3 WLAN-Architektur

Um WLAN unter Linux effizient zu nutzen, ist es wichtig, die grundlegende Architektur und Funktionsweise eines WLAN-Netzwerks zu verstehen. WLAN arbeitet nach einem typischen Client-Server-Modell, bei dem ein Access Point (AP) als zentraler Knoten fungiert, der drahtlose Geräte verbindet. Die Netzwerk-Schnittstellen auf einem Linux-System übernehmen die Kommunikation mit diesen Access Points.

3.1 WLAN-Komponenten: Access Point, Client, Router

• Access Point (AP): Ein Gerät oder eine Software, die als Funkzentrale fungiert und es Clients ermöglicht, sich mit einem Netzwerk zu verbinden. Ein AP bietet eine drahtlose Verbindung zu einem kabelgebundenen Netzwerk.
• Client: Ein drahtloses Gerät, das sich mit einem Access Point verbindet, um Zugang zu einem Netzwerk zu erhalten. Unter Linux kann dies ein Laptop, Smartphone oder ein Server sein.
• Router: In vielen Heimnetzwerken wird der WLAN-Router sowohl als Access Point als auch als Verbindung zu externen Netzwerken (z.B. dem Internet) verwendet.

3.2 WLAN-Verbindungen und Netzwerkschnittstellen

Unter Linux werden WLAN-Schnittstellen über spezielle Netzwerkgeräte wie wlan0 oder wlp3s0 verwaltet. Diese Geräte entsprechen den physikalischen WLAN-Adaptern des Systems. Die Verwaltung und Konfiguration dieser Schnittstellen erfolgt über den Netzwerk-Stack von Linux.

• Physical Interface (PHY): Dies ist die physische Netzwerkschnittstelle, die mit dem WLAN-Hardwaremodul verbunden ist.
• Logical Interfaces: Mehrere logische Schnittstellen können auf einem physischen Interface basieren, wie z.B. für unterschiedliche Netzwerke oder VLANs.
• SSID (Service Set Identifier): Der Name des WLAN-Netzwerks, der für die Identifizierung eines bestimmten drahtlosen Netzwerks verwendet wird.
• BSSID (Basic Service Set Identifier): Die physische Adresse (MAC-Adresse) des Access Points.

3.3 Funktionsweise des WLAN-Stacks unter Linux

Der WLAN-Stack in Linux besteht aus mehreren Schichten, die zusammenarbeiten, um die drahtlose Kommunikation zu ermöglichen: - Hardware Layer: Die physische WLAN-Karte und deren Treiber, die für die Kommunikation mit der Funk-Hardware zuständig sind. - MAC Layer: Dieser Layer verwaltet die Datenübertragung zwischen den verschiedenen Schichten, stellt sicher, dass die Pakete korrekt empfangen und gesendet werden, und sorgt für die Synchronisation von Datenübertragungen. - Network Layer: Verarbeitet die Pakete, die über das Netzwerk gesendet werden, und entscheidet, wohin sie gesendet werden sollen (z.B. an ein anderes Netzwerkgerät oder das Internet).

3.4 Verbindungsaufbau eines WLAN-Clients

Der Prozess der Verbindung zu einem WLAN-Netzwerk umfasst mehrere Schritte: