國立中正大學雲端計算與物聯網數位學習碩士研究所

6月 20, 2018

國立中正大學雲端計算與物聯網數位學習碩士研究所 - 106-2 無線區域網路討論區

國立中正大學雲端計算與物聯網數位學習碩士研究所 -
106-2 無線區域網路討論區

Week 1: sudo command in Ubuntu

What is $sudo for? under what situation do you need to use sudo?
　　Linux 中指令 sudo 的主要功能是用來做什麼的 ?
　　在什麼情況下你會用到?

以最高權限(root)執行一些事
很多時候是用來安裝或是需要最高權限(root)的路徑存取用
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可以利用sudo指令來做一些最高權限能做的事，是允許系統管理員讓普通用戶執行一些或者全部的root命令的一個工具。
通常在執行一些只有系統管理員或其他特定帳號才能完成的任務，例如mount,halt,su這類的指令，或者編輯系統設定檔(/etc/mtab, /etc/samba/smb.conf等)才需要用到sudo指令。
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sudo 指令可以用來取得 root 或是其他帳號的權限
使用者身份切換

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sudo 來做一些最高權限能做的事，通常是依照著 /etc/sudoers 裡的規則來允許運作。而所有的系統管理動作都是透過 sudo 來取得 root 權限

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是有權限者所執行的指令，如安裝程式時使用。

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1.暫時授與Root權限
2.安裝或更新軟體套件、或者是修改各項設定檔....等等時使用之。

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sudo使一般使用者不需要知道超級使用者的密碼即可獲得權限。首先超級使用者將普通用戶的名字、可以執行的特定命令、按照哪種用戶或用戶組的身分執行等資訊，登記在特殊的檔案中（通常是/etc/sudoers ），即完成對該使用者的授權（此時該使用者稱為「sudoer」） [3] ；在一般使用者需要取得特殊權限時，其可在命令前加上「 sudo 」，此時sudo將會詢問該使用者自己的密碼（以確認終端機前的是該使用者本人），回答後系統即會將該命令的行程以超級使用者的權限執行。之後的一段時間內（預設為5分鐘[4] ，可在/etc/sudoers自訂），使用sudo不需要再次輸入密碼。由於不需要超級使用者的密碼，部分Unix系統甚至利用sudo使一般使用者取代超級使用者作為管理帳號，例如Ubuntu 、 Mac OS X等。

在什麼情況下你會用到?
1.用戶無權限執行root命令
2.vim編輯後發現忘記使用sudo
3.執行root 命令忘記加sudo
4.shell內置命令使用sudo
5.sudo操作記錄日誌

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sudo是linux系統管理指令，是允許系統管理員讓普通用戶執行一些或者全部的root命令的一個工具，如halt，reboot，su。Linux系統最高權限的管理者帳號為root，也稱為超級使用者（superuser）帳號，這個帳號在使用上沒有任何限制，管理者只要取得這個帳號就可以對系統進行各種變更。為了避免不小心把系統搞砸，降低出錯的機率，在維護 Linux 系統時，標準的作法是使用一般的帳號登入，遇到需要root權限時，再使用sudo取得較高的權限進行系統變更。

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sudo 指令類似 su，也是可以用來取得 root 或是其他帳號的權限，不過它在取得 root 或其他帳號權限的時候，是輸入自己的密碼，而不是 root 或其他帳號的密碼，使用上比較方便。

Ubuntu Linux 系統預設在安裝時基於安全考量，並不會啟用 root 帳號，無法用 root 直接登入系統，所有的系統管理動作都是透過 sudo 來取得 root 權限。

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sudo 是 Unix/Linux 平臺上的一個非常有用的工具，它允許系統管理員分配給一般用戶合理的權限，讓他們執行一些只有系統管理員或其他特定帳號才能完成的任務。
例如：執行 mount, halt, su 這類的指令，或者編輯系統設定檔。
Linux 系統最高權限的管理者帳號為 root，也稱為超級使用者（superuser）帳號，
在系統操作時，需要取得root權限進行設置變更或服務重啟時，就會用到"sudo”。
不僅減少了 root 使用者的登錄次數和管理時間，也提高了系統安全性。

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[sudo的主要功能]:
一般而言，使用者只能夠對自己home目錄(/home/使用者帳號目錄）底下的檔案進行寫入的動作（也就是更改檔案內容），
只有一個特殊的使用者 -- root，它擁有整個系統所有檔案的權限，可是如果平常工作都使用root這個帳號，這對整個系統來說有可能會造成威脅，所以才會有 sudo 這樣的一個程式，用來驗證使用者的身分，然後能夠執行root才能做的動作。
[sudo的使用在什麼情況]:
比方說，若想要重新啟動一個系統的程式，它們大多被放在/etc/init.d/下面，也需要root的權限才能做，所以我們可以透過sudo來動作：
在想執行的指令前面加上sudo即可。它會提示要你輸入密碼，你只要輸入你目前使用帳號的密碼就可以了。

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sudo指令功能:

1.提高 User 權限，讓User 可以執行一些只有系統管理員或其他特定帳號才能完成的任務，例如：執行 mount, halt, su 這類的指令，或者編輯系統設定檔 (/etc/mtab, /etc/samba/smb.conf 等)。
2.所有的系統管理動作都是透過 sudo 來取得 root 權限。
3.需要取得root權限進行設置變更或服務重啟時，就會用到"sudo"。
4.它還要兼顧易用性，讓系統管理員能夠更有效，更方便地使用它。

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sudo是linux系統管理指令，是允許系統管理員讓普通用戶執行一些或者全部的root命令的一個工具，如halt，reboot，su等等

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Sudo 是Unix/Linux平臺上的一個非常有用的工具，它允許系統管理員分配給一般用戶合理的權限，讓他們執行一些只有系統管理員或其他特定帳號才能完成的任務，例如mount,halt,su這類的指令，或者編輯系統設定檔(/etc/mtab, /etc/samba/smb.conf等)，這樣一來，不僅減少了root使用者的登錄次數和管理時間，也提高了系統安全性。

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一般而言，使用者只能夠對自己home目錄底下的檔案進行寫入的動作，只有一個特殊的使用者(root)，它擁有整個系統所有檔案的權限，可是如果平常工作都使用 root 這個帳號，這對整個系統來說有可能會造成威脅，所以才會有 sudo 這樣的一個程式，用來驗證你的身分，然後能夠執行 root 才能做的動作。

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sudo是用於普通帳號但需要root權限來執行指令時使用。
在安裝程式或執行一些需要較高權限程式時使用。

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sudo命令用來以其他身份來執行命令，預設的身份為root。在/etc/sudoers中設置了可執行sudo指令的用戶。若其未經授權的用戶企圖使用sudo，則會發出警告的郵件給管理員。用戶使用sudo時，必須先輸入密碼，之後有5分鐘的有效期限，超過期限則必須重新輸入密碼.

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sudo 扮演的角色註定了它要在安全方面格外謹慎，否則就會導致非法用戶獲取 root 權限。同時，它還要兼顧易用性，讓系統管理員能夠更有效，更方便地使用它。sudo 設計者的宗旨是：給用戶盡可能少的權限但仍允許完成他們的工作

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Ubuntu Linux 系統預設在安裝時基於安全考量，並不會啟用 root 帳號，無法用 root 直接登入系統，所有的系統管理動作都是透過 sudo 來取得 root 權限。
在系統操作時，需要取得root權限進行設置變更或服務重啟時，就會用到"sudo"。

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sudo 來做一些最高權限能做的事，通常是依照著 /etc/sudoers 裡的規則來允許運作。而所有的系統管理動作都是透過 sudo 來取得 root 權限。

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Linux 環境裡有個sudo 的指令，這個指令主要功能是用來提高 User 權限，讓User 可以執行一些只有系統管理員或其他特定帳號才能完成的任務，例如：執行 mount, halt, su 這類的指令，或者編輯系統設定檔 (/etc/mtab, /etc/samba/smb.conf 等)。

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Week 2 Bridge

What are the functions that a bridge provides? Do you need to assign a MAC address or an IP address to a bridge?
橋接器主要功能為何?
大家需要分配 MAC address 或 IP address 給橋接器?

Bridge是一個用來連接不同的網路區段(segment)的設備，例如﹐可以用一個 bridge 來連接兩個 Ethernet segment、或連接一個 Token Ring segment 到一個 Ethernet segment。其主要功能在於決定是否讓資料訊框(Frame)通過Bridge 到另一端網路上，當Bridge 接收到訊框後，會將訊框目的地的MAC 位址與Bridge 的table 做比對，如果table 中能找到符合的位址，則進一步確認封包與目的地電腦是否為同一區段網路，若是的話，目的地電腦不需透過Bridge 就能收到資料(發揮filter功能)；如果不是的話，Bridge 就會把訊框傳至目的地的電腦所在區段網路(發揮forward功能)。

需要配固定IP給橋接器

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bridge主要用作連接實體層不同的網路，橋接器可以同時連接二個以上網路。當橋接器接收到訊息時，它會判斷此訊息是要傳送到此網路其它的工作站還是要傳送至其它網路的工作站。

主要是要提供工作站 MAC 層之間的通訊。橋接器接收網路上的訊框然後根據其上的目的地位址來決定是否轉送。如果必須轉送, 則以另外一個網路的訊框格式將訊框送進另一個網路中。也就是說, 橋接器的橋通訊協定架構是架在 MAC 層上面,其所接收或轉送的都是 MAC 訊框

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橋接器主要是用來連接不同的網路區段(segment)的設備。

是需要分配MAC address 或 IP address 給橋接器。
在 Wi-Fi 網路中，橋接器模式可以讓兩部或多部無線存取點 (AP) 相互通訊，以達到連接多個 LAN 的目的。
橋接器接收網路上的訊框然後根據其上的目的地位址來決定是否轉送，如果必須轉送，則以另外一個網路的訊框格式將訊框送進另一個網路中。也就是說，橋接器的橋通訊協定架構是架在 MAC 層上面，其所接收或轉送的都是 MAC 訊框。

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1.橋接器是在處理OSI第一層與第二層，具有增益器(Reapeater)及集線器的功能
2.需要分配MAC address 或 IP address 給橋接器

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橋接器是指有助於訊息中繼的實體。訊息中繼牽涉到一系列處理步驟的執行，例如在訊息從原始來源傳輸至目的地時解密、驗證、擴充及轉換訊息。

提供工作站 MAC 層之間的通訊。橋接器接收網路上的訊框然後根據其上的目的地位址來決定是否轉送。

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bridge是一個用來連接不同的網路區段(segment)的設備，例如﹐可以用一個 bridge 來連接兩個 Ethernet

segment、或連接一個 Token Ring segment 到一個 Ethernet segment。其主要功能在於決定是否讓

資料訊框(Frame)通過Bridge 到另一端網路上，當Bridge 接收到訊框後，會將訊框目的地的MAC 位址與

Bridge 的table 做比對，如果table 中能找到符合的位址，則進一步確認封包與目的地電腦是否為同一區段網

路，若是的話，目的地電腦不需透過Bridge 就能收到資料(發揮filter功能)；如果不是的話，Bridge 就會把訊

框傳至目的地的電腦所在區段網路(發揮forward功能)。

P.S：雖然Bridge被用來分割網路，但是它們並不會隔離廣播或多點傳播的封包。

MAC地址和IP位址的區別與聯繫

簡單地說：ip地址是服務商給你的，mac地址是你的網卡物理地址。一、IP位址對於IP位址，相信大家都很熟悉，即指使用TCP/IP協議指定給主機的32位地址。IP位址由用點分隔開的4個8八位組構成，如192.168.0.1就是一個IP位址，這種寫法叫點分十進位格式。IP位址由網絡地址和主機地址兩部分組成，分配給這兩部分的位數隨地址類（A類、B類、C類等）的不同而不同。網絡地址用於路由選擇，而主機地址用於在網絡或子網內部尋找一個單獨的主機。一個IP位址使得將來自源地址的數據通過路由而傳送到目的地址變為可能。二、MAC地址對於MAC地址，由於我們不直接和它接觸，所以大家不一定很熟悉。在OSI（Open System Interconnection，開放系統互連）7層網絡協議（物理層，數據鏈路層，網絡層，傳輸層，會話層，表示層，應用層）參考模型中，第二層為數據鏈路層（Data Link）。它包含兩個子層，上一層是邏輯鏈路控制（LLC：Logical Link Control），下一層即是我們前面所提到的MAC（Media Access Control）層，即介質訪問控制層。所謂介質（Media），是指傳輸信號所通過的多種物理環境。常用網絡介質包括電纜（如：雙絞線，同軸電纜，光纖），還有微波、雷射、紅外線等，有時也稱介質為物理介質。MAC地址也叫物理地址、硬體地址或鏈路地址，由網絡設備製造商生產時寫在硬體內部。這個地址與網絡無關，也即無論將帶有這個地址的硬體（如網卡、集線器、路由器等）接入到網絡的何處，它都有相同的MAC地址，MAC地址一般不可改變，不能由用戶自己設定。三、MAC地址的長度、表示方法、分配方法及其唯一性 MAC地址的長度為48位（6個字節），通常表示為12個16進位數，每2個16進位數之間用冒號隔開，如：08:00:20:0A:8C:6D就是一個MAC地址，其中前6位16進位數08:00:20代表網絡硬體製造商的編號，它由IEEE（Istitute of Electrical and Electronics Engineers，電氣與電子工程師協會）分配，而後3位16進位數0A:8C:6D代表該製造商所製造的某個網絡產品（如網卡）的系列號。每個網絡製造商必須確保它所製造的每個乙太網設備都具有相同的前三字節以及不同的後三個字節。這樣就可保證世界上每個乙太網設備都具有唯一的MAC地址。四、IP位址與MAC地址在互連網中的作用既然每個乙太網設備在出廠時都有一個唯一的MAC地址了，那為什麼還需要為每台主機再分配一個IP位址呢？或者說為什麼每台主機都分配唯一的IP位址了，為什麼還要在網絡設備（如網卡，集線器，路由器等）生產時內嵌一個唯一的MAC地址呢？主要原因有以下幾點：（1）IP位址的分配是根據網絡的拓樸結構，而不是根據誰製造了網絡設置。若將高效的路由選擇方案建立在設備製造商的基礎上而不是網絡所處的拓樸位置基礎上，這種方案是不可行的。（2）當存在一個附加層的地址尋址時，設備更易於移動和維修。例如，如果一個乙太網卡壞了，可以被更換，而無須取得一個新的IP位址。如果一個IP主機從一個網絡移到另一個網絡，可以給它一個新的IP位址，而無須換一個新的網卡。（3）無論是區域網，還是廣域網中的計算機之間的通信，最終都表現為將數據包從某種形式的鏈路上的初始節點出發，從一個節點傳遞到另一個節點，最終傳送到目的節點。數據包在這些節點之間的移動都是由ARP（Address Resolution Protocol：地址解析協議）負責將IP位址映射到MAC地址上來完成的。下面我們來通過一個例子看看IP位址和MAC地址是怎樣結合來傳送數據包的。假設網絡上要將一個數據包（名為PAC）由北京的一台主機（名稱為A，IP位址為IP_A，MAC地址為MAC_A）發送到華盛頓的一台主機（名稱為B，IP位址為IP_B，MAC地址為MAC_B）。這兩台主機之間不可能是直接連接起來的，因而數據包在傳遞時必然要經過許多中間節點（如路由器，伺服器等等），我們假定在傳輸過程中要經過C1、C2、C3（其MAC地址分別為M1，M2，M3）三個節點。A在將PAC發出之前，先發送一個ARP請求，找到其要到達IP_B所必須經歷的第一個中間節點C1的MAC地址M1，然後在其數據包中封裝（Encapsulation）這些地址：IP_A、IP_B，MAC_A和M1。當PAC傳到C1後，再由ARP根據其目的IP位址IP_B，找到其要經歷的第二個中間節點C2的MAC地址M2，然後再將帶有M2的數據包傳送到C2。如此類推，直到最後找到帶有IP位址為IP_B的B主機的地址MAC_B，最終傳送給主機B。在傳輸過程中，IP_A、IP_B和MAC_A不變，而中間節點的MAC地址通過ARP在不斷改變（M1，M2，M3），直至目的地址MAC_B。綜合上面所述，我們可以歸納出IP位址和MAC地址相同點是它們都唯一，不同的特點主要有： 1. 對於網絡上的某一設備，如一台計算機或一台路由器，其IP位址可變（但必須唯一），而MAC地址不可變。我們可以根據需要給一台主機指定任意的IP位址，如我們可以給區域網上的某台計算機分配IP位址為192.168.0.112 ，也可以將它改成192.168.0.200。而任一網絡設備（如網卡，路由器）一旦生產出來以後，其MAC地址永遠唯一且不能由用戶改變。 2. 長度不同。IP位址為32位，MAC地址為48位。 3. 分配依據不同。IP位址的分配是基於網絡拓樸，MAC地址的分配是基於製造商。 4. 尋址協議層不同。IP位址應用於OSI第三層，即網絡層，而MAC地址應用在OSI第二層，即數據鏈路層。數據鏈路層協議可以使數據從一個節點傳遞到相同鏈路的另一個節點上（通過MAC地址），而網絡層協議使數據可以從一個網絡傳遞到另一個網絡上（ARP根據目的IP位址，找到中間節點的MAC地址，通過中間節點傳送，從而最終到達目的網絡）。

原文網址：https://read01.com/kL0Md.html

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橋接器屬於鏈結層連接設備，根據訊框中的第二層位址（MAC address）來進行訊框轉送的工作，主要用來連接二個或多個相同或不相同型態的區域網路。為便於管理，需分配 MAC address 或 IP address 給橋接器。
橋接器接收網路上的訊框然後根據其上的目的地位址來決定是否轉送，如果必須轉送，則以另外一個網路的訊框格式將訊框送進另一個網路中。也就是說，橋接器的橋通訊協定架構是架在 MAC 層上面，其所接收或轉送的都是 MAC 訊框。
橋接器具備有「過濾」(Filtering) 及「轉送」 (Forwarding) 訊框的功能。同一個網路中互送的訊框會被橋接器過濾掉，而不同網路間互送的訊框則會被橋接器轉送，故橋接器可提高網路可靠度、增加網路效率、提昇網路安全性。

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連接至集線器的電腦，傳送資料時是以廣播 (Broadcast) 方式傳送資料封包，封包中包含了接收電腦的位置與傳送資料，所有連接的電腦都會收到封包，由於是採用 CSMA/CD 傳送方式，所有的電腦都可能在搶傳送資料的權力，應用在小網路還可以，若網路規模太大就會造成效率降低的問題。橋接器通常是用來連接一個大型網路所切割成的數個小型區域網路，每個區域網路可能使用不同的通訊協定，橋接器可以阻隔屬於各區域網路內廣播的封包，不傳播到其他區域網路，僅欲傳送到不同區域的封包，才能通過橋接器。透過橋接器，每個區域網路使用各自獨立的有限網路寬頻，也不會讓資料隨意流出各網路，而被具有不軌企圖者所竊取。

橋接器不需要 IP地址。有很多情況下你不會有一個。但是，在很多情況下你可能會有一個，比如：
當橋接器充當一組容器或虛擬機（甚至物理接口）的默認網關時。在這種情況下，它需要一個IP地址（因為路由發生在IP層）。
當你的“主要”網卡是橋接器的成員時，這樣橋接器就是你與外部世界的連接。在這種情況下，不是將eth地址分配給（例如） eth0 ，而是將其分配給橋接器設備。
如果網橋不是 ip routing需要的，那麼它不需要一個ip地址。這種情況的例子包括：
使用橋接器創建沒有外部連接的設備的專用網絡，或通過橋接器以外的設備提供外部連接時。

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Bridge 是在網路系統當中，用來連接兩個相同協定 (protocol) 網路之設備，因為橋接器是定義於 OSI 模式的第二層 (資料鏈結層) 的設備，所以它的處理對象是碼框。

橋接器是連接兩個網路的『橋樑』(bridge)，而它的主要功能在決定是否要讓資料碼框 (frame) 通過橋接器，到另外一端的網路上，橋接器會檢查資料碼框的起始位址與終止位址是否屬於同一個網路，若是，則橋接器不會讓它們通過；若碼框的起始位址與終止位址是屬於不同的網路，則橋接器會讓它們通過，到橋接器所連接的另外一邊網路中。也因此，橋接器必須連接使用相同通訊協定的兩端，例如它可以連接 10Base-2 乙太網路與 10Base-5 乙太網路，因為它們採用相同的通訊協定，只是傳輸媒介不同；但橋接器無法將乙太網路和 Token Ring 網路連接，因為它們使用不同的網路協定。

橋接器和路由器 (router) 第一點不同，在於前者是作用於鏈結層，後者則作用於網路層，所以路由器會執行路徑選擇的功能，而橋接器只是單純的做為一個決定是否讓封包通過的橋樑，因此橋接器用於『不可路徑選擇』(non-routable) 的通訊協定。第二點不同，在於路由器檢查的是封包(packet) 的位址，而橋接器則是檢查較低一層的碼框位址。

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橋接器，一種網路裝置，負責網路橋接之用。橋接器將網路的多個網段在資料鏈路層（OSI模型第2層）連線起來（即橋接）。

特點
1.網橋能夠識別資料鏈路層中的資料影格，並將這些資料影格臨時儲存於記憶體，再重新生成訊號作為一個全新的資料影格轉發給相連的另一個網段（network segment）。由於能夠對資料影格拆包、暫存、重新打包（稱為儲存轉發機制 store-and-forward），網橋能夠連線不同技術參數傳輸速率的資料鏈路，如連線10BASE-T與100BASE-TX。

2.資料影格中有一個位叫做FCS，用來通過CRC方式校驗資料影格中的位。網橋可以檢查FCS，將那些損壞的資料影格丟棄。

3.網橋在向其他網段轉發資料影格時會做衝突檢測控制。

4.網橋還能通過位址自學機制和過濾功能控制網路流量，具有OSI第2層網路交換機功能。這稱為transparent bridge，由DEC在1980年代發明。[1]其機制是網橋內部有一個資料庫，最初沒有資料。當網橋從一個網段收到一個資料影格，就會在資料庫中登記（或者更新）資料影格的源位址屬於這個網段，並檢查封包的目的位址。如果目的位址在資料庫中屬於另外一個網段，則網橋向該網段轉發該資料影格；如果目的位址在資料庫中沒有記錄，則網橋向除了源位址所在之外的其他所有網段轉發（flood）該資料影格。

5.橋接器僅僅在不同網路之間有資料傳輸的時候才將資料轉發到其他網路，不是像集線器那樣對所有資料都進行廣播。對於乙太網，「橋接」這一術語正式的含義是指符合IEEE 802.1D標準的裝置，即「網路切換」。橋接器可以分割網段，不似集線器仍是在為同一碰撞域，所以對頻寬耗損較大。因橋接器透過其內之MAC表格，讓傳送影格不會通過，所以其稱之為資料鏈結層操作之網路元件，可隔離碰撞。

參考資料
http://www.cs.nthu.edu.tw/~nfhuang/chap15.htm

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橋接器 (Bridge)
用於連接網路段的裝置就是橋接器，橋接器主要用作連接實體層不同的網路，橋接器可以同時連接二個以上網路。當橋接器接收到訊息時，它會判斷此訊息是要傳送到此網路其它的工作站還是要傳送至其它網路的工作站。如果是要傳送到別的網路，橋接器接收到訊息後先儲存然後再傳送出去 (store-and-forword)。橋接器連接實體不同，資料鏈路層相同的網路。例如，使用 CSMA/CD 寬頻技術利用同軸電纜傳輸的網路可以使用橋接器連接使用 CMSA/CD 基頻技術利用非遮閉式雙絞線傳送輸的網路。
橋接器除了連接二個以上網路以形成更大的網路外，它可以隔離網路交通。例如以太網路當同一個網路工作站數量太多且傳輸資料量大時，可以將同一個網路分開成二個網路再使用橋接器將二個網路連接以達隔離資料傳輸交通以及網路碰撞頻繁的問題。

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Ans:所謂橋接器是在連結層（Link Layer）上連接兩個網路的裝置。
有別於路由器（Router），橋接器只是直接轉送兩邊的封包，亦即把兩個網路的集合視為一個更大的區域網路，
因此一些主要用在區域網路的服務－－比如說網路芳鄰，不需修改設定就可以分享到另一個網路上。
當然橋接器能連結的網路大小是有上限的，不過對於家用網路來說已是綽綽有餘。

Ans:在外租房子時，寬頻網路可說是基本的設施，許多房東也提供了IP分享器。
然而並非所有的房東都提供無線網路基地台（AP），對於手機或平版電腦來說相當不便。
若這時候有一台同時俱備線網路與無線網路的電腦，就可以籍由橋接器的方式，架設一個連接有線網路的AP。

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1.Bridge在OSI七層中，定義於第二層-資料連接層
2.是一個用來連接不同的網路區段(segment)的設備，其主要功能在於決定是否讓資料訊框(Frame)通過Bridge 到另一端網路上
3.具備有「過濾」(Filtering) 及「轉送」 (Forwarding) 訊框的功能。
4.同一個網路中互送的訊框會被橋接器過濾掉, 而不同網路間互送的訊框則會被橋接器轉送。
5.Bridge根據訊框(Frame)中的第二層位址（MAC address)來進行訊框轉送的工作。

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1.橋接器是在處理OSI第一層與第二層，具有增益器(Reapeater)及集線器的功能，具有過濾
　 (filtering)及轉送功能(含前送forwarding及儲存後前送store-and-Forward)功能。
2.需要分配MAC address 或 IP address 給橋接器。
在 Wi-Fi 網路中，橋接器模式可以讓兩部或多部無線存取點 (AP) 相互通訊，以達到連接多個 LAN 的目的。
若要建立以橋接器為基礎的無線網路，您必須將兩部無線存取點都設定成橋接器模式。
在設定之前，檢查並寫下存取點的無線 MAC 位址，若無MAC 位址，無法設定無線網路。
將電腦連接到無線網路存取點，然後在網頁瀏覽器中輸入 IP 位址 192.168.x.x 登入網頁，同時請注意，網路中兩個存取點的 IP 位址不能相同。
完成設定後，橋接器模式為基礎的無線連線就設定成功了。

部分參考自https://www.tp-link.com/tw/faq-176.html

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橋接器主要用來連接二個或多個相同或不相同型態的區域網路。

其主要功能在於決定是否讓資料訊框(Frame)通過Bridge 到另一端網路上，當Bridge 接收到訊框後，會將訊框目的地的MAC 位址與Bridge 的table 做比對，如果table 中能找到符合的位址，則進一步確認封包與目的地電腦是否為同一區段網路，若是的話，目的地電腦不需透過Bridge 就能收到資料(發揮filter功能)；如果不是的話，Bridge 就會把訊框傳至目的地的電腦所在區段網路(發揮forward功能)。

參考來源：
http://www.cs.nthu.edu.tw/~nfhuang/chap15.htm

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橋接器是能夠把左右邊兩個碰撞網域割開的設備，記憶第一個接入的設備MAC，使用軟體辨識MAC來減少信號風暴。

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橋接器主要具備有「過濾」(Filtering) 及「轉送」 (Forwarding) 訊框的功能。同一個網路中互送的訊框會被橋接器過濾掉, 而不同網路間互送的訊框則會被橋接器轉送。橋接器根據訊框中的第二層位址（MAC address)來進行訊框轉送的工作。

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Week 2 Bridge IEEE family

In the IEEE 802 family, 802.11 is for Wireless LAN. Do you know the 802 number corresponding to wired LAN (CSMA/CD), Token Bus,Token Ring, Bluetooth, ZigBee, and UWB?
在 IEEE 802 家族裡 802.11 是用於無線區網。大家知道有線網路(CSMA/CD),Token Bus,
Token Ring, Bluetooth, ZigBee, and UWB 分別是相對於 802.多少 ?

IEEE 802.5 Token Ring
IEEE 802.15.1 WPAN – Bluetooth
IEEE 802.15.4 LR-WPAN – Zigbee
IEEE 802.15.3 HR-WPAN - UWB

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有線網路(CSMA/CD):802.3是載波偵聽多路訪問/衝突檢測規範，英文全稱為Carrier Sense Multiple Access network with Collision Detection
Token Bus:IEEE802.4權杖環匯流排,該標準定義了權杖傳遞匯流排存取方法和實體層規範（Token Bus）。
Token Ring:IEEE802.5權杖環網,該標準定義了權杖環存取方法和實體層規範（Token Ring）。
Bluetooth:IEEE802.11無線聯網,該標準定義了無線局域網介質存取控制子層與實體層規範（Wireless LAN）。該標準主要包括三個標準，即IEEE802.11a、IEEE802.11b 和IEEE802.11g。
ZigBee:802.15.4可以說是藍牙的同族兄弟，它使用2.4GHz波段，採用跳頻技術。與藍牙相比，zigbee更簡單、速率更慢、功率及費用也更低。可以比藍牙更好的支援遊戲、消費電子、儀器和家庭自動化應用。目標期望能在工業監控、感測器網路、家庭監控、安全系統和玩具等領域拓展zigbee的應用。
UWB:802.15.3是超寬頻,目標在於得到更高的資料傳輸速率，取得低成本和低電能消耗，同時還與藍牙相容。

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CSMA/CD : 802.3　
Token Bus　: 802.4　
Token Ring : 802.5　
Bluetooth　: 802.15.1　
ZigBee　　 : 802.15.4　
UWB　　 : 802.15.3a

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CSMA/CD--802.3
Token Bus--802.4　
Token Ring--802.5
Bluetooth--802.15.1
UWB--802.15.3a
ZigBee--802.15.4

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CSMA/CD - IEEE 802.3
Token Bus - IEEE 802.4
Token Ring - IEEE 802.5
Bluetooth - IEEE 802.15.1
ZigBee IEEE - 802.15.4
UWB IEEE - 802.15.3a

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CSMA/CD=802.3
Token Bus=802.4
Token Ring=802.5
Bluetooth=802.15
ZigBee=802.15.4
UWB=802.15.3a

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1.CSMA/CD：802.3
2.Token Bus：802.4　
3.Token Ring：802.5
4.Bluetooth：802.11g
5.ZigBee：802.15.4
6.UWB：802.15.3

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CSMA/CD : IEEE 802.3
Token Bus : IEEE 802.4
Token Ring : IEEE 802.5
Bluetooth : IEEE 802.15.1
ZigBee IEEE : 802.15.4
UWB IEEE : 802.15.3a

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1.CSMA/CD→802.3
2.Token Bus→802.4　
3.Token Ring→802.5
4.Bluetooth→802.15.1
5.ZigBee→802.15.4
6.UWB→802.15.4a

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802.4 = Token Bus (Disbanded)

802.5 = Token Ring (The original token-passing standard for twisted-pair, shielded copper cables. Supports copper and fiber cabling from 4 Mbps to 100 Mbps. Often called "IBM Token-Ring.")

802.15.1 = Bluetooth (Short range (10m) wireless technology for cordless mouse, keyboard, and hands-free headset at 2.4 GHz.)

802.15.4 = ZigBee (Short range wireless sensor networks.)

802.15.3a = UWB (Short range, high-bandwidth "ultra wideband" link.)

