無線局域網基礎設施   293

11.4.1  企業無線區域網絡由器   293

11.4.2  無線局域網網狀接入點   294

11.4.3  無線局域網網橋   295

11.4.4  無線局域網陣列   297

11.4.5  實時定位系統   297

11.4.6  Wi-Fi語音   299

11.5  雲網絡   300

11.6  基礎設施管理   301

11.7  應用編程接口   305

11.7.1  傳輸格式與數據格式   306

11.7.2  無線局域網API   306

11.7.3  常見應用   306

11.8  小結   307

11.9  考試要點   307

11.10  復習題   308

第12章  以太網供電   311

12.1  以太網供電發展歷程   312

12.1.1  非標準以太網供電   312

12.1.2  IEEE 802.3af修正案   312

12.1.3  IEEE 802.3-2005標準的條款33   312

12.1.4  IEEE 802.3at修正案   312

12.1.5  IEEE 802.3-2018標準的條款33   313

12.2  以太網供電設備概述   313

12.2.1  受電設備   313

12.2.2  供電設備   315

12.2.3  端點供電設備   315

12.2.4  中跨供電設備   318

12.2.5  供電設備引腳分配   322

12.3  規劃與部署以太網供電   323

12.3.1  功率規劃   323

12.3.2  冗餘   325

12.4  802.11ac技術與以太網供電   326

12.5  小結   327

12.6  考試要點   327

12.7  復習題   327

第13章  無線局域網設計概念   331

13.1  覆蓋設計   332

13.1.1  接收信號   332

13.1.2  信噪比   333

13.1.3  動態速率切換   334

13.1.4  發射功率   335

13.2  漫游設計   336

13.2.1  主/次覆蓋   338

13.2.2  快速安全漫游   339

13.2.3  三層漫游   339

13.3  通道設計   341

13.3.1  鄰通道乾擾   341

13.3.2  2.4 GHz通道復用   342

13.3.3  同通道乾擾   344

13.3.4  5 GHz通道復用   346

13.3.5  DFS通道   348

13.3.6  40 MHz通道設計   349

13.3.7  靜態通道/功率設置與自適應射頻   351

13.3.8  單通道體系結構   352

13.4  容量設計   355

13.4.1  高密度   355

13.4.2  頻段引導   359

13.4.3  負載均衡   361

13.4.4  占用時長消耗   362

13.5  語音與數據   365

13.6  雙5 GHz覆蓋與軟件定義無線電   366

13.7  物理環境   368

13.8  天線   369

13.9  室外設計   372

13.10  小結   373

13.11  考試要點   373

13.12  復習題   374

第14章  無線局域網現場勘測   377

14.1  無線局域網現場勘測與設計面談   379

14.1.1  客戶簡報   380

14.1.2  業務需求   380

14.1.3  容量與覆蓋要求   381

14.1.4  現有的無線網絡   382

14.1.5  升級現有的無線網絡   383

14.1.6  基礎設施連接   383

14.1.7  安全期望   384

14.1.8  來賓訪問   385

14.1.9  美觀   385

14.1.10  室外勘測   385

14.2  垂直市場考慮因素   386

14.2.1  政府機構   386

14.2.2  教育   386

14.2.3  醫療保健   387

14.2.4  零售   387

14.2.5  倉儲與製造   387

14.2.6  多租戶建築物   388

14.3  遺留的APoaS勘測   388

14.3.1  頻譜分析   388

14.3.2  覆蓋分析   392

14.4  混合勘測   396

14.4.1  初步實地考察   396

14.4.2  預測設計   398

14.5  驗證勘測   399

14.5.1  容量與吞吐量   400

14.5.2  漫游   401

14.5.3  延遲與抖動   402

14.5.4  連接   402

14.5.5  美觀   402

14.6  現場勘測工具   402

14.6.1  室內現場勘測工具   402

14.6.2  室外現場勘測工具   404

14.7  文檔與報告   406

14.7.1  表格與客戶文檔   406

14.7.2  可交付成果   408

