WLAN 笔记

本文主要记录 Linux 与无线网络相关的一些知识和操作笔记，包括：如何编译无线网卡的驱动、如何利用 dkms 在内核更新时自动编译驱动模块、以及 hostapd、wpa_supplicant、iw 等实用工具的用法。

内核模块

在 Linux 中，驱动一般都是通过内核模块的形式提供。内核模块分为 内置模块、可加载模块：内置模块是静态编译进内核的，无需通过 modprobe、insmod、rmmod 来加载、卸载，核心模块一般会内置到内核；而大部分驱动，都是可加载模块，即 *.ko kernel object 内核对象文件。

kernel object 和 object 都是对象文件，但是 kernel object 不能被链接或者直接运行，需要使用 insmod 或 modprobe 来加载它，让它成为内核的一部分，扩展内核的功能。不需要时，可以使用 rmmod 或 modprobe 来卸载它，回收内存以及相应的资源。

默认情况下，Linux 发行版已经自带了大部分硬件的驱动模块，一般放在 /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel 目录下，以 *.ko、*.ko.gz 等形式存放，因此可以通过 find 命令，查看当前系统是否已自带指定模块。

驱动编译

当我们插入一张无线网卡时（假设为 USB 无线网卡），如果系统已自带驱动，那么使用 ip addr 就可以看到对应的接口，否则说明系统没有自带相应驱动，需自行编译。

我们先使用 lsusb 命令查看网卡的型号，这是 RPi3B 的输出：

  
$ lsusb
Bus 001 Device 004: ID 0b95:1790 ASIX Electronics Corp. AX88179 Gigabit Ethernet
Bus 001 Device 003: ID 0424:ec00 Standard Microsystems Corp. SMSC9512/9514 Fast Ethernet Adapter
Bus 001 Device 002: ID 0424:9514 Standard Microsystems Corp. SMC9514 Hub
Bus 001 Device 001: ID 1d6b:0002 Linux Foundation 2.0 root hub

其中第一个就是我插入的 USB 转 RJ45 千兆网卡，可以看到对应的网卡型号为 AX88179，可以通过 Google 来找到对应的网卡驱动（一般官网都会提供的，不过实际上，这块网卡的驱动 ArchLinux 已经自带了，所以一插上去我就能看到对应的 eth1 接口）。

然后下载对应的驱动源码包，解压，一般都有 makefile 文件，熟悉编译安装的同学应该很容易知道，其实就是使用 make 编译。编译之前，需要安装一些依赖和头文件，make、gcc 这些不必多说，必备；此外我们还需要获取 linux 内核头文件，在 ArchLinux 中，安装与内核版本对应的 linux-headers 包就可以了，注意必须是与 linux 包相同版本的；如果版本不对应，建议先更新系统，再安装。

接下来，查看 readme.txt 或其他说明文件，一般情况下，直接 make 就可以了。如果没有报错，会在当前目录下生成 modname.ko；使用 modinfo modname.ko 可以查看这个模块的信息；使用 insmod modname.ko 加载此模块；如果一切顺利，此时使用 ip addr 即可看到新网卡；不需要时，可以使用 rmmod modname 卸载模块。

如果 insmod 时出错，提示符号找不到；可先使用 modprobe mac80211 插入 mac80211 模块，因为无线网卡的驱动依赖这个模块，而 insmod 不会处理依赖。可以使用 modinfo 来查看模块的依赖信息。

如果 lsusb 或 lspci 没有显示型号怎么办？

这问题还是挺常见的，比如 360wifi3，只有一个 MediaTek。像这种怎么获取网卡的具体型号呢？看到 lsusb 输出行的 ID 字段没？如果是 lspci，带上参数 -nn 才会显示 ID。假设 ID 为 0bda:8153，你只要打开 Google，搜索此 ID 一般就能够找到对应的网卡型号。