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IEEE 802.3標準制定了 Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD)通訊協定。其基本網路結構為一匯流排 (BUS) 架構，此網路的主要特性如下：

1.傳輸速率為 10 Mbps。

2.訊框格式為 IEEE 802.3 CSMA/CD 訊框

3.傳輸媒介可為同軸電纜(Coaxial cable) 、無遮蔽式雙絞線 (UTP)、或光纖 (Fiber)。

4.通訊協定採用 CSMA/CD，沒有提供優先權傳輸服務。

5.廣播式傳輸 (Broadcasting)。工作站將訊號送上傳輸媒介時該訊號會廣播至所有工作站，因此訊框傳送具有廣播性質。

6.不提供保証傳送延遲服務。如果同時有二個或二個以上的工作站同時傳送訊框將造成「衝撞」(Collision) 。發生衝撞的訊框無法有效的辨認，因此會被視為無效的訊框而丟棄。網路負載重時會因為不斷發生衝撞的現象而使得訊框被成功傳送出去的時間無法預期。

7.頻寬使用不保証公平。工作站利用 CSMA/CD 通訊協定來互相競爭傳送訊框的機會，並沒有輪流傳送的特性，因此每個工作站使用的頻寬可能差異極大。後到的訊框也可能因為其他訊框進入衝撞期而較早傳送成功。

8.高負載時頻寬使用率低。網路負載重時會因為不斷發生訊框衝撞的現象而使得訊框無法成功的傳送，此將導致網路的成功輸出率 (throughput) 急速降低。嚴重時整個網路可能完全癱瘓。

9.較不適合多媒體資訊傳輸。由於網路無法提供保証的頻寬及傳送延遲服務，此網路較不適合傳送具有即時要求的多媒體資訊。

10.網路容錯性高。為了避免訊號傳送到最末端時的反射而造成衝撞問題，採用同軸電纜為傳輸媒介時應在兩端同時接上終端器(terminator)，負責將訊號吸收掉。此時連接每一工作站的連接栓(TAP) 為被動式元件(passive device)。對於同軸電纜上的訊號它只能接受而不能更改。因此當工作站當機或停電時並不會影響到網路上其他工作站的運作。但是當電纜沒有接好、斷裂、或終端器鬆脫、損壞時，整個網路將會無法運作，此時網路視為損毀。

IEEE 802.5 Token Ring
IEEE 802.15.1 WPAN – Bluetooth
IEEE 802.15.4 LR-WPAN – Zigbee
IEEE 802.15.3 HR-WPAN - UWB

參考資料
http://www.cs.nchu.edu.tw/~hwtseng/Wireless%20Networks/0Intro_LAN.pdf
http://www.cs.nthu.edu.tw/~nfhuang/chap04.htm

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Ans:
有線網路(CSMA/CD):802.3是載波偵聽多路訪問/衝突檢測規範，英文全稱為Carrier Sense Multiple Access network with Collision Detection
Token Bus:IEEE802.4權杖環匯流排,該標準定義了權杖傳遞匯流排存取方法和實體層規範（Token Bus）。
Token Ring:IEEE802.5權杖環網,該標準定義了權杖環存取方法和實體層規範（Token Ring）。
Bluetooth:IEEE802.11無線聯網,該標準定義了無線局域網介質存取控制子層與實體層規範（Wireless LAN）。該標準主要包括三個標準，即IEEE802.11a、IEEE802.11b 和IEEE802.11g。
ZigBee:802.15.4可以說是藍牙的同族兄弟，它使用2.4GHz波段，採用跳頻技術。與藍牙相比，zigbee更簡單、速率更慢、功率及費用也更低。可以比藍牙更好的支援遊戲、消費電子、儀器和家庭自動化應用。目標期望能在工業監控、感測器網路、家庭監控、安全系統和玩具等領域拓展zigbee的應用。
UWB:802.15.3是超寬頻,目標在於得到更高的資料傳輸速率，取得低成本和低電能消耗，同時還與藍牙相容。

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Token ring 是802.5　
Token bus　是802.4
CSMA/CD是802.3　
ZigBee是802.15.4
Bluetooth是802.15.1
UWB是802.15.3a

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1.Token Ring: IEEE 802.5
2.Bluetooth: IEEE 802.15
3.ZigBee: IEEE 802.15.4
4.UWB: IEEE 802.15.4a

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CSMA/CD=>802.3 Token Bus=>802.4 Token Ring=>802.5 Bluetooth=>802.15 ZigBee=>802.15.4 UWB=>802.15.3a

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(1)CSMA/CD IEEE 802.3
(2)Token Bus IEEE 802.4
(3)Token Ring IEEE 802.5
(4)Bluetooth IEEE 802.15.1
(5)ZigBee IEEE 802.15.4
(6)UWB IEEE 802.15.3a

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Fixed
Token Bus: IEEE 802.4
CSMA/CD: IEEE 802.3
Token Ring: IEEE 802.5
Bluetooth: IEEE 802.15.1
ZigBee: IEEE 802.15.4
UWB (Ultra WideBand): IEEE 802.15.4a

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CSMA/CD=802.3
Token Bus=802.4
Token Ring=802.5
Bluetooth=802.15
ZigBee=802.15.4
UWB=802.15.3a

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有線網路(CSMA/CD) ---> IEEE 802.3
Token Bus　-->IEEE 802.4
Token Ring -->IEEE 802.5
Bluetooth　-->IEEE 802.15.1
ZigBee　　 -->IEEE 802.15.4(Low-Rate wireless PAN)
UWB　　　-->IEEE 802.15.3 (High-Rate wireless PAN)

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Token ring →802.5　
Token bus　→802.4
CSMA/CD　　→802.3　
ZigBee　　 →802.15.4
Bluetooth　→802.15.1
UWB　　　　→802.15.3a

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有線網路(CSMA/CD) 對應 802.3
記號匯流排(Token Bus)規格對應 IEEE 802.4
記號環(Token Ring)規格對應 IEEE 802.5

Bluetooth 對應 IEEE 802.15
IEEE 802.15.1 主要將藍芽技術中有關實體層及媒體存取層的規格標準化。
IEEE 802.15.2 則討論解決藍芽與其他使用同頻帶之無線通訊技術的共存性問題。

ZigBee 對應 IEEE 802.15.4
雖然 ZigBee 和 Bluetooth 屬於相同的 802.15 系列，但不同於藍芽適用於傳送聲音之特性，
Zigbee 系統只適合傳送純文字和圖片等少量資料。ZigBee 所需功率比藍芽低，
而且採用128位的AES（Advanced Encryption Standard）加密技術，因比藍芽的安全性好。
ZigBee 以低價切入產業自動化控制、能源監控、機電控制、照明系統管控、
家庭安全和RF遙控等領域，在“控制上的角色看來會多於在“通訊上的角色。

UWB 對應 IEEE 802.15.3a
802.15.3a 工作小組負責制定非常高傳輸速率的，無線個人區域網路實體層標準，
其傳輸速率的標準為能在 10 公尺距離內達到 110Mbps 至480Mbps 的傳輸率。
家庭數位多媒體設備間的通訊，是UWB主要的市場。

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Token Ring: IEEE 802.5
Bluetooth: IEEE 802.15
ZigBee: IEEE 802.15.4
UWB (Ultra WideBand): IEEE 802.15.4a

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Week 3 Byte order

Do you know what network order and host order are? Do you what is big endian and what is little endian?
你知道 network order 與 host order 的不同嗎? 你知道big endian 和 little endian 各是甚麼意思?

network order-->網絡傳輸一般採用大端序(big endian)
host order-->本機傳輸因應不同處理採用大端序、小端序(little endian)
big endian-->最高位位元組是0x0A 存儲在最低的內存地址處。下一個位元組0x0B存在後面的地址處。正類似於十六進位位元組從左到右的閱讀順序。
little endian-->最低位位元組是0x0D 存儲在最低的內存地址處。後面位元組依次存在後面的地址處。

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網路位元組順序 (Network Byte Order):
在網路上使用統一的網路位元組順序，Big Endian，以避免相容性問題。

主機位元組順序 (Host Byte Order):
不同的機器Host Byte Order不相同，與CPU設計有關，如 Intel 或 Intel 相容處理器Host Byte Order 是 Little-Endian，如HP, IBM, Motorola 68K系是使用Big Endian設計

Big Endian 和 Little Endian : 兩種不同的處理記憶體儲存排列方式。
由最高有效位元組(Most Significant Byte,MSB)逐一儲存位元組者，稱為Big Endian。
由最低有效位元組(Least Significant Byte,LSB)逐一儲存位元組者，稱為Little Endian。

例如：一個word 的資料0x12345678，分別放在Little Endian和Big Endian的系統時資料會呈現
Big Endian : 0x12 0x34 0x56 0x78
Little Endian : 0x78 0x56 0x34 0x12

從記憶體看會變成這樣：
Little Endian Big Endian
0x0000　0x78　 0x12
0x0001　0x56　 0x34
0x0002　0x34　 0x56
0x0003　0x12　 0x78

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主機位元組順序 (Host Byte Order)
每台計算機因應其指令集架構，其字組定址、位元組順序不盡相同，分為大頭端(big-endian)與小頭端(little-endian)

網路位元組順序 (Network Byte Order)
大部分網路協定 (ex: TCP、UDP、IPv4、IPv6…)，皆是使用大頭端(big-endian)，因此時常將兩者劃上等號

以最高有效位元組 (Most Significant Byte, MSB)逐一儲存位元組者，稱為大頭端 (big-endian)。以最低有效位元組 (Least Significant Byte, LSB)逐一儲存位元組者，稱為小頭端 (little-endian)

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網路位元組順序 (Network Byte Order):
要按從高到低的順序存儲，在網路上使用統一的網路位元組順序，可以避免相容性問題。
不同的主機架構，端序不盡相同，彼此在網路上傳輸，需要有順序規範。
主機位元組順序 (Host Byte Order):
每台計算機因應其指令集架構，其字組定址、位元組順序不盡相同。
又可分為大頭端(big-endian)與小頭端(little-endian)。

電腦世界中有兩種byte order{Big-Endian(降冪), Little-Endian(昇冪)}
big-endian:
以最高有效位元組(Most Significant Byte,MSB)逐一儲存位元組者。
大端位元組序存儲時由左到右。

little-endian:
以最低有效位元組(Least Significant Byte,LSB)逐一儲存位元組者。
小端位元組序存儲時由右向左。

例如：如果我們將0x1234abcd寫入到以0x0000開始的內存中，則結果為
big-endian little-endian
0x0000 0x12 0xcd
0x0001 0x23 0xab
0x0002 0xab 0x34
0x0003 0xcd 0x12

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network byte order：一般為大端序。
Host Byte Order：由電腦架構而定。
big-endian：高位數放在前面的低位址，低位數放在後面的高位址
little-endian：低位數放在前面的低位址，高位數放在後面的高位址

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(一)主機位元組順序 (Host Byte Order)
big-endian
每台計算機因應其指令集架構 (Instruction Set Architecture, ISA)，
其字組定址 (word addressing)、位元組順序 (Byte Order) 不盡相同，
big-endian 適合人類習慣，逐位元組 Memory dump 超方便閱讀　
且在許多情況下 (如: 欲做數值排序、估計值、符號判斷…)，
直接檢索最高有效位元組，相當有用。

little-endian
最廣為人知的小頭端 (little-endian) 就屬 — intel x86、x86-64 處理器 !
但是，既然大頭端這麼直覺，為何還要小頭端呢?　
因為相同位址 (same address)小頭端 (little-endian) 中，一個值，不論是用 8、16、32.. 位元的方式儲存，都可藉由相同的基底位址存取，簡化了硬體的設計，並做到向下兼容。
Ex:
8-bit data = 0xCD換成 16-bit = 0x00CD　換成 32-bit = 0x000000CD

(二)網路位元組順序 (Network Byte Order)
因為不同的主機架構，端序不盡相同，彼此在網路上傳輸，就需有順序規範，使 IP 位址與 port (埠號) 能夠通用，也就是網路位元組順序 (Network Byte Order)　!
大部分網路協定 (ex: TCP、UDP、IPv4、IPv6…)，皆是使用大頭端 (big-endian)，因此時常將兩者劃上等號。

摘錄自https://notfalse.net/19/byte-order

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Network Byte Orde 就是網路位元組順序︰按從高到低的順序存儲，在網路上使用統一的網路位元組順序，可以避免兼容性問題。
Host Byte Order　就是　主機位元組順序︰不同的機器HBO不相同，與CPU設計有關電腦資料存儲有兩種位元組優先順序︰高位位元組優先和低位位元組優先。

Little endian：將低序位元組存儲在起始地址
Big endian：將高序位元組存儲在起始地址

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network byte order(網絡位元組序、網絡序)：一般為大端序。
Host Byte Order則由電腦架構而定。

big-endian(大端序、大尾序)：
多位的整數，高位數存放在儲存位址前面(高位數放在前面的低位址，低位數放在後面的高位址)
little-endian(小端序、小尾序)：
多位的整數，低位數(Least Significant Bit、LSB)存放在儲存位址前面(低位數放在前面的低位址，高位數放在後面的高位址)

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網路位元組順序 (Network Byte Order):
1.按從高到低的順序存儲，在網路上使用統一的網路位元組順序，可以避免相容性問題
2.不同的主機架構，端序不盡相同
3.彼此在網路上傳輸，就需有順序規範
4.Network Byte Order是TCP/IP中規定好的一種資料表示格式，從而可以保證資料在不同主機之間傳輸時能夠被正確解釋。

主機位元組順序 (Host Byte Order):
1.不同的機器HBO不相同，與CPU設計有關，資料的順序是由CPU決定的,而與作業系統無關。
2.每台計算機其指令集架構(ISA)之字組定址(word addressing)、位元組順序(Byte Order)不盡相同，早期的MIPS架構就是big-endian.
最廣為人知的little-endian就屬intel x86、x86-64處理器，一個值，不論是用 8、16、32.. 位元的方式儲存，都可藉由相同的基底位址存取，簡化了硬體的設計，並做到向下兼容。

電腦世界中有兩種byte order{Big-Endian(降冪), Little-Endian(昇冪)}
big-endian:
1.大端位元組序存儲時由左到右;
2.以最高有效位元組(Most Significant Byte,MSB)逐一儲存位元組者。
3.小端位元組序存儲時由右向左

little-endian:
1.小端位元組序存儲時由右向左
2.以最低有效位元組(Least Significant Byte,LSB)逐一儲存位元組者。
3.Byte Order 則由電腦架構而定，x86為Little-Endian

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NBO與HBO 網路位元組順序NBO（Network Byte Order）︰按從高到低的順序存儲，在網路上使用統一的網路位元組順序，可以避免兼容性問題。主機位元組順序（HBO，Host Byte Order）︰不同的機器HBO不相同，與CPU設計有關電腦資料存儲有兩種位元組優先順序︰高位位元組優先和低位位元組優先。Internet上資料以高位位元組優先順序在網路上傳輸，所以對于在內部是以低位位元組優先方式存儲資料的機器，在Internet上傳輸資料時就需要進行轉換
原文網址：https://ifun01.com/VUPZF6U.html

big endian 與 little endian 分別為兩種不同架構，用以處理記憶體存放區的方式。
Big Endian：字組內部位元組的位址排列順序是由左而右，如Motorola 68000、IBM 360/370。 Little Endian：字組內部位元組的位址排列順序是由右而左，如Intel 80X86。

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網路位元組順序 (Network Byte Order):
由於，不同的主機架構，端序不盡相同，彼此在網路上傳輸，就需有順序規範，使IP位址與port(埠號)能夠通用，也就是網路位元組順序(Network Byte Order)，大部分網路協定
(ex: TCP、UDP、IPv4、IPv6…)，皆是使用大頭端(big-endian)，因此時常將兩者劃上等號。
主機位元組順序 (Host Byte Order):
每台計算機因應其指令集架構(Instruction Set Architecture,ISA)，其字組定址(word addressing)、位元組順序(Byte Order)不盡相同，早期的MIPS架構就是big-endian.
最廣為人知的little-endian就屬intel x86、x86-64處理器，一個值，不論是用 8、16、32.. 位元的方式儲存，都可藉由相同的基底位址存取，簡化了硬體的設計，並做到向下兼容。

以最高有效位元組(Most Significant Byte,MSB)逐一儲存位元組者，稱為大頭端 (big-endian)。
以最低有效位元組(Least Significant Byte,LSB)逐一儲存位元組者，稱為小頭端 (little-endian)。

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Ans: Network Byte Order是TCP/IP中規定好的一種資料表示格式，它與具體的CPU類型、作業系統等無關，從而可以保證資料在不同主機之間傳輸時能夠被正確解釋。
Host Byte Order則由電腦架構而定。
電腦世界中有兩種byte order{Big-Endian(降冪), Little-Endian(昇冪)}
降冪(Big-endian)大端位元組序存儲時由左到右;
昇冪(Little-endian)小端位元組序存儲時由右向左。
如: 一個多位元組值 0xFECDBA98,記憶體從位址100開始存放
降冪: FE 對應位址100 | CD 對應位址 101 | BA 對應位址 102 | 98 對應位址 103
昇冪: 98 | BA | CD | FE ---->;same above
注意,我們的書寫字資料標記法是從高位元組位元--->低位元組位元（從左到右）
記憶體位址生長方向為: 從左到右由低到高(這是不變的)
數據為: 0x98BADCFE
而Network Byte Order是Big-Endian,但Host Byte Order 則由電腦架構而定，x86為Little-Endian。
基於X86平臺的PC機是小端位元組序的，而有的嵌入式平臺則是大端位元組序的。因而對int、uint16、uint32等多於1位元組類型的資料，在這些嵌入式平臺上應該變換其存儲順序。
通常在空中傳輸的位元組的順序即網路位元組序為標準順序，考慮到與協定的一致以及與同類其它平臺產品的互通，在程式中發資料包時，將主機位元組序轉換為網路位元組序，收資料包處將網路位元組序轉換為主機位元組序。

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找到一篇有趣的說明：
為什麼字元的排序設計，要叫做大頭或小頭呢？雖然從前面的解釋，我們看得出意義，但是這背後其實有一個故事。 Big-Endian 和 Little-Endian 並不是計算機工程師定的名稱，而是英文作家 Jonathan Swift 在將近 300 年前創造的名詞！這個名詞出現於 Swift 創作的著名小說 "Gulliver's Travels"，中文通常翻譯作《格利佛遊記》或者《大小人國歷險記》或者《小人國歷險記》之類的，許多讀者大概在童年時期讀過這本書的童話版節譯本。這部故事書裡，有一個虛構的『小人國』，稱為 Lilliput。格利佛意外抵達 Lilliput 的時候，該國正在內戰。內戰分成兩大派系 (沒有派系就沒有內戰)：Big-Endian 和 Little-Endian。

Big-Endian 和 Little-Endian 為了一件很可笑的小事而分成派系： Big-Endian (保守派) 堅持要從雞蛋比較大的那一頭敲開蛋殼 (大頭開蛋)，而 Little-Endian (改革派) 堅持要從雞蛋比較小的那一頭敲開蛋殼 (小頭開蛋)。雞蛋比較大的那一頭叫做 big-end，因此支持大頭開蛋者就叫做 big-endian；同理，另一派就叫做 little-endian 了。作者其實可能要藉用這個情節，來諷刺當時在英國的政治與宗教時事。後來，計算機科學家也在爭吵關於 byte order 的問題：究竟是把高位的字元放在前面比較好、還是放在後面比較好？一位當時在美國南加大的計算機科學家 Danny Cohen 在 1980 年 4 月 1 日，發表了標題為 "On Holy Wars and a Plea for Peace" 的文章 (後來在 1981 年刊登於 IEEE 的 Computer 期刊)，把這場計算機科學家的論戰比喻成格利佛在小人國遇見的 Big-Endian 和 Little-Endian 兩派之內戰。這是非常有趣的譬喻，一直流傳至今，成為這兩種硬體設計理念的正式代名詞。
引用https://bcc16.ncu.edu.tw/pool/1.33.shtml

一個多位的整數將按照其存儲地址的最低或最高位元組排列。如果最低有效位在最高有效位的前面，則稱小端序；反之則稱大端序。在網絡應用中，位元組序是一個必須被考慮的因素，因為不同機器類型可能採用不同標準的位元組序，所以均按照網絡標準轉化。

若以十六進制數字來表示資料，比如說 b34f，你可以將它以 b34f 的順序儲存，由於這個數字是先儲存比較大的那一邊（big end），所以稱為 Big-Endian。
而 Intel 或 Intel 相容處理器就將 bytes 反過來儲存，所以 b34f 存在記憶體中的順序就是 4fb3，這樣的儲存方式稱為 Little-Endian。

小端序（先傳低位）的串行協議：例如RS-232、RS-422、RS-485、USB、乙太網（雖然高位元組先傳，但每一位元組內低位先傳）
大端序（先傳高位）的串行協議：例如I2C協議、SPI協議、摩爾斯電碼

參https://zh.wikipedia.org/wiki/%E5%AD%97%E8%8A%82%E5%BA%8F
http://beej-zhtw.netdpi.net/03-ip-address-structure-translation/3-2-byte-order

而network byte order（網路位元組順序）大部分網路協定 (ex: TCP、UDP、IPv4、IPv6…)，

皆是使用大頭端 (big-endian)，因此時常將兩者劃上等號。
若Host Byte Order（主機位元組順序），就需看PowerPC 而定。

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主機位元組順序 (Host Byte Order)
每台計算機因應其指令集架構，其字組定址、位元組順序不盡相同，分為大頭端(big-endian)與小頭端(little-endian)

網路位元組順序 (Network Byte Order)
大部分網路協定 (ex: TCP、UDP、IPv4、IPv6…)，皆是使用大頭端(big-endian)，因此時常將兩者劃上等號

以最高有效位元組 (Most Significant Byte, MSB)逐一儲存位元組者，稱為大頭端 (big-endian)。
以最低有效位元組 (Least Significant Byte, LSB)逐一儲存位元組者，稱為小頭端 (little-endian)

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網路位元組順序 (Network Byte Order):
在網路上使用統一的網路位元組順序，Big Endian，以避免相容性問題。

主機位元組順序 (Host Byte Order):
不同的機器Host Byte Order不相同，與CPU設計有關，如 Intel 或 Intel 相容處理器Host Byte Order 是 Little-Endian，如HP, IBM, Motorola 68K系是使用Big Endian設計

Big Endian 和 Little Endian : 兩種不同的處理記憶體儲存排列方式。
由最高有效位元組(Most Significant Byte,MSB)逐一儲存位元組者，稱為Big Endian。
由最低有效位元組(Least Significant Byte,LSB)逐一儲存位元組者，稱為Little Endian。

例如：一個word 的資料0x12345678，分別放在Little Endian和Big Endian的系統時資料會呈現
Big Endian : 0x12 0x34 0x56 0x78
Little Endian : 0x78 0x56 0x34 0x12

從記憶體看會變成這樣：
　　 Little Endian Big Endian
0x0000　0x78　 0x12
0x0001　0x56　 0x34
0x0002　0x34　 0x56
0x0003　0x12　 0x78

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網路位元組順序NBO（Network Byte Order）：
不同的主機架構，端序不盡相同，彼此在網路上傳輸，就需有順序規範。
主機位元組順序（HBO，Host Byte Order）：
不同的機器HBO不相同，與CPU設計有關，數據的順序是由CPU決定的，而與操作系統無關。

由上述可知，Network Byte Order和Host Byte Order是不同的，主要為順序的決定是有不同的。

Big-Endian:
將變數中每個 byte 依序從記憶體中的低位址→高位址儲存(高位的byte 儲存在記憶體高位址)。
Little-Endian:
將變數中每個 byte 依序從記憶體中的高位址→低位址儲存(高位的byte 儲存在記憶體低位址)。

參考資料:
http://matis.pixnet.net/blog/post/23930250-big-endian-vs.-little-endian
https://notfalse.net/19/byte-order

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IP datagram 就是在從上層協定傳給 IP 的資料，再加上 IP header 所形成的，一般來說，IP header 的大小為 20 bytes.

IP datagram，其中以紅色框線框起來的部分(也有可能包含到紅框下方的 options)，即為 IP header；而比較需要留意的是，資料以 1 bytes(8 bits) 為單位進行傳送，由圖中的左邊編號為 0 所屬的 byte 開始傳送，傳送的順序分別是：
第 0~7 bits
第 8~15 bits
第 16~23 bits
第 24~31 bits
以下以此類推..............
這種傳送順序，稱為 Network Byte Order(NBO)，TCP/IP 所使用的傳送順序即是如此。

但不巧的，NBO 與某些作業系統或是機器上的 Host Byte Order(HBO) 卻有些是相反的! 因此在撰寫網路程式的時候，程式設計師就必須去判斷 NBO 與 HBO 的順序是否相同，來決定是否進行轉換。

Big Endian和Little Endian是兩種不同的處理記憶體儲存排列方式。Big Endian 在儲存一個word的資料時，會把資料的最高位元組放在位址最低位元，最低位元組放在位址最高位元，而Little Endian剛好相反。例如：
一個word 的資料0x12345678，分別放在Little Endian和Big Endian的系統時資料會程現。

Big Endian : 0x12 0x34 0x56 0x78
Little Endian : 0x78 0x56 0x34 0x12

從記憶體看會變成這樣：

　　Little Endian　Big Endian
0x0000　0x78　 0x12
0x0001　0x56　 0x34
0x0002　0x34　 0x56
0x0003　0x12　 0x78

常現的CPU有 Intel X86, DEC VAX 是使用Little Endian設計
HP, IBM, Motorola 68K系是使用Big Endian設計
Power PC 同時支援兩種格式，稱為Bi Endian

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電腦世界中有兩種 byte order
Big-Endian(正序)
Little-Endian(倒序)
Network Byte Order 是 Big-Endian
Host Byte Order 則由電腦架構而定，x86 為 Little-Endian
我們在寫網路程式時，需要確認 port number 跟 IP address 都是 Network Byte Order，而 C 語言提供了一些函式，讓我們直接假設 Host Byte Order 皆不是 Network Byte Order，而可使用這些函式進行轉換

#include

uint32_t htonl(uint32_t hostlong);
uint16_t htons(uint16_t hostshort);
uint32_t ntohl(uint32_t netlong);
uint16_t ntohs(uint16_t netshort);

這些函式可使我們將 unsigned integer,unsigned short integer 在 Host Byte Order 和 Network Byte Order 間轉換
h means host
n means network
l means long
s means short

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網路位元組順序
NBO（Network Byte Order）︰按從高到低的順序存儲，在網路上使用統一的網路位元組順序，可以避免兼容性問題。
主機位元組順序HBO，Host Byte Order）︰不同的機器HBO不相同，與CPU設計有關電腦資料存儲有兩種位元組優先順序︰高位位元組優先和低位位元組優先。Internet上資料以高位位元組優先順序在網路上傳輸，所以對于在內部是以低位位元組優先方式存儲資料的機器，在Internet上傳輸資料時就需要進行轉換
原文網址：https://ifun01.com/VUPZF6U.html

不同的CPU有不同的位元組序類型這些位元組序是指整數在內存中保存的順序這個叫做主機序
最常見的有兩種
Little endian：將低序位元組存儲在起始地址
Big endian：將高序位元組存儲在起始地址
最符合人的思維的位元組序
地址低位存儲值的低位
地址高位存儲值的高位
怎麼講是最符合人的思維的位元組序，是因為:
低位值就應該放在內存地址小的地方，也即內存地址低位
反之，高位值就應該放在內存地址大的地方，也即內存地址高位
只需要把內存地址從左到右按照由低到高的順序寫出
把值按照通常的高位到低位的順序寫出
兩者對照，一個位元組一個位元組的填充進去
例子：在內存中雙字0x01020304(DWORD)的存儲方式
內存地址
4000 4001 4002 4003
LE 04 03 02 01
BE 01 02 03 04

例子：如果我們將0x1234abcd寫入到以0x0000開始的內存中，則結果為
big-endian little-endian
0x0000 0x12 0xcd
0x0001 0x23 0xab
0x0002 0xab 0x34
0x0003 0xcd 0x12

原文網址：https://read01.com/z28B0A.html

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1. 網路位元組順序NBO（Network Byte Order）：
　按從高到低的順序存儲，在網路上使用統一的網路位元組順序，可以避免相容性問題。
主機位元組順序（HBO，Host Byte Order）：
　不同的機器HBO不相同，與CPU設計有關，資料的順序是由CPU決定的,而與作業系統無關。
　如 Intelx86結構下,short型數0x1234表示為34 12, int型數0x12345678表示為78 56 34
　12如IBM power PC結構下,short型數0x1234表示為12 34, int型數0x12345678表示為12 34
　56 78
　由於這個原因不同體系結構的機器之間無法通信,所以要轉換成一種約定的數序,也就是網路位元組順序,其實就是如同powerpc那樣的順序。在PC開發中有ntohl和htonl函數可以用來進行網路位元組和主機位元組的轉換。　
　在Linux和Windows網路程式設計時需要用到htons和htonl函數，用來將主機位元組順序轉換為網路位元組順序。

2. big endian 和 little endian
可參考下列連結文章說明 http://beej-zhtw.netdpi.net/03-ip-address-structure-translation/3-2-byte-order

Byte Order 其實就是，若你想要用兩個 bytes 的十六進制數字來表示資料，比如說 b34f，你可以將它以 b34f 的順序儲存，這件事在 Internet 世界的每個人一般都可以同意。這很合理，而且 Wilford Brimley [14] 也會跟你說，這麼做是對的。由於這個數字是先儲存比較大的那一邊（big end），所以稱為 Big-Endian。

不幸的是，世界上的電腦那麼多，而 Intel 或 Intel 相容處理器就將 bytes 反過來儲存，所以 b34f 存在記憶體中的順序就是 4fb3，這樣的儲存方式稱為 Little-Endian。

照理說，Big-Endian 又稱為 Network Byte Order，因為這個順序與我們網路類型順序一樣。

你的電腦會以 Host Byte Order 儲存數字，如果是 Intel 80x86，Host Byte Order 是 Little-Endian；若是 Motorola 68k，則 Host Byte Order 是 Big-Endian；若是 PowerPC，Host Byte Order 就是 … 恩，這要看你的 PowerPC 而定。

大多數當你在打造封包或填寫資料結構時，你需要確認你的 port number 跟 IP address 都是 Network Byte Order。只是如果你不知道本機的 Host Byte Order，那該怎麼做呢？

好消息是，我們可以直接假設，全部電腦的 Host Byte Order 都不是 Network Byte Order，然後每次都用函式將值轉換為 Network Byte Order。如果有必要，函式會發動魔法般的轉換，而這個方式會讓你的程式碼能更方便地移植到不同 endian 的機器。

你可以轉換兩種型別的數值：short兩個 bytes 與 long 四個 bytes。這些函式也可以用在 unsigned 變數。比如說，你想要將 short 從 Host Byte Order 轉換為 Network Byte Order， 'h' 代表 "host"， 'n' 代表 "network"，而 's' 代表 "short"，所以是：h-to-n-s，或者 htons()讀做："Host to Network Short"。

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Week 3 DCF

在DCF基本規則,有時STA等DIFS就可傳送,有時等完DIFS後還需Backoff,為什麼有這種區別?

DCF是 IEEE 802.11 MAC 的基本擷取方法，它主要是利用一種叫做載波感測多重擷取及衝撞避免(carriersensemultiple access/collision avoidance, 簡稱CSMA/CA)的技術，來提供工作站送收非同步資料，這種方法可用在 Ad Hoc和 Infrastructure 的無線區域網路架構中。

DIFS(DCF IFS)： DCF 訊框間隔。在進行 DCF 競爭式傳輸功能時，工作站傳送訊框前所必須等待的時間。

因為每個工作站產生的後退時間(backoff)極可能不同

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Backoff：隨機回退過程是指每一個節點在競爭信道時，所經歷的隨機退避過程。在這一過程開始時，節點首先在競爭窗口中選擇一個隨機數為基準的隨機回退計數值，同時每一個時隙，節點為"監聽"信道是否空閒，若信道空閒，那麼進行一次倒數，即計數值減1，若信道忙，則不進行相應倒數。當該隨機回退計數值回退到0時，節點可以發送數據。（註：1.該段落中所提到的監聽，不僅包含了物理監聽，也包含了虛擬監聽機制，具體功能後文相應位置進行描述。

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DCF(分散式協調功能)是IEEE 802.11最基本的擷取方法，所採用的技術是載波感測多重擷取以及碰撞避免技術(CSMA/CA)，提供行動台收送非同步資料。可使用於有基礎架構無線區域網路(infrastructure)和無基礎架構無線區域網路(ad hoc)。
在工作站要傳遞資料訊框前，必須先偵測載波上的訊號，若是訊號強度高於一定的臨界值，代表網路上有其他工作站在傳遞訊框，此時傳輸媒介是處於忙碌的狀態，工作站必須暫緩傳送資料訊框，直到偵測到傳輸媒介變為閒置狀態並且持續了一段DIFS的時間後，才能傳送資料訊框。
但由於多台工作站共同存取同一個媒介很有可能會產生碰撞(collision)，所以經過載波感測之後，需再進入backoff程序才能真正開始傳送資料訊框，這個backoff程序即是CSMA/CA中的碰撞避免機制。

解決此問題的方法是，行動台在等候了訊框間隔的時間後，再等待一段由亂數決定的時間才將訊框傳送出去。
因為每個行動台產生的後退時間極可能不同，所以訊框發生碰撞的機會就會降低。

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DCF(分散式協調功能)是IEEE 802.11最基本的擷取方法，可適用於有基礎架構無線區域網路(infrastructure)以及無基礎架構無線區域網路(ad hoc)。所採用的技術是載波感測多重擷取以及碰撞避免技術(CSMA/CA)，讓多台工作站能夠共同存取同一個媒介。
在工作站傳遞資料訊框前，須先偵測載波上的訊號，是訊號強度高於一定的臨界值，代表有其他工作站在傳遞訊框，工作站就必須暫緩傳送資料訊框，直到偵測到傳輸媒介變為閒置狀態並且持續了一段DIFS的時間後才能傳送資料訊框。但由於多台工作站共同存取同一個媒介很有可能會產生碰撞(collision)，所以經過載波感測之後，需再進入backoff程序才能真正開始傳送資料訊框，這個backoff程序即是CSMA/CA中的碰撞避免機制。

Backoff：隨機回退過程是指每一個節點在競爭信道時，所經歷的隨機退避過程。
在這一過程開始時，節點首先在競爭窗口中選擇一個隨機數為基準的隨機回退計數值，同時每一個時隙，節點為"監聽"信道是否空閒，若信道空閒那麼就進行一次倒數，即計數值減1，若信道忙碌則不進行相應倒數。當該隨機回退計數值回退到0時，節點就可以發送數據。

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當工作站有資料要傳送時，先偵測傳輸媒介是否空閒，當發現傳輸媒介空閒，且空閒時間大於 DIFS，則工作站在等待 DIFS 的時間後，立刻傳送資料。

工作站必須等到傳輸媒介由忙碌變空閒時，再等 DIFS 的時間，然後工作站進入到數計時，依照二元指數倒退機制等待一段後退時間，等會退時間倒數結束後再開始傳送。

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1.DCF(分散式協調功能)是IEEE 802.11最基本的擷取方法，可適用於有基礎架構無線區域網路(infrastructure)以及無基礎架構無線區域網路(ad hoc)。
2.所採用的技術是載波感測多重擷取以及碰撞避免技術(CSMA/CA)，讓多台工作站能夠共同存取同一個媒介。
3.在 DCF 的方法中，當工作站想傳送訊框時，必須先檢測是否有其他工作站正在傳送訊框。即使此時媒介呈現空閒的狀態也不能立刻傳送訊框，必須開始等待一段訊框間隔時間(DIFS)。
4.在工作站要傳遞資料訊框前，必須先偵測載波上的訊號，
5.當多工基地台對無線傳輸媒介進行存取時，為減少碰撞，基地台將選擇一個隨機的等待時間(backoff)間隔，並且在延遲或提前後再次立即傳送。

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在 DCF 的方法中，當工作站想傳送幀時，必須先檢測是否有其他工作站正在傳送幀。即使此時媒介呈現空閒的狀態也不能立刻傳送幀，必須開始等待一段幀間隔時間(DIFS)。在這段時間中，如果仍然沒有其他工作站傳送幀，則在時間到時可立即傳送幀。如果開始時媒介就忙碌或在 DIFS 時間到之前有其他工作站率先傳送幀，則必須繼續監聽此幀之傳送，待幀傳送結束後再繼續等待一段幀間隔時間(DIFS)。在這段時間中，如果仍然沒有其他工作站傳送幀，則接著進入所謂的Contention Window，CW，此時工作站會產生一隨機時段 backoff time。

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DCF（Distributed Coordination Function）相較於PCF（Point Coordination Function）
具有良好的分布式特性，在CSMA/CA中，發一個幀之前，都需要"等待"一個相應的幀間間隔，比如發送數據之前至少要等待DIFS時間，發送ACK之前需要等待SIFS時間。
Backoff：隨機回退過程是指每一個節點在競爭信道時，所經歷的隨機退避過程。在這一過程開始時，節點首先在競爭窗口中選擇一個隨機數為基準的隨機回退計數值，同時每一個時隙，節點為"監聽"信道是否空閒，若信道空閒，那麼進行一次倒數，即計數值減1，若信道忙，則不進行相應倒數。當該隨機回退計數值回退到0時，節點可以發送數據。

