Sådan sender Wi-Fi data gennem luften

Wi-Fi giver enheder mulighed for at oprette forbindelse til et netværk uden kabler ved at sende data som radiobølger gennem luften. I stedet for elektriske signaler i kobber sender og modtager en trådløs enhed radiosignaler til og fra et adgangspunkt. Denne lektion forklarer det grundlæggende i, hvordan Wi-Fi transporterer netværkstrafik gennem luften, hvilket er fundamentet for alt andet inden for trådløse netværk.

I sin kerne koder Wi-Fi dine data, ettaller og nuller, på radiobølger ved hjælp af en proces, der kaldes modulation. Enheden varierer bølgens egenskaber for at repræsentere bits, sender den, og modtageren afkoder bølgen tilbage til data. Det er den samme grundlæggende idé som bag radio- og tv-udsendelser, anvendt på tovejskommunikation mellem enheder og adgangspunkter.

Den centrale enhed i de fleste Wi-Fi-netværk er adgangspunktet (AP). AP'et er den radiohub, som trådløse klienter opretter forbindelse til, og det er normalt forbundet med kabel til det kablede netværk bagved. Din telefon kommunikerer med AP'et gennem luften, og AP'et videresender trafikken til det kablede LAN og internettet. I hjem er AP'et ofte indbygget i routeren.

Hvert Wi-Fi-netværk udsender et navn, der kaldes et SSID (Service Set Identifier). Det er det netværksnavn, du ser, når du vælger Wi-Fi på din telefon, f.eks. HomeNet eller CoffeeShop. AP'et udsender SSID'et, så enheder kan finde og oprette forbindelse til det. Flere AP'er kan dele ét SSID for at dække et stort område, så enheder kan bevæge sig mellem dem under ét netværksnavn.

For at oprette forbindelse associerer en klient sig med et adgangspunkt. Enheden finder tilgængelige netværk, vælger et SSID og gennemgår godkendelse og association, så AP'et genkender den som medlem. Efter associationen (og et eventuelt sikkerhedshåndtryk) kan enheden sende og modtage data gennem AP'et. Denne association er den trådløse pendant til at sætte et kabel i en switchport.

I modsætning til en kablet switchport er Wi-Fi et delt halv-dupleksmedie: På et givent tidspunkt kan kun én enhed på en kanal sende, fordi de alle deler det samme luftrum. Enhederne skiftes til at sende. Jo flere klienter der er på ét AP, desto mere skal de dele luften, og derfor føles overfyldt Wi-Fi langsomt. Et godt design fordeler klienterne på flere AP'er og kanaler.

Fordi enheder deler luften, bruger Wi-Fi CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). En enhed lytter for at kontrollere, at kanalen er ledig, før den sender, og bruger signalering for at undgå at tale hen over andre. I modsætning til kablet Ethernet, som kan registrere kollisioner, kan trådløse enheder generelt ikke registrere dem, så de fokuserer på at undgå dem fra starten.

Radiosignaler svækkes med afstanden og blokeres eller svækkes af vægge, etager, metal og endda mennesker. Dette kaldes dæmpning. Jo længere du bevæger dig fra AP'et, eller jo flere forhindringer der er i vejen, desto svagere bliver signalet og desto langsommere bliver forbindelsen, fordi enhederne skifter til langsommere og mere robuste transmissionsmetoder for at bevare forbindelsen.

Wi-Fi fungerer fuldt ud i begge retninger: Din enhed sender både data (uploader) og modtager data (downloader) gennem luften. AP'et og klienten udveksler hele tiden data og små kvitteringsrammer, der bekræfter modtagelsen, fordi luften er upålidelig. Hvis en ramme går tabt på grund af interferens, sendes den igen. Denne kommunikation frem og tilbage holder trådløse forbindelser pålidelige trods radioens ustabile og delte natur.

Det meste Wi-Fi kører i infrastrukturtilstand, hvor hver enhed opretter forbindelse gennem et centralt adgangspunkt, der forbinder til det kablede netværk. Et enklere alternativ er ad hoc-tilstand, hvor to enheder kommunikerer direkte med hinanden uden et AP. Det er nyttigt til hurtige peer-to-peer-forbindelser, men skalerer ikke. Network+-eksamen forventer, at du ved, at normalt Wi-Fi i virksomheder og hjem bruger infrastrukturtilstand baseret på adgangspunkter.

En forståelse af, at Wi-Fi er radiobølger på et delt halv-dupleksmedie, forklarer dets særpræg: hvorfor det bliver langsommere med afstanden, hvorfor overfyldte netværk føles træge, og hvorfor interferens er vigtig. Et adgangspunkt forbinder den trådløse luft med det kablede netværk, enheder associerer ved hjælp af SSID, og CSMA/CA forhindrer kollisioner. Dette grundlag understøtter alle kommende emner om trådløse netværk.

Wi-Fi sender data som radiobølger gennem luften ved hjælp af modulation. Et adgangspunkt (AP) forbinder trådløse klienter med det kablede netværk og udsender et SSID (netværksnavn). Enheder associerer sig med et AP for at oprette forbindelse. Wi-Fi er et delt halv-dupleksmedie, så enhederne skiftes til at bruge CSMA/CA for at undgå kollisioner. Signaler svækkes med afstanden og på grund af forhindringer (dæmpning), og mistede rammer sendes igen.