Wi-Fi는 인터넷과 동일합니까?

아닙니다. Wi-Fi는 장치를 로컬 네트워크에 연결하는 무선 링크 기술이며, 일반적으로 액세스 포인트를 통해 연결됩니다. 해당 네트워크는 별도의 유선 또는 셀룰러 링크를 통해 인터넷에 연결됩니다. 인터넷 접속 없이 Wi-Fi를 사용할 수 있으며, Wi-Fi 없이 인터넷 접속을 할 수도 있습니다.

Wi-Fi는 왜 충돌 감지 대신 충돌 회피를 사용합니까?

무선 송신기는 일반적으로 자신의 신호가 다른 어떤 수신 신호보다 훨씬 강하고, 숨겨진 터미널이 들을 수 없는 곳에서 충돌할 수 있기 때문에 전송 중에 충돌을 감지할 수 없습니다. 따라서 802.11은 유선 이더넷처럼 전송 중에 충돌을 감지하는 대신, 반송파 감지, 무작위 백오프, 승인 및 선택적 RTS/CTS를 사용하여 충돌을 미리 회피합니다.

Wi-Fi 및 무선 LAN

Wi-Fi는 IEEE 802.11 무선 LAN 표준 제품군으로, 예측 불가능한 무선 채널을 위해 설계된 충돌 회피 매체 접근 프로토콜을 사용하여 장치가 액세스 포인트를 통해 무선으로 네트워크에 연결할 수 있도록 합니다.

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Definition

무선 LAN은 장치가 유선이 아닌 무선을 통해 통신하는 근거리 통신망이며, Wi-Fi는 물리 및 매체 접근 제어 계층을 정의하는 IEEE 802.11 표준 세트입니다. 일반적으로 무선 스테이션을 유선 네트워크에 연결하는 액세스 포인트를 중심으로 구성됩니다.

Scope

이 주제는 IEEE 802.11에 따른 무선 근거리 통신망을 다룹니다: 액세스 포인트, 스테이션 및 기본 서비스 세트의 아키텍처; 장치가 네트워크에 참여하는 연결 과정; 무작위 백오프, 승인 및 숨겨진 터미널을 처리하기 위한 선택적 RTS/CTS 핸드셰이크를 포함하는 CSMA/CA 매체 접근 프로토콜; 802.11 프레임 형식; 그리고 표준의 속도 및 대역의 진화. 또한 무선 보안에 대해서도 높은 수준에서 다룹니다. 셀룰러 네트워크 및 상세한 무선 공학은 제외됩니다.

Core questions

802.11 무선 LAN은 액세스 포인트와 스테이션을 중심으로 어떻게 구성됩니까?
장치는 Wi-Fi 네트워크를 어떻게 검색하고 연결합니까?
CSMA/CA는 채널 접근을 어떻게 조정하고 충돌을 피합니까?
승인 및 RTS/CTS 핸드셰이크는 무선 오류 및 숨겨진 터미널을 어떻게 처리합니까?
802.11의 속도, 대역 및 기능은 표준 세대에 걸쳐 어떻게 진화했습니까?

Key concepts

IEEE 802.11 (Wi-Fi)
액세스 포인트 및 스테이션
기본 서비스 세트 (BSS)
비콘, 스캐닝 및 연결
CSMA/CA
무작위 백오프
링크 계층 승인
RTS/CTS 핸드셰이크
802.11 프레임 형식
무선 보안 (WPA)

Key theories

인프라 아키텍처 및 연결: 대부분의 Wi-Fi 네트워크는 인프라 모드입니다. 스테이션은 비콘 프레임을 통해 액세스 포인트를 발견하고 인증 및 연결하여 기본 서비스 세트에 참여한 후, 액세스 포인트가 유선 네트워크와의 트래픽을 중계합니다.
CSMA/CA 매체 접근: 802.11은 충돌 회피 기능을 갖춘 반송파 감지 다중 접근 방식을 사용합니다. 스테이션은 채널을 감지하고, 무작위 백오프 간격을 기다리며, 무선 링크에서 전송 중에는 충돌을 안정적으로 감지할 수 없으므로 링크 계층 승인에 의존합니다.
숨겨진 터미널을 위한 RTS/CTS: 선택적 요청-전송/전송-허가(RTS/CTS) 교환은 데이터 프레임 전 채널을 예약하여, 송신기에서는 숨겨져 있지만 수신기 범위 내에 있는 스테이션이 전송을 연기하도록 학습하여 숨겨진 터미널 문제를 완화합니다.

Clinical relevance

Wi-Fi는 실내에서 장치가 로컬 네트워크 및 인터넷에 연결하는 지배적인 방식이며, 가정, 사무실, 학교 및 공공 핫스팟에 서비스를 제공합니다. Wi-Fi의 접근 메커니즘, 연결 과정, 대역 및 채널 구조를 이해하는 것은 느리거나 불안정한 무선 연결을 진단하고, 액세스 포인트 배치 및 채널 할당을 계획하며, 무단 접근 및 도청으로부터 무선 네트워크를 보호하는 데 필수적입니다.

History

최초의 IEEE 802.11 표준은 1997년에 등장했으며, 이후 속도를 높이고 다중 안테나와 같은 대역 및 기술을 추가한 널리 채택된 세대(802.11b, a, g, n, ac, ax)가 이어졌습니다. Wi-Fi Alliance는 상호 운용성을 인증하고 Wi-Fi 브랜드를 대중화했으며, 무선 보안은 취약한 WEP에서 WPA 및 WPA2/WPA3로 발전하여 Wi-Fi를 전 세계적으로 기본 로컬 무선 기술로 만들었습니다.

Key figures

Andrew S. Tanenbaum
James F. Kurose
Keith W. Ross

Seminal works

kurose2021
ieee80211-2020

Frequently asked questions

Wi-Fi는 인터넷과 동일합니까?: 아닙니다. Wi-Fi는 장치를 로컬 네트워크에 연결하는 무선 링크 기술이며, 일반적으로 액세스 포인트를 통해 연결됩니다. 해당 네트워크는 별도의 유선 또는 셀룰러 링크를 통해 인터넷에 연결됩니다. 인터넷 접속 없이 Wi-Fi를 사용할 수 있으며, Wi-Fi 없이 인터넷 접속을 할 수도 있습니다.
Wi-Fi는 왜 충돌 감지 대신 충돌 회피를 사용합니까?: 무선 송신기는 일반적으로 자신의 신호가 다른 어떤 수신 신호보다 훨씬 강하고, 숨겨진 터미널이 들을 수 없는 곳에서 충돌할 수 있기 때문에 전송 중에 충돌을 감지할 수 없습니다. 따라서 802.11은 유선 이더넷처럼 전송 중에 충돌을 감지하는 대신, 반송파 감지, 무작위 백오프, 승인 및 선택적 RTS/CTS를 사용하여 충돌을 미리 회피합니다.