无线网络渗透测试技术 课件 ch3-wlan基础

第三章WLAN基础

胡光武什么是WiFi网络WiFi概念WiFi网络结构WiFi工作原理常用术语802.11协议配置无线AP主要内容什么是WiFI网络WiFiWirelessFidelity,建立于IEEE802.11标准的无线局域网络（WLAN:WirelessLan)传输技术按传输距离分室内无线（indoorwifi)室外无线（outdoorwifi)无线城域网（WMAN：WiMAX)WLAN的网络结构AP(AccessPoint)STA(Station)AP的工作方式工作原理：AP每100ms广播一次beacons数据包，包含其SSID（ServiceSetIDentifier),速度为1Mbit/s，由STA(客户端）选择是否与其关联SSID：ServiceSetIdentifier服务标识集，AP广播的AP名称出于安全考虑，可以考虑关掉无线广播功能后续讲如何突破这一点关掉后，需要手动配置连接AP的种类扩展型AP(胖AP)：无线路由器，实现家庭网络设备WiFi共享接入互联网单纯型AP(瘦AP)：仅提供无线信号发射功能，不提供路由功能，相当于无线交换机WLAN网络架构

基本服务集是802.11LAN的基本组成模块。能互相进行无线通信的STA可以组成一个BSS（BasicServiceSet）。如果一个站移出BSS的覆盖范围，它将不能再与BSS的其它成员通信。基本服务集（BSS）多个BSS可以构成一个扩展网络，称为扩展服务集（ESS）网络，一个ESS网络内部的STA可以互相通信，是采用相同的SSID的多个BSS形成的更大规模的虚拟BSS。连接BSS的组件称为分布式系统（DistributionSystem，DS）扩展服务集（ESS）SSID是一个ESS的网络标识(如:TP_Link_1201)，BSSID是一个BSS的标识，BSSID实际上就是AP的MAC地址，用来标识AP管理的BSS，在同一个AP内BSSID和SSID一一映射。在一个ESS内SSID是相同的，但对于ESS内的每个AP与之对应的BSSID是不相同的。如果一个AP可以同时支持多个SSID的话，则AP会分配不同的BSSID来对应这些SSID。SSID3.无线控制器（WirelessAccessPointController,AC）一种集中控制无线AP的网络设备，，是一个无线网络的核心，负责管理无线网络中的所有无线AP，对AP管理包括：下发配置、修改相关配置参数、射频智能管理、接入安全控制等。4.Radius服务器遵循RFC2865标准，为用户提供认证、计费和授权的服务器。一般RADIUS服务器上都有用户的各种信息，例如用户名，密码等。AC通过这些信息，才能远程的对无线用户进行认证，保证合法用户访问网络。WLAN的连接方式Ad-hocMode:一群使用无线网卡的Station，直接相互连接，资源共享，无需通过接入点（AccessPoint），该种模式通常无法连接InternetInfrastructureMode所有Station通过接入点连接成网络实现资源共享WLAN网络架构独立基本服务集（IndependentBSS,IBSS）网络，也叫Ad-hoc或无线自组织网络。对等架构模式ad-hocWLAN网络架构基本服务集(BasicServiceSet,BSS)网络，又名Infrastructured网（基础设施网）。BSS架构模式WLAN网络架构扩展服务集(ExtentServiceSet,ESS)网络。也属于基础架构网络，DS为分布式网络系统，ESS为扩展服务集标识符。一个移动节点使用某ESS的SSID加入到该扩展服务集中，一旦加入ESS，移动节点便可实现从该ESS的一个BSS到另一个BSS的漫游。扩展服务集模式射频及频段射频（RF，RadioFrequency）通常指频率在3kHz到300GHz之间的电磁波，这种电磁波有穿透性好、传播距离远的特点，在各种无线通信中射频技术被广泛使用。频段指的是射频的频率范围中某一个频率区间，比如2.4GHz~2.4835GHz就是一个频段。在IEEE802.11b和802.11g标准中，使用的是2.4GHz~2.4835GHz频段，这就是WLAN中常说的2.4G频段；IEEE802.11n和802.11a中使用了5.150GHz~5.350GHz和5.725GHz~5.850GHz两个频段，它们在WLAN中常称为5G频段。发射功率及接收信号强度指示发射功率主要影响的是无线信号的有效传播距离，从使用者角度看，发射功率就决定了覆盖范围和通信质量。功率的计量单位常见有两个：mW和dBm。mW是毫瓦的意思，常见的AP有500mW级和100mW级等。有时候发射功率还会用dBm分贝毫瓦的单位来计量，二者的换算关系是1dBm=10*lg(P(mW))，比如100mW=20dBm接收的信号强度指示RSSI（ReceivedSignalStrengthIndication）通常用于表示无线信号接收端相对于发射端收到的无线信号的强度，单位dBm。一般RSSI都是负值，而且数值越大，说明信号越好，信道与带宽信道也称作频道(Channel)、频段，是以无线信号（电磁波）作为传输载体的数据信号传送通道。无线网络（路由器、AP热点、电脑无线网卡）可在多个信道上运行。在无线信号覆盖范围内的各种无线网络设备应该尽量使用不同的信道，以避免信号之间的干扰。在WLAN中2.4G频段中就划分为14个信道。路由器的发射频率宽度，一般有20MHz和40MHz两种。20MHz穿透性越好，传输距离远（100米左右），但传输速度只有40MHz的一半；40MHz在802.11n模式下可以达到300Mbps，但穿透力稍差，传输距离只有20MHz的一半。频率与信道

