1. 개요

1.1 IEEE 802.11

오늘날 우리가 와이파이(Wi-Fi)라고 부르는 무선 근거리 통신망(WLAN)의 기반이 되는 국제 표준이다.

정의
- IEEE (국제 전기전자 기술자 협회) 802 위원회의 11번째 워킹 그룹에서 개발한 무선 통신 규격들의 집합이다
목적
- 무선 장치들이 케이블 없이 서로 통신하고 인터넷에 접속할 수 있도록 물리 계층(PHY) 및 매체 접근 제어(MAC) 프로토콜을 정의한다
주파수 대역
- 주로 2.4GHz 및 5GHz 주파수 대역을 사용하며, 최신 표준은 6GHz 대역까지 활용한다
Wi-Fi와의 관계
- 와이파이 얼라이언스(Wi-Fi Alliance)는 802.11 표준을 준수하는 제품에 대한 상호 운용성 인증을 제공하며, 'Wi-Fi'는 이 인증을 받은 제품에 사용되는 브랜드 이름이다

IEEE 802.11 Standards Timeline

802.11 Amendments – The “Alphabet Soup”

주요 802.11 표준 (물리) 및 특징

아래 표는 Wi-Fi 기술이 세대를 거치며 어떻게 발전해 왔는지를 한눈에 보여준다.

속도와 주파수 대역, 핵심 기능의 변화 흐름을 통해 각 표준의 특징과 진화 방향을 쉽게 이해할 수 있다.

Wi-Fi 세대	IEEE 표준	출시 연도	주파수 대역	최대 이론 속도	주요 특징
Wi-Fi 1	802.11b	1999	2.4GHz	11 Mbps	최초의 널리 사용된 표준
Wi-Fi 2	802.11a	1999	5GHz	54 Mbps	5GHz 대역 도입
Wi-Fi 3	802.11g	2003	2.4GHz	54 Mbps	2.4GHz에서 속도 향상
Wi-Fi 4	802.11n	2009	2.4GHz/5GHz	600 Mbps	MIMO 기술, 듀얼 밴드 지원
Wi-Fi 5	802.11ac	2013	5GHz	3.5 Gbps	기가비트 속도, 5GHz 전용
Wi-Fi 6	802.11ax	2019	2.4GHz/5GHz	약 9.6 Gbps	OFDMA, 고효율, 다중 기기 성능 향상
Wi-Fi 6E	802.11ax	2021	2.4GHz/5GHz/6GHz	약 9.6 Gbps	6GHz 대역 추가 지원
Wi-Fi 7	802.11be	2024 (예정)	2.4GHz/5GHz/6GHz	최대 40 Gbps	초고속, 더 넓은 채널 대역폭

집에서 사용하는 Wi-Fi 모델은? 802.11ac 표준을 사용하고 있음

맥에서는 Opt 누른 상태에서 Wifi 클릭하면 상세한 정보를 볼 수 있다

Wi-Fi 세대

지난 시간에 살펴본 802.11r과 함께 같은 해에 발표된 802.11k 표준도 알아본다.

802.11r/k/v

참고: Roaming in 802.11k/v/r Wi-Fi

2. 802.11k (AP Assisted Roaming)

802.11k는 모바일 기기가 더 나은 신호의 인접 AP를 쉽게 찾도록 돕는 무선 자원 측정(Radio Resource Measurement) 표준이다. 이 표준 덕분에 기기는 주변 AP 목록을 미리 알 수 있어, 기존 방식보다 빠르게 최적의 AP로 로밍(roaming)할 수 있다. 즉, 802.11k는 기기가 AP를 더 효율적으로 선택하게 하여 Wi-Fi 성능과 안정성을 향상시킨다.

목적
- 주요 목적은 클라이언트가 최적의 AP(액세스 포인트)를 찾기 위해 비효율적인 스캔 과정을 거치지 않도록 하여, 로밍에 걸리는 시간과 배터리 소모를 줄이는 것이다
주요 기능 및 이점
- 인접 AP 정보 제공
  - 일반적으로 클라이언트는 신호 세기가 약해지면 사용 가능한 모든 채널을 스캔하여 새 AP를 찾는다. 802.11k를 지원하는 AP는 클라이언트 요청 시 주변 AP 목록과 해당 AP의 신호 강도, 채널 사용량, 트래픽 부하 등의 정보를 포함하는 인접 보고서(Neighbor Report/List)를 제공한다
- 빠른 스캔 및 효율적인 로밍
  - 클라이언트는 전체 채널을 스캔할 필요 없이 제공된 목록 내에서만 스캔하면 되므로, 다음 AP로 전환하는 데 걸리는 시간이 크게 단축된다
- 부하 분산
  - 신호가 가장 강한 AP에 클라이언트가 집중되는 것을 방지하고, 네트워크 부하가 적은 다른 AP로 연결을 유도하여 네트워크 효율성을 개선한다
- 전력 소비 감소
  - 불필요한 전체 채널 스캔 과정이 줄어들어 모바일 장치의 배터리 수명을 절약하는 데 도움이 된다
단점
- 네트워크 오버헤드 (경미함)
  - 802.11k는 클라이언트와 AP 간에 추가적인 관리 메시지(인접 보고서 요청 및 응답)를 주고받는다. 이 오버헤드는 일반적으로 미미하지만, 극도로 혼잡한 환경에서는 고려 사항이 될 수 있다
- 호환성 문제 (클라이언트 및 AP 모두 요구)
  - 802.11k는 AP와 클라이언트 장치(스마트폰, 노트북 등) 양쪽 모두 이 표준을 지원해야만 작동한다