这个 ID 到底是什么意思呢？它分为两个部分，0bda、8153，前者是厂商 ID（Vendor ID），后者是设备 ID（Device ID）或产品 ID（Product ID）。每个硬件都有其对应的 VID、PID：VID 需要向相关机构申请，是全球唯一的，每个厂商的 VID 都是不同的，而 PID 则由厂商自己决定，可以利用 VID、PID 查找对应的硬件型号。注意，VID 和 PID 并不是 Linux 独有的概念，它是硬件的概念，在 Windows 上同样存在，使用设备管理器可以看到对应的 VID、PID。

https://devicehunt.com：输入 VID 和 PID 即可查找硬件型号等信息，支持 PCI 和 USB 两种总线类型。

自动加载

前面介绍了如何使用 insmod 来装载驱动，但你可能也发现，当我们插入网卡时，系统并不会自动加载我们编译的驱动模块，需要手动 insmod 来加载。能不能像其它自带驱动一样，让系统自动检测硬件，并载入对应的驱动模块呢？当然是可以的，步骤如下：

将 modname.ko 文件放到 /usr/lib/modules/$(uname -r)/kernel/drivers 的相应子目录下（自行分类），当然实际上放在哪并没有要求，但分类总是好的，别人一看就知道这是什么类型的驱动，如果实在不知道放哪，也可以放到 /usr/lib/modules/$(uname -r)/extra 目录；
使用 depmod -a 重新建立内核模块的依赖关系，它会更新 /usr/lib/modules/$(uname -r)/modules.* 相关文件；这些信息会被 modprobe 使用，用来分析和解决模块的依赖关系。

现在我们再插入网卡，udev 守护进程就会根据 VendorID:DeviceID 来加载驱动模块了；不过当我们拔出网卡时，udev 并不会自动卸载模块，需要我们手动卸载；但通常没必要这样做，让 udev 自动管理即可。

除了借助 udev，也可使用 modprobe modname 来加载模块，卸载模块则用 modprobe -r modname。

系统如何知道一个硬件要使用哪个驱动模块？

其实就是根据 VID/PID 来识别的。驱动模块通常会定义一些 alias，使用 modinfo modname | grep alias 可以看到相关的 VID、PID，它表示这个驱动可以用在哪些硬件。当新硬件插入时，udev 会先获取硬件的 VID/PID，然后查找系统中的 alias 文件（/usr/lib/modules/$(uname -r)/modules.alias），就知道该使用哪个驱动了。

如何将一个驱动强制用于某个硬件设备？

在 /sys/module/<modname>/drivers/<bus:modname>/new_id 文件中添加对应硬件的 VID、PID 就可以了，如 echo VID PID >/path/to/new_id。但是，你必须确定该驱动能够支持此硬件，否则强加进去也是没用的，甚至还可能会导致内核崩溃。

dkms 用法

更新内核后，如何让手动添加的驱动能够正常使用？

内核模块和内核版本是紧密相关的，一个内核模块只能在某个内核版本运行。当我们更新内核版本后，必须在新内核环境中，重新编译相关的内核模块。

当我们使用经常更新内核版本的发行版时，会非常麻烦。比如 ArchLinux，时不时就会更新内核版本。我可不想每次更新内核都去重新编译内核模块，怎么办呢？

答案是 dkms（Dynamic Kernel Module Support，动态内核模块支持），我们可以将模块源码交给 dkms 管理。内核更新时，dkms 会自动编译适用于新版本的内核模块。

首先安装 dkms：pacman -S dkms，然后运行 dkms 查看使用帮助：

  
$ dkms
Usage: /usr/bin/dkms [action] [options]
  [action]  = { add | remove | build | install | uninstall | match | autoinstall
               | mkdriverdisk | mktarball | ldtarball | mkrpm | mkkmp | mkdeb | status }
  [options] = [-m module] [-v module-version] [-k kernel-version] [-a arch]
              [-d distro] [-c dkms.conf-location] [-q] [--force] [--all]
              [--templatekernel=kernel] [--directive='cli-directive=cli-value']
              [--config=kernel-.config-location] [--archive=tarball-location]
              [--kernelsourcedir=source-location] [--no-prepare-kernel] [--no-initrd]
              [--binaries-only] [--source-only] [-r release (SuSE)] [--verbose]
              [--size] [--spec=specfile] [--media=floppy|iso|tar] [--legacy-postinst=0|1]
              [--no-depmod] [-j number] [--version]
Error! No action was specified.