什么是WiFi网络WiFi概念WiFi网络结构WiFi工作原理常用术语802.11协议配置无线AP主要内容802.11，802.11a1997年发布，只用两个原始数据率：1Mbps和2Mbps；使用跳频展频(FHSS)或直接序列展布频谱(DSSS)；使用2.4GHz频率，物理层采用载波侦听多点接入/避免冲撞(CSMA-CA)技术。1999年发布，提供多种调制类型的数据传输率：6、9、12、18、24、36、48和54Mbps；带52个子载波频道的正交频分复用(OFDM)技术；使用不需要许可证的国家信息基础设施(UNII)频道内的12个5GHz互不重叠频带。802.11b，802.11g802.11b1999年发布，提供各种调制类型的数据传输率：1、2、5.5和11Mbps；高率直接序列展频(HR-DSSS)；使用频率为2.4GHz。802.11g2003年发布，提供各种调制类型的数据传输率：6、9、12、18、24、36、48和54Mbps；可以降级到1、2、5.5和11Mbps，使用DSSS和CCK；带52个子载波频道的正交频分复用(OFDM)；使用DSSS和CCK向下兼容802.11b。802.11n，802.11ac802.11n

2009年发布，提供各种调制类型的数据传输率：1、2、5.5、6、9、11、12、18、24、36、48、54Mbps；使用正交频分复用（OFDM）、以及多输入/多输出（MIMO）和频道绑定（CB）技术；无论有无CB，均为不需要许可证的国家信息基础设施(UNII)频道内的12个5GHz互不重叠频带。802.11ac2014年1月发布，提供各种调制类型的数据率：200、400、433、600、867Mbps、1.3Gbps等；兼容802.11a/b/g/n标准。802.11ax802.11ax，

也称为高效无线网络(High-EfficiencyWireless,HEW)，是802.11ac吞吐率的4倍，可在人员高密度部署环境下部署，改进了多项新技术，例如正交频分复用多址接入（OFDMA）、更高的调制阶数（1024QAM）、更多的FFT点数、更窄的子载波间隔、上下行OFDMA技术、上下行MU-MIMO技术、空间复用技术等。802.11协议

IEEE802.11 －最初的WLAN标准(1997)。

IEEE802.11a －对的802.11的带有在5GHz54Mbit/s增进(1999)。

IEEE802.11b －对802.11的增进来支持5.5和11Mbit/s

(1999)。

IEEE802.11c －网桥操作程序，包含在IEEE802.1D（2001）标准

IEEE802.11d －国际（国家到国家）漫游增强(2001)。

IEEE802.11e －增进：QOS，包含数据包脉冲(2005)。

IEEE802.11f －内部访问点协议(2003)。

IEEE802.11g －对802.11b和802.11a（与b后向兼容）(2003)

