无线局域网（Wireless Local Area Network, WLAN）是现代网络技术的重要组成部分，它利用射频技术，通过空气作为传输介质，在有限的地理范围内提供灵活的网络接入服务。以下是对其关键技术的系统性复习笔记。
一、 核心技术标准：IEEE 802.11系列
WLAN主要遵循IEEE 802.11标准族。其核心演进与特点如下：
- 802.11a/b/g：早期主流标准。802.11b（2.4GHz，最高11Mbps）和802.11g（2.4GHz，最高54Mbps）应用广泛。802.11a（5GHz，最高54Mbps）受干扰较小但覆盖范围有限。
- 802.11n（Wi-Fi 4）：引入MIMO（多输入多输出）技术，通过多天线并行传输提升吞吐量。支持2.4GHz和5GHz双频，理论速率最高可达600Mbps。
- 802.11ac（Wi-Fi 5）：主要工作在5GHz频段，采用更宽的信道带宽（最高160MHz）、更高阶的调制（256-QAM）和更多的空间流（最高8流），理论速率可达数Gbps。
- 802.11ax（Wi-Fi 6/6E）：最新主流标准。引入OFDMA（正交频分多址）和MU-MIMO（多用户MIMO）技术，显著提升多用户并发效率、网络容量和能效。Wi-Fi 6E进一步扩展了6GHz新频段。
二、 网络拓扑结构
- 自组织网络（Ad-hoc模式）：设备间直接通信，无需中心节点，适用于临时性对等网络。
- 基础结构网络（Infrastructure模式）：最常见模式。所有通信均通过一个中心接入点（Access Point, AP）进行转发。AP负责无线客户端与有线网络（如以太网）之间的桥接。多个AP可以连接至同一个分布式系统（如交换机），构成扩展服务集（ESS），实现更大范围的漫游。
三、 关键技术与工作机制
- 信道与载波监听：
- CSMA/CA：无线介质访问控制的核心协议。由于无线介质存在“隐藏终端”问题，无法直接采用有线网络的CSMA/CD。CSMA/CA通过“监听-等待-发送-确认”机制避免冲突，使用RTS/CTS（可选）握手进一步减少隐藏终端影响。
- 信道划分：2.4GHz频段有13个交叠的20MHz信道，通常使用互不干扰的1、6、11信道进行部署。5GHz频段信道更多、更宽且干扰少。
- 安全机制演进：
- WEP（有线等效加密）：早期加密，基于RC4流密码，已被证明存在严重安全漏洞，已遭淘汰。
- WPA/WPA2：WPA采用TKIP临时方案，WPA2强制使用更安全的AES-CCMP加密算法，并基于802.1X/EAP实现强认证，是目前长期以来的安全基石。
- WPA3：最新安全标准，提供更强大的加密（SAE握手替代PSK，防暴力破解）、为公共网络提供数据加密、并提升了192位安全套件的强度。
- 漫游与负载均衡：客户端在属于同一ESS的不同AP间移动时，能保持网络连接不断。智能AP和无线控制器可协助客户端选择最佳AP接入，并平衡各AP的负载。
四、 网络架构模式
- 自治式（胖AP）架构：每个AP独立完成配置、安全、接入控制等所有功能。部署简单，但难以集中管理和优化，适用于小型网络。
- 集中式（瘦AP+AC）架构：主流企业级架构。瘦AP仅负责射频信号的收发，所有控制、管理、安全功能集中由无线控制器（AC）处理。便于统一配置、安全策略实施、射频优化和用户漫游。
- 云管理架构：AC功能云端化，通过互联网对分布的AP进行集中管理和监控，降低了本地硬件部署和维护成本。
五、 主要挑战与发展趋势
- 挑战：射频干扰（同频、邻频）、信号衰减与多径效应、安全威胁、高密度用户接入带来的性能下降。
- 趋势：Wi-Fi 6/6E/7的普及带来更高性能；与5G网络的融合与互补（如5G分流）；物联网（IoT）的广泛支持；基于位置的服务和智能射频管理。
无线局域网技术通过持续的协议演进和架构创新，在速率、容量、安全性和管理便捷性上不断提升，已成为个人、家庭和企业不可或缺的网络接入层解决方案。理解其标准、拓扑、关键协议和安全机制，是掌握现代网络技术的基础。