常用的 action 有：

add：将模块添加到构建系统
remove：将模块从构建系统移除
status：查看构建系统中的模块状态
build：构建内核模块（make）
install：安装内核模块到相关目录
uninstall：取消安装内核模块（变为 built 状态）

常用的 options 有：

-m module：指定模块名称
-v module-version：指定模块版本
-k kernel-version：指定内核版本和 architecture
-c dkms.conf-location：指定 dkms.conf 文件
--all：所有相关的内核版本和 architecture
--verbose：输出详细信息

这里以 rtl8812au 无线网卡驱动为例，README.md 说明如下：

  
DRV_NAME=rtl8812au
DRV_VERSION=4.3.20
mkdir /usr/src/${DRV_NAME}-${DRV_VERSION}
cp -af . /usr/src/${DRV_NAME}-${DRV_VERSION}/ # 将源码和相关文件copy到此目录
dkms add -m ${DRV_NAME} -v ${DRV_VERSION}
dkms build -m ${DRV_NAME} -v ${DRV_VERSION}
dkms install -m ${DRV_NAME} -v ${DRV_VERSION}
dkms status -m ${DRV_NAME} -v ${DRV_VERSION}

首先，将想要被 dkms 管理的内核模块源码目录复制到 /usr/src 目录下，源码目录的命名是有规定的，即 $name-$version，前面是模块名，后面是模块版本。后面的 -m、-v 参数指定的就是这两个东西。当然要被 dkms 管理还没这么简单，你需要在 /usr/src/$name-$version/ 目录下创建 dkms.conf 配置文件，告诉 dkms 一些必要的信息，这是 rtl8812au 的 dkms.conf 文件内容：

  
PACKAGE_NAME="rtl8812au"
PACKAGE_VERSION="4.3.14"
CLEAN="make clean"
MAKE[0]="make KVER=$kernelver"
BUILT_MODULE_NAME[0]="rtl8812au"
DEST_MODULE_LOCATION[0]="/kernel/drivers/net"
AUTOINSTALL="yes"

PACKAGE_NAME：模板名称
PACKAGE_VERSION：模块版本
CLEAN：清理命令，如 make clean
MAKE[0]：编译模块的命令，如 make
BUILT_MODULE_NAME[0]：生成的内核模块名
DEST_MODULE_LOCATION[0]：安装路径，相对于 /usr/lib/modules/$(uname -r)
AUTOINSTALL：是否自动安装该模块，具体我也不太清楚，请参见相关 man 文档

在 dkms.conf 中，可以引用一些预定义的变量，比如上面的 $kernelver：当前内核版本。

dkms.conf 是一个包含变量定义的 shell 脚本，变量名应全部大写，可以执行一些 shell 语句，如：

  
PACKAGE_NAME="@PKGBASE@"
PACKAGE_VERSION="@PKGVER@"
PROCS_NUM=`nproc`
[ $PROCS_NUM -gt 16 ] && PROCS_NUM=16
MAKE="'make' -j$PROCS_NUM KVER=${kernelver}"
CLEAN="'make' clean"
BUILT_MODULE_NAME[0]="rtl8192eu"
DEST_MODULE_LOCATION[0]="/extra"
AUTOINSTALL="yes"
REMAKE_INITRD="yes"

如果需要让 dkms 不再管理相关模块，可以使用 dkms remove 模块名/模块版本 --all。

另外，dkms.conf 中的模块名要和 make 编译出来的保持一致，否则 dkms build 可能报错。

认证与加密

安全协议

WEP：Wired Equivalent Privacy（有线等效加密），不安全，不建议使用。
WPA：Wi-Fi Protected Access（WiFi 保护访问）第一版，有漏洞，不是很建议。
WPA2：Wi-Fi Protected Access（WiFi 保护访问）第二版，目前来说，建议使用。

