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WiFi通信技术常考面试题

WiFi是无线局域网技术的代表，在嵌入式系统中应用广泛。以下是WiFi相关的常见面试题及解答：

1. WiFi基础知识

1.1 WiFi标准及特点

• IEEE 802.11b/g/n：2.4GHz频段，兼容性好
• IEEE 802.11a/n/ac：5GHz频段，抗干扰能力强
• IEEE 802.11ax (WiFi 6)：高效率、低延迟、支持高密度场景
• IEEE 802.11ah (WiFi HaLow)：低功耗、长距离传输，适合物联网

1.2 WiFi工作频段

• 2.4GHz频段：2.4-2.4835GHz，共14个信道(国内使用1-13)
• 5GHz频段：5.15-5.85GHz，信道数量更多，干扰更少
• 信道宽度：20MHz、40MHz、80MHz、160MHz

1.3 WiFi网络架构

• 基础架构模式(Infrastructure)：通过AP连接多个终端
• 点对点模式(Ad-Hoc)：设备直接互联
• WiFi Direct：无需AP的点对点连接
• Mesh网络：多AP协同覆盖

2. WiFi协议栈

2.1 协议层次结构

• 物理层(PHY)：调制解调、编码、天线技术
• MAC层：介质访问控制、帧格式、安全机制
• 网络层及以上：与标准TCP/IP协议栈一致

2.2 WiFi帧格式

• 管理帧：Beacon、Probe、Authentication等
• 控制帧：RTS、CTS、ACK等
• 数据帧：携带上层协议数据

2.3 WiFi连接过程

1. 扫描：主动扫描(Probe Request)或被动扫描(监听Beacon)
2. 认证：开放系统认证或共享密钥认证
3. 关联：交换能力信息并建立连接
4. 密钥交换：WPA/WPA2握手过程
5. 数据传输：建立IP连接并传输数据

3. WiFi安全机制

3.1 加密技术

• WEP：已被破解，不安全
• WPA/WPA2-PSK：预共享密钥模式，适合家庭和小型办公环境
• WPA/WPA2-Enterprise：基于802.1X认证，适合企业环境
• WPA3：增强安全性，改进密钥交换机制

3.2 认证方式

• 开放认证：无认证，任何设备可连接
• PSK认证：基于预共享密钥
• 802.1X/EAP认证：基于用户名密码或证书

4. 嵌入式WiFi开发

4.1 常见WiFi芯片方案

• ESP8266/ESP32：集成MCU和WiFi，成本低