WLAN

Was ist WLAN?

Stell dir vor, du möchtest dein Laptop mit dem Internet verbinden – aber ohne Kabel. Genau das ermöglicht WLAN (Wireless Local Area Network). Anstatt Daten über ein Kupferkabel zu übertragen, werden sie als elektromagnetische Wellen durch die Luft gesendet.

WLAN ist heute aus dem Alltag nicht mehr wegzudenken: Smartphones, Laptops, Smart-TVs, Drucker und sogar Kühlschränke verbinden sich drahtlos mit dem Netzwerk. Der technische Standard dahinter heißt IEEE 802.11 – benannt nach dem Komitee der IEEE das ihn entwickelt hat. Im Alltag spricht man von Wi-Fi, was eigentlich ein Markenname der Wi-Fi Alliance ist, aber synonym für WLAN verwendet wird.

Wie funktioniert WLAN grundsätzlich?

WLAN funktioniert nach dem Client-Access-Point-Prinzip. Ein Access Point (AP) – meist dein Router zu Hause – sendet ein Funksignal aus. Geräte in Reichweite (Clients) können sich mit diesem Signal verbinden und darüber kommunizieren.

Heimnetzwerk:

Internet
   │
[Router/Modem]
   │
[Access Point] ))) Funksignal
               │
    ┌──────────┼──────────┐
 Laptop    Smartphone   Tablet

Der Access Point fungiert dabei wie ein drahtloser Switch – er koordiniert wer wann senden darf und leitet Daten zwischen den Clients und dem kabelgebundenen Netzwerk weiter.

Die 802.11-Standards im Überblick

IEEE 802.11 ist nicht ein einzelner Standard, sondern eine ganze Familie von Standards die über die Jahre immer schneller und leistungsfähiger wurden. Jede neue Version bekommt einen Buchstaben-Zusatz:

Im Alltag begegnest du als FISI vor allem Wi-Fi 5 (802.11ac) und Wi-Fi 6 (802.11ax) – diese sind in modernen Unternehmensumgebungen Standard.

Frequenzbänder – 2,4 GHz vs. 5 GHz

WLAN kann auf verschiedenen Frequenzbändern funken. Die beiden wichtigsten sind 2,4 GHz und 5 GHz – sie haben grundlegend unterschiedliche Eigenschaften:

Die Faustregel: 2,4 GHz wenn du Reichweite brauchst, 5 GHz wenn du Geschwindigkeit brauchst und nah am Access Point bist. Wi-Fi 6E und Wi-Fi 7 fügen noch das 6-GHz-Band hinzu – noch schneller, aber mit nochmals geringerer Reichweite.

Kanäle und Interferenzen

Innerhalb eines Frequenzbands gibt es mehrere Kanäle. Im 2,4-GHz-Band stehen 13 Kanäle zur Verfügung – aber sie überlappen sich stark. Nur die Kanäle 1, 6 und 11 überlappen sich nicht und sollten in dichten Umgebungen genutzt werden:

2,4 GHz Kanäle (überlappungsfrei):

Kanal  1: ████████
Kanal  6:      ████████
Kanal 11:           ████████

Wenn Nachbar-APs denselben Kanal nutzen → Interferenz → Leistungsabfall

Im 5-GHz-Band stehen deutlich mehr nicht-überlappende Kanäle zur Verfügung – das ist ein weiterer Vorteil gegenüber 2,4 GHz in dicht besiedelten Umgebungen.

SSID und BSSID

Jedes WLAN-Netzwerk hat einen Namen – die SSID (Service Set Identifier). Das ist der Name den du siehst wenn du auf deinem Gerät nach WLAN-Netzwerken suchst, zum Beispiel „FisiPedia-Office". Die SSID kann versteckt werden (Hidden SSID), aber das bietet kaum echten Sicherheitsgewinn – jedes Netzwerkanalyse-Tool findet sie trotzdem.