IEEE802.11h －欧洲兼容的频谱管理的802.11a(5GHz)(2004)

IEEE802.11i －增强了安全性(2004)。

IEEE802.11j －对日本增强(2004)

IEEE802.11-2007 －2007年重新修订的完整版本

IEEE802.11k －无线电资源度量增进

IEEE802.11m －这个标准的维护；零碎事宜

IEEE802.11n －对802.11a,b,g的增进，使用MIMO

IEEE802.11p －对车载环境（例如救护车和客车）的无线访问

IEEE802.11r －快速漫游

IEEE802.11s －ESS增强服务集网状网络

IEEE802.11t －无线性能预测(WPP)－测试方法和方式推荐

IEEE802.11u －与非802网络（例如，蜂窝）的交互网络

IEEE802.11v －无线网络管理

IEEE802.11w －受保护的管理帧

IEEE802.11y －在美国的3650-3700频段操作

IEEE802.11z －对直接链路设置(DLS)的增强802.11标准的演变更快的速度更强的性能更广的使用更好的管理物理层增强功能增强MAC层增强频谱管理增强物理层增强802.11b802.11a802.11g1999年发布，2.4Ghz，DSSS/CCK1999年发布，5.8Ghz，OFDM2003年发布，2.4Ghz，OFDM802.11n2.4Ghz+5.8Ghz，MIMO+OFDM物理层增强1.00ms/0.72msDSSS/CCK(1-8bits/seq)802.11bBPSKQPSK20MHzOFDM(52sub-carriers)...802.11a/gBPSKQPSK16QAM64QAM1/2,2/3,3/4-rateconvolutionalcode802.11n信道划分802.11b和802.11g的工作频段在2.4GHz（2.4GHz-2.4835GHz），其可用带宽为83.5MHz，中国划分为13个信道，每个信道带宽为22MHz

北美/FCC

2.412-2.461GHz(11信道)

欧洲/ETSI

2.412-2.472GHz(13信道)

日本/ARIB

2.412-2.484GHz(14信道）信道划分IEEE802.11b/g标准工作在2.4G频段，频率范围为2.400—2.4835GHz，共83.5M带宽划分为14个子信道每个子信道宽度为22MHz相邻信道的中心频点间隔5MHz

相邻的多个信道存在频率重叠(如1信道与2、3、4、5信道有频率重叠)整个频段内只有3个（1、6、11）互不干扰信道2.4GHZ在中国的划分物理层增强16112.412G2.4GHz2.4172.4222.4272.4322.4372.4422.4472.4522.4572.4622.4672.4722.4835GHz234125789101322MHz中国规定使用1－11信道。由上图可知，某信道的信号传送时会与相邻的多个信道产生重叠，若在同一个空间建立多个BSS/IBSS时，要让它们所用的信道不会互相重叠而产生干扰。在同一个空间最多只能使用1、6、11这三个信道，若选用其他信道，最多只能有2个互不干扰的信道。互不重叠信道的选择信道的频率范围信道中心频率MHz信道中心频率MHz124128244722417924523242210245742427112462524321224676243713247272442142484频率与信道信道：Channel,通常为13个信道工作模式，一般有如下五种：11bonly(11Mbps),11gonly(54Mbps),11nonly(72.2~150Mbps)11bgmixed,11bgnmixed频段带宽：无线信号频率的标准，越高越失真，一般包括20M,40MHz两个频道802.11在TCP/IPOSI协议栈的位置ApplicationLayerTransportLayerIPLayerMAC层增强服务质量增强802.11e，2005年

安全性能增强802.11i，2004年

WPA（2003年）/WPA2（2006年）

802.11w，制定中，提供控制帧的保护

切换性能增强802.11r，制定中，提高切换性能频谱管理增强802.11d802.11h802.11j802.11y2004年推出日本兼容频谱管理支持4.9-5Ghz2001年推出国际漫游增强2003年推出欧洲兼容频谱管理提供动态频率选择发送功率控制