參考資料：https://read01.com/6mGMLN.html

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DCF(分散式協調功能)是IEEE 802.11最基本的擷取方法，可適用於有基礎架構無線區域網路(infrastructure)以及無基礎架構無線區域網路(ad hoc)。所採用的技術是載波感測多重擷取以及碰撞避免技術(CSMA/CA)，讓多台工作站能夠共同存取同一個媒介。在工作站要傳遞資料訊框前，必須先偵測載波上的訊號，若是訊號強度高於一定的臨界值，代表網路上有其他工作站在傳遞訊框，此時傳輸媒介是處於忙碌的狀態，工作站必須暫緩傳送資料訊框，直到偵測到傳輸媒介變為閒置狀態並且持續了一段DIFS的時間後，才能傳送資料訊框。但由於多台工作站共同存取同一個媒介很有可能會產生碰撞(collision)，所以經過載波感測之後，需再進入backoff程序才能真正開始傳送資料訊框，這個backoff程序即是CSMA/CA中的碰撞避免機制。

工作站進入backoff程序後，會產生一個隨機的backoff time，若媒介此時持續保持閒置狀態，backoff time會隨之遞減，直到backoff time降為零後，此時工作站才開始真正的傳遞資料訊框。若在backoff程序中，此時媒介的狀態轉為忙碌，則backoff time停止遞減，直到偵測到媒介的狀態再度為閒置時，此時需再次等待一段DIFS時間後，backoff time才會隨著媒介的閒置而遞減。因為不同工作站間的backoff time大多不相同，因此利用此方法可以大幅減少資料碰撞的機率。

Refer to : http://vaplab.ee.ncu.edu.tw/chinese/pcchang/course2006b/comsp/network/22.htm

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分散式協調功能(DCF)是IEEE 802.11最基本的擷取方法。
IEEE802.11又將訊框分為三種不同的優先權等級，每種優先權等級的訊框在傳送之前都必需等待一段固定大小的時間，稱為「訊框間隔」(Inter-Frame Space, IFS)。
DIFS(DCF IFS)； DCF 訊框間隔。在進行 DCF 競爭式傳輸功能時，工作站傳送訊框前所必須等待的時間。
其中 SIFS < PIFS < DIFS < EIFS。優先權等級越高的訊框其訊框間隔越短，因此其使用傳輸媒介的機會就越大。
這也就是說，工作站發現媒介由忙碌變成空閒時，還不能馬上送出訊框，要依訊框的優先權等級等待一段適當的訊框間隔時間，且在這段時間內媒介仍保持是空閒的才能將訊框送出去。在這種方式之下，同一種優先權等級的訊框發生衝撞的機會仍很高，因為同一種權限的訊框在等候了相同的訊框間隔之後，若發現這段時間內媒介為空閒，就會同時將訊框傳送出去造成衝撞情形。
解決此問題的方法是，工作站在等候了訊框間隔的時間後，再等待一段由亂數決定的時間才將訊框傳送出去。因為每個工作站產生的後退時間極可能不同，所以訊框發生衝撞的機會就會降低。這就是後退(Backoff)演算法的由來。

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DCF 是 IEEE 802.11 MAC 的基本存取方法，它主要是利用一種叫做載波感測多重存取及碰撞避免(Carrier-Sense Multiple Access/Collision Avoidance,簡稱 CSMA/CA)的技術，提供行動台收送非同步資料，這種方法可用在無基礎架構(Ad Hoc)和具基礎建設(Infrastructure)的無線區域網路架構中。

同一種優先權等級的訊框發生碰撞的機會仍很高，因為同一種權限的訊框在等候了相同的訊框間隔之後，若發現這段時間內媒介為空閒，就會同時將訊框傳送出去造成碰撞情形。

解決此問題的方法是，行動台在等候了訊框間隔的時間後，再等待一段由亂數決定的時間才將訊框傳送出去。因為每個行動台產生的後退時間極可能不同，所以訊框發生碰撞的機會就會降低。這就是後退 (Backoff) 演算法的基本原理，與有線網路協定IEEE 802.3 CSMA/CD 的後退演算法相似。

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DCF是 IEEE 802.11 MAC 的基本擷取方法，它主要是利用一種叫做載波感測多重擷取及衝撞避免
(carriersense multiple access/collision avoidance, 簡稱CSMA/CA的技術，來提供工作站送收非同步資料。

在 DCF 的方法中，當工作站想傳送訊框時，必須先檢測是否有其他工作站正在傳送訊框。即使此時媒介呈現空閒的狀態也不能立刻傳送訊框，必須開始等待一段訊框間隔時間(DIFS)。
在這段時間中，如果仍然沒有其他工作站傳送訊框，則在時間到時可立即傳送訊框。
如果開始時媒介就忙碌或在DIFS時間到之前有其他工作站率先傳送訊框，則必須繼續監聽此訊框之傳送，待訊框傳送結束後再繼續等待一段訊框間隔時間(DIFS)。
在這段時間中，如果仍然沒有其他工作站傳送訊框，則接著進入所謂的競爭視窗 (Contention Window, CW)。
此時工作站會產生一隨機時段（稱為後退時間, backoff time）。此後退時間隨時間遞減，工作站必須等到其後退時間減為零時才能傳送訊框。因為每個工作站產生的後退時間(backoff)極可能不同，所以訊框發生衝撞的機會就會降低。

reference http://mail.tsu.edu.tw/~hjsin/courses/WNET/chap7.pdf

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DCF是標準CSMA/CA存取機制的基礎。和Ethernet一樣，在傳送資料之前，它會先檢查無線鏈路是否處於淨空狀態。為了避免碰撞發生。當某個傳送者佔據頻道時，STA會隨機為每個訊框選定一段延後(backoff)時間。

非忙碌:
根據DCF基本規則，當STA資料傳送時，會先偵測傳輸媒介是否有空間。如果為空閒且時間大於DIFS，則STA會在DIFS時間之後馬上傳送。

忙碌:
若偵測到傳輸媒介在忙碌，則STA則須等到傳輸媒介由忙碌變空閒時，再等DIFS的時間，則STA進入backoff程序，且會隨機為每個訊框選定一段延後(backoff)時間，等延後(backoff)時間結束後再開始傳送

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DIFS與SIFS：該兩種都是屬於Inter-frame Spacing（IFS），即幀間間隙。DIFS全稱為Distributed Inter-frame Spacing，即分布式幀間間隙，SIFS稱為Short inter-frame space，即短幀間間隔。在CSMA/CA中，發一個幀之前，都需要"等待"一個相應的幀間間隔，比如發送數據之前至少要等待DIFS時間，發送ACK之前需要等待SIFS時間。在802.11中還存在其他的一些幀間間隔，比如RIFS，PIFS，AIFS，EIFS，本文不再一一贅述。（註：該段落中所提到的等待，不是真正意義上節點什麼都不做，具體的功能會在後文相應位置進行描述）
Slot Time：時隙是指的一個時間片段，在CSMA/CA中，節點競爭接入信道之前需要經過相應的隨機回退（backoff）過程，其中backoff過程就是由很多個時隙所組成的。

Contention window：競爭窗口是用來讓節點選擇隨機回退計數值（backoff counter）的範圍。
Backoff：隨機回退過程是指每一個節點在競爭信道時，所經歷的隨機退避過程。在這一過程開始時，節點首先在競爭窗口中選擇一個隨機數為基準的隨機回退計數值，同時每一個時隙，節點為"監聽"信道是否空閒，若信道空閒，那麼進行一次倒數，即計數值減1，若信道忙，則不進行相應倒數。當該隨機回退計數值回退到0時，節點可以發送數據。（註：1.該段落中所提到的監聽，不僅包含了物理監聽，也包含了虛擬監聽機制，具體功能後文相應位置進行描述。

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IEEE 802.11 MAC 的基本存取機制稱為 DCF，它採用 CSMA/CA 協議，在基地台開始傳送之前，即可了解一個無線傳輸媒介是否對另一個基地台擁有傳送的決定權。假使媒體為閒置狀態，可能已開始傳送。如果媒體為忙碌狀態，基地台將會延遲到目前傳送結束為止。

CSMA/CA 協議必需保證最小的指定空間與隣近的訊框傳送間隔。為了在傳送之前指定訊框間的空間，基地台必須確保傳輸媒介處於閒置模式。而分散式訊框間隔空間(Distributed inter-frame space，DIFS)則可在基地台運作時，使用 DCF 傳送數據訊框與管理訊框。

當基地台採用 DCF 機制時，必須依據兩個媒體存取規定：
1. 如果基地台之 carrier-sense 機制決定媒體在 DTF 時間內為閒置模式，則基地台將只允許傳送。
2. 當多工基地台對無線傳輸媒介進行存取時，為減少碰撞，基地台將選擇一個隨機的等待時間(backoff)間隔，並且在延遲或提前後再次立即傳送。

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在802.11的MAC層中，分成了兩種基本工作模式：
1、DCF（Distributed Coordination Function）
2、PCF（Point Coordination Function），
其中，由於DCF具有良好的分布式特性，從而應用更加廣泛。
在CSMA/CA中，發一個幀之前，都需要"等待"一個相應的幀間間隔，比如發送數據之前至少要等待DIFS時間。

工作站進入backoff程序後，會產生一個隨機的backoff time，若媒介此時持續保持閒置狀態，backoff time會隨之遞減，直到backoff time降為零後，此時工作站才開始真正的傳遞資料訊框。若在backoff程序中，此時媒介的狀態轉為忙碌，則backoff time停止遞減，直到偵測到媒介的狀態再度為閒置時，此時需再次等待一段DIFS時間後，backoff time才會隨著媒介的閒置而遞減。

因為不同工作站間的backoff time大多不相同，因此利用此方法可以大幅減少資料碰撞的機率。

參考原文網址：
https://read01.com/6mGMLN.html
http://vaplab.ee.ncu.edu.tw/chinese/pcchang/course2006b/comsp/network/22.htm

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在 DCF 的方法中，當工作站想傳送訊框時，必須先檢測是否有其他工作站正在傳送訊框。即使此時媒介呈現空閒的狀態也不能立刻傳送訊框，必須開始等待一段訊框間隔時間(DIFS)在這段時間中，如果仍然沒有其他工作站傳送訊框，則在時間到時可立即傳送訊框。
如果開始時媒介就忙碌或在DIFS 時間到之前有其他工作站率先傳送訊框，則必須繼續監聽此訊框之傳送，待訊框傳送結束後再繼續等待一段訊框間隔時間(DIFS)在這段時間中，如果仍然沒有其他工作站傳送訊框，則接著進入所謂的競爭視窗 (Contention Window, CW)此時工作站會產生一隨機時段（稱為後退時間,backoff time）。此後退時間隨時間遞減，工作站必須等到其後退時間減為零時才能傳送訊框。

http://mail.tsu.edu.tw/~hjsin/courses/WNET/chap7.pdf

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1.IEEE 802.11 MAC 主要提供了二種不同功能的存取方式：
(1)分散協調式功能 (Distributed Coordination Function, 簡稱 DCF ) 、
　　集中協調式功能 (Point Coordination Function, 簡稱 PCF )
(2) 所謂的協調式功能(Coordination Function) 是指一個用來決定什麼時候那個行動台能開始收送資料的機制方式。 DCF 是 IEEE 802.11 MAC 的基本存取方法，它主要是利用一種叫做載波感測多重存取及碰撞避免 (Carrier-Sense Multiple Access/Collision Avoidance, 簡稱 CSMA/CA)的技術，提供行動台收送非同步資料，這種方法可用在無基礎架構(Ad Hoc)和具基礎建設(Infrastructure)的無線區域網路架構中。
2.無線區域網路的CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）
(1)此運作模式類似Ethernet的標準CSMA/CD，差別在於乙太網路是利用碰撞偵測的方式，而無線電波傳送過程中要偵測到碰撞是非常困難的，所以採取碰撞避免的方式。本技術是先去偵測工作頻帶中的電磁波能量，若超過基準值，則判定頻道被佔用，所以它是一種 ”先聽再說”的設計，亦即傳送端在傳送之前必須先偵測頻道上是否正被使用，如果沒有則傳輸將進行.
(2)假如頻道上已有信號正在傳遞，那麼傳送端將會隨機短暫等待再重新傳送，這個等待時間叫作 “backoff”，然而backoff時間並不保證碰撞不會發生，為了避免訊框因碰撞及干擾造成遺漏，接收端成功接收訊框後會立刻回傳認可（Acknowledgment）信號，當傳送端未收到acknowledgment，傳送端將等待backoff時間再重送訊框。
摘錄自www.csie.ntpu.edu.tw/~yschen/course/2012-1/WNMC/ch2.pdf

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因為同一種權限的訊框在等候了相同的訊框間隔之後，若發現這段時間內媒介為idle，就會同時間將訊框傳送出去而造成碰撞。要解決此問題的方法是，行動台在等候了訊框間隔的時間後，再等待一段由亂數決定的時間才將訊框傳送出去。因為每個行動台產生的後退時間極可能不同，所以訊框發生碰撞的機會就會降低。這就是後退(Backoff)演算法的基本原理，與有線網路協定IEEE 802.3 CSMA/CD 的後退演算法相似。

http://www.csie.ntpu.edu.tw/~yschen/course/2012-1/WNMC/ch2.pdf

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Week 4 Number of address fields

802.11 傳送Data Frame 用到 3或4個位址欄位但802.3 只用2個位址欄位請問原因是甚麼?

802.11 位址欄位
Transmitter Address (TA)
Receiver Address (RA)
Source Address (SA)
Destination Address (DA)

802.3 位址欄位
802.3 Ethernet有線傳輸無中介AP的MAC位址設計,只用2個位址欄位
SA
DA

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IEEE 802.3 允許 DA 及 SA 同時為2 個位元組或 6 個位元組。不過在使用上必須使網路上所有的工作站的地址同時設定為2 個位元組或 6 個位元組，不可以混雜一起使用。

每個工作站的地址可分為二大類：
個別地址(Individual address)：代表某一工作站的地址，具有唯一性，不會與其他工作站的各別地址相同。
群體地址(Group address) ：代表某一群工作站共用的地址。一個群體可包含多個工作站，而一個工作站也可以同時屬於多個不同的群體。其特性是當一筆訊框指定要傳送給某一群體時，該群體中的所有成員皆可以收到該筆訊框。

訊框上的 DA 如果使用群體地址則又可分為2 種：
多重傳播地址(Multicast address) ：表示此訊框要傳送給此群體中所有的成員。
廣播地址(Broadcast address) ：表示此訊框要傳送給網路上所有的工作站。

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在802.11 MAC訊框格式中共有四個位址欄位。這些欄位用來記錄BSSID (BSS Identifier)。
分別為:
起始工作站位址 (Source Address, SA)
目地的工作站位址(Destination Address, DA)
傳送工作站位址(Transmitter Address, TA)
接收工作站位址(Receiver Address, RA)。

而在802.3，只需要用到SA與DA即可。
802.3允許 DA 及 SA 同時為2 個位元組或 6 個位元組。
不過在使用上必須使網路上所有的工作站的地址同時設定為2 個位元組或 6 個位元組，不可以混雜一起使用。

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IEEE組織制定了
(一)802.3有線乙太網路的技術標準
它規定了包括實體層的連線、電子訊號和介質存取層協定的內容。此種方式採取碰撞偵測CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)，資料的傳遞僅需要傳送端與來源端地址即可，802.3的header只有兩個address，一個為Distnation MAC Address，另一個為Source MAC Address。
(二)820.11無線乙太網路 (Wireless Ethernet)標準
在無線的傳輸下，碰撞難以偵測，所以使用碰撞避免CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)技術，無線網路的實體層和有線網路的實體層基本上有很大的不同，無線網路的實體層有下列特性：點和點之間的連結範圍是有限的，因為這牽涉到訊號強弱的關係。使用了一個需要共享的傳輸媒介。
802.11的header有4個address，分別為Destination address (DA)，Source address(SA)，Receiver address(RA)，Ttansmitter address(TA)

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MAC訊框格式中共有四個位址欄位。
這些欄位用來記錄BSSID (BSS Identifier),
一起始工作站位址 (Source Address, SA)，
二目地的工作站位址(Destination Address, DA)，
三傳送工作站位址(Transmitter Address, TA)，
四接收工作站位址(Receiver Address, RA)。

DA 可以是各別或群播位址。是該訊框的最終目的地。
SA是產生此訊框的工作站位址。
TA 是指在無線媒介上傳送此訊框的工作站位址。
RA則是指在無線媒介上接收此訊框的工作站位址。

每一個位址長度都是符合 IEEE 802 標準之 48 位元。
有些訊框並不需要用到所有的位址欄位。
有些位址欄位在使用時和其在位址欄位的相對位址(1-4)有關而與位址型態無關。

IEEE 802.3是經常被使用的訊框之一；
IEEE 802.3與Ethernet II訊框，兩者差異在於Ethernet II的2個位元組的Type欄位，
IEEE 802.3則以2個位元組的長度欄位；此外又加進去3個位元組的LLC (Logical Link Control)表頭到資料(Data)欄位。
IEEE 802.3 允許 DA 及 SA 同時為2 個位元組或 6 個位元組。
不過在使用上必須使網路上所有的工作站的地址同時設定為2 個位元組或 6 個位元組，不可以混雜一起使用。

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Ans:
IEEE 802.11MAC訊框格式中共有四個位址欄位。
這些欄位用來記錄BSSID (BSS Identifier), 起始工作站位址 (Source Address, SA)，目地的工作站位址(Destination Address, DA)，傳送工作站位址(Transmitter Address, TA)，及接收工作站位址(Receiver Address, RA)。
ToDS　　　　 FromDS　 Address1　　　　Address2　　　Address3　　　 Address4
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0 0 DA SA BSSID N/A
0 1 DA BSSID SA N/A
1 0 BSSID SA DA N/A
1 1 RA TA DA SA
==============================================================================
上表說明>>工作站在決定要不要收一個數據訊框時是依據Address 1的內容來判斷的。如果Address 1的內容與自己的位址相同則可接收。如果Address 1的內容是一個群體位址，則BSSID也要一併檢查，以確定該廣播或群播訊框是來自相同的BSS。如果接收訊框的工作站需要傳送回覆訊息時，則以Address 2 欄位的內容為回覆位址。DA 代表此訊框的最終目的地位址，而 SA 則代表產生此訊框的工作站位址。在DS 是無線分散式系統下，RA代表接受此訊框的下一個工作站位址，此工作站應屬於某一個連結在無線分散式系統上的擷取點 (Access Point)。TA 則代表在無線分散式系統上傳送此訊框的工作站位址，此工作站也應屬於某一個連結在無線分散式系統上的擷取點。BSSID的值則依據傳送此訊框之工作站之性質來決定。如果該工作站是一個擷取點或已經與某一個擷取點建立連結關係，則此BSSID的值為隸屬於該擷取點的工作站的位址。如果該工作站為一個獨立BSS(IBSS)的成員，則此BSSID的值為該IBSS的BSSID值。

而802.3可由MAC訊框(如下)得知只用2個位址欄位:
==============================================
Pre SFD DA SA Length Tupe Data unit + pad FCS
==============================================
上表說明>>IEEE 802.3 MAC訊框中包括前序P、起始訊框分界元SFD、目的位址DA、來源
位址SA、表示資料欄位位元組長度的欄位LEN、要發送的資料欄位、填塞欄位PAD 和
訊框檢查序列FCS 等八個欄位。

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802.3 在 LAN 裡的封包要給另一台機器或經過Bridge或Router到另一個 LAN, 只要將來源端 MAC 與目的地或 Router 的 MAC 填入封包即可. 但在 802.11 最多的狀況可能用到 4 個位址, 一般 Data 傳遞需要 3 個位址, 分別為無線介質接收端位址, 其次為無線介質傳送端位址, 最後為 filtering 位址, 也就是接收到 Frame 的機器決定要不要繼續往下傳.

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802.3 frames have only a source address (SA) and destination address (DA) in the layer 2 header.
802.11 frames have up to four address fields in the MAC header.

1、Destination address (DA) 目的端位址
2、Source address (SA)　　來源端位址
3、Receiver address (RA)　　接收端
4、Transmitter address (TA)　傳送端
Basic service set ID (BSSID)　基本服務集識別元

而會用到 3或4個位址欄位

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每個框架都會記載「來源MAC位元址」和「目的MAC位元址」。所以每台電腦在比對目的MAC位元址之後，就可以得知自己是否為傳送的對象。若非傳送的對象，便丟棄此框架；若是傳送的對象，便繼續處理此框架。

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當802.11設備傳輸資料到接收設備時，訊框內有四個MAC位址欄位,各占6個位元組
Transmitter Address (TA)
Receiver Address (RA)
Source Address (SA)
Destination Address (DA)

802.3 Ethernet有線傳輸無中介AP的MAC位址設計,只用2個位址欄位SA和DA。

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802.11訊框內有四個MAC位址欄位,各占6個位元組,用以根據不同用途記錄各種不同的MAC位址。
位址的類型有五類,分別是
起始工作站位址 (Source Address, SA)，
目地的工作站位址(Destination Address, DA)，
傳送工作站位址(Transmitter Address, TA)，
接收工作站位址(Receiver Address, RA),
及BSSID (BSS Identifier)。
其中傳送工作站位址(TA)與接收工作站位址(RA)目地的是作為中介AP的MAC位址。

802.3 Ethernet有線傳輸無中介AP的MAC位址設計,只用2個位址欄位SA和DA。

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在802.11 的 MAC 有4個，分別是 DA(destination address),SA(source address),RA(receiver address),TA(transmitter address),
而在802.3 則只用到RA(receiver address)和TA(transmitter address)

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802.11 的 MAC Header 的地址欄位有四欄，和 802.3 (Ethernet) 非常不同，IEEE 802.11提出複雜的定址機制。繁複枝節的產生，來自可能有中間的工作站 (AP)。這裡有四種情況，這是由FC 欄位的兩種旗標值：「來自DS (From DS)」以及「到DS (To DS)」所定義。每一種旗標都可能是0或是1，因而定義四種不同的情況。

To DS : 目的地是否為分散式系統，是就打 1 ，否就打 0
From DS : 發送地是否為分散式系統，是就打 1 ，否就打 0

BSSID : AP 的 MAC address
SA : 原始來源地址
DA : 最終目的地地址
TA : 發送端地址
RA : 接收端地址

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802.11 管理訊框是利用 Address 1 來存放目的位址（DA）、Address 2 存放來源工作站位址（SA）、Address 3 存放 BSSID 位址。其中 BSSID 為一個基本服務區（BSS）的識別碼，表示方式如同資料訊框的 BSSID 一樣。
802.3在地址欄位的設計上，IEEE 802.3 允許 DA 及 SA 同時為2 個位元組或 6 個位元組，如圖4-4 所示。不過在使用上必須使網路上所有的工作站的地址同時設定為2 個位元組或 6 個位元組，不可以混雜一起使用。
無論格式為 2 個或 6 個位元組，每一個工作站的地址可分為二大類：

各別地址(Individual address)：代表某一工作站的地址，具有唯一性，不會與其他工作站的各別地址相同。

群體地址(Group address) ：代表某一群工作站共用的地址。一個群體可包含多個工作站，而一個工作站也可以同時屬於多個不同的群體。其特性是當一筆訊框指定要傳送給某一群體時，該群體中的所有成員皆可以收到該筆訊框。訊框上的 DA 如果使用群體地址則又可分為2 種：
多重傳播地址(Multicast address) ：表示此訊框要傳送給此群體中所有的成員。
廣播地址(Broadcast address) ：表示此訊框要傳送給網路上所有的工作站。

資料來源:http://www.cs.nthu.edu.tw/~nfhuang/chap04.htm

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有線乙太網路 (Ethernet) 的標準 IEEE 802.3 使用的CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)，然而無線乙太網路 (Wireless Ethernet) 的標準 IEEE 802.11 使用的為CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)。一個是碰撞偵測處理Collision Detection，另一個則是避免碰撞Collision Avoidance，由於不同訊號傳遞媒體的物理限制，進而使用了不同的方式來實作網路封包傳遞的功能。

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EEE 802.3 允許 DA 及 SA 同時為2 個位元組或 6 個位元組，如附圖所示。不過在使用上必須使網路上所有的工作站的地址同時設定為2 個位元組或 6 個位元組，不可以混雜一起使用。

無論格式為 2 個或 6 個位元組，每一個工作站的地址可分為二大類：
各別地址(Individual address)：代表某一工作站的地址，具有唯一性，不會與其他工作站的各別地址相同。
群體地址(Group address) ：代表某一群工作站共用的地址。一個群體可包含多個工作站，而一個工作站也可以同時屬於多個不同的群體。其特性是當一筆訊框指定要傳送給某一群體時，該群體中的所有成員皆可以收到該筆訊框。訊框上的 DA 如果使用群體地址則又可分為2 種：
多重傳播地址(Multicast address) ：表示此訊框要傳送給此群體中所有的成員。
廣播地址(Broadcast address) ：表示此訊框要傳送給網路上所有的工作站。

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MAC訊框格式中共有四個位址欄位。這些欄位用來記錄BSSID (BSS Identifier), 起始工作站位址 (Source Address, SA)，目地的工作站位址(Destination Address, DA)，傳送工作站位址(Transmitter Address, TA)，及接收工作站位址(Receiver Address, RA)。其中目地的工作站位址(DA) 可以是各別或群播位址。是該訊框的最終目的地。起始工作站位址 (SA) 是產生此訊框的工作站位址。傳送工作站位址(TA) 是指在無線媒介上傳送此訊框的工作站位址。接收工作站位址(RA) 則是指在無線媒介上接收此訊框的工作站位址。每一個位址長度都是符合 IEEE 802 標準之 48 位元。有些訊框並不需要用到所有的位址欄位。有些位址欄位在使用時和其在位址欄位的相對位址(1-4)有關而與位址型態無關。例如當一個工作站接收到一筆訊框時，都是用Address 1 的內容來判斷該訊框是否傳送給自己。而 CTS 訊框 (ACK訊框) 中的 RA 則等於 RTS 訊框 (需要被回覆之訊框) 中的 Address 2 的內容。

http://www.cs.nthu.edu.tw/~nfhuang/chap13.htm

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802.11
MAC訊框格式中共有四個位址欄位。這些欄位用來記錄BSSID (BSS Identifier), 起始工作站位址 (Source Address, SA)，目地的工作站位址(Destination Address, DA)，傳送工作站位址(Transmitter Address, TA)，及接收工作站位址(Receiver Address, RA)。其中目地的工作站位址(DA) 可以是各別或群播位址。是該訊框的最終目的地。起始工作站位址 (SA) 是產生此訊框的工作站位址。傳送工作站位址(TA) 是指在無線媒介上傳送此訊框的工作站位址。接收工作站位址(RA) 則是指在無線媒介上接收此訊框的工作站位址。每一個位址長度都是符合 IEEE 802 標準之 48 位元。有些訊框並不需要用到所有的位址欄位。有些位址欄位在使用時和其在位址欄位的相對位址(1-4)有關而與位址型態無關。例如當一個工作站接收到一筆訊框時，都是用Address 1 的內容來判斷該訊框是否傳送給自己。而 CTS 訊框 (ACK訊框) 中的 RA 則等於 RTS 訊框 (需要被回覆之訊框) 中的 Address 2 的內容。
http://www.cs.nthu.edu.tw/~nfhuang/chap13.htm

IEEE 802.3也是經常被使用的訊框之一；IEEE 802.3與Ethernet II訊框，兩者差異在於Ethernet II的2個位元組的Type欄位，IEEE 802.3則代之以2個位元組的長度欄位；此外又加進去3個位元組的LLC (Logical Link Control)表頭到資料(Data)欄位。
Length長度欄位指出LLC欄加上資料欄的總和位元組，這個值是介於46~1500；由於Ethernet II訊框的Type欄位總是大於1500；因此不論軟硬體可以很容易判別訊框種力，所以網路協定可以同時支援這兩種訊框。
IEEE 802.3 允許 DA 及 SA 同時為2 個位元組或 6 個位元組。不過在使用上必須使網路上所有的工作站的地址同時設定為2 個位元組或 6 個位元組，不可以混雜一起使用。
http://www.cs.nthu.edu.tw/~nfhuang/chap04.htm
http://teacher.tchcvs.tc.edu.tw/apple222/lan/lan_ch2.htm

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在802.11的Data Frame最多包含4個位址欄位，其位址欄位說明，如下:
Destination address (DA) 目的端位址
Source address (SA)　　來源端位址
Receiver address (RA)　　接收端
Transmitter address (TA)　傳送端
Basic service set ID (BSSID)　基本服務集識別元

而會用到 3或4個位址欄位，主要是位址欄位與DS位元情況不同而產生的。(如附件)

在802.3 只用2個位址欄位，主要只會用到Receiver address (RA)和Transmitter address (TA)這個兩個。

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為何802.11 傳送Data Frame 用到 3或4個位址欄位?

當802.11設備傳輸資料到接收設備時，這些設備中的一或兩個設備可能不是實際的接收源或目標，(可參考連結)
802.11 Wireless Network
https://i.stack.imgur.com/tKBIj.png
https://i.stack.imgur.com/BrKbS.png

所以在這個時候，無線傳輸會需要四個不同的地址
Transmitter Address (TA)
Receiver Address (RA)
Source Address (SA)
Destination Address (DA)

使用802.11標頭中的位址欄位與DS(Distribution System)標誌綁定一起，根據對DS標誌的設置方式(可參考連結，確定將會需要幾個地址。(最多4個地址，最少3個地址)
DS-Value:
https://i.stack.imgur.com/iOipv.png
https://i.stack.imgur.com/7lV31.png

資料參考:
https://networkengineering.stackexchange.com/questions/25100/four-layer-2-addresses-in-802-11-frame-header?utm_medium=organic&utm_source=google_rich_qa&utm_campaign=google_rich_qa

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IEEE 802.3 允許 DA 及 SA 同時為2 個位元組或 6 個位元組，如附圖所示。不過在使用上必須使網路上所有的工作站的地址同時設定為2 個位元組或 6 個位元組，不可以混雜一起使用。

無論格式為 2 個或 6 個位元組，每一個工作站的地址可分為二大類：
各別地址(Individual address)：代表某一工作站的地址，具有唯一性，不會與其他工作站的各別地址相同。
群體地址(Group address) ：代表某一群工作站共用的地址。一個群體可包含多個工作站，而一個工作站也可以同時屬於多個不同的群體。其特性是當一筆訊框指定要傳送給某一群體時，該群體中的所有成員皆可以收到該筆訊框。訊框上的 DA 如果使用群體地址則又可分為2 種：
多重傳播地址(Multicast address) ：表示此訊框要傳送給此群體中所有的成員。
廣播地址(Broadcast address) ：表示此訊框要傳送給網路上所有的工作站。

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Week 5 NAT

Network Address Translation (NAT) 的主要功能是甚麼? 它的被提出是要解決甚麼問題?