WPA/WPA2 分为个人版、企业版：

WPA/WPA2 个人版：使用 pre-shared key（PSK，预共享密钥），较简单
WPA/WPA2 企业版：需要一台额外的认证服务器，大型企业使用，比较复杂

加密方式

TKIP：WPA 中的加密方式，使用 RC4 加密算法，不安全。
CCMP：WPA2 中的加密方式，使用 AES 加密算法，更安全。
在 WPA 中，TKIP 为默认方式，CCMP 为可选方式；
在 WPA2 中，CCMP 为默认方式，TKIP 为可选方式。

WiFi 联盟要求 IEEE 802.11n 使用 WPA2 和 CCMP，TKIP 不可用于 802.11n 的传输，它仅支持传统的 802.11a、802.11b、802.11g 传输，最高速率为 54Mbps。

无线网络标准

主要有三个：802.11a、802.11b/g/n、802.11ac

802.11a：标准吞吐量为 54Mbps，工作在 5GHz 频段。
802.11b：标准吞吐量为 11Mbps，工作在 2.4GHz 频段。
802.11g：标准吞吐量为 54Mbps，工作在 2.4GHz 频段，兼容 802.11b。
802.11n：标准吞吐量为 300Mbps，工作在 2.4GHz/5GHz 频段，兼容 802.11a/b/g。
802.11ac：标准吞吐量为 1Gbps，工作在 5GHz，兼容 802.11a/b/g/n（需降为 2.4GHz）。

主要讨论 802.11n、802.11ac，一般来说，802.11n 工作在 2.4GHz 频段，802.11ac 工作在 5GHz 频段。

802.11n 是在 802.11g 的基础上改良的，802.11ac 则是在 802.11a 的基础上改良的。因此，在 hostapd.conf 中，802.11n 的配置是 hw_mode=g 和 ieee80211n=1、802.11ac 的配置是 hw_mode=a 和 ieee80211ac=1。

部分 802.11ac 无线网卡支持“双频”工作模式，所谓双频是指同时支持 802.11n、802.11ac 两种标准，即这种网卡可以发射/接收 2.4G 的 WiFi，也可以发射/接收 5.8G 的 WiFi，但是同时只能工作在一种模式下，不可同时开启。因此所谓的 dual-band 双频 AP，只是有两张物理网卡而已，一个处理 2.4G、一个处理 5.8G。

802.11n：信道选择

2.4G 频段有 13 个左右交叠的信道（中国），其中只能找出 3 个相互不重合的信道（具体请参考最后一节），最常用的就是 1、6、11 这三个，当然也可以使用其他没有重叠的组合，但是由于一些国家法律不允许使用 12 或 13 信道，所以这个组合是兼容性最好的。如下图所示：

如果选择 1、6、11 信道，只会被同信道的设备干扰；
如果选择其他信道，会同时被多个信道的设备干扰。

802.11n：频宽选择

在路由器设置页面，我们可以选择 20MHz 和 40MHz 两种频宽（有些还支持 20/40MHz 自动模式）。可以将频宽理解为传输数据的道路宽度，因此理论上，40MHz 的传输速度会比 20MHz 快很多。但由于 2.4GHz 下有很多干扰源（很多设备都工作在此频段，比如无线蓝牙，无线键鼠，微波炉等），因此不可避免的存在大量干扰，所以实际体验中，40MHz 可能还不如 20MHz 稳定&快速。

简单来说，如果你周围的 WiFi 很多，请使用 20MHz 频宽；如果周围没有什么 WiFi，则可以选择 40MHz 频宽，速度快一些。如果路由器支持自动频宽选择，也可以试试选择自动模式。

注意，40MHz 频宽不是所有设备都支持的，如果路由器支持，但客户端不支持，则会自动回退到 20MHz，只有两者都支持 40MHz 才会正常工作。

hostapd 在开启 40MHz 支持时，会在启动时扫描附近是否已经有使用 40MHz 的 WiFi，如果有则会自动降为 20MHz。在 ArchLinux 的 hostapd 中，打了 noscan 的补丁，因此可以在 hostapd.conf 中加入 noscan=1 告诉 hostapd 不要扫描附近的 WiFi 频宽，具体的配置如下：

