2.4G-WiFi连接路由器过程

一、概述

WiFi的数据通信基于802.11协议进行，无线AP在工作时会定时向空中发送beacon数据包，基站（STA）从beacon中解析出AP的名称、加密方式等信息，从而发起连接。

二、WiFi连接路由器的详细过程

WiFi连接过程主要可以分为3部分：扫描、认证和关联：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-XqGIMP5R-1676278372972)(https://note.youdao.com/yws/res/30380/WEBRESOURCE29a1d5bd363d8ba87f93fb88ead31d5c)]

2.1、扫描过程

2.1.1、主动扫描

WiFi的的扫描过程分为主动扫描和被动扫描。主动扫描情况下，STA会依次向各个信道广播发送探寻请求（Probe Request）管理帧，AP在收到Probe Request帧之后会定向回复探寻响应帧（Probe Ack），其中包含AP的SSID、MAC地址、加密方式等信息，之后STA根据路由器返回的信息进行连接和认证。

主动扫描有助于STA更快的发现周围的AP，但同时也会带来更高的功耗。

路由器返回的Probe Rsp中携带的信息和Beacon帧大同小异，下图是使用omipeek抓到的Probe Rsp包在wireshark中解析到的信息：

2.1.2、被动扫描

被动扫描，STA被动接收AP发送的Beacon管理帧，并且只会向无线AP所在信道发送Probe Request，它和主动扫描相比的优势在于可以降低功耗。
使用wireshark可以看到Beacon帧的结构如下图：

Beacon帧是广播，而Probe Response帧则是针对特定请求返回的单播数据。

2.2、认证

路由器的beacon帧和其返回的Probe Response帧中都包含路由器的SSID、加密方式等信息，STA在获得这些信息之后，使用提前设置好的密码按照正确的加密方式即可发起认证过程。

认证过程主要由认证请求（Auth Request）和认证响应（Auth Response）两部分组成：

• STA向AP发起认证请求：
  [外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-gJuQFHkq-1676278372975)(https://note.youdao.com/yws/res/6/WEBRESOURCEdd8b4d68d00522c3fc3b900bc1f7e366)]
• AP响应认证请求：
  

认证请求和认证响应的帧格式类似，但是源地址和目的地址不同，认证请求的源地址是STA的地址，认证响应的源地址是AP地址。

2.3、关联

认证之后，STA向AP发送连接请求（Association Request），AP响应连接请求（Association Response）。

• Association Request：
  

• Association Response
  

参考：https://www.modb.pro/db/146335