是一種在IP封包通過路由器或防火牆時重寫來源IP位址或目的IP地址的技術
普遍使用在有多台主機但只通過一個公有IP位址存取網際網路的私有網路中

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將內部IP 與外部IP互相轉換之技術。主因是 IPv4 位址稀少，而很多企業或網路公司在擁有少數IP 地址而公司內部確有太多電腦時而採用共用IP 的解決方法，讓一個IP 地址給多個電腦使用。如今最常見的 IP 分享器或無線區域網路Access Point 都有NAT 的功能。

使用者利用 ADSL上網後，拿到一個 IP 地址，而IP 分享器或WLAN AP 則將一組專供內部使用的私有IP ，通常是192.168.0.x，分配給所有內部電腦，內部每部電腦擁有一個192.168.0.x的IP 位址，但WLAN AP 對外卻只有一個由網路公司賦予的IP 位址。

通常NAT 是將每一部電腦所用的 (IP, port number)，本文稱為內部位址，對應到 (共用IP, port number)，本文稱為外部位址，而 NAT 負責將進出封包的表頭進行轉換使得內部電腦可以透通的與外部網路連線溝通。

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網路位址轉換（Network Address Translation，縮寫為NAT），也叫做網路掩蔽或者IP掩蔽（IP masquerading），是一種在IP封包通過路由器或防火牆時重寫來源IP位址或目的IP地址的技術。

因為區域網路內連上網路的電腦設備愈來愈多，所以在可用的IP位址空間有限的情況下，所提出的解決方法之一，就是允許多人可以同時共用有限的IP，並減少註冊IP位址的使用。

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Network Address Translation (NAT) 是一種允許多台主機可以共用IP 位址的
技術。NAT 定義於RFC 2663、RFC3022。NAT 的主要觀念是，在電腦需要存取
外部網路時，將區域網路內部使用的Private IP 位址轉換成正式的IP 位址，並將
轉換的IP 和Port 記錄於NAT 路由器的網路位址轉換表(NAT translation table)。
相反地，當回傳的資料到達NAT 路由器時，再利用網路位址轉換表取得正確的
IP 和Port 並將資料轉送給目的地主機。優點在只需少量的IP 位址就能讓區域內
電腦連上網路，由於使用Private IP address 的電腦被隱藏在NAT 內
部，所以能提高內部主機的安全性。

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NAT英文全稱是「Network Address Translation」，中文意思是「網絡地址轉換」，它是一個IETF(Internet Engineering Task Force, Internet工程任務組)標準，允許一個整體機構以一個公用IP（Internet Protocol）地址出現在Internet上。顧名思義，它是一種把內部私有網絡地址（IP位址）翻譯成合法網絡IP位址的技術。因此我們可以認為，NAT在一定程度上，能夠有效的解決公網地址不足的問題。
NAT功能
NAT主要可以實現以下幾個功能：數據包偽裝、平衡負載、埠轉發和透明代理。
1.數據偽裝: 可以將內網數據包中的地址信息更改成統一的對外地址信息，不讓內網主機直接暴露在網際網路上，保證內網主機的安全。同時，該功能也常用來實現共享上網。
2.埠轉發: 當內網主機對外提供服務時，由於使用的是內部私有IP位址，外網無法直接訪問。因此，需要在網關上進行埠轉發，將特定服務的數據包轉發給內網主機。
3.負載平衡: 目的地址轉換NAT可以重定向一些伺服器的連接到其他隨機選定的伺服器。
4.失效終結: 目的地址轉換NAT可以用來提供高可靠性的服務。如果一個系統有一台通過路由器訪問的關鍵伺服器，一旦路由器檢測到該伺服器當機，它可以使用目的地址轉換NAT透明的把連接轉移到一個備份伺服器上。
5.透明代理: NAT可以把連接到網際網路的HTTP連接重定向到一個指定的HTTP代理伺服器以緩存數據和過濾請求。一些網際網路服務提供商就使用這種技術來減少帶寬的使用而不用讓他們的客戶配置他們的瀏覽器支持代理連接。

原文網址：https://read01.com/gy7nBd.html

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網路位址轉換（Network Address Translation，縮寫為NAT），也叫做網路掩蔽或者IP掩蔽（IP masquerading），是一種在IP封包通過路由器或防火牆時重寫來源IP位址或目的IP地址的技術。

這種技術被普遍使用在有多台主機但只通過一個公有IP位址存取網際網路的私有網路中。
根據規範路由器是不能這樣工作的，但它的確是一個方便且得到了廣泛應用的技術。
NAT也讓主機之間的通訊變得複雜，導致了通訊效率的降低。

NAT是用來讓私有的IP位址能夠存取外面的網際網路，而不需要經過任何的註冊IP位址的動作。

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NAT是一種把內部私有網絡地址（IP位址）翻譯成合法網絡IP位址的技術。
能夠有效的解決公網地址不足的問題。

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NAT主要功能:
1.Network Address Translation (NAT) 是一種允許多台主機可以共用IP 位址的技術。
2.在電腦需要存取外部網路時，將區域網路內部使用的Private IP 位址轉換成正式的IP 位址，並將轉換的IP 和Port 記錄於NAT 路由器的網路位址轉換表(NAT translation table)。
3.相反地，當回傳的資料到達NAT 路由器時，再利用網路位址轉換表取得正確的IP 和Port 並將資料轉送給目的地主機。

最主要是為解決:
1.由於區域網路內連上網路的電腦設備愈來愈多，在可用的IP 位址空間有限的情況下，解決的方法之一，就是允許多人可以同時共用有限的IP。
2.使用Private IP address 的電腦被隱藏在NAT內部，所以能提高內部主機的安全性

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NAT主要功能是網路位址轉換（Network Address Translation，縮寫為NAT）。
內部網路由內部網路IP位址進行溝通,而與外部網路連接時,則經由NAT路由器透過一個正規的IP位址與網際網路聯繫。
在這樣的架構下,同樣的內部網路IP位址可以重複出現在各企業網路中而不至於產生衝突,
不但解決企業網路節點與外界Internet相連通的問題,也對IP位址普遍不足的情況做了很大的貢獻。

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Ans:
NAT主要功能是網路位址轉換（Network Address Translation，縮寫為NAT），也叫做網路掩蔽或者IP掩蔽（IP masquerading），是一種在IP封包通過路由器或防火牆時重寫來源IP位址或目的IP地址的技術。這種技術被普遍使用在有多台主機但只通過一個公有IP位址存取網際網路的私有網路中。
網路位址轉換的被提出是要解決IPv4位址不足以避免保留IP位址困難問題。所以NAT就成了家庭和小型辦公室網路連線上的路由器的一個標準特徵，因為對小型家庭單位來說，申請獨立的IP位址的代價要高於讓區域中各電腦連上外部網路所帶來的效益。

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NAT 是一種將內部IP 與外部IP互相轉換之技術。其起源是因為 IPv4 位址稀少，而很多企業或網路公司在擁有少數IP 地址而公司內部確有太多電腦時而採用共用IP 的解決方法，讓一個IP 地址給多個電腦使用。如今最常見的 IP 分享器或無線區域網路Access Point 都有NAT 的功能。使用者利用 ADSL上網後，拿到一個 IP 地址，而IP 分享器或WLAN AP 則將一組專供內部使用的私有IP ，通常是192.168.0.x，分配給所有內部電腦，內部每部電腦擁有一個192.168.0.x的IP 位址，但WLAN AP 對外卻只有一個由網路公司賦予的IP 位址。通常NAT 是將每一部電腦所用的 (IP, port number)，本文稱為內部位址，對應到 (共用IP, port number)，本文稱為外部位址，而 NAT 負責將進出封包的表頭進行轉換使得內部電腦可以透通的與外部網路連線溝通。

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Network Address Translation (NAT)主要功能為:IP Masquerade、IP 分享器、封包過濾。根據RFC 1631，它可為路由器、防火牆私有網路與公共網路之間的代理。

它可以說是網路位址的傳送，其主要可提供內部私有網路分享，而有此功能，方可解決IPV4不足之問題。

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NAT網路位址轉譯(Network Address Translation, NAT)通過將內部網路的的私有IP 位址翻譯成唯一的公網IP位址，使內部的網路可以連接到互聯網等，外部網路上NAT的分為：靜態轉換(Static Translation)、動態裝換(Dynamic Translation）、埠多工(Port Address Translation)。

NAT可以在多重的INTERNET子網中使用相同的IP位址，用來減少註冊IP位址的使用。

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AT(Network Address Translation)顧名思義就是網絡IP地址的轉換。 NAT的出現是為了解決IP日益短缺的問題，將多個內部地址映射為少數幾個甚至一個公網地址。這樣，就可以讓我們內部網中的計算機通過偽IP訪問INTERNET的資源。

資料來源:http://www.net130.com/technic/001/0060.htm

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NAT (Network Address Translation) 是用來解決IPv4位址不足的一個方法，當IP封包通過路由器或防火牆時，建立一個Private IP與Public IP的對應表格，並且重寫封包內的源IP地址或/和目的IP地址的技術。這種技術被普遍使用在有多台主機但只通過一個公有IP位址訪問網際網路的私有網路中。

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NAT（Network Address Translation，网络地址转换）是1994年提出的。当在专用网内部的一些主机本来已经分配到了本地IP地址（即仅在本专用网内使用的专用地址），但现在又想和因特网上的主机通信（并不需要加密）时，可使用NAT方法。

这种方法需要在专用网连接到因特网的路由器上安装NAT软件。装有NAT软件的路由器叫做NAT路由器，它至少有一个有效的外部全球IP地址。这，所有使用本地地址的主机在和外界通信时，都要在NAT路由器上将其本地地址转换成全球IP地址，才能和因特网连接。

NAT的功能：

NAT不仅能解了lP地址不足的问题，而且还能有效地避免来自网络外部的攻击，隐藏并保护网络内部的计算机。把内网的私有地址，转化成外网的公有地址。使得内部网络上的（被设置为私有IP地址的）主机可以访问Internet。

1.宽带分享：这是 NAT 主机的最大功能。

2.安全防护：NAT 之内的 PC 联机到 Internet 上面时，他所显示的 IP 是 NAT 主机的公共 IP，所以 Client 端的 PC 当然就具有一定程度的安全了，外界在进行 portscan（端口扫描）的时候，就侦测不到源Client 端的 PC 。

NAT分为哪几种？

NAT可以分为Basic NAT和PAT：

- Basic NAT只转化IP，不映射端口。
- PAT除了转化IP，还做端口映射，可以用于多个内部地址映射到少量（甚至一个）外部地址。

NAT还可以分为静态NAT和动态NAT：

- 静态NAT，将内部网络中的每个主机都永久映射成外部网络中的某个合法的地址，多用于服务器。

- 动态NAT，则是在外部网络中定了一个或多个合法地址，采用动态分配的方法映射到内部网络。

为什么需要有NAT？

NAT的主要作用，是解IP地址数量紧缺。当大量的内部主机只能使用少量的合法的外部地址，就可以使用NAT把内部地址转化成外部地址。 NAT还可以防止外部主机攻击内部主机（或服务器）。

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NAT主要是使用於多台主機共用IP 位址的技術，解決因IP有限之區域網路使用問題。

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NAT主要功能
Network Address Translation (NAT) 是一種允許多台主機可以共用IP 位址的
技術。NAT 定義於RFC 2663、RFC3022。NAT 的主要觀念是，在電腦需要存取
外部網路時，將區域網路內部使用的Private IP 位址轉換成正式的IP 位址，並將
轉換的IP 和Port 記錄於NAT 路由器的網路位址轉換表(NAT translation table)。
相反地，當回傳的資料到達NAT 路由器時，再利用網路位址轉換表取得正確的
IP 和Port 並將資料轉送給目的地主機。

最主要是為解決
1.由於區域網路內連上網路的電腦設備愈來愈多，在可用的IP 位址空間有限的情況下，解決的
方法之一，就是允許多人可以同時共用有限的IP。(在於只需少量的IP 位址就能讓單位內所有
電腦都連上網際路)
2.使用Private IP address 的電腦被隱藏在NAT內部，所以能提高內部主機的安全性

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NAT(Network Address Translation)的簡寫，中文為『網路位址轉換』，他主要的功能就是在提供內部私有網路的電腦之頻寬分享了。簡單的說，NAT 的功能就是『IP分享器』

1990年代中期，NAT是作為一種解決IPv4位址短缺以避免保留IP位址困難的方案而流行起來的，網路位址轉換在很多國家有廣泛的使用。所以NAT就成了家庭和小型辦公室網路連線上的路由器的一個標準特徵，因為對他們來說，申請獨立的IP位址的代價要高於所帶來的效益。

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網路位址轉換（Network Address Translation，縮寫為NAT），也叫做網路掩蔽或者IP掩蔽（IP masquerading），是一種在IP封包通過路由器或防火牆時重寫來源IP位址或目的IP地址的技術。這種技術被普遍使用在有多台主機但只通過一個公有IP位址存取網際網路的私有網路中。
1990年代中期，NAT是作為一種解決IPv4位址短缺以避免保留IP位址困難的方案而流行起來的。網路位址轉換在很多國家有廣泛的使用。所以NAT就成了家庭和小型辦公室網路連線上的路由器的一個標準特徵，因為對他們來說，申請獨立的IP位址的代價要高於所帶來的效益。

https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%BD%91%E7%BB%9C%E5%9C%B0%E5%9D%80%E8%BD%AC%E6%8D%A2

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網路位址轉換（Network Address Translation，縮寫為NAT），也叫做網路掩蔽或者IP掩蔽（IP masquerading），是一種在IP封包通過路由器或防火牆時重寫來源IP位址或目的IP地址的技術。
NAT是作為一種解決IPv4位址短缺以避免保留IP位址困難的方案而流行起來的。NAT是用來將已經註冊的IP位址轉換到私有的IP位址，簡化IP位址的管理，以便讓企業內部的網路連到外部的網際網路，而且甚至不需要有註冊的子網路。

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Week 6 Find AP

If a Station (host) wants to find out the APs in its area, what methods can it use? 如果一台station 想要找到區域內的AP 會透過什麼辦法去達成?

1.主動掃描（activescanning）
在每個信道上發出Probe Request幀，請求某個特定無線網絡予以回應。

2.被動掃描（passivescanning）
原因是掃描過程中不需要傳送任何信號，可以省電。在被動掃描中，工作站會在信道列表（channel list）所列的各個信道之間不斷切換，並靜候Beacon幀的到來。所收到的任何幀都會被暫存起來，以便取出傳送這些幀的BSS 的相關數據。

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Scanning掃瞄無線網路，找到一些AP，要取得連線資源之前，必須先選擇一個AP，但是在不知道這區域有哪些AP時，先做Scanning動作，來得知AP的資訊。 Authentication 得知完AP的資訊，就選擇一個AP來進行認證。 Association 認證通過，要求association，AP確認association後，station與AP就完成連線動作

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要搜尋出周遭有哪些BSS或IBSS，可由頻道表（Channel List）針對特定的服務設定識別碼（Service Set Identifier，簡稱SSID）掃描，或者以廣播（Broadcast）的方式發送探測請求訊框（Probe request frame），進而找出當地所有的無線區域網路。
要取得連線資源之前，必須先選擇一個AP，但是在不知道這區域有哪些AP時，先做Scanning動作，來得知AP的資訊。

一般而言Scanning有兩種做法: Passive(被動)和Active(主動) Scanning

1.Passive(被動) Scanning
從AP端送出beacons frame
Station偵測(Scaning)到beacons frame
Station送出要求連接的請求給予選定的AP
選定的AP送出連接要求的回覆給予Station
Station連接AP (也許需要加密認證)

2.Active(主動) Scanning
從Station端送出probe request frame broadcast
區域內APs回應probe respone frame
Station送出要求連接的請求給予選定的AP
選定的AP送出連接要求的回覆給予Station
Station連接AP (也許需要加密認證)

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透過3步驟：掃描（Scanning）、認證（Authentication）、關聯（Association）。
要加入一個無線網絡，我們需要找到它的網絡名稱，即SSID。這個SSID其實是接入點（Access Point）回應工作站掃描時所帶的參數，還有其它的網絡參數，包括BSSID（接入點的MAC地址）、信號強度、加密和認證方式等。掃描類型分兩種，一種是主動掃描（active scanning），另一種是被動掃描（passivescanning）。掃描完成後，我們會選擇想要加入的WIFI熱點。此時，大部分都會彈出一個輸入密碼的窗口，當然也有不用輸入密碼的。這個過程叫做：認證（Authentication）。早期的IEEE802.11定義了兩種認證方式：（1）開放系統認證（OpenSystem authentication）；（2）共享密鑰認證（SharedKey authentication）。認證完成後，下一步就是關聯（Association）。工作站與基站進行關聯，以便獲得網絡的完全訪問權。關聯屬於一種記錄（record keeping）過程，它讓分布式系統（Distribution System）得以記錄每個移動式工作站的位置，以便將傳送給移動式工作站的訊框，轉送給正確的基站。

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1.Station 想要找到區域內的AP會透過Scanning的方式進入無線網路區域，要取得連線資源之前，必須先選擇一個AP，但是在不知道這區域有哪些AP時，先做Scanning動作，來得知AP的資訊。
2.Scanning分為兩種
(1)Active Scan:主動式掃描，行動裝置，調整無線網卡的頻率，依序送出Probe Request Frame，輪流掃描各頻道。
(2)Passive Scan:被動式掃描，行動裝置，依設定好的頻率順序，依序調整停留，並接收在這一些頻率上的訊標訊框(Beacon Frame)。
3.Authentication ：得知完AP的資訊，就選擇一個AP來進行認證。
4.Association ：認證通過，要求association，AP確認association後，station與AP就完成連線動作

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Active scanning、Passive scanning

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Station(STA)要找到區域內的AP，掃描類型分兩種，一種是主動掃描（active scanning），另一種是被動掃描（passive scanning）。
1、主動掃描（activescanning）
即我們的手機（工作站STA）以主動的方式，在每個信道上發出Probe Request幀，請求某個特定無線網絡予以回應。主動掃描是主動尋找網絡，而不是靜候無線網絡聲明本身的存在。使用主動掃描的工作站將會以如下的程序掃描信道表所列的頻道：

（1）跳至某個信道，然後等候來幀指示（indicationof an incoming frame）或者等到ProbeDelay定時器超時。如果在這個信道收到幀，就證明該信道有用戶在使用，因此可以加以探測。而ProbeDelay定時器可用來防止某個閒置信道讓整個過程停止，因為工作站不會一直等待幀的到來。
（2）利用基本的DCF訪問過程取得媒介使用權，然後送出一個Probe Request幀。
（3）至少等候一段最短的信道時間（即MinChannelTime）。

2、被動掃描（passivescanning）
現在大部分移動電子產品都是採用被動掃描（passive scanning）的方式，原因是掃描過程中不需要傳送任何信號，可以省電。在被動掃描中，工作站會在信道列表（channel list）所列的各個信道之間不斷切換，並靜候Beacon幀的到來。所收到的任何幀都會被暫存起來，以便取出傳送這些幀的BSS 的相關數據。
在被動掃描的過程中，工作站會在信道間不斷切換，並且會記錄來自所收到的任何Beacon的信息。Beacon在設計上是為了讓工作站知道加入某個基本服務集（Basic Service Set，簡稱 BSS）所需要的參數以便進行通信。

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Ans:
在所在區域內辨識AP的程序稱為掃瞄（Scanning）。要搜尋出周遭有哪些BSS或IBSS，可由頻道表（Channel List）針對特定的服務設定識別碼（Service Set Identifier，簡稱SSID）掃描，或者以廣播（Broadcast）的
方式發送探測請求訊框（Probe request frame），進而找出當地所有的無線區域網路。
一般而言AP掃描的方式有兩種，分別是1）被動掃描（Passive scanning）與2）主動掃描（Active scanning）。
1）Passive Scanning（特點：找到時間較長，但STA節電）
通過監聽AP定期發送的Beacon frame來發現網絡，該frame提供了AP及所在BSS相關信息：“我在這裏”…
2）Active Scanning（特點：能迅速找到）
STA依次在13個信道發出Probe Request幀，尋找與STA所屬有相同SSID的AP,若找不到相同SSID的AP，則一直掃描下去…

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在Station要加入一個WLAN時，會先去Scanning附近的AP，這動作可分為主動式和被動式。
在發現AP時，Client靠AP每隔100ms發出的Beacon，Beacon之中包含SSID及與該AP相關之許多參數。
而被動式掃描（Passive Scanning）為在每個頻道聽取Beacon的方法。
主動式（Active Scanning)為由Client發出一個Probe要求到網路上，這要求會包含一個SSID。一旦發現適當的AP，此Client可開始作驗証與結合動作。

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802.11 MAC 使用Scanning來搜索AP，STA搜索並連接一個AP，當STA漫遊時尋找連接一個新的AP，STA會在在每個可用的信道上進行搜索。
1.Passive Scanning（特點：找到時間較長，但STA節電）
通過偵聽AP定期發送的Beacon幀來發現網絡，該幀提供了AP及所在BSS相關信息：'我在這裏'
2.Active Scanning　（特點：能迅速找到）
STA依次在13個信道發出Probe Request幀，尋找與STA所屬有相同SSID的AP,若找不到相同SSID的AP，則一直掃描下去

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工作站與AP進行聯結的過程分為三個階段:
工作站需先尋找AP、選擇AP後要先認證、再聯結。

在第一階段工作站尋找AP的方法分為主動掃瞄 (Active Scanning) 與被動掃瞄 (Passive Scanning) 兩種。
主動掃瞄由工作站在可用通訊頻道送出 Probe Request Frames。若AP收到 Probe Request Frames，會回應 Probe Response 給工作站。
被動掃瞄由AP定期送出 Beacon Frame。工作站若收到 Beacon Frame 代表有找到該AP。
工作站在收到 Probe Response 或是 Beacon 時，都會記錄接收到的訊號強度指標值 (Received Signal Strength Indicator; RSSI)。
工作站會選擇最高接收訊號強度指標值的AP進行聯結 (Association)。

在第二階段工作站在對AP聯結前，需先經過 IEEE 802.11 認證 (Authentication)。
分為開放系統認證 (Open System authentication) 與共用密鑰認證 (Shared Key authentication)。
Open System authentication: 即 null authentication 機制，只需要正確的 ESSID 即可。
Shared Key authentication: 需搭配線性加解密的機制 (Wired Equivalent Privacy; WEP)，工作站需與AP有相同的靜態加密金鑰，來認證與資料加密。

在最後階段，工作站送出 Association Request 給AP，
AP若確認工作站已經過 Open System or Share Key 認證後，
回應 Association Response，內含“successful”的狀態與 Association ID 給工作站。
工作站收到 Association Response 即回應 Association Response ACK。
AP收到工作站的 ACK 後會對整個分散系統(DS) 送出 Associate.indication 即完成聯結程序。

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要取得連線資源之前，必須先選擇一個AP，但是在不知道這區域有哪些AP時，先做Scanning動作，來得知AP的資訊。基本上會有兩種做法:
分別是Passive(被動)和Active(主動) Scanning

1.Passive(被動) Scanning
-從AP端送出beacons frame
-Station偵測(Scaning)到beacons frame
-Station送出要求連接的請求給予選定的AP
-選定的AP送出連接要求的回覆給予Station
-Station連接AP (也許需要加密認證)

2.Active(主動) Scanning
-從Station端送出probe request frame broadcast
-區域內APs回應probe respone frame
-Station送出要求連接的請求給予選定的AP
-選定的AP送出連接要求的回覆給予Station
-Station連接AP (也許需要加密認證)

Authentication得知完AP的資訊，就選擇一個AP來進行認證。認證通過，要求association，AP確認association後，station與AP就完成連線動作

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1、主動掃描（activescanning）
工作站Station以主動的方式，在每個信道上發出Probe Request，請求某個特定無線網絡予以回應。主動掃描是主動尋找網絡，而不是靜候無線網絡聲明本身的存在。

2、被動掃描（passivescanning）
現在大部分移動電子產品都是採用被動掃描（passive scanning）的方式，原因是掃描過程中不需要傳送任何信號，可以省電。在被動掃描中，工作站會在信道列表（channel list）所列的各個信道之間不斷切換，並靜候Beacon的到來。

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AP是「Access Point」的簡稱，在個人電腦的領域中，「Access Point」指的是可提供無線網路（WLAN）登入、存取的路由器，又可稱為無線網路基地台。
在一般環境中只要安裝並了無線基地台，客戶端的電腦再加裝一個無線網路卡（Wireless LAN Card），客戶端電腦便可直接與無線基地台連線、交換資料，免去網路線佈線的問題。
目前主流的無線網路規格為「IEEE 802.11b」與「IEEE 802.11g」兩種，一般在賣場詢問時，都會以傳輸速度來分，如「IEEE 802.11b」的「11M」或「IEEE 802.11g」的「54M」。
由於「802.11g」這規格是比較後來才制定出來的，速度較快、多了FF安全性功能且具有向下相容的特性，所以比起較舊的「802.11b」更受歡迎。
一般無線AP都具有路由器的功能，跟我們平常在用的「IP分享器」是一樣的，不同的是無線AP到PC端用的是無線網路來傳輸，沒有一般IP分享器接線的問題。

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Station類似於無線終端，sta本身並不接受無線的接入，它可以連接到AP，一般無線網卡即工作在該模式。

而在Station連線加入相容的網路之前，會在先進行辨識，而在區域辨識現有的網路程序為scanning。而scanning可分為兩種：被動掃瞄(passive scanning)及主動掃瞄(active scanning)。

Scanning結束之後，會列出本次所發現有BBS(Basic Service Set)及相關參數，而Station即可選擇其中一個BSS加入，而在網路加入的前置作業，則會進行Authentication，其中有兩種規範：(open-system)和共享金鑰(shared-key)，而一旦完成確認後則會連線。

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802.11要求AP週期性地送出beacon frame(信標訊框)，其中包含該AP地SSID與MAC位址
選擇AP的方式留給無線主機的802.11韌體與軟體設計者決定

掃描通道與聆聽beacon frame的過程稱為passive scanning(被動式掃描)
廣播其範圍內所有AP都會收到的探測訊框: active scanning(主動式掃描)

在選擇要與之繫合的AP後，無線主機便會送出繫合請求給該AP
AP會回覆以繫合回應訊框 => 在active scanning中，這個第二次的請求／回應握手是必要的

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Scanning 進入一個無線網路裏面，要取得連線資源之前，必須先選擇一個AP，但是在不知道這區域有哪些AP時，先做Scanning動作，來得知AP的資訊。 Authentication 得知完AP的資訊，就選擇一個AP來進行認證。 Association 認證通過，要求association，AP確認association後，station與AP就完成連線動作

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STA（工作站）啟動初始化、開始正式使用AP傳送數據幀前，要經過三個階段才能夠接入（802.11MAC層負責客户端與AP之間的通訊，功能包括掃描、接入、認證、加密、漫遊和同步等功能）：
1.掃描階段（SCAN）
2.認證階段 (Authentication)
3.關聯（Association）

1.掃描階段（SCAN）

802.11 MAC 使用Scanning來搜索AP，STA搜索並連接一個AP，當STA漫遊時尋找連接一個新的AP，STA會在在每個可用的信道上進行搜索。

1.Passive Scanning（特點：找到時間較長，但STA節電）
通過偵聽AP定期發送的Beacon幀來發現網絡，該幀提供了AP及所在BSS相關信息：“我在這裏”…

2.Active Scanning　（特點：能迅速找到）
STA依次在13個信道發出Probe Request幀，尋找與STA所屬有相同SSID的AP,若找不到相同SSID的AP，則一直掃描下去..

2.認證階段 (Authentication)

當STA找到與其有相同SSID的AP，在SSID匹配的AP中，根據收到的AP信號強度，選擇一個信號最強的AP，然後進入認證階段。只有身份認證通過的站點才能進行無線接入訪問。AP提供如下認證方法：
1.開放系統身份認證(open-system authentication)
2.共享密鑰認證(shared-key authentication）
3.WPA PSK認證（ Pre-shared key）
4.802.1X EAP認證

3.關聯（Association）

當AP向STA返回認證響應信息，身份認證獲得通過後，進入關聯階段。
1.STA向AP發送關聯請求
2.AP 向STA返回關聯響應
至此，接入過程才完成，STA初始化完畢，可以開始向AP傳送數據幀。

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當一個設備要搜尋無線網路時我們需要找到它的網路名稱，即SSID。這個SSID其實是接入點(Access Point)回應工作站掃描時所帶的參數，還有其它的網路參數，包括BSSID(可理解為接入點的MAC位址)、信號強度、加密和認證方式等。
掃描類型分兩種，一種是主動掃描(active scanning)，另一種是被動掃描(passive scanning)。

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主動掃描（Active scanning）與被動掃描（Passive scanning）。
被動掃描因為不需傳送任何 Frame 可以節省電池電力，在 Passive Scanning 中，移動節點會針對頻道表所列的各個 Channel 加以 Scanning，並聽候 AP 發送信標訊框（Beacon frame）的到來，所收到的
Beacon frame 都會被暫存起來，以便取出傳送這些 Beacon frame 的 AP 相關資料。
主動掃瞄為主動尋找網路，而不是聽候網路宣告本身的存在，在每一個 Channel 上面，MN 都會廣播Probe request frame，並請求給予回應。MN 可針對某一特定 SSID 經由頻道表選擇一個Channel發送Probe request frame，當此 Channel中的 AP 接收到所屬 SSID 的 Probe requestframe，就會發出 Probe response frame。

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先提一下無線網路運作原理
Wi-Fi 的設置至少需要一個Access Point和一個或一個以上的client。AP每100ms將SSID經由beacons（信號台）封包廣播一次，beacons封包的傳輸速率是1 Mbit/s，並且長度相當的短，所以這個廣播動作對網路效能的影響不大。因為Wi-Fi規定的最低傳輸速率是1 Mbit/s ，所以確保所有的Wi-Fi client端都能收到這個SSID廣播封包，client 可以藉此決定是否要和這一個SSID的AP連線。

而Station要找到區域內的AP，基本上會有兩種做法
分別是Passive(被動)和Active(主動) Scanning

1. Passive(被動) Scanning
-從AP端送出beacons frame
-Station偵測(Scaning)到beacons frame
-Station送出要求連接的請求給予選定的AP
-選定的AP送出連接要求的回覆給予Station
-Station連接AP (也許需要加密認證)

2. Active(主動) Scanning
-從Station端送出probe request frame broadcast
-區域內APs回應probe respone frame
-Station送出要求連接的請求給予選定的AP
-選定的AP送出連接要求的回覆給予Station
-Station連接AP (也許需要加密認證)

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Week 7 WEP key

For Key[4], which is the second byte of the user-supplied key, what IV value should we look for in order to crack it?
若我們想要破解Key[4], 亦即使用者提供的金鑰的第二個位元組, 請問應該挑選IV值為多少的Frame來破解?

WEP加密機制透過RC4加密法去演算，而演算基礎的亂數種子，則是以初始向量（Initialization Vector，IV）和WEP的金鑰所構成，金鑰是固定不變的，IV值則是一組24位元的變動值 . 可挑選IV值為255來破解

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WEP主要使用的加密法為RC4（Rivest Cipher），驗證傳輸訊息的檢驗方式為CRC（Cyclic Redundancy Check）。
RC4加密演算法是由WEP規定的金鑰長度為40 bits，再透過一個24 bits的初始向量值（IV，initialization vector），和WEP金鑰結合後成為64bit的金鑰。
但是因為24位元的變動IV值，僅有1,600萬種加密的可能性，在比較繁忙的網路上，這些可能性很快就會被用完，這使得有意破解的惡意使用者，只要收集到這數量的封包，就能透過反推算的方式，算出WEP的金鑰，每個弱點金鑰IV用來攻擊該RC4金鑰的某個特殊位元組，金鑰位元組由零起算，對應到密鑰第零位元組的弱點IV格式，即為3:FF:N，第二個位元組則是0xFF=255 。

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RC4 將金鑰展開為金鑰串流的方式(此一過程稱為金鑄排程演算法)所露出的破綻。標準的 WEP 金鑄內含 40 個秘密位元,或可以視為編號由 0 至 4 的 5 個位元組。第一個字元組3到7的範圍，第二個位元組為255。

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WEP加密機制透過RC4加密法去演算，以初始向量（IV）演算基礎的亂數種子和WEP的金鑰所構成，金鑰是固定不變的，IV值則是一組24位元的變動值。
每一次封包的加密，都是透過24位元的IV值與固定的40或104位元WEP金鑰去演算，形成一個64或128位元的RC4加密值，然後傳輸出去。以24位元的變動IV值來說，大概有1,600萬種加密的可能性。只要收集到這數量的封包，就能反推金鑰，每個弱點金鑰IV用來攻擊該RC4金鑰的某個特殊位元組，金鑰位元組由零起算，對應到密鑰第零位元組的弱點IV格式，即為3:FF:N，第二個位元組則是0xFF=255 。

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(一)WEP加密演算法：
目前市面上用的無線網路的認證機制，最基本的就是Wired Equivalent Privacy (WEP)，它是802.11定義下的一種加密方式，簡單來說就是先在無線AP中設定一組金鑰，使用者要連上這個無線AP時，必須輸入相同的金鑰才能連線。

WEP使用了RC4的加密演算法，是由WEP規定的金鑰長度為40 bits，再透過一個24 bits的初始向量值（IV，initialization vector），和WEP金鑰結合後成為64bit的金鑰。除此之外，有些廠商另外提供了把金鑰加到128 bits 的長度，使破解的困難度提升。
每個弱點金鑰IV用來攻擊該RC4金鑰的某個特殊位元組,金鑰位元組由零起算,對應到密鑰第零位元組的弱點IV格式即為3:FF:N,第二個位元組必然是0xFF=255

(二)WPA加密演算法：
雖然基本的WEP演算法對一般來人來說已經夠用了，但是在2001年時，因為RC4的加密演算法被破解，所以WEP的安全已經受到嚴重威脅，因此IEEE制定了更嚴謹的802.11i 標準，即是WPA(Wi-Fi Protected Access)。
WPA的公式為：WPA=TKIP+MIC+802.1x+EAP。
其中802.1x和EAP是認證機制，而TKIP和MIC則是強化加密的機制，Wi-Fi希望夠過WPA能夠提供較為安全的無線網路連線，而目前比較好的無線AP都會提供WPA的保護。

摘錄自https://www.csie.ntu.edu.tw/~b92025/.../WEP%A5%5B%B1K%BAt%BA%E2%AAk.d

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WEP加密機制的問題，幾乎是宿命性的，在初始設計上就擁有太多缺點。RC4加密演算法的亂數種子，則是以初始向量（Initialization Vector，IV）和WEP的金鑰所構成，但WEP的金鑰是固定不變，IV值則是一組僅有24位元的變動值，並且以明碼的方式傳輸。

每一次封包的加密，都是透過24位元的IV值與固定的40或104位元WEP金鑰去演算，形成一個64或128位元的RC4加密值，然後傳輸出去。但是因為24位元的變動IV值，僅有1,600萬種加密的可能性，在比較繁忙的網路上，這些可能性很快就會被用完，這使得有意破解的惡意使用者，只要收集到這數量的封包，就能透過反推算的方式，算出WEP的金鑰，每個弱點金鑰IV用來攻擊該RC4金鑰的某個特殊位元組，金鑰位元組由零起算，對應到密鑰第零位元組的弱點IV格式，即為3:FF:N，第二個位元組則是0xFF=255 。加上WEP金鑰只有一個主要金鑰，而且早期並沒有802.1X等可以協助無線網路定期更換金鑰的共通架構標準，這使得無線網路的安全性受到了很嚴重的挑戰。

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若想要破解Key[4], 亦即使用者提供的金鑰的第二個位元組，可挑選IV值為255來破解

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金鑰位元組由零起算,對應到密鑰第零位元組的弱點IV格式即為3:FF:N,第二個位元組必然是0xFF=255

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WEP加密機制透過RC4加密法去演算，而演算基礎的亂數種子，則是以初始向量（Initialization Vector，IV）和WEP的金鑰所構成，金鑰是固定不變的，IV值則是一組24位元的變動值。
每一次封包的加密，都是透過24位元的IV值與固定的40或104位元WEP金鑰去演算，形成一個64或128位元的RC4加密值，然後傳輸出去。
若我們想要破解Key[4], 以根據IV的缺陷所產生的弱密鑰(Weak Key)，也就是密鑰最後仍會出現在串流的位元組裡的情形，假設IV封包格式：B+3、N-1、X（弱密鑰格式）
B：是欲猜測的密碼位元組，但由於密鑰是由IV+ 共享密鑰，而前三個byte的為明碼，所以在這裡我們設為 0
N：在WEP中均為256
X：可用ASCII、十進位或十六進位來表示從0-255 的值

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Ans:
WEP加密採用RC4演算法，雙方的密鑰是共享的，透過一個24bit長度的初始向量IV(initialization Vector)，結合40位元或104位元的密鑰來共同產生真正用來加密的密鑰串流，所有的傳輸內容與這個密鑰串流進行XOR運算，轉換成密文後發送。
IV(起始向量)長度太短或是常為固定值;24bits長度的IV造成加密用的金鑰有重複使用的機會，當金鑰重複時，一定程度的攻擊者可能加以利用並破解加密的保護。
其中WEP Key是固定的，只要收集足夠的封包，就可以比對相同的IV值(24bit)，解出加密的WEP Key。

•發送端將封包的負載物(payload)進行CRC的運算產生完整性檢核碼，並附於該封包中。
•發送端使用IV產生的演算法取得一個IV。
•發送端將IV以及密鑰進行 RC4 PRNG 運算取得一個加密金鑰。
•利用此加密金鑰將步驟1所得到的封包進行XOR運算加密，獲得一密文資料，並將24bit長度的IV附於本資料中。

•取得附於封包中的IV。
•將取得的IV與密鑰進行RC4 PRNG運算取得對該封包進行加密的金鑰。
•將該封包資料透過步驟二所獲得的加密金鑰進行XOR運算還原，便可取得明文資料
•進行CRC完整性確認。

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首先先了解WEP加密機制的全名為Wired Equivalent Privacy，是在1999年9月成為802.11標準的一部分。主要使用的加密法為RC4（Rivest Cipher），驗證傳輸訊息的檢驗方式為CRC（Cyclic Redundancy Check），是一種線性的雜湊演算法。
在WEP加密機制中，IV值本身就構成金鑰的前24位元(bit)，攻擊者很容易就被收集到足夠封包資訊，透過反推算的方法算出完整的金鑰，進而透過Pre-shared key存取所有無線網路上的節點。每個弱點金鑰IV用來攻擊該RC4金鑰的某個特殊位元組，金鑰位元組由零起算，對應到密鑰第零位元組的弱點IV格式，即為3:FF:N，第二個位元組則是0xFF=255

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weak key的格式為B+3:FF:N:...
對應到使用者提供的金鑰第1個位元組Key[3](B=0)的IV格式為3:FF:N
要破解Key[4],亦即使用者提供的金鑰的第2個位元組(B=1)的IV格式為4:FF:N
故應該挑選IV值為4:FF:N的Frame來破解

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WEP Key 機制來做為加密的依據，其最主要是透過 RC4 並配合 40bits 和104bits 兩種不同的長度的 Wep Key 來做加密，最後採用 24bit 的初始向量（IV）附加在加密資料上。

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WEP加密機制透過RC4加密法去演算，而演算基礎的亂數種子，則是以初始向量（Initialization Vector，IV）和WEP的金鑰所構成，金鑰是固定不變的，IV值則是一組24位元的變動值。

每一次封包的加密，都是透過24位元的IV值與固定的40或104位元WEP金鑰去演算，形成一個64或128位元的RC4加密值，然後傳輸出去。

若我們想要破解Key[4], 以根據IV的缺陷所產生的弱密鑰(Weak Key)，也就是密鑰最後仍會出現在串流的位元組裡的情形，假設IV封包格式：B+3、N-1、X（弱密鑰格式）
B：是欲猜測的密碼位元組，但由於密鑰是由IV+ 共享密鑰，而前三個byte的為明碼，所以在這裡我們設為 0
N：在WEP中均為256
X：可用ASCII、十進位或十六進位來表示從0-255 的值

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首先先了解WEP加密機制的全名為Wired Equivalent Privacy，是在1999年9月成為802.11標準的一部分。主要使用的加密法為RC4（Rivest Cipher），驗證傳輸訊息的檢驗方式為CRC（Cyclic Redundancy Check），是一種線性的雜湊演算法。
在WEP加密機制中，IV值本身就構成金鑰的前24位元(bit)，攻擊者很容易就被收集到足夠封包資訊，透過反推算的方法算出完整的金鑰，進而透過Pre-shared key存取所有無線網路上的節點。
每個弱點金鑰IV用來攻擊該RC4金鑰的某個特殊位元組，金鑰位元組由零起算，對應到密鑰第零位元組的弱點IV格式，即為3:FF:N，第二個位元組則是0xFF=255

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WEP加密機制是透過RC4加密法去演算，而演算基礎的亂數種子，則是以初始向量（Initialization Vector，IV）和WEP的金鑰所構成，金鑰是固定不變的，IV值則是一組24位元的變動值。
1.WEP加密機制中，IV值本身就構成金鑰的前24位元，攻擊者很容易就被收集到足夠封包資訊，透過反推算的方式，算出完整的金鑰，進而透過Pre-shared key存取所有無線網路上的節點.
2.每個弱點金鑰IV用來攻擊該RC4金鑰的某個特殊位元組,金鑰位元組由零起算,對應到密鑰第零位元組的弱點IV格式即為3:FF:N,第二個位元組必然是0xFF=255

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WEP加密機制中，IV值本身就構成金鑰的前24位元，攻擊者很容易就被收集到足夠封包資訊，透過反推算的方式，算出完整的金鑰，進而透過Pre-shared key存取所有無線網路上的節點.