  
# 启用 802.11n 支持
ieee80211n=1
# 启用 20MHz/40MHz 支持
ht_capab=[HT40+][SHORT-GI-40]
# patch，不扫描周围的 WiFi
noscan=1

hostapd 中的国家/地区代码有什么用？

因为每个国家的 WiFi 允许的频段和信道可能不同，因此需要设置国家/地区代码。

AP 与 STA 模式

AP 模式：Access Point 无线接入点，发送 WiFi 信号的模式，如无线路由。
STA 模式：Station 无线终端，接收 WiFi 信号的模式，如笔记本，手机等。
AP 模式需要的软件包：hostapd
STA 模式需要的软件包：wpa_supplicant
查看/管理无线网卡的工具：iw

hostapd 配置

802.11b/g/n with WPA2-PSK and CCMP

  
interface=wlan0       # the interface used by the AP
driver=nl80211        # use nl80211 driver (default: hostap)
hw_mode=g             # g simply means 2.4GHz band
channel=10            # the channel to use
country_code=FR       # the country code
ieee80211d=1          # limit the frequencies used to those allowed in the country
ieee80211h=1          # same to "ieee80211d=1"
ieee80211n=1          # 802.11n support
wmm_enabled=1         # QoS support

ssid=somename         # the name of the AP
auth_algs=1           # 1=wpa, 2=wep, 3=both
wpa=2                 # WPA2 only
wpa_key_mgmt=WPA-PSK  
rsn_pairwise=CCMP
wpa_passphrase=somepassword

802.11a/n/ac with WPA2-PSK and CCMP

  
interface=wlan0       # the interface used by the AP
driver=nl80211        # use nl80211 driver (default: hostap)
hw_mode=a             # a simply means 5GHz
channel=0             # the channel to use, 0 means the AP will search for the channel with the least interferences 
country_code=FR       # the country code
ieee80211d=1          # limit the frequencies used to those allowed in the country
ieee80211h=1          # same to "ieee80211d=1"
ieee80211n=1          # 802.11n support
ieee80211ac=1         # 802.11ac support
wmm_enabled=1         # QoS support

ssid=somename         # the name of the AP
auth_algs=1           # 1=wpa, 2=wep, 3=both
wpa=2                 # WPA2 only
wpa_key_mgmt=WPA-PSK 
rsn_pairwise=CCMP
wpa_passphrase=somepassword

802.11b/g/n triple AP（单网卡，多 SSID/AP，需驱动支持）

  
interface=wlan0       # the interface used by the AP
driver=nl80211        # use nl80211 driver (default: hostap)
hw_mode=g             # g simply means 2.4GHz
channel=10            # the channel to use
country_code=FR       # the country code
ieee80211d=1          # limit the frequencies used to those allowed in the country
ieee80211h=1          # same to "ieee80211d=1"
ieee80211n=1          # 802.11n support
wmm_enabled=1         # QoS support

# First AP
ssid=test1            # the name of the AP
auth_algs=1           # 1=wpa, 2=wep, 3=both
wpa=2                 # WPA2 only
wpa_key_mgmt=WPA-PSK 
rsn_pairwise=CCMP
wpa_passphrase=somepassword

# Seconf AP
bss=wlan1             # the name of the new interface hostapd will create to handle this AP 
ssid=test2            # the name of the AP
auth_algs=1           # 1=wpa, 2=wep, 3=both
wpa=1                 # WPA1 only
wpa_key_mgmt=WPA-PSK 
wpa_passphrase=someotherpassword

# Third AP
bss=wlan2             # the name of the new interface hostapd will create to handle this AP 
ssid=test3
# since there is no encryption defined, none will be used

其它配置：

  
# 加入桥接网络
bridge=br0

# 不广播/隐藏 SSID
ignore_broadcast_ssid=1

# 20MHz/40MHz 频宽 (2.4G)
ht_capab=[HT40-][HT40+][SHORT-GI-20][SHORT-GI-40]
noscan=1    # archlinux的patch功能，前面有提到

RPI3B 板载 WiFi

  
interface=wlan0
driver=nl80211
bridge=br0

hw_mode=g
channel=11
ieee80211d=1
ieee80211h=1
country_code=CN
ieee80211n=1
wmm_enabled=1

ssid=RPi3B
ignore_broadcast_ssid=0
auth_algs=1
wpa=2
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
rsn_pairwise=CCMP
wpa_passphrase=somepassword