Die BSSID (Basic Service Set Identifier) ist die MAC-Adresse des Access Points – sie identifiziert eindeutig einen bestimmten AP, nicht nur das Netzwerk. Das ist nützlich wenn mehrere APs dieselbe SSID ausstrahlen (Roaming).

WLAN-Sicherheit – WPA, WPA2, WPA3

Drahtlose Kommunikation kann theoretisch von jedem in Reichweite abgehört werden. Deshalb wird WLAN-Datenverkehr verschlüsselt. Die wichtigsten Sicherheitsstandards:

WPA2-Personal nutzt ein gemeinsames Passwort (PSK – Pre-Shared Key) für alle Clients. WPA2-Enterprise nutzt stattdessen einen RADIUS-Server zur individuellen Authentifizierung – jeder Nutzer hat eigene Zugangsdaten. Das ist in Unternehmen deutlich sicherer, weil beim Ausscheiden eines Mitarbeiters nicht das gesamte WLAN-Passwort geändert werden muss.

CSMA/CA – Kollisionsvermeidung im WLAN

Im Ethernet-Kabelbereich kennen wir CSMA/CD (Collision Detection). Im WLAN funktioniert das nicht – ein Gerät kann nicht gleichzeitig senden und empfangen um Kollisionen zu erkennen. Deshalb verwendet WLAN CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance).

Das Prinzip: Bevor ein Gerät sendet, horcht es ob das Medium frei ist. Ist es frei, wartet es noch eine zufällige kurze Zeit (um Kollisionen mit anderen wartenden Geräten zu vermeiden) und sendet dann erst. Außerdem können optional Bestätigungen (ACKs) verwendet werden.

Infrastruktur-Modus vs. Ad-hoc-Modus

WLAN kann in zwei grundlegenden Modi betrieben werden:

Im Infrastruktur-Modus kommunizieren alle Geräte über einen zentralen Access Point. Das ist der Normalfall – dein Heimrouter, der Büro-AP, die Schul-WLAN-Infrastruktur. Alle Datenpakete laufen durch den AP, auch wenn zwei Clients miteinander kommunizieren.

Im Ad-hoc-Modus (auch IBSS) verbinden sich Geräte direkt miteinander ohne Access Point. Praktisch für schnelle direkte Verbindungen, aber selten eingesetzt. Eine moderne Weiterentwicklung ist Wi-Fi Direct (z.B. für Drucker oder Dateiübertragungen zwischen Smartphones).

Roaming – Nahtlos im Netzwerk bewegen

In größeren Umgebungen (Büros, Schulen, Krankenhäuser) werden mehrere Access Points mit derselben SSID betrieben. Wenn du dich durch das Gebäude bewegst, wechselt dein Gerät automatisch zum nächstgelegenen AP – das nennt man Roaming.

Für nahtloses Roaming ohne Verbindungsunterbrechung gibt es den Standard IEEE 802.11r (Fast BSS Transition). Ohne diesen Standard kann es beim AP-Wechsel zu kurzen Verbindungsunterbrechungen kommen.

Zusammenfassung

• WLAN (IEEE 802.11) ist der Standard für drahtlose lokale Netzwerke – im Alltag als Wi-Fi bekannt

• Clients verbinden sich über einen Access Point (AP) mit dem Netzwerk

• Die wichtigsten Standards heute: Wi-Fi 5 (802.11ac) und Wi-Fi 6 (802.11ax)

• 2,4 GHz hat mehr Reichweite aber weniger Geschwindigkeit, 5 GHz ist schneller aber hat weniger Reichweite

• Im 2,4-GHz-Band sollten nur die Kanäle 1, 6 und 11 genutzt werden – sie überlappen sich nicht

• Die SSID ist der sichtbare Netzwerkname, die BSSID die MAC-Adresse des Access Points

• WEP und WPA sind veraltet – WPA2 ist der aktuelle Heimstandard, WPA3 der modernste

• Unternehmen nutzen WPA2/WPA3-Enterprise mit RADIUS-Server für individuelle Authentifizierung

• WLAN nutzt CSMA/CA (Kollisionsvermeidung) statt CSMA/CD (Kollisionserkennung)