每個弱點金鑰IV用來攻擊該RC4金鑰的某個特殊位元組,金鑰位元組由零起算,對應到密鑰第零位元組的弱點IV格式即為3:FF:N,第二個位元組必然是0xFF=255

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標準的 WEP金鶬內含40個秘密位元•或可以視為褊號由0至4的5個位元組•在
以標準 WEP做為防護的網路中•弱點 IV的第一個位元組必然不出由3 ( B-0)到7
( B-4)的範圃•而第二個位元組的值必定為255。

參考資料 802.11 無線網路技術通論第二版
https://books.google.com.tw/books?id=oVA9VPfW32MC&pg=PA15&hl=zh-TW&source=gbs_selected_pages&cad=2#v=onepage&q=wep&f=false

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WEP所使用的加密技術為RC4，是一種同步的串流加密法

假設IV封包格式：B+3、N-1、X（弱密鑰格式）B：是欲猜測的密碼位元組，但由於密鑰是由IV+共享密鑰，而前三個byte的為明碼，所以在這裡我們設為 0
N：在WEP中均為256
X：可用ASCII、十進位或十六進位來表示從0-255的值
所以IV則第二個位元組元255

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WEP主要使用的加密法為RC4（Rivest Cipher），驗證傳輸訊息的檢驗方式為CRC（Cyclic Redundancy Check），是一種線性的雜湊演算法。

RC4加密演算法的亂數種子，則是以初始向量（Initialization Vector，IV）和WEP的金鑰所構成，但WEP的金鑰是固定不變，IV值則是一組僅有24位元的變動值，並且以明碼的方式傳輸。每一次封包的加密，都是透過24位元的IV值與固定的40或104位元WEP金鑰去演算，形成一個64或128位元的RC4加密值

IV值有24 bit (3個byte)，每8 bit各為一個IV值，可以在這以(A+3:N-1:X)來表示

with A = 0 initially
Key[4] IV為 (1+3:256-1:X) == (4:255:X)

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WEP(Wired Equivalent Privacy)所使用的加密技術為RC4，是一種同步的串流加密法。其加密是採用24bit的初始向量(IV)，而其中唯一的變量是 IV，而第二個位元組的值必定為255，其每個弱點取決於IV位元組之間的關係。

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WEP的原理是這樣的，WEP加密機制透過RC4加密法去演算，而演算基礎的亂數種子，則是以初始向量（Initialization Vector，IV）和WEP的金鑰所構成，金鑰是固定不變的，IV值則是一組24位元的變動值。

每一次封包的加密，都是透過24位元的IV值與固定的40或104位元WEP金鑰去演算，形成一個64或128位元的RC4加密值，然後傳輸出去。以24位元的變動IV值來說，大概有1,600萬種加密的可能性.

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Week 8 EAP protocol

Do you know why in 802.1X, EAP is over link layer protocol (e.g. 802.11) on the network access side while it is EAP over transport layer (UDP/IP) on the network core?
為什麼在802.1X的架構在網路接取那端 EAP是架在link layer協定之上　但在網路核心那端　EAP是架在transport layer協定之上？

EAP是一個在無線網絡或點對點連線中普遍使用的認證框架，不是一個特殊的認證機制。EAP提供一些公共的功能，並且允許協商所希望的認證機制。
當EAP被基於IEEE 802.1X的網絡接入設備（諸如802.11a/b/g ，無線接入點）調用時，現代的EAP方法可以提供一個安全認證機制，並且在用戶和網絡接入伺服器之間協商一個安全的PMK。

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EAP 身份驗證類型提供可能會更好的方法，就是保證安全的無線局域網連接和 Wi-fi 局域網 (LAN) 安全至關重要，因為供應商迅速開發並添加到他們的無線局域網存取點的 EAP 身份驗證類型。一些最常見的部署的 EAP 身份驗證類型包括 EAP-MD-5、 EAP-TLS、 EAP PEAP、 EAP TTLS、 EAP-快速。

EAP-TLS （傳輸層安全性）提供了基於證書和相互身份驗證的用戶端和網路。它依賴于用戶端和伺服器端來執行身份驗證的證書，並可用於動態生成基於使用者和基於會話的 WEP 金鑰，以確保隨後 WLAN 用戶端和存取點之間的通信。EAP-TLS 的一個缺點是必須在用戶端和伺服器端上管理證書。對於大型的 WLAN 安裝，這可能是一個非常繁瑣的任務。

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ANS:
1.802.1x是以IETF組織所定義的EAP(可延伸認證協定)為基礎。擴展認證協議（EAP），是一個在無線網絡或點對點連線中普遍使用的認證框架。它被定義在RFC 3748中，區域網路在1990年代被廣為使用，連接埠因此產生。要使用網路必須經過登入程序。在網路核心EAP是架在transport layer協定之上是因為認證者後端認證伺服器。

2.RADIUS 後端為保護與RADIUS的通訊認證安全，所使用的EAP-TLS/TTLS/PEAP等等都會在認證前建立一個安全通道，確保通訊安全。而不管是RADIUS通訊UDP Port的設定或安全通道的建立，都會在Transport Layer來進行。

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擴展認證協議(Extensible Authentication Protocol,EAP)是一個在無線網絡或點對點連線中普遍使用的認證框架。它被定義在RFC 3748中，並且取代了舊版協議RFC 2284，後來被新版協議RFC 5247取代。EAP不僅可以用於無線區域網，還可以用於有線區域網，但它在無線區域網中使用的更頻繁。最近，WPA和WPA2標準已經正式採納了5類EAP作為正式的認證機制。

在網路接取那端因尚未取得認証，所以在申請者到認証者（前端）之間，所使用的協定是EAP over LAN(簡稱 EAPOL），為link layer。
網路核心EAP是架在transport layer協定之上是因為認證者後端認證伺服器。RADIUS
(EAP over RADIUS RFC2866/7/8 )後端為保護與RADIUS的通訊認證安全，所使用的EAP-TLS/TTLS/PEAP等等都會在認證前建立一個安全通道，確保通訊安全。而不管是RADIUS通訊UDP Port的設定或安全通道的建立，都會在Transport Layer來進行。

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EAP 身份驗證類型提供可能會更好的方法，就是保證安全的無線局域網連接和 Wi-fi 局域網 (LAN) 安全至關重要，因為供應商迅速開發並添加到他們的無線局域網存取點的 EAP 身份驗證類型。一些最常見的部署的 EAP 身份驗證類型包括 EAP-MD-5、 EAP-TLS、 EAP PEAP、 EAP TTLS、 EAP-快速、和思科的飛躍。

EAP-TLS （傳輸層安全性）提供了基於證書和相互身份驗證的用戶端和網路。它依賴于用戶端和伺服器端來執行身份驗證的證書，並可用於動態生成基於使用者和基於會話的 WEP 金鑰，以確保隨後 WLAN 用戶端和存取點之間的通信。EAP-TLS 的一個缺點是必須在用戶端和伺服器端上管理證書。對於大型的 WLAN 安裝，這可能是一個非常繁瑣的任務。

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可擴展認證協議（EAP）是一個認證框架，而不是一種特定的認證機制，EAP提供一些公共的功能，並且允許協商認證機制（EAP方法）。EAP規定如何傳輸和使用由EAP方法產生的密鑰材料（如密鑰、證書等等）和參數。

無線網絡中常用的EAP方法（認證機制）包括EAP-TLS、EAP-SIM、EAP-AKA、LEAP和EAP-TTLS。

EAPoL （EAP over LAN）
EAP 只定義了消息格式，每種使用EAP的協議必須定義一種將EAP消息封裝到該協議消息中的方法。

802.1x 中定義了將EAP消息封裝到802中的方法，這種方法稱為EAP over LAN – EAPoL。所以EAPoL實際上是一種傳送機制。實際的認證方法是EAP方法來指定。

802.1x 認證的核心是authenticator上端口的打開與關閉。對於合法用戶（認證通過的用戶）接入時，端口打開，可以自由訪問網絡；對於沒有用戶接入或非法用戶（認證未通過的用戶）接入時，端口關閉，這樣就不能訪問網絡。

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EAP(Extensible Authentication Protocol），是在無線/有線網絡或點對點連線中普遍使用的認證框架。它被定義在RFC 3748中，後來被新版協議RFC 5247取代。IEEE 802.1x 提供Data Link Layer認證功能，其原應用於有線網路，搭配RADIUS與EAP可以用來支援無線區域網路認證，使無線區域網路安全性得以提升。使用IEEE 802.1x 認證機制，在進行無線網路存取權限前進行認證，可以更精確的進行存取控制，可以在使用者取得網路存取權之前對網路使用者進行分類及存取限制。

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(一)擴展認證協議（英語：Extensible Authentication Protocol，縮寫為 EAP）
是一個在無線網絡或點對點連線中普遍使用的認證框架。它被定義在RFC 3748中，並且取代了舊版協議RFC 2284，後來被新版協議RFC 5247取代。EAP不僅可以用於無線區域網，還可以用於有線區域網，但它在無線區域網中使用的更頻繁。最近，WPA和WPA2標準已經正式採納了5類EAP作為正式的認證機制。

EAP是一個認證框架，不是一個特殊的認證機制。EAP提供一些公共的功能，並且允許協商所希望的認證機制。這些機制被叫做EAP方法，現在大約有40種不同的方法。IETF的RFC中定義的方法包括：EAP-MD5, EAP-OTP, EAP-GTC, EAP-TLS, EAP-SIM，和EAP-AKA, 還包括一些廠商提供的方法和新的建議。無線網絡中常用的方法包括EAP-TLS, EAP-SIM, EAP-AKA, PEAP, LEAP，和EAP-TTLS。

當EAP被基於IEEE 802.1X的網絡接入設備（諸如802.11a/b/g ，無線接入點）調用時，現代的EAP方法可以提供一個安全認證機制，並且在用戶和網絡接入伺服器之間協商一個安全的PMK。該PMK可以用於使用TKIP和AES加密的無線會話。

摘錄自https://zh.wikipedia.org/wiki/%E6%89%A9%E5%B1%95%E8%AE%A4%E8%AF%81%E5%8D%8F%E8%AE%AE

(二)為什麼在802.1X的架構在網路接取那端 EAP是架在link layer協定之上，但在網路核心那端EAP是架在transport layer協定之上？
根據上課講義第8周投影片第30到32頁圖示，可以知道802.1X可分為Supplicant、Authenticator
Authentication Server三大部分：
Supplicant：終端使用者尋找網路資源(end user machine seeking access network resource)
Authenticator：控制網路接取(control network access)
Authentication Server：actual authentication processing;e.g RADIUS server

Supplicant 經過Authenticator認證後才可以到Authentication Server使用網路傳輸服務，所以在網路接取那端 EAP是架在link layer協定之上，但在網路核心那端EAP是架在transport layer協定之上。

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擴展認證協議（英語：Extensible Authentication Protocol，縮寫為 EAP），是一個在無線網絡或點對點連線中普遍使用的認證框架。它被定義在RFC 3748中，並且取代了舊版協議RFC 2284，後來被新版協議RFC 5247取代。EAP不僅可以用於無線區域網，還可以用於有線區域網，但它在無線區域網中使用的更頻繁。最近，WPA和WPA2標準已經正式採納了5類EAP作為正式的認證機制

IEEE 802.1x 提供連結層級 (Data Link Layer) 認證功能，此一功能原是應用於有線網路，搭配 RADIUS 與可延伸驗證通訊協定 (EAP) 可以用來支援無線區域網路認證。

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802.1X 為可延伸的驗證通訊協定 (EAP)類型所提供的支援讓您能從各種不同無線
用戶端及伺服器的驗證方法中作選擇。

EAP
802.1X 使用 EAP 在驗證過程期間交換資訊。有了 EAP，就可使用一種自定的驗
證方法，例如憑證、智慧卡或認證。EAP 允許在 EAP 用戶端 (例如無線電腦) 及
EAP 伺服器 (例如網際網路驗證服務 (IAS) 伺服器) 之間進行無限制的對話。對
話中包含了伺服器驗證資訊的要求，及用戶端的回應。為了使驗證成功，用戶端及
伺服器必須使用相同的驗證方法。

EAP-TLS
EAP-傳輸層安全性 (TLS) 是一種 EAP 類型，使用於憑證型的安全環境中，它提
供功能最強的驗證及金鑰判定方法。EAP-TLS 提供相互驗證、驗證方法的協議、以及在用戶端及驗證伺服器之間的加密金鑰判定。如果您要使用憑證或智慧卡來驗
證使用者及用戶端電腦，必須使用 EAP-TLS ，或若要增強安全性，則搭配使用
Protected EAP (PEAP) 及 EAP-TLS。

EAP-MS-CHAP v2
EAP-Microsoft Challenge Handshake Authentication Protocol 版本 2 (MS-CHAP v2)
是一種相互驗證方法，它支援密碼型的使用者或電腦驗證。在 EAP-MS-CHAP v2
驗證過程期間，伺服器及用戶端兩者都必須證明它們知道使用者的密碼，才能繼續
驗證。有了 EAP-MS-CHAP v2，使用者在驗證成功之後，可以變更他們的密碼，
而且一旦他們的密碼到期，也會接獲通知。

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EAP 是Extensible Authentication Protocol可延伸驗證通訊協定驗證類型
因為 Wi-Fi 區域網路 (WLAN) 的安全性非常重要，且 EAP 驗證類型提供了一種較好的方法來保護無線區域網路連線的安全，所以各家廠商正為無線區域網路存取點積極開發並增加 EAP 驗證類型。EAP 驗證類型很多，其中最常部署的類型包括 EAP-MD-5、EAP-TLS、EAP-PEAP、EAP-TTLS、EAP-Fast 及 Cisco LEAP。

網路接取那端 EAP是架在link layer協定之上是因為申請者到認證者前端 EAPOL　
802.1x的protocol為EAPOL，用在ethernet-like的網路，包括802.11 WLAN。EAPOL是IP layer以下的protocol (MAC layer:也就是Data Link Layer。)。在EAP認證前的　
packet，透過EAPOL，經authenticator與authentication server認證。通過認證後，才可取得IP。　

而在網路核心EAP是架在transport layer協定之上是因為認證者後端認證伺服器。RADIUS
(EAP over RADIUS RFC2866/7/8 )後端為保護與RADIUS的通訊認證安全，所使用的EAP-TLS/TTLS/PEAP等等都會在認證前建立一個安全通道，確保通訊安全。而不管是RADIUS通訊UDP Port的設定或安全通道的建立，都會在Transport Layer來進行。

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Ans:
擴展認證協議（Extensible Authentication Protocol，縮寫為 EAP），是一個在無線網絡或點對點連線中普遍使用的認證框架。
EAPOL(EAP Over Lan)屬無線網路協定裡IP Layer以下的通訊協定,主要定義在IEEE 802.1x的7.6節中, 可以讓使用者在未經過EAP認證登入以前的封包,透過EAPOL的傳送,經由Access Point與後端AAA (Authentication, Authorization, and Accounting) Server進行認證。
如果有某個無線網路使用者經由 802.1x 驗證進行網路存取，在存取點上就會開啟一個允許通訊的虛擬連接埠。如果授權不成功，就不會提供虛擬連接埠，而通訊就會受到阻擋。

所以802.1x 標準利用下列兩個特點來達到每一個連接埠的存取控制:
1. 建立邏輯連接埠:在EAPOL協定的交換過程中使用了客戶端及AP的MAC address以達到對邏輯層位址的控制。
2. 金鑰管理:客戶端在認證完成後，AP才會送出或收到包含金鑰資訊的EAPOL-Key訊息。其中不包含WEP或其他的加密演算法，它透過EAPOL-Key訊息即可讓AP發佈加密金鑰的資訊到客戶端。這個訊息是每個session使用一次，如果有心人士想要擷取WEP金鑰，下個session後這個金鑰就沒有用了。

而EAP-TLS為目前802.1x中以憑證為基礎的認證機制，主要在802.1x中利用目前嵌入最廣被接受的TLS（Transport Layer Security）安全協定，此標準定義在RFC 2716。

因為使用憑證就結構上而言比較複雜，相對的安全度相對比較高,目前用來作為用戶端連接核心網路(Core Network)的認證機制。EAP-TLS要求認證伺服器與使用者都要有憑證，所以能夠提供雙向認證機制，讓認證伺服器與無線網路使用者再登入無線網路的認證過程中互相認證。就實務上而言，無線網路認證機制跟現有憑證，如自然人、金融等領域之憑證亦可進行整合，實現網際網路/行動網路單一簽入及交易認證之整合應用。

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802.1x是一種連接埠存取通訊協定，保護經由驗證的網路。以IETF的可延伸驗證通訊協定 (EAP) 為基礎。

而在802.1X的架構上，驗證有三項基本要件：

1、申請者在 Wi-Fi 工作站上執行的軟體用戶端
2、驗證者 Wi-Fi 存取點
3、驗證伺服器驗證資料庫，通常是一個 RADIUS 伺服器，例如 Cisco ACS*、Steel-Belted RADIUS* 或 Microsoft IAS*
申請者 (Wi-Fi 工作站) 與驗證伺服器 (Microsoft IAS 或其他) 之間會使用可延伸的驗證通訊協定 (EAP) 來傳遞驗證資訊。EAP 類型會定義及處理實際的驗證。作為驗證者的存取點只是一個代理者，讓申請者與驗證伺服器能夠進行通訊。

在網路接取那端因尚未取得認証，所以在申請者到認証者（前端）之間，所使用的協定是EAP over LAN(簡稱 EAPOL），為link layer。
在後端取得授權後，所使用的協定則為RADIUS，為transport layer.

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802.1x是以IETF組織所定義的EAP(可延伸認證協定)為基礎。
802.1x: Network Port Authentication

區域網路在1990年代被廣為使用，連接埠因此產生。要使用網路必須經過登入程序。

IEEE採用PPP認證協定，針對區域網路版本開發，最後出爐的標準就稱為802.1x(連接埠網路存取控制)

Supplicant(申請者) & Authenticator(認證者)屬於(PAEs)連接埠認證實體。Authentication Sever(ex：RADIUS)進行實際處理。

EAPOL(EAP over LAN)：申請者到認證者前端，屬Link Layer的通訊協定。
RADIUS(EAP over RADIUS RFC2866/7/8)：認證者後端到認證伺服器，屬Transport Layer的通訊協定。

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EAP認證的機制以前,在無線網路安全架構下(802.11i)將會引入802.1x Port-Based Network Access Control的機制,透過這樣的機制,Access Point可以用來過濾沒有經過後端認證伺服器(Radius Server)許可的使用者封包

在Access Point(Authenticator)與使用者(Supplicant)端使用EAPOL作為EAP認證的底層協定,支援802.1x認證的Access Point會記錄目前認證過的MAC Address,並且會禁止未經認證的MAC Address通過Access Point,如果該MAC Address認證過了,就會記錄在Access Point,之後由該MAC Address所發出的封包就可以自由進出Access Point.

RADUIS中，驗證（Authentication）及授權（Authorize）是同時存在的，如果傳送的使用者名稱是存在且密碼是正確的，RADIUS會回傳一個Access-Accept的回應，其中包含一連串的屬性值，用來定義此使用者在這個活動期間所獲得的使用參數；而參數的內容則包括服務的種類（shell or framed）、賦予的ip（static or dynamic）、存取規則或是靜態路由。
RADIUS中的Accounting則是可以獨立於Authentication或是Authorize運作，Accounting服務允許資料在一個session開始傳送與結束時，記錄在此session期間的時間、封包數與位元大小等相關資訊。Accounting服務所使用的port為UDP/1646，但是也能夠使用UDP/1813（定義於RFC2139）

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擴展認證協議（英語：Extensible Authentication Protocol，縮寫為 EAP），是一個在無線網絡或點對點連線中普遍使用的認證框架。它被定義在RFC 3748中，並且取代了舊版協議RFC 2284，後來被新版協議RFC 5247取代。EAP不僅可以用於無線區域網，還可以用於有線區域網，但它在無線區域網中使用的更頻繁。最近，WPA和WPA2標準已經正式採納了5類EAP作為正式的認證機制。

EAP是一個認證框架，不是一個特殊的認證機制。EAP提供一些公共的功能，並且允許協商所希望的認證機制。這些機制被叫做EAP方法，現在大約有40種不同的方法。IETF的RFC中定義的方法包括：EAP-MD5, EAP-OTP, EAP-GTC, EAP-TLS, EAP-SIM，和EAP-AKA, 還包括一些廠商提供的方法和新的建議。無線網絡中常用的方法包括EAP-TLS, EAP-SIM, EAP-AKA, PEAP, LEAP，和EAP-TTLS。

當EAP被基於IEEE 802.1X的網絡接入設備（諸如802.11a/b/g ，無線接入點）調用時，現代的EAP方法可以提供一個安全認證機制，並且在用戶和網絡接入伺服器之間協商一個安全的PMK。該PMK可以用於使用TKIP和AES加密的無線會話。
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認證通過前，通道的狀態為unauthorized，此時只能通過EAPOL的802.1X認證資料。(link layer)

認證通過時，通道的狀態切換為 authorized，此時從遠端認證伺服器可以傳遞來使用者的資訊。(Transport Layer)

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IEEE 802.1X協定在用戶接入網路（可以是乙太網／802.3或者WLAN網）之前執行，執行於網路中的資料鏈路層，EAP協定RADIUS協定。EAP資料首先被封裝在EAPOL中，傳輸於申請者（Supplicant）和驗證者（Authenticator）之間。隨後又封裝在RADIUS，傳輸於驗證者和驗證伺服器（Authentication server）之間。802.1X驗證涉及到三個部分：申請者、驗證者和驗證伺服器。申請者是一個需要連線到LAN/WAN的用戶端裝置，同時也可以指執行在用戶端上，提供憑據給驗證者的軟體。驗證者是一個網路裝置，如乙太網交換機或無線存取點。驗證伺服器通常是一個執行著支援RADIUS和EAP協定的主機。

RADIUS協議是一種基於主從式架構的協議。RADIUS協議中的客戶端是對用戶（人或者計算機）提供網絡連接服務的器材，對伺服器提出驗證和計費要求。伺服器針對客戶端的通過進行驗證和計費給予應答。伺服器只有針對客戶端的請求進行應答，而無法反方向地對用戶進行服務停止等的請求。客戶端對伺服器提出「RADIUS請求包」，伺服器對客戶端發送「RADIUS應答包」。雙方通信均由IP的UDP包進行。

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EAP提供了一個framework讓各家廠商開發proprietary的authentication
system，包括username+pwd，challenge-response，PKI, etc。中間則是由一台RADIUS
server以及EAP packet來做真正的認證。

EAP是認證機制，其方法有: MD5， TLS，Smart Card，PEAP，TTLS等。

而EAP架於哪個Layer協定之上，可以分為申請者到認證者及認證者到認證伺服器這兩段來說明。

1. EAPOL：申請者到認證者前端。
802.1x的protocol為EAPOL，用在ethernet-like的網路，包括802.11 WLAN。EAPOL是IP layer以下的protocol (MAC layer:也就是Data Link Layer。)。在EAP認證前的
packet，透過EAPOL，經authenticator與authentication server認證。通過認證後，才可取
得IP。

2. RADIUS：認證者後端認證伺服器。EAP over RADIUS RFC2866/7/8
後端為保護與RADIUS的通訊認證安全，所使用的EAP-TLS/TTLS/PEAP等...都會在認證前，建立一個安全通道，來確保通訊安全。而這部分不管是RADIUS通訊UDP Port的設定或安全通道的建立，都會在Transport Layer來進行。

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IEEE 802.1x 提供連結層級 (Data Link Layer) 認證功能，此一功能原是應用於有線網路，搭配 RADIUS 與可延伸驗證通訊協定 (EAP) 可以用來支援無線區域網路認證，使無線區域網路安全性得以提升。利用 IEEE 802.1x 認證機制，在進行無線網路存取權限前進行認證，可以更精確的進行存取控制，可以在使用者取得網路存取權之前對網路使用者進行分類及存取限制。

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原本PPP(Point-to-Point Protocol)，是有兩種協定可用來辨識使用者身份，且會用到PPP協定編號，其後IEIT另制定了EAP的標準。
擴展認證協議(Extensible Authentication Protocol, EAP)，它是一種簡單的封裝方式，可以執行其他Layer協定和Link layer協定之上。
另根據RFC3748所述，PPP 的Link layer建立通信，其建立階段PPP ，而Link layer於每個的終端首先發送 LCP 數據包來配置數據鏈路。Link layer完成後，則進入到network layer Protocol。

參考資料:
https://wenku.baidu.com/view/0b4fe3a2284ac850ad024289.html###

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Week 10 Four-way handshake

In the four-way handshake, Pairwise Transient Key (PTK) is derived. From PTK,both STA and AP can derive Key Confirmation Key (KCK) and Key Encryption Key (KEK), in addition to the Data Encryption Key and the Data Integrity Key.
What is the use of KCK and KEK? Why not just use Data encryption key and Data Integrity Key?
在四向交握的過程中 PTK 可以被推導出來. 藉由PTK STA和AP除了產生用來對資料加密及做完整性檢查的金鑰外還可以再導出KCK和KEK. 請問KCK和KEK的用途是甚麼? 為什麼不直接用對資料加密的金鑰就好?