2.1 작동 방식

802.11k

참고: https://www.researchgate.net/figure/The-Handover-Concept-using-IEEE-80211k-with-neighbor-reports-Figure-10-shows-the-concept_fig9_221922887

802.11k는 AP와 클라이언트 장치 간에 주변 무선 환경에 대한 정보를 공유함으로써 작동한다. 주요 단계는 다음과 같다.

로밍 트리거 되는 시점
- 클라이언트의 신호 강도가 특정 Threshold 이하(연결된 AP로부터 멀어지는 경우)로 떨어지면 현재 연결이 불안정하다고 판단하고 능동적으로 로밍을 준비한다
- 현재 연결된 AP는 트래픽이 과도하게 집중될 경우, 연결된 장치를 다른 AP로 유도할 수 있다
인접 AP 목록 요청 (Neighbor Request)
- 클라이언트는 현재 신호 강도가 약해지거나 로밍이 필요한 시점에 현재 AP에 인접한 AP 목록을 요청한다
보고서 제공
- AP는 요청에 응답하여 신호 품질, 사용 가능한 리소스, 채널 사용률 등 주변 AP에 대한 상세 정보가 포함된 인접 보고서(Neighbor Report)를 제공한다
최적의 AP 선택
- 클라이언트는 이 보고서를 기반으로 전체 채널을 일일이 검색할 필요 없이(이는 시간이 많이 걸리고 배터리를 소모시킴) 다음에 연결할 최적의 AP를 신속하게 결정한다
신속한 로밍
- 클라이언트는 최적의 AP 정보를 미리 알기 때문에 로밍 대기 시간이 줄어들고, VoIP 통화와 같이 지연 시간에 민감한 애플리케이션의 연결 품질이 향상된다

참고: 핸드오버 절차

Handover

참고: IEEE 802.11 스펙 및 핸드오버 절차

STA가 새로운 AP로 이동할 때 이루어지는 절차는 다음과 같다.

AP 탐색 (Scanning 단계)

STA는 더 나은 AP로 이동하기 위해 주변 AP 정보를 먼저 모아야 한다.

AP 탐색 과정

STA는 Probe Request를 보내 AP가 존재하는지 능동적으로 탐색
AP는 Probe Response로 응답하여 다음 정보를 제공
- 지원속도, SSID, 채널 정보, 보안 설정
스캔 결과를 기반으로 후보 AP 리스트를 구성 (802.11k 전 방식)
- Active vs Passive Scanning - 참고: 용어 섹션

인증 (Authentication)

STA가 AP에게 접속해도 되는 사용자임을 판단하는 단계이다.

STA → AP: Authentication Request 보냄
AP → STA: Authentication Response (허가 또는 거부)
Enterprise 환경인 경우 RADIUS 서버에서 추가 인증 수행 가능
인증 성공 시만 다음 단계(Association)로 진행됨

연동 (Association) - AP와 실제 연결 관계를 수립하는 단계

STA가 선택한 AP와 실제 데이터 송수신이 가능한 연결을 설정하는 단계이다.

STA → AP: Association Request 보냄
- SSID
- 지원 속도
- 보안 설정
- 필요 기능(예: 11k/11r 지원 여부 포함) 전달
AP → STA: Association Response
- 연결 허가 시: AP가 STA에게 AID(Association ID) 발급
- 필요 자원 할당 및 시간 동기화
AP는 내부적으로
- 해당 STA를 무선 컨트롤러(WLC) 또는 AAA 서버와 동기화
- 이전 AP에게 IAPP 등을 통해 STA 이동 알림 가능

새로운 AP와 연결 완료

STA는 새로운 AP에 완전히 연결되고 정상 통신을 시작할 수 있게 된다

참고: IEEE 802.11 스펙 및 핸드오버 절차

누가 Neighbor List를 만들어주는가?

2.1.1 `WLC` - 중앙 집중식 네트워크 관리 시스템

대부분의 기업 또는 대규모 Wi-Fi 환경에서는 AP들이 중앙의 무선 컨트롤러(Wireless LAN Controller, WLC) 시스템에 의해 관리된다.

WLC

참고: https://404notonc.tistory.com/153

WLC(Wireless LAN Controller) 설정에서 802.11k 기능을 활성화하면, AP와 WLC는 효율적인 인접 보고서(Neighbor List) 생성을 위해 협력하게 된다.