预计2008年推出

USA3.65-3.7Ghz将802.11技术扩展到其他频段，以扩展802.11的使用范围更广的使用功能扩展802.11c802.11f802.11k802.11v802.11s802.11m标准的维护MESH网络网桥操作程序AP间通信无线网络管理安全性能增强存在严重安全漏洞提供802.1X接入控制，CCMP加密802.1x/EAP认证PSK模式认证提供无线局域网控制帧保护1999WEP机制2004802.11i协议2006WPA标准802.11wCSMA/CD（载波侦听多路访问/冲突避免）原理为了减少数据的传输碰撞和重试发送，防止各站点无序地争用信道，无线局采用了与以太网CSMA/CD机制相类似的CSMA/CA协议由于无线网络中冲突检测比较困难，IEEE802.11规定MAC子层中采用冲突CA避免机制，而不是以及网的冲突检测CD机制采用物理侦听/虚拟载波侦听采用RTS/CTS+ACK模式RTS/CTS+ACK四次握手使用wirelessmonitor进行无线网络扫描使用wirelessmonitor进行无线网络扫描使用wirelessmonitor进行无线网络扫描使用wirelessmonitor进行无线网络扫描使用wirelessmonitor进行无线网络扫描现在，轮到你动手做实验了Doitbyyourself实验指导书：利用WirelessMon进行无线扫描要求：将主要实验步骤截图，放到一个word文档里，统一进行检查什么是WiFi网络WiFi概念WiFi网络结构WiFi工作原理常用术语802.11协议配置及连接无线AP主要内容配置及管理AP

WS832家用无线路由器华为WS330AP配置信息察看修改管理员密码设备管理察看日志一键式诊断诊断工具无线AP配置无线网络设置无线接入控制网桥设置访问网络设置实验2：管理及配置AP要求：2人一组，老师发放AP配置AP，以你的学号后两位作为AP名称（无指导书）要求：将主要实验步骤截图，放到一个word文档里，统一进行检查STA(工作站）启动初始化、开始正式使用AP传送数据幀前，要经过三个阶段才能接入:扫描(SCAN)认证(Authentication)关联(Association)

无线接入过程状态图状态1：未认证、未关联状态2：已认证、未关联状态3：已认证、已关联无线接入过程第一阶段:扫描（SCAN)阶段若无线站点STA设成Ad-hoc模式：

STA先寻找是否已有IBSS（与STA所属相同的SSID）存在，如有，则参加（join）；若无,则会自己创建一个IBSS，等其他站来join若无线站点STA设成Infrastructure模式：

1、主动扫描方式（特点：能迅速找到）

STA依次在11个信道发出ProbeRequest帧，寻找与STA所属有相同SSID的AP，若找不到有相同SSID的AP，则一直扫描下去…2、被动扫描方式（特点：找到时间较长，但STA节电）

STA被动等待AP每隔一段时间定时送出的Beacon信标幀，该帧提供了AP及所在BSS相关信息：“我在这里”…无线接入过程第二阶段:认证（Authentication）阶段

当STA找到与其有相同SSID的AP，在SSID匹配的AP中，根据收到的AP信号强度，选择一个信号最强的AP，然后进入认证阶段。只有身份认证通过的站点才能进行无线接入访问。802.11提供几种认证方法，有简单有复杂，如采用802.1x/EAP认证方法时大致为：STA向AP发送认证请求AP向认证服务器发送请求信息要求验证STA的身份认证服务器认证完毕后向AP返回相应信息如果STA身份不符，AP向STA返回错误信息如果STA身份相符，AP向STA返回认证响应信息

无线接入过程第三阶段:关联（Association）阶段当AP向STA返回认证响应信息、身份认证获得通过后，进入关联阶段。STA向AP发送关联请求AP向STA返回关联响应至此，接入过程才完成，STA初始化完毕，可以开始向AP传送数据幀。AuthenticationServerAPSTAProbeRequestProbeResponse●●●ProbeRequestProbeResponseSSID比较AuthenticationRequestAuthenticationResponseAssociationRequestAssociationResponse扫描认证关联Y无线接入过程示意图帧的类型数据帧(传