Tenda U12 2.4GHz 配置

  
interface=wlan1
driver=nl80211
bridge=br0

hw_mode=g
channel=1
ieee80211d=1
ieee80211h=1
country_code=CN
ieee80211n=1
ht_capab=[HT40-][HT40+][SHORT-GI-20][SHORT-GI-40][RX-STBC1][DSSS_CCK-40]
noscan=1    # archlinux的patch功能，前面有提到
wmm_enabled=1

ssid=U12-2.4G
ignore_broadcast_ssid=0
auth_algs=1
wpa=2
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
rsn_pairwise=CCMP
wpa_passphrase=somepassword

Tenda U12 5.8GHz 配置

  
interface=wlan1
driver=nl80211
bridge=br0

hw_mode=a
channel=149
ieee80211d=1
ieee80211h=1
country_code=CN
ieee80211n=1
ieee80211ac=1
vht_capab=[SHORT-GI-80][MAX-MPDU-11454][TX-STBC-2BY1][RX-STBC-1][MAX-A-MPDU-LEN-EXP7]
noscan=1    # archlinux的patch功能，前面有提到
wmm_enabled=1

ssid=U12-5.8G
ignore_broadcast_ssid=0
auth_algs=1
wpa=2
wpa_key_mgmt=WPA-PSK
rsn_pairwise=CCMP
wpa_passphrase=somepassword

STA 配置

安装 wpa_supplicant 软件包就可以了，hostapd 用于创建 AP，wpa_supplicant 用于连接 AP。它们都需要运行一个守护进程，守护进程的名字同软件包的名字。

wpa_supplicant 软件包的 3 个主要命令：

wpa_cli：wpa_supplicant 的命令行接口，交互配置工具，调试时常用。
wpa_passphrase：生成 network 配置段的工具，默认使用密文保存密码。
wpa_supplicant：核心守护进程，配置文件目录 /etc/wpa_supplicant/。

使用 iw 扫描可用 wifi

连接 WiFi 前，一般先 scan 下附近可用的 WiFi，可以使用 iw 来扫描。

扫描前，先使用 ip link set wlan0 up 启用接口，然后 iw dev wlan0 scan。

使用 wpa_supplicant 连接 wifi

这是一个极简的 /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf 配置文件：

  
ctrl_interface=/run/wpa_supplicant
update_config=1
country=CN

network={
    # 因为这个 AP 的 SSID 隐藏了，所以设置 scan_ssid=1
    scan_ssid=1
    ssid="TL"
    # psk="somepassword" # 也可以使用明文密码，wpa_passphrase 生成的是密文
    psk=794086310d3cb629fb9b2217658a3a3fd685cce88ce51984b57111fb463b8ac6
}

network 段可以使用 wpa_passphrase 来生成：wpa_passphrase <SSID> <密码>。

启动：wpa_supplicant -B -i wlan0 -c /etc/wpa_supplicant/wpa_supplicant.conf。

如果一切顺利，现在使用 dhcpcd wlan0 就可以接入网络了，当然也可以配置静态 IP。

使用 netctl 连接 wifi

在 ArchLinux 中，也可以使用 netctl 来连接 wifi，省去 wpa_supplicant 的配置：

  
Description='A simple WPA encrypted wireless connection'
Interface=wlan0
Connection=wireless