14.7.3  附加報告   408

14.8  小結   409

14.9  考試要點   409

14.10  復習題   410

第15章  無線局域網故障排除   413

15.1  無線局域網故障排除五大原則   415

15.1.1  遵循故障排除最佳實踐   415

15.1.2  解決OSI模型存在的問題   416

15.1.3  大多數Wi-Fi問題源自客戶端   417

15.1.4  合理的無線局域網設計可以降低問題出現的概率   418

15.1.5  無線局域網總是眾矢之的   419

15.2  第一層問題故障排除   419

15.2.1  無線局域網設計   419

15.2.2  發射功率   420

15.2.3  射頻乾擾   420

15.2.4  驅動程序   422

15.2.5  以太網供電   423

15.2.6  固件漏洞   423

15.3  第二層問題故障排除   424

15.3.1  二層重傳   424

15.3.2  射頻乾擾   426

15.3.3  低信噪比   426

15.3.4  鄰通道乾擾   428

15.3.5  隱藏節點   428

15.3.6  功率失配   432

15.3.7  多徑   433

15.4  安全問題故障排除   434

15.4.1  預共享密鑰身份驗證   434

15.4.2  802.1X/EAP身份驗證   435

15.4.3  虛擬專用網   441

15.5  漫游問題故障排除   443

15.6  通道利用率   446

15.7  第三~七層問題故障排除   448

15.8  無線局域網故障排除工具   451

15.8.1  無線局域網發現工具   451

15.8.2  頻譜分析儀   452

15.8.3  協議分析儀   452

15.8.4  吞吐量測試工具   454

15.8.5  標準的IP網絡測試命令   455

15.8.6  安全外殼   456

15.9  小結   457

15.10  考試要點   457

15.11  復習題   458

第16章  無線攻擊、入侵監控與安全策略   463

16.1  無線攻擊   464

16.1.1  非法無線設備   464

16.1.2  對等攻擊   467

16.1.3  竊聽   468

16.1.4  加密破解   471

16.1.5  KRACK攻擊   472

16.1.6  身份驗證攻擊   472

16.1.7  MAC欺騙   473

16.1.8  管理界面漏洞   474

16.1.9  無線劫持   474

16.1.10  拒絕服務攻擊   475

16.1.11  特定於供應商的攻擊   477

16.1.12  社會工程學攻擊   477

16.2  入侵監控   477

16.2.1  無線入侵防禦系統   477

16.2.2  非法設備檢測與抑制   480

16.2.3  頻譜分析儀   481

16.3  無線安全策略   482

16.3.1  一般性安全策略   482

16.3.2  功能性安全策略   482

16.3.3  法律合規性   483

16.3.4  無線局域網安全策略建議   483

16.4  小結   484

16.5  考試要點   484

16.6  復習題   485

第17章  無線局域網安全體系結構   489

17.1  無線局域網安全基礎知識   491

17.1.1  數據隱私與完整性   491

17.1.2  身份驗證、授權與記賬   492

17.1.3  分段   493

17.1.4  監控與策略   493

17.2  遺留安全機制   493

17.2.1  遺留的身份驗證機制   494

17.2.2  靜態WEP加密   494

17.2.3  MAC過濾   497

17.2.4  SSID隱藏   497

17.3  強健安全機制   498

17.3.1  強健安全網絡   499

17.3.2  身份驗證與授權   499

17.3.3  預共享密鑰身份驗證   499

17.3.4  專有的預共享密鑰身份驗證   501

17.3.5  對等實體同時驗證   502

17.3.6  802.1X/EAP框架   503

17.3.7  EAP類型   505

17.3.8  動態加密密鑰生成   506

17.3.9  四次握手   507

17.3.10  無線局域網加密   509

17.3.11  TKIP加密   510

17.3.12  CCMP加密   510

17.3.13  GCMP加密   511

17.4  流量分段   511

17.4.1  虛擬局域網   511

17.4.2  基於角色的訪問控制   513

17.5  WPA3   513

17.6  虛擬專用網安全   514

17.6.1  VPN基礎   514

17.6.2  三層VPN   515

17.6.3  SSL VPN   515