四次握手通過一系列的交互，從PMK（Pairwise Master Key）生成PTK（Pairwise Transient Key）。PMK來自MSK（Master Session Key），是MSK的前256位，32字節。
KEK和KCK是給EAPOL-Key，也就是四次握手時，加密和完整性驗證用的。 TK用於後續的數據加密。

在上層的PMK並沒有直接被使用在資料傳輸的加密過程中，反而衍生成一組包含四把金鑰的集合稱為PTK，以提供請求者與驗證者之間一個安全加密的通道。其中兩把金鑰(KCK、KEK)做為握手交換過程中，加密(Encryption)與一致性(Integrity)的用途，另外兩把金鑰(TK1、TK2)則做為STA與AP之間傳送一般資料時，加密(Encryption)與一致性(Integrity)的使用。

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KCK，EAPOL金鑰的確認金鑰。在四到磋商程序中，用來產生"訊息完整性檢驗值"的金鑰
KEK，EAPOL金鑰的確認金鑰。在四到磋商程序中，用來加密金鑰的金鑰
在傳遞過程中被用來保護暫時金鑰

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PTK（Pairwise Transient Key）簡介
PTK包含3個部分，KCK（密鑰確認密鑰），KEK（密鑰加密密鑰），TK（臨時密鑰）。

PTK的總長度根據加密方式不同而不同。

當加密方式是TKIP時，PTK長512位，按順序分別為KCK佔128位，KEK佔128位，TK佔256位。

當加密方式是CCMP時，PTK長384位，按順序分別為KCK佔128位，KEK佔128位，TK佔128位。

KEK和KCK是給EAPOL密鑰，也就是四次握手時，加密和完整性驗證用的.TK用於後續的數據加密。

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KCK (Key Confirmation Key)密鑰確認密鑰 – 128Bits
它使用於IEEE 802.1X的4-Way交握與群組金鑰交握中，目的為保護資料的完整性

KEK (Key Encryption Key)密鑰加密密鑰 – 128Bits
它使用於EAPOL-Key(用於動態更新金鑰)封包中，提供4-Way交握與群組金鑰交握的私密性

1.確認STA與AP彼此的PMK是相同的。
2.間接確認AP是否為合法的身份。
3.確認彼此使用的密鑰組合(Cipher suit)是否一致。
4.建立具有時效性暫時的金鑰以供安全加密使用。
5.AP傳送GTK給STA (RSN模式)。

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PTK包含3個部分，KCK（Key Confirmation Key），KEK（Key Encryption Key），TK（Temporal Key）。PTK的總長度根據加密方式不同而不同。
當加密方式是TKIP時，PTK長512位，按順序分別為KCK佔128位，KEK佔128位，TK佔256位。當加密方式是CCMP時，PTK長384位，按順序分別為KCK佔128位，KEK佔128位，TK佔128位。KEK和KCK是給EAPOL-Key，也就是四次握手時，加密和完整性驗證用的。 TK用於後續的數據加密。

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ANS:
1.使用4次握手的方式來產生所需要的密鑰。即通過一系列的交互，從PMK（Pairwise Master Key）生成PTK（Pairwise Transient Key）
2.PTK分為三個部分，KCK、KEK和TK。其中KCK用於消息驗證，即用此密鑰計算出完整性校驗碼（HMAC_SHA1算法）並附加在消息後面發給對方，對方用自己的KCK同樣計算一次完整性校驗碼，比較二者。而KCK在PTK四步握手和GTK兩步握手中幾乎都會用到，除了PTK四步握手的第一條消息。
3.KEK則用於GTK兩步握手分發GTK，具體方法是用該密鑰加密GTK發送給對方。最後，TK才是真正用於數據加密的密鑰。

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Ans:
KCK (Key Confirmation Key) – 128Bits
它使用於IEEE 802.1X的4-Way交握與群組金鑰交握中，目的為保護資料的完整性。
KEK (Key Encryption Key) – 128Bits
它使用於EAPOL-Key(用於動態更新金鑰)封包中，提供4-Way交握與群組金鑰交握的私密性。
而不直接用對資料加密的金鑰就好是用來為隨後的unicast frame和EAPOLKey訊息提供加密和訊息完整性保護。

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1、four-way handshake在在認證的過程中，Clinet是請求者，AP是認證者，因此，雙方須先議定好PMK，然後用此PMK去議定之後要使用的PTK，以提供請求者與驗證者之間一個安全加密的通道。

2、PTK包含KCK，KEK，TK三部分。其中KCK為金鑰驗證碼，KEK為金鑰加密碼，TK為暫時金鑰。KCK、KEK做為握手交換過程中，加密與一致性的用途，而TK則做為STA與AP之間傳送一般資料時，加密與一致性的使用。

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PTK包含3個部分，KCK（Key Confirmation Key），KEK（Key Encryption Key），TK（Temporal Key）。
KCK是用來計算keying message的訊息完整性檢驗值MIC。
KEK是用來加密keying message。

KEK和KCK是給EAPOL-Key，也就是四次握手時，加密和完整性驗證用的，主要是避免金鑰被修改與安全考量。
而TK用於後續的數據加密。

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使用4次握手的方式來產生所需要的密鑰。即通過一系列的交互，從PMK（Pairwise Master Key）生成PTK（Pairwise Transient Key）

PTK包含3個部分，KCK（Key Confirmation Key），KEK（Key Encryption Key），TK（Temporal Key）。
PTK的總長度根據加密方式不同而不同。
當加密方式是TKIP時，PTK長512位，按順序分別為KCK佔128位，KEK佔128位，TK佔256位。
當加密方式是CCMP時，PTK長384位，按順序分別為KCK佔128位，KEK佔128位，TK佔128位。

KEK和KCK是給EAPOL-Key，也就是四次握手時，加密和完整性驗證用的。 TK用於後續的數據加密。

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(1). 確認STA與AP彼此的PMK是相同的。
(2). 間接確認AP是否為合法的身份。
(3). 確認彼此使用的密鑰組合(Cipher suit)是否一致。
(4). 建立具有時效性暫時的金鑰以供安全加密使用。
(5). AP傳送GTK給STA (RSN模式)。

KCK (Key Confirmation Key) – 128Bits
它使用於IEEE 802.1X的4-Way交握與群組金鑰交握中，目的為保護資料的完整性

KEK (Key Encryption Key) – 128Bits
它使用於EAPOL-Key(用於動態更新金鑰)封包中，提供4-Way交握與群組金鑰交握的私密性

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在上層的PMK並沒有直接被使用在資料傳輸的加密過程中，反而衍生成一組包含四把金鑰的集合稱為PTK，以提供請求者與驗證者之間一個安全加密的通道。其中兩把金鑰(KCK、KEK)做為握手交換過程中，加密(Encryption)與一致性(Integrity)的用途，另外兩把金鑰(TK1、TK2)則做為STA與AP之間傳送一般資料時，加密(Encryption)與一致性(Integrity)的使用。

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1、四向交握(four-way handshake)
是一種用共享金鑰來交換金鑰的方式，在認證的過程中，客戶端是請求者(supplicant)，AP是認證者(authenticator)。基本上，雙方先議定好 PMK (Pairwise Master Key)，然後用這個 PMK 去議定之後要使用的 PTK (Pairwise Transient Key)，以提供請求者與驗證者之間一個安全加密的通道。

2、PTK包含3個部分：
KCK（Key Confirmation Key），KEK（Key Encryption Key），TK（Temporal Key）。其中KCK為金鑰驗證碼，KEK為金鑰加密碼，TK為暫時金鑰。
KCK、KEK做為握手交換過程中，加密 (Encryption)與一致性(Integrity)的用途，可以增加金鑰的安全性，避免被修改；TK則做為STA與AP之間傳送一般資料時，加密(Encryption)與一致性(Integrity)的使用。

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KCK用來產生MIC值確保EAPOL Key封包的完整性。
KEP則用來加密保護EAPOL Key封包中的Key Data欄位。

有別於早期802.11中WEP採用雙方預先輸入固定的金鑰，802.11i提出一個完善的金鑰管理，可藉由802.1x/EAP動態的產生加密所需的金鑰。
金鑰架構中，我們可以發現，在上層的PMK並沒有直接被使用在資料傳輸的加密過程中，反而衍生成一組包含四把金鑰的集合稱為PTK，以提供請求者與驗證者之間一個安全加密的通道。其中兩把金鑰(KCK、KEK)做為握手交換過程中，加密(Encryption)與一致性(Integrity)的用途，另外兩把金鑰(TK1、TK2)則做為STA與AP之間傳送一般資料時，加密(Encryption)與一致性(Integrity)的使用。
而採用四向交握協定主要目的為
(1). 確認STA與AP彼此的PMK是相同的。
(2). 間接確認AP是否為合法的身份。
(3). 確認彼此使用的密鑰組合(Cipher suit)是否一致。
(4). 建立具有時效性暫時的金鑰以供安全加密使用。
(5). AP傳送GTK給STA (RSN模式)。

以上參閱交通大學基於IEEE 802.11i的快速預先認証黃玉佳碩士論文。

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PTK分為三個部分，KCK、KEK和TK。其中KCK用於消息驗證，即用此密鑰計算出完整性校驗碼（HMAC_SHA1算法）並附加在消息後面發給對方，對方用自己的KCK同樣計算一次完整性校驗碼，比較二者。而KCK在PTK四步握手和GTK兩步握手中幾乎都會用到，除了PTK四步握手的第一條消息。KEK則用於GTK兩步握手分發GTK，具體方法是用該密鑰加密GTK發送給對方。最後，TK才是真正用於數據加密的密鑰。

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ANS:
(1)
EAPOL使用two 128-bit keys，其說明如下:
KCK(EAPOL Key Confirmation Key)-用途為keying message的完整性檢驗值。
KEK(EAPOL-Key Encryption Key)-主要是用來加密keying message。

(2)
PTK有3個key，主要為EAPOL-Key(KCK& KEK)與Temporal Key，而關於802.11i金鑰的產生與傳遞的方法，為key交換使用了隨機亂數，且需要four-way handshake加以傳遞，其中在Supplicant nonce的訊息中，為EAPOL Key確認key計算而來的完整性檢驗值；另在Acknowledge message 2，為金鑰的加密，最主要是為增加安全性。

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KCK(EAPOL Key Confirmation Key):用來計算keying message的訊息完整性檢驗值MIC.
KEK(EAPOL Key Encryption Key):用來加密keying message.
KEK和KCK做為四向交握的過程中加密(Encryption)與完整性(Integrity)的驗證用途,主要是避免金鑰被修改與安全考量.

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1. PTK包含3個部分，KCK（Key Confirmation Key），KEK（Key Encryption Key），TK（Temporal Key）
- KCK: 它是PTK的前128bit（0-127），用於計算密鑰生成消息的完整性校驗值
- KEK: 它是PTK的中間128bit（128–255），用來加密密鑰生成消息

2.
- KEK和KCK是給EAPOL-Key，也就是"四次握手"時，加密和完整性驗證用的。主要是避免金鑰被修改與安全性
- TK用於後續的資料加密。也就是做為STA與AP之間傳送"一般資料"時，加密(Encryption)與一致性(Integrity)的使用

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128 bits的EAPOL-Key Encryption Key (KEK),用來加密額外要送給STA的Data,如GTK or RSN IE.

128 bits的EAPOL-Key Confirmation Key (KCK),用來計算WPA EAPOL key message的MIC.

兩把金鑰(KCK、KEK)為握手交換過程中，做為加密(Encryption)與一致性(Integrity)的用途

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Week 11 Scan AP

When you issue the command (e.g., $iwlist ath0 scan) to scan AP (or BSS), what information will you get? Do you know whether this is an active scan or a passive scan?
當你下指令(如 $iwlist ath0 scan) 去掃描AP或BSS 你可以獲得甚麼資訊?
這是一種主動掃描還是被動掃描?

主動掃瞄，詳附件

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主動掃描列出ath0 介面搜尋到的AP資訊

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主動式掃描, 結果如附件

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這是主動式掃描，掃描網路上的AP

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ap：連線到指定的AP或者無線網路，后面的參數可以是AP的MAC位址，也可以是iwlist scan出來的旗標。如果是Ad-hoc，則連線到一個已經存在的Ad-hoc網路。
移動式工作站以被動掃描找出该區所有BSS。

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主動掃瞄，如附件

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這是主動式掃描，掃描無線網路上各Channel上的AP

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是主動式掃描，可以獲得資訊如下:
頻段、ESSID、信號質量、Bit Rates 等，如附件。

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ANS:
主動掃瞄，詳附件

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是主動式掃描，可以獲得以下資訊：掃描一定範圍內的無線接入點和Ad-Hoc單元信息，包括ESSID，信號質量，頻段以及無線模式等. 指令執行內容如附件！

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主動掃瞄，如附件

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主動掃瞄，資訊如附

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這是主動式掃描，可掃出目前無線網路上各Channel上的AP，
包含可獲得各AP的MAC Address、Frequency、ESSID、Signal Level等等。如附件資料。

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1. 所獲得的資訊如下所列
Address: 00:1F:64:E1:96:51
ESSID:"Candy"
Mode:Master
Frequency:2.412 GHz (Channel 1)
Quality=50/94 Signal level=-71 dBm Noise level=-121 dBm
Encryption key:off
Bit Rates:1 Mb/s; 2 Mb/s; 5.5 Mb/s; 11 Mb/s; 6 Mb/s
　　　　　9 Mb/s; 12 Mb/s; 18 Mb/s; 24 Mb/s; 36 Mb/s
　　　　　48 Mb/s; 54 Mb/s
Extra:bcn_int=100
Extra:rsn_ie=30140100000fac020100000fac020100000fac020000
Extra:wme_ie=dd180050f2020101020003a4000027a4000042435e0062322f00
Extra:ath_ie=dd0900037f01010000ff7
可以獲得AP的MAC address,ESSID,頻帶,訊號的強度,基本速率組合等.

2. 這是一種主動掃描

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範例：
#iwconfig eth0 freq 2422000000
#iwconfig eth0 freq 2.422G
#iwconfig eth0 channel 3
#iwconfig eth0 channel auto

ap：連線到指定的AP或者無線網路，后面的參數可以是AP的MAC位址，也可以是iwlist scan出來的旗標。如果是Ad-hoc，則連線到一個已經存在的Ad-hoc網路。

移動式工作站以被動掃描找出该區所有BSS。

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主動掃瞄，掃瞄到資訊如附件

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我是採取主動掃瞄，利用下指令得到掃瞄到的資訊，如附件。

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1. 所獲得的資訊如下兩個舉例(不同連線驗證方式)，列出重點如下
也可以參考附檔實際所掃描出來的資訊

-PSK
Address: 40:4E:36:5E:B9:22
Channel:1
Frequency:2.412 GHz (Channel 1)
Quality=29/70　Signal level=-81 dBm　
Encryption key:on
ESSID:"HTC Portable Hotspot AF2C"
Bit Rates:1 Mb/s; 2 Mb/s; 5.5 Mb/s; 11 Mb/s; 6 Mb/s
9 Mb/s; 12 Mb/s; 18 Mb/s
Bit Rates:24 Mb/s; 36 Mb/s; 48 Mb/s; 54 Mb/s
Mode:Master
Extra:tsf=0000004dcaa2e000
Extra: Last beacon: 19196ms ago
IE: IEEE 802.11i/WPA2 Version 1
Group Cipher : CCMP
Pairwise Ciphers (1) : CCMP
Authentication Suites (1) : PSK

-802.1x
Address: 0C:D9:96:4C:4C:01
Channel:11
Frequency:2.462 GHz (Channel 11)
Quality=37/70　Signal level=-73 dBm　
Encryption key:on
ESSID:"300302"
Bit Rates:11 Mb/s; 12 Mb/s; 18 Mb/s; 24 Mb/s; 36 Mb/s
　　　　　48 Mb/s; 54 Mb/s
Mode:Master
Extra:tsf=000005f255110f56
Extra: Last beacon: 88ms ago
IE: IEEE 802.11i/WPA2 Version 1
Group Cipher : CCMP
Pairwise Ciphers (1) : CCMP
Authentication Suites (1) : 802.1x
Preauthentication Supported

2. 此為主動掃描

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如附檔,可以獲得AP的MAC address,ESSID,頻帶,訊號的強度及品質,Noise的程度,Authentication的類型等等.
主動掃描:
Active scanning occurs when the client changes its IEEE 802.11 radio to the channel being scanned,broadcasts a probe request, and then waits to hear any probe responses (or periodic beacons) from APs.

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Week 12 PCF

A data frame sent by Point Coordinator (PC) to mobile station (MS) 2 can also poll MS2 and acknowledge MS1 simultaneously. Can you tell whose MAC addresses are placed in the three address fields of the frame?
在PCF運作的情況下, 一個由PC傳給MS2的資料訊框可以同時輪詢MS2並確認MS1先前傳送的訊框. 請問這樣的一個訊框, 它的三個位址欄位要填誰的MAC位址?

Data＋CF-ACK＋CF-Poll
位址1=>MS2
位址2=>AP
位址3=>MS1

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在免競爭期間 CF-Poll+CF-ACK
To_DS=0、From_DS=1
Address 1: MS2 、Address 2: AP 、Address 3: MS1

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Data+CF-ACK+CF-Poll
CF-ACK

MS1→Ap，而AP則同時Poll(MS2)及傳送Data，且順便CF-Ack (MS1)，而MS2則Ack回去

To DS=1
From DS=0

Address 1: AP
Address 2: MS1
Address 3: MS2

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AP1 + - ID of AP that MS1 is associated with.
AP2 +- ID of AP that MS2 is associated with.

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Address 1: MS2
Address 2: AP
Address 3: MS1

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Ans: PCF 是一種可選擇的存取方法，它被實行在DCF 頂端，而且大多數被用作時間敏感性的傳輸。PCF 特點包括中央輪詢、訊框間隔、和重複的區間。
位址1:MS2
位址2:AP
位址3:MS1

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PCF 免競爭輪詢情況下，CF-ACK +CF-Poll的訊框。
Data與poll傳送的對象應該同一。

位址1:MS2
位址2:AP
位址3:MS1

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ANS:
PCF免競爭週期中，以傳送輪詢給別的工作站時順帶回覆此訊框 CF-Poll+CF-ACK　
Address 1: MS2
Address 2: AP
Address 3: MS1

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PCF免競爭週期中，以傳送輪詢給別的工作站時順帶回覆此訊框 CF-Poll+CF-ACK

其中CF-ACK是發給MS1用以確認其發送的數據，
CF-Poll是用來請求下一個節點發送數據，即發給MS2用以請求數據。
CF-ACK是發給MS1用以確認其發送的數據。
1:MS2 address 2:AP address 3:MS1

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位址一 => MS2，位址二 => AP，位址三 => MS1

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位址1=MS2
位址2=AP
位址3=MS1

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add.1：MS2
add.2：AP
add.3：MS1

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Data＋CF-ACK＋CF-Poll
Address 1: MS2
Address 2: AP
Address 3: MS1

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Data＋CF-ACK＋CF-Poll
位址1：MS2
位址2：AP
位址3：MS1

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PC發送CF-Poll(傳給MS2)+CF-ACK(傳給MS1)訊框
Address 1: MS2
Address 2: AP
Address 3: MS1

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AP1 + - ID of AP that MS1 is associated with.
AP2 +- ID of AP that MS2 is associated with.

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Address 1: MS2
Address 2: AP
Address 3: MS1

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AP發送CF-Poll+CF-ACK，其中CF-ACK是發給MS1用以確認其發送的數據，
CF-Poll是用來請求下一個節點發送數據，即發給MS2用以請求數據。
address 1:MS2 address 2:AP address 3:MS1

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Data+CF-ACK+CF-Poll
CF-ACK

MS1→Ap，而AP則同時Poll(MS2)及傳送Data，且順便CF-Ack (MS1)，而MS2則Ack回去

To DS=1
From DS=0

Address 1: AP
Address 2: MS1
Address 3: MS2

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PCF免競爭週期中，以傳送輪詢給別的工作站時順帶回覆此訊框 CF-Poll+CF-ACK
add.1 MS2　add.2 AP add.3 MS1

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CF-Poll(To MS2)+CF-ACK(To MS1) (no data)
To_DS=0 From_DS=1
1. Address 1: MS2
2. Address 2: AP
3. Address 3: MS1

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Week 13 dB

In the physical layer, we are used to describing power-related quantities by dBm, dB, dBr, etc. Do you know how they are defined and how to use them?
在實體層, 我們習慣用dBm, dB, dBr等來描述與功率相關的數量.
請問您知道dBm, dB, dBr的定義以及如何使用這些功率單位嗎?

dBm是一個考徵功率絕對值的值，計算公式為：10lgP（功率值/1mw）
dB是一個表徵相對值的值，當考慮甲的功率相比於乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式：10lg（甲功率/乙功率）

dBr定義RF和AF頻率處的信號強度，增量基於dB，即相對信號強度的對數度量。

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dBm是一個表示功率絕對值的單位，計算公式為：10lg功率值/1mW。
db是表示一個相對值。當計算A的功率相比於B大或小多少個dB時，可按公式10 lg A/B計算。
dBr是在WLAN中，峰值功率頻譜密度(PSD)通常被用來當作訊號的參考功率。

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DB 是一個純計數單位：對於功率，dB = 10*lg(A/B)。
對於電壓或電流，dB = 20*lg(A/B).dB的意義

dBm
dBm 是在一個電子電路內,求得一聲頻訊號電平( Audio Signal Level )的量測單位.它在分貝( decibel )的領域內代表所依據的基準是 1 Milliwatt 的分貝.另一種說法是 dBm 所標示的m 即是(milliwatt)在一個電路內其阻抗為 600Ω.它參照換算相當於一個 0.775 V 的訊號電壓,這訊號電壓是 RMS 的電壓值,也就是 0 dBm 因為 0.775 V 跨接600Ω的負載等於 1mW .即:1 Milliwatt = 0.775V = 0 dBm / 600Ω.

dBm 的m 是小寫的m,它表示1 mW( milliwatt ).但是現在阻抗( Z )通常省略了不提示.
就設備的規格表裡如果有寫及\dBm字眼時,即表示在任一電子設備的電子迴路上所量測有供電的阻抗值是600 歐姆，是有跨街負載的。
其方程式為：dBm = 10 log ( P / 0.001 W )

dBr
dBr 是一個在當下量測時,付予電子電路內,一量測的參考電壓.製造商會在手冊上說明某一環節的電路所求出的值.是以多少量測的參考電壓dBr 來測得的.淺說也就是參考電壓從單一訊號到全頻20~20k.其量測的校準刻度是在0 dBr .又一般 0 dBr = 1.23 Vrms = + 4dBv 除非是使用不同的量測的參考電壓.那廠商就有責任告知它們的dBr 是以多電平( Level )量測的.

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dB、dBm、dBi；dBd、dBc、dBw釋義：
RF元件的選用常會遇到W、dB、dBm等規格讓人分不清，透由以下說明能讓人對於功
率有進一步認識。

1、dB 是一個表徵相對值的值，純粹的比值，只表示兩個量的相對大小關係，沒有單
位，當考慮甲的功率相比於乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式：10log（甲功率/乙功率），如果採用兩者的電壓比計算，要用20log（甲電壓/乙電壓）。
[例] 甲功率比乙功率大一倍，那麼10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是說，甲的功率比乙的功率大3 dB。反之，如果甲的功率是乙的功率的一半，則甲的功率比乙的功率小3 dB。

2、dBm 是一個表示功率絕對值的值（也可以認為是以1mW功率為基準的一個比值），計算公式為：10log（功率值/1mw）。
[例] 如果功率P為1mw，折算為dBm後為0dBm。
[例] 對於40W的功率，按dBm單位進行折算後的值應為： 10log（40W/1mw)=10log（40000）=10log4+10log10000=46dBm。

3、dBi和dBd 是表示天線功率增益的量，兩者都是一個相對值，但參考基準不一樣。
用作比較天線增益的標準，有二個。第一個標準是「均勻放射體」 (ISOTROPIC
RADIATOR)；第二個標準是「基本偶極半波天線」 (ELEMENTARY DIPOLE OR
DOUBLET)。這兩者放射的方式不一樣。若以相同電力輸送給這二者，在他處收聽起來，其電波的強度便會有差別。半波天線發出的電波要比均勻體者強2.14dB之多。
[例] 對於一面增益為16dBd的天線，其增益折算成單位為dBi時，則為18.15dBi（一般忽略小數位，為18dBi）。
[例] 0dBd=2.14dBi。

1. dBi 是指某一天線以「均勻體」作增益比較標準時所用的單位。
2. dBd 是指某一天線以「基本偶極半波天線」作增益比較標準時所用的單位。

4、dBc 也是一個表示功率相對值的單位，與dB的計算方法完全一樣。一般來說，dBc 是相對於載波（Carrier）功率而言，在許多情況下，用來度量與載波功率的相對值，如用來度量干擾（同頻干擾、互調干擾、交調干擾、帶外干擾等）以及耦合、雜散等的相對量值。在採用dBc的地方，原則上也可以使用dB替代。

5、dBw 與dBm一樣，dBw是一個表示功率絕對值的單位（也可以認為是以1W功率為基準的一個比值），計算公式為：10log（功率值/1w）。dBw與dBm之間的換算關係為：0 dBw = 10log1 W = 10log1000 mw = 30 dBm。

[例] 如果功率P為1w，折算為dBw後為0dBw。總之，dB、dBi；dBd、dBc是兩個量之間的比值，表示兩個量間的相對大小，而dBm、dBw則是表示功率絕對大小的值。在dB、dBm、dBw計算中，要注意基本概念，用一個dBm（或dBw）減另外一個dBm（dBw）時，得到的結果是dB、如：30dBm - 0dBm = 30dB。

一般來講，在工程中，dBm（或dBw）和dBm（或dBw）之間只有加減，沒有乘除。而用得最多的是減法：dBm 減 dBm 實際上是兩個功率相除，信號功率和噪聲功率相除就是信噪比（SNR）。dBm 加 dBm 實際上是兩個功率相乘。

參考資料 http://www.honova.com/file/dBx%20%E8%AA%AA%E6%98%8E%2020111220.pdf

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1.dB 是一個純粹的比值，只表示兩個量的相對大小關係，沒有單位，當考慮甲的功率相比於乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式:10log(甲功率/乙功率)，如果採用兩者的電壓比計算，要用20log(甲電壓/乙電壓)。

2、dBm 是一個表示功率絕對值的值(也可以認為是以1mW功率為基準的一個比值)，計算公式為:10log(功率值/1mw)。

3、dBi和dBd 是表示天線功率增益的量，兩者都是一個相對值，但參考基準不一樣。
用作比較天線增益的標準，有二個。第一個標準是「均勻放射體」 (ISOTROPIC RADIATOR);第二個標準是「基本偶極半波天線」 (ELEMENTARY DIPOLE OR DOUBLET)。這兩者放射的方式不一樣。若以相同電力輸送給這二者，在他處收聽起來，其電波的強度便會有差別。半波天線發出的電波要比均勻體者強2.14dB之多。

1. dBi 是指某一天線以「均勻體」作增益比較標準時所用的單位。
2. dBd 是指某一天線以「基本偶極半波天線」作增益比較標準時所用的單位。

4、dBc 也是一個表示功率相對值的單位，與dB的計算方法完全一樣。一般來說，dBc 是相對於載波(Carrier)功率而言，在許多情況下，用來度量與載波功率的相對值，如用來度量干擾(同頻干擾、互調干擾、交調干擾、帶外干擾等)以及耦合、雜散等的相對量值。在採用dBc的地方，原則上也可以使用dB替代。

5、dBw 與dBm一樣，dBw是一個表示功率絕對值的單位(也可以認為是以1W功率為基準的一個比值)，計算公式為:10log(功率值/1w)。 dBw與dBm之間的換算關係為:0 dBw = 10log1 W = 10log1000 mw = 30 dBm。

dB、dBi;dBd、dBc是兩個量之間的比值，表示兩個量間的相對大小，而dBm、 dBw則是表示功率絕對大小的值。

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Ans：
dB：是光功率的比值dB=dBm1-dBm2, dB是一個表徵相對值的值，當考慮甲的功率相比於乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式：10lg（甲功率/乙功率）
　　　　[例] 甲功率比乙功率大一倍，那麼10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是說，甲的功率比乙的功率大3 dB。

dBm：表示這個無線區域網路設備傳輸能量或是接收的靈敏度。dBm的最後一個字母代表的是 1 milliWatt (mW)。此時，1mW=0dBm，10mW=10dBm，100mW=20dBm…。
dBr：在當下量測時，付予電子電路內，一量測的參考電壓。製造商會在手冊上說明某一環節的電路所求出的值。是以多少量測的參考電壓dBr來測得的。

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ANS:

1.dBm是一個表示功率絕對值的值（以1mW功率為基準的一個比值），計算公式為：10log（功率值/1mw）。
2.dB是一個表徵相對值的值，純粹的比值，只表示兩個量的相對大小關係
3.dBr在WLAN中，峰值功率頻譜密度(PSD)通常被用來當作訊號的參考功率，所有量測結果的補償均以PSD做為參考。
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1、dB 是一個表徵相對值的值，純粹的比值，只表示兩個量的相對大小關係，沒有單位，當考慮甲的功率相比於乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式：10log（甲功率/乙功率），如果採用兩者的電壓比計算，要用20log（甲電壓/乙電壓）。 [例] 甲功率比乙功率大一倍，那麼10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是說，甲的功率比乙的功率大3 dB。反之，如果甲的功率是乙的功率的一半，則甲的功率比乙的功率小3 dB。

2、dBm 是一個表示功率絕對值的值（也可以認為是以1mW功率為基準的一個比值），計算公式為：10log（功率值/1mw）。 [例] 如果功率P為1mw，折算為dBm後為0dBm。 [例] 對於40W的功率，按dBm單位進行折算後的值應為： 10log（40W/1mw)=10log（40000） =10log4+10log10000=46dBm。

3、dBi和dBd 是表示天線功率增益的量，兩者都是一個相對值，但參考基準不一樣。用作比較天線增益的標準，有二個。第一個標準是「均勻放射體」 (ISOTROPIC RADIATOR)；第二個標準是「基本偶極半波天線」 (ELEMENTARY DIPOLE OR DOUBLET)。這兩者放射的方式不一樣。若以相同電力輸送給這二者，在他處收聽起來，其電波的強度便會有差別。半波天線發出的電波要比均勻體者強2.14dB之多。 [例] 對於一面增益為16dBd的天線，其增益折算成單位為dBi時，則為18.15dBi（一般忽略小數位，為18dBi）。 [例] 0dBd=2.14dBi。 1. dBi 是指某一天線以「均勻體」作增益比較標準時所用的單位。 2. dBd 是指某一天線以「基本偶極半波天線」作增益比較標準時所用的單位。

4、dBc 也是一個表示功率相對值的單位，與dB的計算方法完全一樣。一般來說，dBc 是相對於載波（Carrier）功率而言，在許多情況下，用來度量與載波功率的相對值，如用來度量干擾（同頻干擾、互調干擾、交調干擾、帶外干擾等）以及耦合、雜散等的相對量值。在採用dBc的地方，原則上也可以使用dB替代。 5、dBw 與dBm一樣，dBw是一個表示功率絕對值的單位（也可以認為是以1W功率為基準的一個比值），計算公式為：10log（功率值/1w）。 dBw與dBm之間的換算關係為：0 dBw = 10log1 W = 10log1000 mw = 30 dBm。 [例] 如果功率P為1w，折算為dBw後為0dBw。總之，dB、dBi；dBd、dBc是兩個量之間的比值，表示兩個量間的相對大小，而dBm、 dBw則是表示功率絕對大小的值。在dB、dBm、dBw計算中，要注意基本概念，用一個 dBm（或dBw）減另外一個dBm（dBw）時，得到的結果是dB、如：30dBm - 0dBm = 30dB。一般來講，在工程中，dBm（或dBw）和dBm（或dBw）之間只有加減，沒有乘除。而用得最多的是減法：dBm 減 dBm 實際上是兩個功率相除，信號功率和噪聲功率相除就是信噪比（SNR）。dBm 加 dBm 實際上是兩個功率相乘。

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1.dB 是一個表徵相對值的值，純粹的比值，只表示兩個量的相對大小關係，沒有單位，當考慮甲的功率相比於乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式:10log(甲功率/乙功率)，如果採用兩者的電壓比計算，要用20log(甲電壓/乙電壓)。

[例] 甲功率比乙功率大一倍，那麼10lg(甲功率/乙功率)=10lg2=3dB。也就是說，甲的功率比乙的功率大3 dB。反之，如果甲的功率是乙的功率的一半，則甲的功率比乙的功率小3 dB。

2、dBm 是一個表示功率絕對值的值(也可以認為是以1mW功率為基準的一個比值)，計算公式為:10log(功率值/1mw)。

[例] 如果功率P為1mw，折算為dBm後為0dBm。
[例] 對於40W的功率，按dBm單位進行折算後的值應為: 10log(40W/1mw)=10log(40000) =10log4+10log10000=46dBm。

3、dBi和dBd 是表示天線功率增益的量，兩者都是一個相對值，但參考基準不一樣。
用作比較天線增益的標準，有二個。第一個標準是「均勻放射體」 (ISOTROPIC RADIATOR);第二個標準是「基本偶極半波天線」 (ELEMENTARY DIPOLE OR DOUBLET)。這兩者放射的方式不一樣。若以相同電力輸送給這二者，在他處收聽起來，其電波的強度便會有差別。半波天線發出的電波要比均勻體者強2.14dB之多。

[例] 對於一面增益為16dBd的天線，其增益折算成單位為dBi時，則為18.15dBi(一般忽略小數位，為18dBi)。
[例] 0dBd=2.14dBi。
1. dBi 是指某一天線以「均勻體」作增益比較標準時所用的單位。
2. dBd 是指某一天線以「基本偶極半波天線」作增益比較標準時所用的單位。

4、dBc 也是一個表示功率相對值的單位，與dB的計算方法完全一樣。一般來說，dBc 是相對於載波(Carrier)功率而言，在許多情況下，用來度量與載波功率的相對值，如用來度量干擾(同頻干擾、互調干擾、交調干擾、帶外干擾等)以及耦合、雜散等的相對量值。在採用dBc的地方，原則上也可以使用dB替代。

5、dBw 與dBm一樣，dBw是一個表示功率絕對值的單位(也可以認為是以1W功率為基準的一個比值)，計算公式為:10log(功率值/1w)。 dBw與dBm之間的換算關係為:0 dBw = 10log1 W = 10log1000 mw = 30 dBm。
[例] 如果功率P為1w，折算為dBw後為0dBw。

總之，dB、dBi;dBd、dBc是兩個量之間的比值，表示兩個量間的相對大小，而dBm、 dBw則是表示功率絕對大小的值。在dB、dBm、dBw計算中，要注意基本概念，用一個 dBm(或dBw)減另外一個dBm(dBw)時，得到的結果是dB、如:30dBm - 0dBm = 30dB。一般來講，在工程中，dBm(或dBw)和dBm(或dBw)之間只有加減，沒有乘除。而用得最多的是減法:dBm 減 dBm 實際上是兩個功率相除，信號功率和噪聲功率相除就是信噪比(SNR)。dBm 加 dBm 實際上是兩個功率相乘。

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dBm是一個表示功率絕對值的值（也可以認為是以1mW功率為基準的一個比值），計算公式為：10log（功率值/1mw）。 [例] 如果功率P為1mw，折算為dBm後為0dBm。 [例] 對於40W的功率，按dBm單位進行折算後的值應為： 10log（40W/1mw)=10log（40000） =10log4+10log10000=46dBm。

dB是一個表徵相對值的值，純粹的比值，只表示兩個量的相對大小關係，沒有單位，當考慮甲的功率相比於乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式：10log（甲功率/乙功率），如果採用兩者的電壓比計算，要用20log（甲電壓/乙電壓）。 [例] 甲功率比乙功率大一倍，那麼10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是說，甲的功率比乙的功率大3 dB。反之，如果甲的功率是乙的功率的一半，則甲的功率比乙的功率小3 dB。

dBr在WLAN中，峰值功率頻譜密度(PSD)通常被用來當作訊號的參考功率，所有量測結果的補償均以PSD做為參考。也因此頻譜遮罩通常以dB相對值(dBr)作為表示。在IEEE 802.11p，其通道頻寬為10MHz，而頻譜遮罩寬度的定義則是以每一通道的中心頻率為基準，向左右各位移15MHz。

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1. dB，代表的是相對值，只表示兩個量的相對大小關係，沒有單位。
其公式為: dB = 10*log(A功率/B功率)

例如：A功率比B功率大十倍，那麼 10*log(A功率/B功率) = 10*log 10 = 10dB。
也就是說，A的功率比B的功率大10dB。

2.dBm，是一個表示功率絕對值的值。
其公式為: dBm = 10log（功率值/1mw）

例如：若發射功率P為1mw，折算為dBm後為0dBm。
若功率為40W，按dBm單位進行折算後的值應為：10lg（40W/1mw)=46dBm。

3.dBr，dB有時候用dBr表示，r表示其為相對值，相對於指定之功率值，功率之增益與衰減均用dBr表示之，經常用於功率頻譜密度圖(power spectral density plot)。

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DB 是一個純計數單位：對於功率，dB = 10*lg(A/B)。對於電壓或電流，dB = 20*lg(A/B).dB的意義其實再簡單不過了，就是把一個很大（後面跟一長串0的）或者很小（前面有一長串0的）的數比較簡短地表示出來。如：
X=1000000000000000 (共15個0)
10lgX=150dB
X=0.000000000000001
10lgX=-150 dB

dBm是一個表示功率絕對值的單位，計算公式為：10lg功率值/1mW。例如：如果發射功率為1mW，按dBm單位進行折算後的值應為：10 lg 1mW/1mW = 0dBm；對於40W的功率,則10 lg(40W/1mW)=46dBm。

在WLAN中，峰值功率頻譜密度(PSD)通常被用來當作訊號的參考功率，所有量測結果的補償均以PSD做為參考。也因此頻譜遮罩通常以dB相對值(dBr)作為表示。

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1.dB也是功率增益的單位，表示一個相對值。
當計算A的功率相比於B大或小多少個dB時，可按公式10lgA/B計算。例如：A功率比B功率大一倍，那麼10lgA/B=10lg2=3dB。也就是說，A的功率比B的功率大3dB;如果A的功率為46dBm，B的功率為40dBm，則可以說，A比B大6dB;如果A天線為12dBd，B天線為14dBd，可以說A比B小2dB。

2.dBm是一個表示功率絕對值的單位。
計算公式為：10lg功率值/1mW。例如：如果發射功率為1mW，按dBm單位進行折算後的值應為：10lg1mW/1mW=0dBm;對於40W的功率,則10lg(40W/1mW)=46dBm。

