WLAN的疫苗和胃动力 ——解读IEEE 802.11i/n标准

WLAN的热潮一浪高过一浪,在去年年中IEEE 802.11g正式成为标准后不久,更高速率的IEEE 802.11n又被提上了日程;由于
WAPI国家强制标准的出台,尚未成型的IEEE 802.11i标准也被屡屡推上前台作为参照。

  谁不希望很快能用上
更快、更安全的无线局域网呢?关注无线网络应用的读者,
多少都能说出IEEE 802.11b和IEEE 802.11g的区别,于是也就容易顺理成章地按照字母序列
认为IEEE 802.11i和IEEE 802.11n是下一代WLAN标准。这样想就大错特错了。下面笔者就由表及里,为大家解读一下IEEE 802.11i和IEEE 802.11n这两大标准的实质及与之相关的知识。

  浅析IEEE 802.11-系列标准

  
首先,我们要引入一些OSI七层架构(开放系统互连模型)的基础知识。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、IEEE 802.11b或IEEE 802.11g,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以及数据传输率、最大传输距离这些指标上。而工作在媒介层的标准——IEEE 802.11e、IEEE 802.11f及将来的IEEE 802.11i是被整个IEEE 802.11族所共用的。

  IEEE 802.11i-快过期的“疫苗”

  IEEE 802.11i——IEEE提出的新一代WLAN安全标准,实际上是把1999年制定的IEEE 802.1x安全标准引入了WLAN。它在加密处理中引入了密钥管理协议TKIP(Temporal Key Integrity Protocol),从固定密钥改为动态密钥,虽然还是基于RC4算法,但比采用固定密钥的WEP先进。除了密钥管理以外,它还具有以EAP(可扩展认证协议,Extensible Authentication Protocol)为核心的用户审核机制,可以通过服务器审核接入用户的ID,在一定程度上可避免黑客非法接入。

  由于加密算法相同,所以现有设备可同时兼容和升级将来的IEEE 802.11i标准,因此在安全保障上也有所折扣——基于用户名和密码的身份凭证就显然不如WAPI采用的数字证书方式可靠。

  比较糟糕的是,WAPI即将于2004年6月1日开始强制执行,而IEEE 802.11i标准的推出却还在不断延期,笔者从IEEE 802.11工作组的官方网站上下载的一份最新的TimeLine显示,IEEE 802.11i方案的公布可能要在5月之后,何时能正式成为标准尚无定论。也许正是因为IEEE 802.11i的难产,所以在去年年底IEEE 802.11 WLAN工作组组长斯图亚特·凯利就曾表示IEEE 802.11i将努力与WAPI标准一致——能否做到,迄今尚未可知。

  IEEE 802.11n-期待中的“胃动力”

  谈完与WLAN安全有关的IEEE 802.11i,我们再回头
来看看有关传输速率的一些问题。

  IEEE 802.11 WLAN的带宽是共享而不是交换的,其共享的效率也远远低于有线网络——如果用户密度太高,或者用户的网络数据传输量太大,WLAN都会在带宽上“消化不良”。在这样的大
前提下,由于受到MAC层的限制,虽说IEEE 802.11g的连接速率已经高达54Mbps,但
其实际效率注定要打对折。而且,IEEE 802.11g只支持三个无干扰信道,所以它的总带宽理论值也
不过54Mbps×3=162Mbps。更糟的是,如果IEEE 802.11g产品工作在与IEEE 802.11b兼容的模式下,在不启动WEP加密时实测带宽将只有10Mbps左右……

  显然,新标准IEEE 802.11g仍然无法满足公众网WLAN上的VoIP电话应用需要,也不足以支持其支撑的Smart Display、网络投影机等产品。要想推广WLAN,有效速率是首当其冲要解决的大问题,作为下一代WLAN标准的IEEE 802.11n将担起重任。目前已知IEEE 802.11n标准的任务定义概况如下:

  ◆ IEEE 802.11n为横跨MAC与PHY两层的标准。

  ◆ 增加原IEEE 802.11标准的MAC及PHY层的传输输出率性能,
预计将使带宽达到108Mbps,最高速率或可达到320Mbps。

  ◆ 加入服务质量管理功能,以支持语音和视频应用。

  以此看来,从IEEE 802.11b发展到IEEE 802.11g,只不过是升级;而到IEEE 802.11n,才能说是换代。符合IEEE 802.11n标准的产品,预计要到2005年才可能实现商品化——其实也未必,一些掌握无线网络核心技术的厂商为抢占市场制高点,惯于用“既成事实”来推动甚至是“迫使”标准的尽早确定,IEEE 802.11g就是先例。

时间: 2024-08-01 00:31:41

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