17.6.4  VPN部署   515

17.7  小結   517

17.8  考試要點   517

17.9  復習題   517

第18章  自帶設備與來賓訪問   521

18.1  移動設備管理   523

18.1.1  公司配備設備與個人設備   524

18.1.2  MDM體系結構   525

18.1.3  MDM註冊   526

18.1.4  MDM配置文件   529

18.1.5  MDM代理軟件   530

18.1.6  空中管理   532

18.1.7  應用管理   533

18.2  面向員工的自助設備引導   535

18.2.1  雙SSID引導   535

18.2.2  單SSID引導   536

18.2.3  MDM與自助引導   536

18.3  來賓無線局域網訪問   537

18.3.1  來賓SSID   537

18.3.2  來賓VLAN   537

18.3.3  來賓防火牆策略   538

18.3.4  強制門戶   539

18.3.5  客戶端隔離、速率限制與

Web內容過濾   542

18.3.6  來賓管理   542

18.3.7  來賓自助註冊   544

18.3.8  員工擔保   544

18.3.9  社交登錄   546

18.3.10  加密的來賓訪問   547

18.4  熱點2.0技術與控制點認證項目   547

18.4.1  接入網絡查詢協議   548

18.4.2  熱點2.0體系結構   549

18.4.3  802.1X/EAP與熱點2.0   549

18.4.4  在線註冊   550

18.4.5  漫游協議   551

18.5  網絡訪問控制   551

18.5.1  狀態   551

18.5.2  操作系統指紋識別   552

18.5.3  身份驗證、授權與記賬   553

18.5.4  RADIUS授權變更   553

18.5.5  單點登錄   554

18.5.6  SAML   554

18.5.7  開放授權   556

18.6  小結   556

18.7  考試要點   556

18.8  復習題   557

第19章  802.11ax技術:高效無線局域網   561

19.1  高效無線局域網技術概述   562

19.2  多用戶   564

19.3  正交頻分多址   565

19.3.1  副載波   565

19.3.2  資源單元   566

19.3.3  觸發幀   569

19.3.4  下行鏈路OFDMA   571

19.3.5  上行鏈路OFDMA   571

19.4  多用戶-多輸入多輸出   573

19.5  基本服務集顏色   574

19.5.1  自適應空閑通道評估   574

19.5.2  雙NAV計時器   577

19.6  目標喚醒時間   578

19.7  其他802.11ax物理層與MAC子層功能   578

19.7.1  1024-QAM   579

19.7.2  長符號時間與保護間隔   579

19.7.3  802.11ax PPDU格式   580

19.7.4  僅20 MHz模式   581

19.7.5  多流量標識符聚合的MAC協議數據單元   582

19.8  802.11ax設計註意事項   582

19.9  小結   583

19.10  復習題   584

第20章  無線局域網部署與垂直市場   585

20.1  常見無線局域網應用與設備的部署註意事項   586

20.1.1  數據   586

20.1.2  語音   586

20.1.3  視頻   586

20.1.4  實時定位服務   587

20.1.5  iBeacon   587

20.1.6  移動設備   588

20.2  企業數據訪問與最終用戶移動性   589

20.3  將網絡延伸到遠端   589

20.4  建築物之間的橋接   590

20.5  無線互聯網服務提供商:“最後一英里”數據交付   590

20.6  居家辦公   591

20.7  移動辦公   591

20.8  分支機構   591

20.9  教育/教室   592

20.10  工業:倉儲與製造   593

20.11  零售   593

20.12  醫療保健   594

20.13  市政   595

20.14  熱點:公共網絡接入   595

20.15  場館   596

20.16  交通   596

20.17  執法機構   597

20.18  應急響應   597

20.19  托管服務提供商   597

20.20  固定移動融合   598

20.21  無線局域網與健康   598

20.22  物聯網   599

20.23  無線局域網供應商   599

20.24  小結   603

20.25  考試要點   603

20.26  復習題   603

附 錄A   復習題答案   607

附 錄B   縮略詞表   639