3.dBr是在一個當下測量時，付予電子電路內，一量測的參考電壓，製造商會在手冊上說明某一環節的電路所求出的值為多少，其量測的校準刻度是在0dBr，又一般0 dBr=1.23 Vrms = +4 dBv

參考https://kknews.cc/zh-tw/news/qgerky.html
　　http://www.sounderpro.com.tw/Reviw/dB.html

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dB（Decibel，分貝）是一個純計數單位，本意是表示兩個量的比值大小，沒有單位。
dBm是以1mW（0.001W）為參考基本單位的電平單位，是一個測量功率的常用單位，在耳機的規格里常提到xxdB / 1mW就是dBm，代表在1mW的功率時可提供多大的音壓，dBm在現在很常被當成聲音訊號電平的測量單位。

dBr（相對，relative）–簡單的比值，其參考值在上下文中是顯然的。例如，濾波器的響應與名義電平（nominal level）之比。

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在電子訊號領域，dB是個單純用來敘述功率或電壓間的倍數.
基本上來說dB是個倍數的呈現，也就是A是B的幾倍之類的概念，所以dB不是絕對單位，它一定是兩個值相比較(相除)再運算的結果。

以天線功率來看，其公式：dB=10xlog10(輸出功率/輸入功率）

dBm 是與1mW做比較得到的dB值，因此它是絕對功率單位。計算公式為：10xlog(功率值/1mw)

dBr為dB的相對值（r為relative，相對）的測量單位，在無線網路上也表示功率頻譜密度。

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dBm是一個表示功率絕對值的單位，計算公式為：10lg（功率值／1mW）。
例1：如果發射功率為1mW，按dBm單位進行折算後的值應為：10lg（1mW／1mW）＝0dBm；

例2：對於40W的功率，則10lg（40W／1mW）＝46dBm。
dB 只是表示一個比值,並不是功率增益的單位。當計算A的功率相比於B大或小多少個dB時，可按公式10lgA／B計算。

例1：A功率比B功率大一倍，那麼10lgA／B＝10lg2＝3dB，也就是說，A的功率比B的功率大3dB；

例2：如果A的功率為46dBm，B的功率為40dBm則可以說，A比B大6dB；
例3：如果A天線為12dBd，B天線為14dBd，可以說A比B小2dB。

在WLAN中，峰值功率頻譜密度(PSD)通常被用來當作訊號的參考功率，所有量測結果的補償均以PSD做為參考。也因此頻譜遮罩通常以dB相對值(dBr)作為表示。

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dB (decibels)
定義: 表示一個相對值。
例如-天線可讓功率提升(gain) 10倍，即 Pf/Pi=10，表示是10log10=10dB。因此10dB的gain就是功率放大10倍。換句話說，3dB的 gain表示放大1倍(Pf/Pi=2，log2約等於0.3)。相對的-3dB就表示衰減(loss)1倍，強度變為一半。

dBm
定義: dBm意即分貝毫瓦，可以作為電壓或功率的單位。
例如-10dBm表示10mW，即10倍功率，3dBm表示2mW，即2倍功率。比較好理解的方式是每增減 3dBm，功率差1倍。因此9dBm表示增8倍，-13dBm表示減20倍。

dBi
定義: 與dBd是考徵增益的值（功率增益），兩者都是一個相對值，而參考基準為全方向性天線。

例如-對於一面增益為16dBd的天線，其增益折算成單位為dBi時，則為18.15dBi （一般忽略小數位，為18dBi）。

參考資料
https://baike.baidu.com/item/dBm/7518227
http://kezeodsnx.pixnet.net/blog/post/34276119

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1. dBi，代表的是天線增益的相對值，dBi的參考基準為全方向性天線。

2. dBm，可以表示分貝毫伏，或者分貝毫瓦，是一個表征功率絕對值的值，計算公式為：10lgP（功率值/1mw）。
例：如果發射功率P為1mw，折算為dBm後為0dBm。對於40W的功率，按dBm單位進行折算後的值應為：
10lg（40W/1mw)=10lg（40000）=10lg4+10lg10+10lg1000=46dBm。

3. dB，是一個表征相對值的值，當考慮甲的功率相比於乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式：10lg（甲功率/乙功率）。
例：甲功率比乙功率大一倍，那麼10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是說，甲的功率比乙的功率大3 dB。如果A的功率為30dBm，B的功率為28dBm，則可以說，A比B大2 dB。如果A天線為14dBd，B天線為16dBd，可以說A比B小2 dB。

4. dBr，在WLAN中，峰值功率頻譜密度(PSD)通常被用來當作訊號的參考功率，所有量測結果的補償均以PSD做為參考。也因此頻譜遮罩通常以dB相對值(dBr)作為表示。在IEEE 802.11p，其通道頻寬為10MHz，而頻譜遮罩寬度的定義則是以每一通道的中心頻率為基準，向左右各位移15MHz

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[例] 0dBd=2.14dBi。
1. dBi 是指某一天線以「均勻體」作增益比較標準時所用的單位。
2. dBd 是指某一天線以「基本偶極半波天線」作增益比較標準時所用的單位。

4、dBc 也是一個表示功率相對值的單位，與dB的計算方法完全一樣。一般來說，dBc 是相對於載波（Carrier）功率而言，在許多情況下，用來度量與載波功率的相對值，如用來度量干擾（同頻干擾、互調干擾、交調干擾、帶外干擾等）以及耦合、雜散等的相對量值。在採用dBc的地方，原則上也可以使用dB替代。

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1. dB是一個表徵相對值的值，純粹的比值，只表示兩個量的相對大小關係，沒有單位，當考慮甲的功率相比於乙功率大或小多少個dB時，按下面計算公式：10log（甲功率/乙功率），如果採用兩者的電壓比計算，要用20log（甲電壓/乙電壓）。
[例] 甲功率比乙功率大一倍，那麼10lg（甲功率/乙功率）=10lg2=3dB。也就是說，甲的功率比乙的功率大3 dB。反之，如果甲的功率是乙的功率的一半，則甲的功率比乙的功率小3 dB。

2、dBm 是一個表示功率絕對值的值（也可以認為是以1mW功率為基準的一個比值），計算公式為：10log（功率值/1mw）。

[例] 如果功率P為1mw，折算為dBm後為0dBm。
[例] 對於40W的功率，按dBm單位進行折算後的值應為： 10log（40W/1mw)=10log（40000）
=10log4+10log10000=46dBm。

3.dBr ,分佈布拉格反射光柵:
在進行光測試時,一般的單位就是 dB 和 dBm , dBr 只是在進行相對光功率測試的時候才出現此值。

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Week 14 WLAN data rate

A question posted in the Internet: WLAN 802.11b can reach 11Mbps in data rate. Is this 11 Mbps rate shared by all users or dedicated to a single user?
網路上的問題: WLAN 802.11b速度可達11Mbps，請問11Mbps是共享的還是每個使用者專屬的? 要怎麼回答?

11Mbps是共享的
802.11b使用動態速率漂移，可隨環境變化在11Mbps 、 5.5Mbps 、 2Mbps 、 1Mbps之間切換，但網路速度受連線人數影響

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802.11b網絡是目前一般用戶最常使用的規格，可在室外300米/室內辦公環境100米的範圍內，以每秒11MB的速度無線上網傳遞數據。802.11b使用動態速率漂移，可隨環境變化在11Mbps，5.5Mbps，2Mbps，1Mbps之間切換。值得注意的是最高11Mbps的速度為共享速度，一個AP所能承載的用戶在10人左右。

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11Mbps是共享的。
802.11b 網絡是目前一般用戶最常使用的規格，可在室外300 米/ 室內辦公環境100 米的範圍內，以每秒11MB 的速度無線上網傳遞數據。 802.11b 使用動態速率漂移，可隨環境變化在11Mbps 、 5.5Mbps 、 2Mbps 、 1Mbps 之間切換。而最高11Mbps 的速度為共享速度，一個AP 所能承載的用戶在10 人左右。

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所有連線人共享

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Ans:　11Mbps是共享的。雖然其最高數據傳輸速率為11Mbps，但也可根據信號強弱把傳輸率調整為5.5Mbps、2Mbps和1Mbps。要想達到其最高速率，可以考慮調整AP的安裝位置以及天線方向，如果有必要還可增加一個外接天線。

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ANS:
1.11Mbps是無線區網使用者共享的。　
2. WLAN 802.11b 無線上網速度可隨環境變化在 11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps 之間切換。
3. 所以愈多人同時上線，可能會使網路速度變慢。

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802.11b使用開放的2.4GHz直接序列展頻，最大數據傳輸速率為11Mbps，也可根據信號強弱把傳輸率調整為5.5Mbps、2 Mbps和1 Mbps頻寬。

每秒可傳送最多 11 MB 的資料，並採用互補碼調變 (CCK) 技術。 802.11b 是以互補碼調變 (CCK) 技術為基礎所建置。

而這11Mbps是共享的，所以愈多人同時上線，可能會使網路速度變慢。

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11Mbps所有連線人共享

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共享
同時它比802.11a有更好的滲透與穿越物理障礙之性質，但因為它運行在2.4GHz的頻道，也容易受到不少無線電話和其他設備之干擾。

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是共享頻寬

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這個WLAN 802.11b 的速度11Mbps是共享的
在IEEE 802.11協定下，所有行動台都應該具有分散式協調功能，並且是使用 CSMA/CA的技術，利用載波感測技術，不同行動台間能共享同一傳輸媒介。

WLAN 802.11b 無線上網速度可隨環境變化在 11Mbps 、 5.5Mbps 、 2Mbps 、 1Mbps 之間切換。

而在11Mbps之下的速度則是大家共享的，一個AP最多承載的用戶為10人左右，一旦使用者人數越多，速度也會跟著下降。

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1.11Mbps是無線區網使用者共享的。
無線區網所用的技術與集線器類似, 屬於分享式的架構. 越多人使用, 每個人能分配到的頻寬就會變少. 考量無線區網頻寬與網路特性, 在規劃與建置無線區網的同時, 要特別注意無線基站的數目. 除非使用的人數不多, 盡量避免用單一台無線基站來負責所有無線主機的連線。

2.假設企業架設無線網路，網路範圍剛好一個AP即可涵蓋全公司，使用Wi-Fi5（802.11a）或802.11g的規格。如果同一個時間有8個人正在使用網路，而平均訊號強度為80﹪，則理論速率為：54 ×1024 ÷ 8 ÷ 8 × 0.8 ＝ 691.2（Kbytes/s），一個20 MB的檔案要29.63秒來傳輸。如果是一般使用，尤其是上網的話應是可接受的速度，但要傳輸多媒體影像／音訊的話則稍有不足之處。

3.但如果換成Wi-Fi（802.11b）規格，同樣的條件下，理論速率則變為11 ×1024 ÷ 8 ÷ 8 × 0.8 ＝ 140.8（Kbytes/s），一個20 MB的檔案需要兩分半鐘才能傳完。如此的速度，和較快的ADSL的下傳速度差不多。大概只能拿來上網，如果當作區域網路使用，恐怕會有大量的時間浪費。

4.如要在多人使用時仍能維持頻寬速度，最根本也是簡便的方法便是增加AP數量。在區域內設置多個AP，可使員工分別或配合使用多個網路頻寬，不但能涵蓋較大的範圍，也能使每個AP的頻寬負載減小，進而讓無線連線能達到最大的連線速率。

參考http://neuron.csie.ntust.edu.tw/homework/93/csie_introduction/homework2/B9315014/wifi%E6%96%BC%E4%BC%81%E6%A5%AD%E4%B8%8A%E7%9A%84%E6%9C%AA%E4%BE%86.htm
www1.tf.edu.tw/top/cc/doc/東方技術學院校園無線網路Q&A.doc

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隨著802.11b的擴展，WLAN頻寬已經增加到11Mbps，能為電子郵件、文件共享和網際網路應用提供足夠頻寬。

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802.11b使用開放的2.4GHz直接序列展頻，最大數據傳輸速率為11Mbps，也可根據信號強弱把傳輸率調整為5.5Mbps、2 Mbps和1 Mbps頻寬。而這11Mbps是共享的，所以愈多人同時上線，可能會使網路速度變慢。

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WLAN 802.11b 無線上網速度可隨環境變化在 11Mbps 、 5.5Mbps 、 2Mbps 、 1Mbps 之間切換。值得注意的是最高 11Mbps 的速度為共享速度，實際速度會受到AP所連的客户端數據的增加而降低。

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802.11 b：這是速度最慢且成本最低的現行標準。
在 1999 年發行
各種調變類型的資料傳輸率：1、2、5.5 及 11 Mbps
高速高速直接序列展頻 (HR-DSSS)

最高 11Mbps 的速度为共享速度,一个 IP 所能承载的用户在 10 人左右。目前最热的 Intel,就属于最新改良版本的 802.11b 技术

最高11Mbps的速度為共享速度，一個AP所能承載的用戶在10人左右。目前最熱的Intel，就屬於最新改良版本的802.11b技術

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ANS:
是共享頻寬，並非專屬。

根據IEEE 802.11協定，所提及在無基礎架構網路(Ad Hoc)或有基礎架構網路(Infrastructure)，所有行動台都應該具有分散式協調功能。使用 CSMA/CA 的技術，利用載波感測技術，不同行動台間能共享同一傳輸媒介。
而IEEE 802.11b是無線區域網路的一個標準。其載波的頻率為2.4GHz，可提供1、2、5.5及11Mbit/s的多重傳送速度。

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802.11b採用直接序列展頻(DSSS)配合CCK的調變方式, 理想傳輸距離可以到100公尺左右。標準的802.11b可以達到11Mbps傳輸速度, 但因為是半雙工傳輸，實際等同5.5M的全雙工傳輸率,因未使用的頻寬有共享的特性, 所以 11Mbps被所有使用者共享, 一旦使用者增加, 速度就會降低.

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1. 共享速率，非專屬速率
2. 無線網路的存取是由一個稱為CSMA / CA的特殊程式來規定的。在這種方法中，由站點發送之後提供暫停，由此無線電接口永遠不會百分之百被佔用。影響數據速率的其他因素是本地條件，例如天花板，牆壁和家具或其他無線電傳輸和鄰近的WLAN，這些干擾它們自己的無線電訊號。WLAN中的所有參與者必須共享可用頻寬。

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WLAN 802.11b速度可達11Mbps指的是802.11b這個標準的最大bandwidth為11Mbps,所以這頻寬是一定共享的,若為每個使用者專屬的話,那使用者越多不就最大頻寬也跟著越大?也因為有頻寬的最大限制,才會有需要QoS的機制來確保某些特定使用者或是protocol能夠擁有保證的頻寬.

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Week 15 Increase WLAN data rate

Both 802.11g and 802.11n aim to increase the data transmission rate. Do you know what approaches can be utilized to increase the wireless LAN data rate?　
802.11g和802.11n兩者的目標都是要提升資料傳送的速率
請問您知道有哪些方法可以增加無線區域網路的速率?

1.改變無線路由器的位置
2.改變無線頻段或信道
3.升級天線

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MIMO
所謂的MIMO，就字面上看到的意思，是多輸入多輸出的縮寫，大部分您所看到的說法，都是指無線網絡訊號通過多重天線進行同步收發，所以可以增加數據傳輸率。比較正確的解釋，應該是說，網絡資源通過多重切割之後，經過多重天線進行同步傳送，由於無線訊號在傳送的過程當中，為了避免發生干擾起見，會走不同的反射或穿透路徑，因此到達接收端的時間會不一致。為了避免數據不一致而無法重新組合，因此接收端會同時具備多重天線接收，然後利用DSP重新計算的方式，根據時間差的因素，將分開的數據重新作組合，然後傳送出正確且快速的數據流。

MIMO中有2個相對迷惑的名詞：描述一個無線設備（例如：無線AP）傳輸數據到另外一個設備（例如：筆記本電腦），決定傳輸最重要的因素就是無線AP的發送天線數量和筆記本電腦無線網卡接收天線數量：例如2X1，意思就是無線AP的2個發送天線和筆記本電腦的1個接收天線;如設備自身的發送和接收天線數量，例如網絡設備廠商的無線AP的參數中有2X3，表示的意思是這個AP有2個發送天線和3個接收天線（無線AP的天線是都可以收發的，並不是說一共有5根天線）

由於傳送的資料經過分割傳送，不僅單一資料流量降低，可拉高傳送距離，又增加天線接收範圍，因此MIMO技術不僅可以增加既有無線網絡頻譜的資料傳輸速度，而且又不用額外佔用頻譜範圍，更重要的是，還能增加訊號接收距離。所以不少強調資料傳輸速度與傳輸距離的無線網絡設備，紛紛開始拋開對既有的Wi-Fi聯盟的兼容性要求，而採用MIMO的技術，推出高傳輸率的無線網絡產品。

MIMO技術可以簡單的認為多進多出（MIMO：Multiple Input Multiple Output）技術，是在上世紀末美國的貝爾實驗室提出的多天線通信系統，在發射端和接收端均採用多天線天線）和多通道。因此我們今天看到的MIMO產品多數都不只一根天線.MIMO無線通信技術的概念是在任何一個無線通信系統，只要其發射端和接收端均採用了多個天線或者天線陣列，就構成了一個無線MIMO系統.MIMO無線通信技術採用空時處理技術進行信號處理，在多徑環境下，無線MIMO系統可以極大地提高頻譜利用率，增加系統的數據傳輸速率.MIMO技術非常適用於室內環境下的無線局域網系統使用採用MIMO技術的無線局域網系統在室內環境下的頻譜效率可以達到20〜40bps / Hz的;而使用傳統無線通信技術在移動蜂窩中的頻譜效率僅為1〜 5個基點/赫茲，在點到點的固定微波系統中也只有10〜12個基點/赫茲。

“MIMO”一詞泛指任何在傳送器部分具有多重輸出，與在接收器部分具多重輸入的系統。雖然MIMO系統可能包含有線連結的裝置，但整個系統通常是無線系統，例如多重天線系統， 3G行動電話系統（無線系統）中所使用的碼分多址（CDMA）系統，甚至是使用多條電話線多方通話（串擾）的DSL系統（有線系統）.MIMO並不是單一概念，而是由多種無線射頻技術所組成，因此我們必須充份了解MIMO的運作和效能。當應用於WLAN時，有些MIMO技術能與現時的WLAN標準（如802.11，802.11與802.11克）相兼容，因而能擴充其傳輸範圍;相反，有些MIMO技術則只能用於與一般WLAN標準不相容的MIMO裝置。
OFDM
OFDM（正交頻分複用）即正交頻分複用技術。是一種無線環境下的高速傳輸技術。無線信道的頻率響應曲線大多是非平坦的，而OFDM技術的主要思想就是在頻域內將給定信道分成許多正交子信道，在每個子信道上使用一個子載波進行調製，並且各子載波並行傳輸。這樣，儘管總的信道是非平坦的，具有頻率選擇性，但是每個子信道是相對平坦的，在每個子信道上進行的是窄帶傳輸，信號帶寬小於信道的相關帶寬，因此就可以大大消除信號波形間的干擾。由於在OFDM系統中各個子信道的載波相互正交，於是它們的頻譜是相互重疊的，這樣不但減小了子載波間的相互干擾，同時又提高了頻譜利用率。

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禁用802.11b數據速率
在2018年，可以安全的假設，在你的網路上運行的無線設備至少有802.11g的能力。話雖如此，仍然有許多網路允許802.11b的數據速率，這可能會極大地降低在2.4 GHz頻段內連接的其他設備的速度。在企業級Wi-Fi硬體上，禁用802.11b數據速率是很容易的，這樣做會迫使無線客戶端使用802.11g或更高的速度進行連接，並消除其他頻段浪費。

識別並消除無線干擾
接下來，為了提高Wi-Fi性能，應該儘可能識別和消除無線干擾，這時Wi-Fi頻譜分析儀就派上用場了。頻譜分析儀可以掃描出802.11 Wi-Fi操作的2.4 GHz和5 GHz範圍內的發射頻率。有些供應商的無線接入點可以變成頻譜分析儀，在筆記本電腦或平板電腦上安裝特殊軟體也可以來完成這件事。

無論你選擇什麼方法，目標應該是確定干擾發生的位置，並確定其來源。在很多情況下，干擾是由微波爐、無繩電話/安全攝像頭或故障的藍牙設備引起的。另一個常見的問題是，周圍使用Wi-Fi的商業環境干擾到你的空間。有時候，完全消除干擾源是可能的。在其他情況下，更可行的方法是找到802.11頻段的一個區域，然後手動設置相應的通道。在這兩種情況下，較低的干擾會提高用戶的效率和速度。

重新定位無線接入點
移動無線接入點的位置可以使無線區域網的性能變得不同。無線信號可能被反射、吸收或者根本無法穿透無線接入點和最終用戶之間的某些物理材料。重新定位接入點也可以幫助減輕重要地區的死角。當然，你可以在天花板上簡單地移動無線接入點，然後抱最好的希望。更好的方法是做一個Wi-Fi站點的調查，它會告訴你哪裡有盲點和干擾存在。憑藉這些信息，你可以更適當地重新定位無線接入點，並期望得到更好的結果。

管理用戶和應用程序的吞吐量
隨著無線設備數量的增加，更多的數據正在爭奪有限的Wi-Fi帶寬。然而，有一些方法可以優先考慮用戶和應用程序數據，以便接入某些無線數據流而不是其他數據流。例如，如果你的企業採用寬鬆的BYOD策略，則不要將終端用戶個人設備放在公司網路上。這不僅會造成安全威脅，而且還會使區分關鍵任務無線數據和員工傳輸視頻的難度加大。只要有可能，請在每個SSID或每個用戶連接的基礎上創建BYOD或訪客SSID和速率限制。這樣，你就限制了非重要數據傳輸的最大吞吐量，從而為業務目的釋放了大部分帶寬。
此外，網路上的安全工具(如下一代防火牆)可以在應用層檢查互聯網路流量，並以這種方式限制最大吞吐量。然後可以將策略創建為流量形狀或阻塞應用程序類型，如社交網路、點對點、遊戲和流媒體。

頻帶控制
許多企業無線製造商為客戶提供了實現頻帶控制的功能。這本質上是，無線終端設備會連接在5GHz的無線干擾的機會較少的地方，這在鄰近Wi-Fi干擾成為重大問題的城市環境中特別有效。雖然有些人認為轉向被製造商是言過其實的，但它確實在許多環境中是有用的。

頻道綁定
最後，對於那些正在努力通過Wi-Fi提供類似有線速度的用戶，你可以選擇綁定頻道來提高性能。通道綁定基本上結合了兩個，四個甚至八個通道，因此WiFi終端設備和無線接入點之間的通信可以利用更廣泛的頻譜，在數字上將吞吐量提高一倍。
但請記住，通道綁定引入了更多的通道干擾機會。例如，在2.4GHz範圍內，就有機會創建一個40MHz的保稅通道，這顯著增加了干擾的機會。這就是為什麼頻道綁定很少被推薦的原因。

但是，在5GHz範圍內，根據周圍的干擾量，可以執行通道綁定，以創建40甚至80MHz通道。請記住，綁定的頻道越多，可用的非重疊頻道就越少。儘管160MHz通道在技術上是可行的，但是在2.4GHz頻譜範圍內可能會遇到類似於將40MHz通道捆綁在一起的干擾問題。

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更換無線路由器(AP)位置：讓無線路由器(AP)與網路卡之間不要有太多障礙物。
天線調整：先確認天線位置，看看周圍是否有物品擋住訊號，若有則將天線調整至無線路由器(AP)與網卡相互能接收的位置，需注意天線有分全向性天線和指向性天線，一般無線分享器都以全向性天線為主，若調整後訊號接收能力並未改變，那麼可更換天線和外加天線來改善。

更換天線（外加天線）：訊號距離可以藉由更換天線的方式來延長訊號的傳輸距離（更換目的是增加訊號傳輸的距離，與外加天線類似，實際上是以原本的銜接天線位置做更換）。要注意的是，更換天線只能增加傳輸距離，無法加強穿透力。

全向性天線：不需要指定天線方向位置，水平訊號 360 度發射，涵蓋範圍廣但是傳輸距離短。

指向性天線：需要指定一個方向，水平訊號發射角度約 10~30 度，涵蓋範圍窄但是傳輸距離長。

增加無線路由器(AP)：如果連線兩點之間距離過長或者樓層與樓層之間有所阻隔，可以增加 AP 來延長距離使訊號延長，但是還是需要注意樓與樓之間的材質。

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Ans: 802.11n 新增一項讓連線傳輸速度倍增的重要功能，MIMO（Multi-Input Multi-Output）多輸入多輸出功能，相互連結的雙方將傳輸資料打散，分別透過多組天線傳輸，達成單一天線傳輸時的 N 倍。N 就是同時用來傳輸的天線數量，802.11n 規定最高為 4 組。要想達到其最高速率，可以考慮調整AP的安裝位置以及天線方向，如果有必要還可增加一個外接天線。

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ANS:
1.更換或升級天線
2.減少無線裝置的干擾
3.選擇設備放置的位置
4.變更無線頻道、架設第二台路由進行無線中繼

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1. 選擇同步雙頻規格的無線路由器，以達傳輸速率最佳化

選擇中階以上同步雙頻規格的無線路由器，具自動分流 Smart Connect 功能，把原本 2.4GHz 和 5GHz 各自分離的無線網路統一管理。根據設備的相關連線資訊，如無線網路規格、支援頻率、訊號強度等，引導該裝置至最佳的連線頻道。如此可最佳化無線路由器與各個連線裝置的速率，避免新、舊無線網路規格混用導致傳輸速率大幅下降，也能夠達成近距離使用 5GHz，移動至遠距離時自動切換 2.4GHz 的漫遊功能。

2. MIMO技術透過多組天線收發讓速率倍增

MIMO（Multi-Input Multi-Output）多輸入多輸出功能，相互連結的雙方將傳輸資料打散，分別透過多組天線傳輸，達成單一天線傳輸時的 N 倍，讓連線傳輸速度倍增。N 就是同時用來傳輸的天線數量，802.11n 規定最高為 4 組，802.11ac 則倍增為 8 組。MIMO 技術使得連線速率跟隨天線數量倍增。

MIMO 技術還包含多組天線傳送同一份資料的分集技術，通常應用在雙方天線數量不對等的情況下，譬如無線路由器具備 4 組天線，而手機僅有 2 組天線的使用情境。此時無線路由器就可以將天線分成兩個群體，單一群體包含 2 組天線發射或接收相同的資料，對手機來說就是加強訊號傳輸與接收的品質，另一種說法就是維持相同的連線速率，但兩者傳輸距離可隔得更遠。

3. Beamforming 波束成型功能無線路由器集中能量傳輸

多組天線發射出來的無線電波相互影響，經過運算控制之後讓連線溝通雙方所在區域的波型疊加，波型疊加也就訊號強度增強、品質提升，傳輸距離更遠、速度更快。

參考https://technews.tw/2017/10/21/the-ultimate-wi-fi-signal-enhancement-concept-knowledge-wi-fi-wireless-local-area-networks-11-essential-concepts-to-clarify/

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1.減少環境干擾:
觀察各組頻道頻率的佔用情形，在「頻道圖」越少無線網路名稱的頻道，都是適合選擇的頻道，接著進入無線網路路由器的網頁管理介面變更，就能有較順暢的連線品質。

2.使用高增益天線:
天線的增益值單位 dBi 就是和完全均勻散發訊號的天線相比之值，越高增益值代表天線越能集中能量往部分方向發射，其他方向的訊號反而會變弱，因此天線的增益值並非越高越好，而是需要視實際應用環境空間而定。

3.更換無線路由器(AP)位置:
Wi-Fi路由器放在房子邊緣位置，包括配電箱裡、離佈線的網線頭較近的位置的牆邊，導致離路由器較遠的位置信號不佳，特別是Wi- Fi信號需要穿牆的情況下。可以考慮將路由器能夠覆蓋到家裡的大多數位置中，並且讓無線路由器(AP)與網路卡之間不要有太多障礙物。
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更換無線路由器(AP)位置：讓無線路由器(AP)與網路卡之間不要有太多障礙物。
天線調整：先確認天線位置，看看周圍是否有物品擋住訊號，若有則將天線調整至無線路由器(AP)與網卡相互能接收的位置，需注意天線有分全向性天線和指向性天線，一般無線分享器都以全向性天線為主，若調整後訊號接收能力並未改變，那麼可更換天線和外加天線來改善。

更換天線（外加天線）：訊號距離可以藉由更換天線的方式來延長訊號的傳輸距離（更換目的是增加訊號傳輸的距離，與外加天線類似，實際上是以原本的銜接天線位置做更換）。要注意的是，更換天線只能增加傳輸距離，無法加強穿透力。

全向性天線：不需要指定天線方向位置，水平訊號 360 度發射，涵蓋範圍廣但是傳輸距離短。

指向性天線：需要指定一個方向，水平訊號發射角度約 10~30 度，涵蓋範圍窄但是傳輸距離長。

增加無線路由器(AP)：如果連線兩點之間距離過長或者樓層與樓層之間有所阻隔，可以增加 AP 來延長距離使訊號延長，但是還是需要注意樓與樓之間的材質。
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1.更換天線
2.減少無線裝置的干擾
3.選擇設備放置的位置
4.變更無線頻道

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改變無線頻段或信道：現在支持2.4GHz和5GHz雙頻段的無線產品逐漸普及，一般單頻無線路由器將頻段分為11或13個信道，如果不加調整的話，路由器會使用它的默認信道，那麼增加了使用相同信道的幾率，令無線信號相互衝突、干擾，降低無線傳輸質量。

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1.配置相對較強的無線路由器：
家用無線路由器於智慧型終端設備盛行前，只需要提供筆記型電腦網路訪問的功能，但在各式家電智慧化時代，路由器負擔較沉重，若可以配置功能較強的無線路由器，可以提升無線區網的速度。

2.改善無線路由器的位置
很多家庭會將Wi-Fi 路由器放在房子邊緣位置，包括配電箱裡、離佈線的網線頭較近的位置的牆邊，導致離路由器較遠的位置信號不佳，特別是Wi- Fi信號需要穿牆的情況下。
若將無限路由器放在房子的中心位置，將會提供更好無線區網的覆蓋。

3.增加配置路由器使用5 GHz網路，因為Wi-Fi技術初期使用的頻率是2.4GHz，大部分的裝置也是使用這個頻率，而使用同一頻率的裝置過多時，就會形成較大的干擾，致使數據傳輸容易丟包，導致網速下降。

參考https://www.bnext.com.tw/article/40699/bn-2016-08-24-142137-178

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1、減少環境干擾，包含其它無線設備和障礙物。
2、改變無線頻段或通道。例如使用5GHz，及選用較少使用的通道。
3、使用高增益天線。

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1.升級天線
由於無線網絡信號傳遞是通過天線來進行收發的，所以市面上也有不少單獨的增益天線產品，讓使用者可以更換無線路由器或網卡上的天線，當然這些設備必須支持天線的可拆卸。
2.架設第二台路由進行無線中繼

使用無線中繼來進行的Wi-Fi拓展，你需要擁有第二台無線路由器，這是個簡單快速的無線拓展方法。無線中繼模式可以進行一點對多點的橋接，在延長了無線信號傳輸距離的同時，使用無線中繼模式的無線路由器也可以接受其他無線設備的接入，覆蓋方式更為全面靈活。

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802.11主要採用DS-CDMA調變技術，由於2.4 GHz頻段是開放的RF頻寬，被各種無線技術、無線電牙裝置所廣泛使用，因此無線應用間的干擾將引發疑慮。DS-CDMA提供2Mbit/s最大空中傳輸速率，能防禦其他相關裝置干擾的強大能力；而802.11b利用相同的基礎調變技術，不過其編碼已經改善至能提供高達11Mbit/s的速率並能同時防禦干擾；802.11g則利用完全不同的調變技術，也就是一般所知的正交分頻多工(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)調變技術，除具備強大的RF干擾防禦能力外，也提供高達54Mbit/s的傳輸速率。下列技術或許可將傳輸速率提升至54Mbit/s，不過卻都存在著許多問題。　

首先是藉由將通道頻寬提高至40MHz，有效將傳輸率倍增至108M bit/s，這是目前市場上部分專有的802.11g和802.11a延伸應用所採用之方式，不過平行通道數將從四個減為兩個，且互通性也可能是一大問題。而64QAM正交振幅調變(Quadrature Amplitude Modulation)技術目前已達極限，若在使用無線通訊之情況下，當處理量增加時就會大幅降低傳輸速率。透過改善編碼方案目前也不可行，因為目前編碼方案已達極限，無法進一步提升。　

既然採用上述技術皆無法提高傳輸速率，唯一可行的辦法是以相同頻率平行傳輸多串流。乍聽之下，相同頻率的多串流似乎不是最佳辦法，試想若汽車廣播收到相同頻率的兩個電台，最後只會製造無用的雜訊，不過只須利用多重輸入多重輸出(MIMO)技術加以控制，RF就能夠辦到

802.11 b與802.11 g用戶裝置混雜的環境裡，由於有802.11 b裝置的加入而導致RTS / CTS保護機制的啟動，雖然因此防止了碰撞的發生，但卻使得在傳送每一筆802.11 g OFDM資料之前都必須額外交換大量低速的RTS / CTS封包，因而大大減少了整體802.11 g的資料傳輸量（Data Throughput）。一般而言在沒有啟動保護機制時，802.11 g通常可以提供18到20 Mbps的資料傳輸量；然而在保護機制啟動後，卻會將整體的資料傳輸量拉低至13 Mbps，甚至有可能低到9 Mbps。（註：802.11 a與802.11 ac / 802.11 n混合使用的無線網路也是採用相同邏輯的RTS / CTS保護機制）

避免因RTS / CTS的保護機制而影響到802.11 g效能的唯一方法，就是：全面移除802.11 b的用戶裝置，並且在802.11 g無線AP基地台裡禁用802.11 b的傳輸速度（也就是說，只允許802.11 g的傳輸速度）。

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1 - 2.4GHz 和 5GHz 頻率選擇
因為成本考量並不普及；802.11n 雖然可以使用 2.4GHz 或是 5GHz，卻因為前者較經濟，致使大多數產品僅選擇 2.4GHz。