Security=wpa
IP=dhcp

ESSID='MyNetwork'
# Prepend hexadecimal keys with \"
# If your key starts with ", write it as '""<key>"'
# See also: the section on special quoting rules in netctl.profile(5)
Key='WirelessKey'
# Uncomment this if your ssid is hidden
#Hidden=yes
# Set a priority for automatic profile selection
#Priority=10

iw 命令用法

iw dev：查看接口信息（简短）
iw dev wlan0 info：查看指定接口信息（简短）
iw list：查看设备信息（详细）
iw phy：查看设备信息（详细）
iw phy phy0 info：查看指定设备信息（详细）
iw phy phy0 channels：查看指定设备的信道信息
iw dev wlan0 scan：查看附近的 WiFi 信息
iw dev wlan0 connect param...：连接到指定 WiFi（仅支持 WEP）
iw dev wlan0 disconnect：断开当前连接的 WiFi
iw dev wlan0 link：查看当前连接的 WiFi 信息
iw dev wlan0 station dump [-v]：查看指定接口连接的 WiFi 信息

因为 iw dev wlan0 scan 的信息非常多，因此这里提供一个简单的解析脚本：

  
#!/bin/bash

if [ -z "$1" ]; then
    echo "Usage: $0 <NIC>"
    exit 1
fi

awk_script=$(cat << 'EOF'
$1 == "BSS" {
    split($2, arr, "(");
    MAC = arr["1"];
    results[MAC]["enc"] = "Open";
}

$1 == "freq:" {
    results[MAC]["freq"] = $2;
}

$1 == "signal:" {
    results[MAC]["signal"] = $2 " " $3;
}

$1 == "SSID:" {
    if (length($2) == 0)
        SSID = "<HIDDEN>";
    else
        SSID = $2;
    results[MAC]["ssid"] = SSID;
}

/^\s*HT[0-9]{2}/ {
    results[MAC]["bandwidth"] = $1;
}

/^\s*\* primary channel: [0-9]+/ {
    results[MAC]["channel"] = $4;
}

$1 == "WEP:" {
    enc = results[MAC]["enc"];
    if (enc == "Open")
        results[MAC]["enc"] = "WEP";
}

$1 == "WPA:" {
    enc = results[MAC]["enc"];
    if (enc == "Open" || enc == "WEP")
        results[MAC]["enc"] = "WPA";
}

$1 == "RSN:" {
    enc = results[MAC]["enc"];
    if (enc == "Open" || enc == "WEP" || enc == "WPA")
        results[MAC]["enc"] = "WPA2";
}

END {
    print("       MAC                     SSID   Frequency     Signal     BandWidth   Channel   Security");
    for (mac in results)
        printf("%17s   %15s   %4s MHz   %11s   %9s   %5s   %8s\n",
               mac, results[mac]["ssid"], results[mac]["freq"],
               results[mac]["signal"], results[mac]["bandwidth"],
               results[mac]["channel"], results[mac]["enc"]);
}
EOF
)

if [ "$(ip link set dev $1 up &> /dev/null; echo $?)" -ne 0 ]; then
    echo "Cannot find device '$1'"
    exit 1
fi

echo -e "\e[1m$(awk "$awk_script" < /dev/null)\e[0m"
iw dev $1 scan 2> /dev/null | awk "$awk_script" | tail +2 | sort -nrk5

用法很简单，将 wifi-scan 放在 PATH 路径下，然后 wifi-scan wlan0 就可以了。

其他无线知识

有线网络：全双工，可以同时发送和接收数据，互不影响，相当于有两条道路。
无线网络：半双工，同一时间只能发送或接收，两个状态之间需要不断的切换。

一条网线同一时间只能与两个设备相连，这很容易理解。而一条无线同一时间也只能与两个设备相连，即 AP 和 Sta 之间是一对一连接的。那为什么多个 Sta 连接到同一个 AP 却可以同时上网呢？

其实是 AP 与多个 Sta 之间不断切换造成的假象，比如第一个 Sta 通信 10ms，然后立即切换到第二个 Sta，与之通信 10ms，以此类推。这和单核心计算机上运行多个程序是一样的，都是不断切换来实现的。

基于这个特点，将无线 AP 当作无线的交换机是不太可取的，特别是设备多，网络负载比较重时，性能下降明显。当然，家用或设备不多的情况下，拿来当无线交换机还是可以的。

在无线传输领域，存在 MIMO 这样一个技术，MIMO 即 multiple-input and multiple-output，多输入多输出。MIMO 在 WLAN、3G、4G 中被广泛使用。