就無線電波的物理性質比較 2.4GHz 和 5GHz，前者能傳輸的距離較遠，或者反過來敘述，同樣距離下 2.4GHz 的訊號品質比較好。只是越方便、越好的頻率也就越多人用，且相關無線的產品也會干擾 2.4GHz。

2 - 避免干擾，選擇運作頻道

利用手機APP，觀察各組頻道頻率的佔用情形，在「頻道圖」越少無線網路名稱的頻道，都是適合選擇的頻道，接著進入無線網路路由器的網頁管理介面變更，就能有較順暢的連線品質。

3 - 利用高增益與主動式天線？

天線的增益值單位 dBi 就是和完全均勻散發訊號的天線相比之值，越高增益值代表天線越能集中能量往部分方向發射，其他方向的訊號反而會變弱，因此天線的增益值並非越高越好，而是需要視實際應用環境空間而定。

4 - MIMO 多組天線收發讓速率倍增

802.11n 新增一項讓連線傳輸速度倍增的重要功能，MIMO（Multi-Input Multi-Output）多輸入多輸出功能，相互連結的雙方將傳輸資料打散，分別透過多組天線傳輸，達成單一天線傳輸時的 N 倍。N 就是同時用來傳輸的天線數量，802.11n 規定最高為 4 組，802.11ac 則倍增為 8 組。

802.11n 單組天線最高可以達到 150Mbps 的連線速率，所以 4 組天線就乘以 4 倍變為 600Mbps；802.11ac 單組天線最高為 867（866.6）Mbps，8 組天線則將近有 7Gbps 的吞吐量，只是 802.11ac 規定兩裝置之間最多僅能使用 4 組天線，因此想要達成 7Gbp 就必須使用 3 個裝置，其中一個裝置具 8 組天線，剩餘兩個裝置各自具備 4 組天線，與前者連接即可達成 3.467Gbps 加上 3.467Gbps。

MIMO 技術還包含多組天線傳送同一份資料的分集技術，通常應用在雙方天線數量不對等的情況下，譬如無線路由器具備 4 組天線，而手機僅有 2 組天線的使用情境。此時無線路由器就可以將天線分成兩個群體，單一群體包含 2 組天線發射或接收相同的資料，對手機來說就是加強訊號傳輸與接收的品質，另一種說法就是維持相同的連線速率，但兩者傳輸距離可隔得更遠。

802.11ac 推出後同步雙頻無線產品數量大增，部分產品採用 2.4GHz 與 5GHz 天線合一形式，部分產品改採 2.4GHz 與 5GHz 天線各自獨立，更有採用以上兩種方式複合的設計，因此利用天線數量估算該產品最大連線速率並不合宜，尚須廠商提供速率資訊相互印證。但就整體而言，天線數量的多寡確實可以影響連線品質，以數量多的產品為佳。

5 - Beamforming 波束成型集中能量傳輸

Beamforming 波束成型應用的就是此類原理，多組天線發射出來的無線電波相互影響，各組波型訊號在空間內疊加、抵消、干涉，經過運算控制之後讓連線溝通雙方所在區域的波型疊加，波型疊加也就代表訊號強度增強、品質提升，傳輸距離更遠、速度更快。

部分無線網路產品的設定頁面，使用者還可看到顯式（explicit）與隱式（implicit）這兩種分類，顯式為 802.11ac 採用的唯一標準，發送者會向接收者傳輸一組專門用來矯正波束成型的資料，接收者再依據此資料運算一回饋資料傳送回去給發送者，發送者即可利用此回饋資料加強波束成型的效果與正確性。為了讓 802.11ac 之前或不支援的無線網路裝置也享有波束成型優點，隱式可在此發揮作用，這時候因接收者不相容或不支援，發射者僅能透過收集接收者平時回傳的資料，運算並猜測何種波束成型數值較適用，因此效果會比顯式稍微差一些，但卻是相容過去的無線網路標準全體適用。

MU-MIMO 技術需要以 MIMO 和 Beamforming 波束成型為基礎，

傳統上無線網路路由器若要與連接的多個裝置相互構通，會將時間切成許多小片段，每個片段僅能讓一個裝置傳輸資料；實際使用時並無法感受到傳輸時間被切割了，因為這個片段小到人類無法察覺，讓人以為無線路由器和各個裝置同時間相互在傳輸資料。

MIMO 前綴 MU 英文字母表示 Multi-User 多使用者的意思，導入這技術就可以藉由 MIMO 和波束成型技術將多組資料同時發送給多個裝置，此技術旨在解決各裝置間收發天線數量差異過大，導致整體傳輸頻寬浪費的問題。譬如手邊有一組 4 天線收發無線路由器和 3 個單一天線的裝置，以往路由器在同一時間僅能對一個裝置傳輸資料，相當於浪費其餘 3 支天線的傳輸頻寬，導入 MU-MIMO 就可以同時對 3 個單一天線裝置傳輸資料，不僅頻寬利用效率提升了，連線裝置獲得資料的延遲時間也下降了。若要使用 MU-MIMO 功能，則連線雙方都必須支援此功能才行，首批採用 802.11ac 無線網路標準的設備並無法使用，且使用時依據天線數量有所限制，譬如 4 天線無線路由器最多能同時向四個單一天線裝置傳輸資料，或是兩個雙天線裝置，或是一個 3 天線裝置加上一個單天線裝置，以此類推。

802.11ac 導入的 MU-MIMO 目前僅支援下載傳輸方向，一般而言就是無線網路路由器往各裝置傳輸的方向，各裝置往無線路由器傳輸的上傳方向尚未支援，改以傳統 MIMO 方式傳輸，不過下一世代 802.11ax 標準將會導入實作，屆時兩種方向均可達成多裝置同時傳輸。

https://www.asus.com/zentalk/tw/thread-298439-1-1.html

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檢查路由器所支援的無線網路標準,目前最新的筆電或是手機應該會支援到最新的 802.11ac 標準了，所以如果您的路由器只有 802.11g，那新的手機的傳輸速度就會受限於就路由器的速度（54 Mbit/s），無法發揮出它應有的傳輸效能，當家中有好多台手機、平板或是筆電使用區域網路互相傳輸檔案時（如分享照片或影片），就會有明顯的感覺。

Wi-Fi 路由器放在房子邊緣位置，包括配電箱裡、離佈線的網線頭較近的位置的牆邊，導致離路由器較遠的位置信號不佳，特別是Wi- Fi信號需要穿牆的情況下。可以考慮將路由器能夠覆蓋到家裡的大多數位置中。

以往的Wi-Fi技術，在同一時間點上，一個Wi-Fi路由器只能同時服務一台裝置——可以理解成一個接線員在同一時間只能接聽一個用戶的來電一樣。採用支援 MU MIMO 技術的路由器，就像是在客服中心中添加了好幾個接線員，可以同時接待更多的顧客了。放在路由器上，就是路由器可以同時處理多台裝置的數據交換請求了。

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802.11g主要為了解決802.11b傳輸速度過低以及相容性的問題所提出。故其依舊採用2.4GHz的頻段，且是為高速如同802.11a，但比比802.11a 更好的範圍。
802.11n是在802.11g和802.11a之上發展起来的一项技術，最大的特点是速率提升。其功能為多輸入/多輸出 (MIMO):解決多路徑干擾、通道寬度(20 MHz and 40 MHz)及MAC Efficiency。

而可增加無線區域網路的速率的方法可為-更改頻道，透過此可以避開其他設備造成的干擾或擁塞或者是將無線網路切換到最高速度。

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為了提高802.11無線區域網路的傳輸速率，已有多項加強措施被提出討論，其中部份建議確有很大成功機會，例如增加調變密度、改善媒體存取控制層（MAC）和多進多出（Multiple In，Multiple Out；MIMO）等技術。

此外,還有通道匯整的方法,無線區域網路通道匯整會把兩個標準802.11 OFDM通道結合在一起，並同時利用它們，以提供更高資料傳輸，結合的通道必須是前後連續的相鄰通道。

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Week 16 WLAN deployment

想像下列兩種情境:
1. 我打算經營一間民宿並提供客人無線區網上網的服務
2. 我的公司是一間中小企業老闆想要提供員工和訪客無線區網上網的服務但不希望訪客可以連上公司內部的機器
請問在這兩種情境各應該使用四種範例中的哪一種無線區域網路架構較適當?

1.無線區域網路架構
2.第三種範例

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第一個情境，可用第一種範例，提供客人使用無線網路服務。
第二個情境，可用第三種範例，利用不同SSID來分開員工和訪客無線區網上網的服務。

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Ans:
1.經營一間民宿可用Topology1(Monolithic Single-Subnet Network)。
提供幾台AP，房客要連上網際網路前，要求先輸入帳戶密碼，再經由防火牆後，就可以連上外網。

2.中小企業可用Topology3 (Dynamic VLAN Assignment)。
　(1)公司內部的使用者要連到內部網路前，先導向一個認證的Radius機制，經過認證後可以連上內部網路。
　(2)公司的訪客則不能進入內部網路，訪客要上網時，會透過另一個虛擬網路(Virtual Lan)來連上網。

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Ans:
1.會使用第一種情境，架設無線基地台，提供給使用者使用。
2.給予使用者不同的登入帳號，並使用認證的機制，以增加安全性。

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1. 就民宿的環境與需求，可以使用Topology 1 (Monolithic Single-Subnet Network)的無線區域網路架構即可。

-藉由Radius Server及Access controll device來管理客人上網的使用及可連線時間。(可以以房號來管理及區分上網權限)

2. 中小企業，提供員工和訪客無線區網上網的服務，並注重安全性的考量下，可以使用Topology 3 (Dynamic VLAN Assignment)

-對不同的使用者身分，經由Radius Server驗證確認後，藉由VLAN Tag的區分，Access到相對應的VLAN，這樣訪客可以上網，卻無法連入公司內部，確保資訊安全

-如果經費夠，其實也可以使用Topology 4 (Virtual Access Points)來建構企業所需的無線網路架構

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1. 民宿提供客人無線區網上網的服務，可以使用Topology 1 (Monolithic Single-Subnet Network)的網路架構。

2. 要提供員工和訪客無線區網上網的服務但不希望訪客可以連上公司內部的機器，可以使用Topology 3 (Dynamic VLAN Assignment)，透過RADIUS伺服器指定身分驗證過的用戶使用不同的VLAN。

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1、
民宿建議使用Topology 1 (Monolithic Single-Subnet Network)的單一子網路架構。
建置簡單的數個AP，並以Controller控制，房客要連上網際網路前，要先輸入民宿給的帳戶密碼，再經由防火牆後，可以順利連網。

2、
中小企業建議使用Topology 3 (Dynamic VLAN Assignment)，公司內部使用者與訪客(區分使用者端標註不同的Virtual Tag)分別經由不同的Virtual Lan連上網路，公司內網與訪客使用的網路間有防火牆機制。

A、公司內的員工可以使用電腦須登入公司網域。會先導向一個認證的機制(Radius)，經過認證後，可以連上內部網路。

B、公司的訪客(Guset users)不能進入內部網路，訪客上網時，會經由另一個虛擬的網路(Virtual Lan)連接上網。

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一、第一種情形 : 民宿民宿的環境與需求，可以使用Topology 1 (Monolithic Single-Subnet Network)的網路架構。可以透過 AP上網帳號來管理用戶的使用權限。

二、第二種情形 : 中小企業，提供員工和訪客無線區網上網的服務需求，可以使用Topology 3 (Dynamic VLAN Assignment)公司內的員工可以使用電腦須登入公司網域。會先導向一個認證的機制(Radius)，經過認證後，可以連上內部網路。

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1選擇第1種無線區域網路架構，單純無線上網。
2選擇第3種無線區域網路架構，將訪客與內部網路做出區隔。

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一、第一種情形
民宿建議使用Topology 1 (Monolithic Single-Subnet Network)的單一子網路架構。
建置簡單的數個AP，並以Controller控制，房客要連上網際網路前，要先輸入民宿給的帳戶密碼，再經由防火牆後，可以順利連網。

二、第二種情形
　中小企業建議使用Topology 3 (Dynamic VLAN Assignment)，公司內部使用者與訪客(區分使用者端標註不同的Virtual Tag)分別經由不同的Virtual Lan連上網路，公司內網與訪客使用的網路間有防火牆機制。

1、公司內的員工可以使用電腦須登入公司網域。會先導向一個認證的機制(Radius)，經過認證後，可以連上內部網路。

2、公司的訪客(Guset users)不能進入內部網路，訪客上網時，會經由另一個虛擬的網路(Virtual Lan)連接上網。

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1.第一種無線區域網路架構
2.第三種範例

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1:使用第一種情境:
2:使用第三種情境:不同user進入透過radius認證後指向不同VLAN

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1、公司內部的使用者要連到內部網路前，會先導向一個認證的機制(Radius)，經過認證後，可以連上內部網路。

2、公司的訪客(Guset users)不能進入內部網路，訪客上網時，會經由另一個虛擬的網路(Virtual Lan)連接上網。

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ANS:
第一個情境，選擇第一種無線區域網路架構。
第二個情境，因考量到內部與訪客的網路隔絕，故用第三種範例。

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1.民宿網路可以使用拓樸1:單一子網路架構

2.中小企業使用拓樸3:動態VLAN，透過RADIUS伺服器指定身分驗證過的用戶使用不同的VLAN，來達到類員工及訪客

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1. 就民宿的環境與需求，可以使用Topology 1 (Monolithic Single-Subnet Network)的無線區域網路架構即可。

-藉由Radius Server及Access controll device來管理客人上網的使用及可連線時間。(可以以房號來管理及區分上網權限)

2. 中小企業，提供員工和訪客無線區網上網的服務，並注重安全性的考量下，可以使用Topology 3 (Dynamic VLAN Assignment)

-對不同的使用者身分，經由Radius Server驗證確認後，藉由VLAN Tag的區分，Access到相對應的VLAN，這樣訪客可以上網，卻無法連入公司內部，確保資訊安全

-如果經費夠，其實也可以使用Topology 4 (Virtual Access Points)來建構企業所需的無線網路架構

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1.只單純提供無線區網上網,選擇第一種無線區域網路架構即可.
2.要把訪客及內部網路切開,最單純做法就是用VLAN切開,或是用所謂的Guset-VLAN來達成,
　這樣訪客可以有無線區網上網的服務也不會連進公司內部的機器看到機密資訊,所以選擇
　第三種無線區域網路架構.

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第一個情境，只是簡單提供客人使用無線網路服務，可用第一種範例即可。另外還要考量坪數和障礙物例如上下層樓等等，來增加AP，使其範圍擴大。

第二個情境，因考量到內部與訪客的網路隔絕，故用第三種範例。利用不同SSID對應不同VLAN來分開不同群組使用者可使用的網路。而公司內部連到外網之前亦可加置防火牆來保護資料。目前市面上有許多無線分享器已有良好的設計來簡單且快速設定此架構。

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Week 17 Markov Chain

What is a Markov Chain? What are its applications?
馬可夫鏈是甚麼?它的應用有哪些?

馬可夫鏈為狀態空間中經過從一個狀態到另一個狀態的轉換的隨機過程。該過程要求具備「無記憶」的性質：下一狀態的機率分布只能由當前狀態決定，在時間序列中它前面的事件均與之無關。這種特定類型的「無記憶性」稱作馬可夫性質。

應用：服務品質、消費模式、醫療科技等

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馬可夫鏈，因安德列·馬可夫（A.A.Markov，1856－1922）得名，是指數學中具有馬可夫性質的離散事件隨機過程。該過程中，在給定當前知識或資訊的情況下，過去（即當前以前的歷史狀態）對於預測將來（即當前以後的未來狀態）是無關的。

馬可夫鏈通常用來建模排隊理論和統計學中的建模，還可作為信號模型用於熵編碼技術，如演算法編碼。馬可夫鏈最近的應用是在地理統計學(geostatistics)中。其中，馬可夫鏈用在基於觀察資料的二到三維離散變數的隨機類比。這一應用類似於“克裡金”地理統計學(Kriging geostatistics)，被稱為是“馬可夫鏈地理統計學”。這一馬可夫鏈地理統計學方法仍在發展過程中。除此之外，瑪律科夫鏈預測法是一種適用於隨機過程的科學、有效的動態預測方法。其基本原理和方法可用來預測企業產品的市場佔有率。

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馬可夫鏈（英語：Markov chain），又稱離散時間馬可夫鏈（discrete-time Markov chain，縮寫為DTMC[1]），因俄國數學家安德烈·馬可夫（俄語：Андрей Андреевич Марков）得名，為狀態空間中經過從一個狀態到另一個狀態的轉換的隨機過程。該過程要求具備「無記憶」的性質：下一狀態的機率分布只能由當前狀態決定，在時間序列中它前面的事件均與之無關。這種特定類型的「無記憶性」稱作馬可夫性質。馬爾科夫鏈作為實際過程的統計模型具有許多應用。

在馬可夫鏈的每一步，系統根據機率分布，可以從一個狀態變到另一個狀態，也可以保持當前狀態。狀態的改變叫做轉移，與不同的狀態改變相關的機率叫做轉移機率。隨機漫步就是馬可夫鏈的例子。隨機漫步中每一步的狀態是在圖形中的點，每一步可以移動到任何一個相鄰的點，在這裡移動到每一個點的機率都是相同的（無論之前漫步路徑是如何的）。

應用:
1.物理: 馬可夫系統廣泛出現在熱力學和統計力學中.
2.化學
3.測試
4.語音識別: 隱馬爾科夫模型是大多數現代自動語音識別系統的基礎。
5.信息科學
6.排隊理論
7.網際網路應用: 馬可夫模型也被應用於分析用戶瀏覽網頁的行為。一階或者二階的馬可夫模型可以用於對一個用戶從某一網絡連結轉移到另一連結的行為進行建模，然後這些模型可以用於對用戶之後的瀏覽行為進行預測。
8.統計
9.經濟和金融: 馬爾科夫鏈可以應用於金融與經濟中一系列現象的建模，包括資產價值與市場衝擊。
10.資訊理論: 用於計算馬可夫信源的極限

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Ans: 馬可夫鏈（Markov chain），又稱離散時間馬可夫鏈（discrete-time Markov chain，縮寫為DTMC），為狀態空間中經過從一個狀態到另一個狀態的轉換的隨機過程。
網際網路應用：
馬可夫模型也被應用於分析用戶瀏覽網頁的行為。一階或者二階的馬可夫模型可以用於對一個用戶從某一網絡連結轉移到另一連結的行為進行建模，然後這些模型可以用於對用戶之後的瀏覽行為進行預測。

經濟和金融：
馬爾科夫鏈可以應用於金融與經濟中一系列現象的建模，包括資產價值與市場衝擊。1974年Prasad等人第一次應用馬爾科夫鏈於金融模型，另一個是James D. Hamilton 1989年應用的機制轉換模型，其中馬爾科夫鏈用來對高GDP增長速度時期與低GDP增長速度時期（換言之，經濟擴張與緊縮）的轉換進行建模。

生物數學：
馬可夫鏈也有眾多的生物學應用，特別是增殖過程，可以幫助模擬生物增殖過程的建模。隱蔽馬可夫模型還被用於生物信息學，用以編碼區域或基因預測（見哈代-溫伯格定律。）

資訊理論：
用於計算馬可夫信源的極限熵。

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ANS:
1. 馬可夫鏈
-是一個應用廣泛的模型分析工具，也是線性代數裡一些數值演算法的基礎。馬可夫鏈常以矩陣形式的差分方程描述，通過分析此問題可以了解動態過程如何由矩陣的特徵值和特徵向量規範。

-為狀態空間中經過從一個狀態到另一個狀態的轉換的隨機過程。該過程要求具備「無記憶」的性質：下一狀態的機率分布只能由當前狀態決定，在時間序列中它前面的事件均與之無關。這種特定類型的「無記憶性」稱作馬可夫性質。馬爾科夫鏈作為實際過程的統計模型具有許多應用。

2.應用
股票、氣象、生物數學、經濟和金融、語音識別

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馬可夫鏈，又稱離散時間馬可夫鏈，為狀態空間中經過從一個狀態到另一個狀態的轉換的隨機過程。該過程要求具備「無記憶」的性質：下一狀態的機率分布只能由當前狀態決定，在時間序列中它前面的事件均與之無關。這種特定類型的「無記憶性」稱作馬可夫性質。馬爾科夫鏈作為實際過程的統計模型具有許多應用。

馬可夫系統廣泛出現在熱力學和統計力學中
隱馬爾科夫模型是大多數現代自動語音識別系統的基礎
谷歌所使用的網頁排序算法（PageRank）就是由馬可夫鏈定義的
馬爾科夫鏈可以應用於金融與經濟中一系列現象的建模
馬可夫鏈也有眾多的生物學應用，特別是增殖過程，可以幫助模擬生物增殖過程的建模。隱蔽馬可夫模型還被用於生物信息學，用以編碼區域或基因預測
還可用於眾多供消遣的「模仿生成器」軟體

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馬爾可夫鏈因安德烈·馬爾可夫（Andrey Markov，1856－1922）得名，是數學中具有馬爾可夫性質的離散時間隨機過程。

馬可夫鏈是一種具有狀態的隨機過程，從目前狀態轉移 s 到下一個狀態 s' 的機率由 q(s→s′) (或者 P(s′|s)) 所表示，這個狀態之轉移機率並不會受到狀態以外的因素所影響，因此與時間無關。

隨機漫步就是馬可夫鏈的例子。隨機漫步中每一步的狀態是在圖形中的點，每一步可以移動到任何一個相鄰的點，在這裡移動到每一個點的概率都是相同的(無論之前漫步路徑是如何的)。

假如我們不斷的觀察某種隨機現象，會看到許多一連串的觀察值 x1,x2,...,xn ，這些觀察值會形成整個隨機現象空間 X1,X2,...,Xn 。

在無線網際網路中，許多論文研究都應用此方法，例如：IEEE 802 11e 無線網路效能分析http://ir.lib.ncku.edu.tw/handle/987654321/31101

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1. 馬可夫鏈
是一個應用廣泛的模型分析工具，為狀態空間中經過從一個狀態到另一個狀態的轉換的隨機過程。該過程要求具備「無記憶」的性質：下一狀態的機率分布只能由當前狀態決定，在時間序列中它前面的事件均與之無關。馬爾科夫鏈作為實際過程的統計模型具有許多應用。

2. 應用
馬可夫鏈廣泛應用於各種學科領域，不論是科學、物理、化學、生物學、金融、材料等等都有其應用。

例如
-網際網路應用:馬可夫模型也被應用於分析用戶瀏覽網頁的行為。一階或者二階的馬可夫模型可以用於對一個用戶從某一網絡連結轉移到另一連結的行為進行建模，然後這些模型可以用於對用戶之後的瀏覽行為進行預測。
-模擬IEEE 802.11的行為: IEEE 802.11 DCF性能分析模型。

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馬可夫鏈是一種具有狀態的隨機過程，從目前狀態轉移 s 到下一個狀態 s' 的機率由 q(s→s′) (或者 P(s′|s)) 所表示，這個狀態之轉移機率並不會受到狀態以外的因素所影響，因此與時間無關。

隨機漫步就是馬可夫鏈的例子。隨機漫步中每一步的狀態是在圖形中的點，每一步可以移動到任何一個相鄰的點，在這裡移動到每一個點的概率都是相同的(無論之前漫步路徑是如何的)。

假如我們不斷的觀察某種隨機現象，會看到許多一連串的觀察值 x1,x2,...,xn ，這些觀察值會形成整個隨機現象空間 X1,X2,...,Xn 。

假如這些觀察值之間有某種因果關係，那麼我們就有可能透過馬可夫過程描述此因果關係，舉例而言，如果每個事件只受到前一個事件的影響，那麼就可以用 P(Xn+1|Xn) 表示此隨機現象，這種隨機過程稱為時間無關的馬可夫鏈 (Time-homogeneous Markov chains, 或稱為穩定型馬可夫鏈 stationary Markov chains)。

假如下一個觀察值可能受前 m 個觀察值所影響，那麼此種隨機過程可由機率分布 P(Xn+1|Xn,...,Xn−m+1) 表示，因此稱為 m 階的馬可夫過程。

然而，對於某個機率現象而言，往往不是所有的隨機變數都可觀察到，我們通常只能觀察到部分的隨機變數，也就是系統當中有某些不可觀察的隱含變數。於是我們必須假設有某些不可觀察的隨機變數 Z 的存在。

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1.馬可夫鏈是一個隨機模型，描述一系列可能發生的事件，其中每個事件的概率僅取決於前一事件的狀態。藉由過去一段期間系統所呈現的狀態，推測未來系統. 各期的狀態以及發生的可能性。

2.馬可夫鏈的應用
馬可夫鏈廣泛應用於各種學科領域，不論是科學、物理、化學、生物學、金融、材料等等都有其應用。例如:地理學、統計學、熱力學、經濟與金融等等。

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馬可夫鏈
下一個事件/狀態決定於上一個事件/狀態裡的機率」
從一個事件/狀態到另一個事件/狀態的轉換過程，這樣的過程是隨機的。

應用
股票、氣象、服務品質、生產品質

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馬可夫鏈是一個“隨機模型，描述一系列可能發生的事件，其中每個事件的概率僅取決於前一事件的狀態。” 藉由過去一段期間系統所呈現的狀態，推測未來系統. 各期的狀態以及發生的可能性。

在概率論和相關領域，以俄羅斯數學家安德列-馬可夫命名的馬可夫過程是滿足馬可夫性質（有時稱為“無記憶”）的隨機過程。簡單說就是，一個過程滿足馬可夫性質就是指如果一個人只根據其當前狀態就可以預測該過程的未來，正如他能夠知道該過程的全部歷史一樣，因此獨立於這種歷史；即，條件僅僅是該系統的當前狀態，而其未來和過去的結果狀態是完全獨立的。

它可應用非常廣，例如天氣、股票指數、地質、802.11DCF

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1.馬可夫鏈模型（Markov Chain Model）理論是在 1907 年時是由俄國數學家馬可夫（Andrei Andreevich Markov）從布朗運動（Brownian motion）物理研究中提出的，屬於有限狀態的馬可夫鏈，後來 1923 年諾伯特.維納（Norbert Wiener）建立出馬可夫過程（Markov Process）模型。

2.馬可夫鏈模型屬於預測（Forecasting）方法的一種，馬可夫鏈（Markov Chain）定義是指在隨機過程（stochastic processes）中，敘述任何要件（component）的機率分佈狀態，是僅依據先前的要件（previous component）所掌控，則具此特性的推測過程稱之為馬可夫過程（Markov Process），在馬可夫過程的分析上發現要件的狀態空間（state space）是有限的（finite），那麼此馬可夫過程便稱為馬可夫鏈。

3.馬可夫鏈理論的應用
(1)發展至今已 100 多年，應用馬可夫鏈理論的相關研究非常廣泛，例如在網際網路應用方面，著名的 Google Inc. 所使用的網頁排序算法 PageRank 就是由馬可夫鏈定義的。
(2)馬可夫鏈模型也被應用於分析使用者瀏覽網頁的行為，一階或者二階的馬可夫鏈模型可以用於對一個使用者從某一網絡連結轉移到另一連結的行為進行建模，然後這些模型可以用於對使用者之後的瀏覽行為進行預測，更多應用在社會科學、遺傳學、統計物力學、生物科學與天氣預測等各項領域，馬可夫鏈模型提供了非常強大的研究工具。

參考自csie.npu.edu.tw/Seminar/15/15/paper/C1-05.pdf

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這是一種積分的近似計算方法。其基本原理是概率論中的大數定律。利用大數定律，我們可以通過產生均勻分佈的隨機變量來計算一些體積積分，但是，有時候，積分的形式不是很好，即把它看作一個期望函數的話，它的概率密度並不是均勻分佈，可能很複雜，以至於我們不易從均勻分佈產生這樣的分佈。

這個時候，markov鏈的獨特功能就顯現出來了。因此非週期不可約常返的馬爾科夫鏈具有平穩測度，並且有相應的泛函數定律和中心極限定理。因此，我們只需要構造出相應平穩分佈的Markov Chain，我們就可以繼續在大數定律的保證下用蒙特卡洛的那套方法進行積分的近似計算了。

從1950年萌芽，馬氏鏈蒙特卡洛方法在實踐中不斷發展，逐漸成長為一個頗具分量的理論分支，廣泛應用於各種學科領域（如信息科學，物理，化學，生物學，金融，材料等）的科學計算，展示出越來越強大的威力。

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馬可夫過程 (Markov process) 是一種隨機過程，這裡我們討論的是具有離散狀態的過程，也稱為馬可夫鏈 (Markov chain)。馬可夫鏈不僅是一個應用廣泛的模型分析工具，也是線性代數裡一些數值演算法的基礎。馬可夫鏈常以矩陣形式的差分方程描述，通過分析此問題可以了解動態過程如何由矩陣的特徵值和特徵向量規範
科學中的應用

馬爾可夫鏈通常用來建模排隊理論和統計學中的建模，還可作為信號模型用於熵編碼技術，如演算法編碼。馬爾可夫鏈也有眾多的生物學應用，特別是人口過程，可以幫助模擬生物人口過程的建模。隱蔽馬爾可夫模型還被用於生物信息學，用以編碼區域或基因預測。

馬爾可夫鏈最近的應用是在地理統計學（geostatistics）中。其中，馬爾可夫鏈用在基於觀察數據的二到三維離散變數的隨機模擬。這一應用類似於“克裡金”地理統計學（Kriging geostatistics），被稱為是“馬爾可夫鏈地理統計學”。這一馬爾可夫鏈地理統計學方法仍在發展過程中。

人力資源中的應用
馬爾可夫鏈模型主要是分析一個人在某一階段內由一個職位調到另一個職位的可能性，即調動的概率。該模型的一個基本假設就是，過去的內部人事變動的模式和概率與未來的趨勢大體相一致。實際上，這種方法是要分析企業內部人力資源的流動趨勢和概率，如升遷、轉職、調配或離職等方面的情況，以便為內部的人力資源的調配提供依據。

它的基本思想是：通過發現過去組織人事變動的規律，以推測組織在未來人員的供給情況。馬爾可夫鏈模型通常是分幾個時期收集數據，然後再得出平均值，用這些數據代表每一種職位中人員變動的頻率，就可以推測出人員變動情況。

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馬可夫鏈，用白話說，就是同類型的事件（不同的狀態）依序發生的機率，舉例來說，假設天氣有三種狀態：「晴天」、「陰天」跟「雨天」。如果昨天是雨天，那麼今天是「雨天」的機率，會跟昨天是「晴天」而今天是「雨天」的機率有所不同，這是因為我們相信天氣現象在時間上有某種連續性，前面發生的狀態會影響到後面發生的狀態，而馬可夫模型就是描述這種前後關係的數學語言。

應用:
地理學研究之運用
台股現貨與期貨間交易策略

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定義:
是指同一種實驗或事件在一段時間中，經由週期產生的結果，在此令其結果為隨機變數（random variable），而隨機變數依序週期所形成的序列稱之為隨機過程（Stochastic Process），其中隨機變數的機率分佈狀態，若只與前一個的隨機變數有關係，與過去的隨機變數無關。

應用:
其模型的相關領域非常的多且廣泛，例如在社會科學、遺傳學、物理學、生物科學與天氣預測以及網際網路應用方面，例如:骰子玩棋盤遊戲、預測天氣等。

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馬可夫鏈是一種具有狀態的隨機過程，從目前狀態轉移 s 到下一個狀態 s' 的機率由 q(s→s′) (或者 P(s′|s)) 所表示，這個狀態之轉移機率並不會受到狀態以外的因素所影響，因此與時間無關。

隨機漫步就是馬可夫鏈的例子。隨機漫步中每一步的狀態是在圖形中的點，每一步可以移動到任何一個相鄰的點，在這裡移動到每一個點的概率都是相同的(無論之前漫步路徑是如何的)。

應用層面非常廣泛,舉例如下:
生物數學- 馬可夫鏈也有眾多的生物學應用，特別是增殖過程，可以幫助模擬生物增殖過程的建模。隱蔽馬可夫模型還被用於生物信息學，用以編碼區域或基因預測（見哈代-溫伯格定律。）

經濟和金融- 馬爾科夫鏈可以應用於金融與經濟中一系列現象的建模，包括資產價值與市場衝擊。1974年Prasad等人第一次應用馬爾科夫鏈於金融模型，另一個是James D. Hamilton 1989年應用的機制轉換模型，其中馬爾科夫鏈用來對高GDP增長速度時期與低GDP增長速度時期（換言之，經濟擴張與緊縮）的轉換進行建模。

語音識別- 隱馬爾科夫模型是大多數現代自動語音識別系統的基礎。
物理- 馬可夫系統廣泛出現在熱力學和統計力學中。

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1. 馬可夫鏈

-是一個應用廣泛的模型分析工具，也是線性代數裡一些數值演算法的基礎。馬可夫鏈常以矩陣形式的差分方程描述，通過分析此問題可以了解動態過程如何由矩陣的特徵值和特徵向量規範。
-為狀態空間中經過從一個狀態到另一個狀態的轉換的隨機過程。該過程要求具備「無記憶」的性質：下一狀態的機率分布只能由當前狀態決定，在時間序列中它前面的事件均與之無關。這種特定類型的「無記憶性」稱作馬可夫性質。馬爾科夫鏈作為實際過程的統計模型具有許多應用。

在馬可夫鏈的每一步，系統根據機率分布，可以從一個狀態變到另一個狀態，也可以保持當前狀態。狀態的改變叫做轉移，與不同的狀態改變相關的機率叫做轉移機率。隨機漫步就是馬可夫鏈的例子。隨機漫步中每一步的狀態是在圖形中的點，每一步可以移動到任何一個相鄰的點，在這裡移動到每一個點的機率都是相同的（無論之前漫步路徑是如何的）。

2.應用有
-物理: 熱力學/統計力學
-語音辨識
-網際網路應用: 谷歌所使用的網頁排序算法（PageRank）就是由馬可夫鏈定義的。馬可夫模型也被應用於分析用戶瀏覽網頁的行為。一階或者二階的馬可夫模型可以用於對一個用戶從某一網絡連結轉移到另一連結的行為進行建模，然後這些模型可以用於對用戶之後的瀏覽行為進行預測。
-經濟與金融
-模擬IEEE 802.11的行為

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