802.11n 在速率上的提升很大程度上都归功于 MIMO 技术，那 MIMO 究竟是什么东西呢？其实就是多天线，MIMO 不要求 AP 和 Sta 都有多天线，但是如果 AP 和 Sta 的天线数量相同（或 AP 端更多），效果最好。

MIMO 的每条天线都可以同时发送数据或同时接收数据，将传输流从一条变成了多条，因此传输速率将翻倍。假设一条天线的速率是 150Mbps，那么两条天线的速率就是 150*2=300Mbps，三条天线的速率就是 150*3=450Mbps，四条天线的速率就是 150*4=600Mbps。802.11n 最多允许 4 条天线，即最大 600Mbps。

两个设备之间的传输速率取决于天线少的一方，假设 AP 有 4 条天线，频宽为 40MHz（则单天线速率为 150Mbps），如果 Sta 也有 4 条天线，那么协商速率就是 600Mbps，如果只有两条，那么就是 300Mbps，一条的话就只有 150Mbps 了。

上一段提到，只有在 40MHz 的频宽下，单天线才有 150Mbps（这里仅针对 802.11n 讨论）。如果频宽为 20MHz，那么单天线速率只有 72.2 Mbps，双天线速率就是 144Mbps 了。

这也是为啥高通手机连接 802.11n 的速率大多是 72Mbps（单天线），144Mbps（双天线）。因为高通手机默认关闭了 40MHz 的频宽，需要修改 /system/etc/wifi/WCNSS_qcom_cfg.ini 配置文件（需要 root 权限），将 gChannelBondingMode24GHz 改为 1，启用 40MHz 频宽支持。

802.11n 时代的 MIMO 属于 SU-MIMO（Single User MIMO，单用户 MIMO），所谓单用户是指即使你有多个天线，一个 AP 同时也只能与一个 Sta 进行通信。这和开头说的一条网线同时只能与两个设备连接是一样的，本质没有改变，只不过“这根网线”的传输速率增加了。

既然有 SU-MIMO，就有 MU-MIMO（多用户 MIMO），这是 802.11ac wave2 中提出的，意思是：同一个 AP 同一时间内可以与多个支持 MU-MIMO 的 Sta 进行通信（目前仅支持下行链路，即 AP -> Sta 方向）。多用户 MIMO 听起来是很美好的，但因为不支持上行链路，且多条天线之间可能会造成干扰，可能会导致速率比单用户 MIMO 低。

802.11n 支持的频宽（band-width）有 20MHz、40MHz，而 802.11ac 支持的频宽有 20MHz、40MHz、80MHz、160MHz。频宽越大，传输速率就越大，但因为“传输的道路”变大了，所以可能被邻边的信道干扰，在 WiFi 多的环境中，一味的提高频宽可能没有效果，甚至还会降低原本的速率。

802.11n 最多可以有 4 条天线

单天线时，20MHz 频宽的速率为：72.2Mbps
单天线时，40MHz 频宽的速率为：150Mbps

802.11ac 最多可以有 8 条天线

单天线时，20MHz 频宽的速率为：87.6Mbps
单天线时，40MHz 频宽的速率为：200Mbps
单天线时，80MHz 频宽的速率为：433.3Mbps
单天线时，160MHz 频宽的速率为：866.7Mbps（wave2）

对于 802.11n，中国允许使用的信道为：1-13。但 12、13 可能兼容性不好，部分无线网卡不支持 12、13 信道，搜不到信号。因此实际上常用的为 1-11。在 20MHz 频宽下，建议使用 1、6、11 信道。在 40MHz 频宽下，建议使用 1、11 信道。

对于 802.11ac，建议使用 80MHz 频宽的信道，充分发挥速度优势。下表是每个频宽对应的信道列表。PS：中国允许使用的信道都是只支持 20MHz 频宽的，建议 802.11ac 网络不要选择 CN，用 US 比较好。

网上说 CN 地区建议使用 149 信道，干扰较少，速度比较快，比较稳定。