이 과정은 주기적인 정보 교환과 클라이언트 요청 시의 동적 생성이 결합된 하이브리드 방식으로 작동하며, 구체적인 구현 방식은 네트워크 장비 제조사(Cisco, Aruba, Juniper 등)마다 약간의 차이가 있을 수 있다고 함

1. 주기적인 정보 교환 (Neighbor 캐싱)

네트워크 효율성을 위해, AP들은 완전히 새로운 목록을 매번 즉시 생성하는 대신, 필요한 정보를 미리 수집한다.

AP의 측정 및 보고
- 802.11k가 활성화되면, 개별 AP는 주기적으로 주변 채널을 스캔하고 인접 AP들의 신호 강도, 채널 정보, BSSID 등의 정보를 측정한다
WLC로 정보 전송
- AP는 이 측정 결과를 WLC로 보고한다
WLC의 Neighbor Database 구축
- WLC는 네트워크에 연결된 모든 AP로부터 수신한 정보를 취합하여 중앙 집중식 인접 AP 데이터베이스(Neighbor Database) 또는 캐시를 구축한다

2. 클라이언트 요청 시의 응답 (동적 생성 및 조회)

실제 클라이언트가 로밍을 필요로 할 때, WLC는 캐시된 정보를 활용하여 신속하게 응답한다.

클라이언트의 Neighbor Request
- 클라이언트에서 로밍을 위해 802.11k 인접 요청 메시지(Neighbor Request)를 현재 연결된 AP로 보낸다
WLC의 응답 생성
- 요청을 받은 AP는 이 요청을 WLC로 전달한다
- WLC는 앞서 구축해둔 데이터베이스(캐시)를 조회하여, 해당 클라이언트의 위치와 현재 상태를 고려한 최적화된 인접 AP 목록을 동적으로 생성한다
클라이언트에게 전달
- WLC는 이 목록(Neighbor Report)을 다시 AP를 통해 클라이언트에게 전달한다

참고

Neighbor Report에 들어가는 정보

정보 항목 설명

BSSID 이웃 AP의 고유 MAC 주소

채널 정보 (Channel Information) 이웃 AP가 현재 사용 중인 무선 채널 정보

수신 신호 강도 표시 (RSSI) 클라이언트 장치에서 측정한 이웃 AP의 신호 강도

운영 클래스 및 PHY 유형 AP의 작동 주파수 대역(예: 2.4GHz, 5GHz, 6GHz) 및 지원되는 물리 계층(PHY) 유형(예: 802.11n, 802.11ac, 802.11ax)과 같은 운영 세부 정보

기능 정보 AP가 지원하는 기능(예: 보안 방식, 로밍 지원 프로토콜 등)을 나타내는 정보 요소(IE)가 포함

정보 항목	설명
BSSID	이웃 `AP`의 고유 MAC 주소
채널 정보 (Channel Information)	이웃 `AP`가 현재 사용 중인 무선 채널 정보
수신 신호 강도 표시 (RSSI)	클라이언트 장치에서 측정한 이웃 `AP`의 신호 강도
운영 클래스 및 PHY 유형	`AP`의 작동 주파수 대역(예: 2.4GHz, 5GHz, 6GHz) 및 지원되는 물리 계층(PHY) 유형(예: 802.11n, 802.11ac, 802.11ax)과 같은 운영 세부 정보
기능 정보	`AP`가 지원하는 기능(예: 보안 방식, 로밍 지원 프로토콜 등)을 나타내는 정보 요소(IE)가 포함

2.3 성능 비교

찾지 못함

3. 802.11k 설정해서 사용하는 방법

AP와 Client에서 802.11k를 지원해야 사용할 수 있다
- AP에서 지원하더라도 WLC 관리자 웹 UI에서 활성화시켜줘야 한다
- Client Wi-Fi 장치에서 802.11k를 지원하면 추가 활성화 없이 AP에서 이 기능이 활성화되어 있음을 감지하고 자동으로 해당 기능을 사용한다

3.1 클라이언트 Wi-Fi device 에서도 802.11k 지원을 하나?

> sudo lspci -k | grep -A3 -i network
[sudo] password for around:
02:00.0 Ethernet controller: Intel Corporation I211 Gigabit Network Connection (rev 03)
	Subsystem: Intel Corporation I211 Gigabit Network Connection
	Kernel driver in use: igb
	Kernel modules: igb
03:00.0 Ethernet controller: Intel Corporation I211 Gigabit Network Connection (rev 03)
	Subsystem: Intel Corporation I211 Gigabit Network Connection
	Kernel driver in use: igb
	Kernel modules: igb
04:00.0 Network controller: Intel Corporation Wi-Fi 6 AX200 (rev 1a)
	Subsystem: Intel Corporation Wi-Fi 6 AX200
	Kernel driver in use: iwlwifi
	Kernel modules: iwlwifi

스펙 문서에서 확인하기 - Intel AX200은 지원을 하고 있음
- 참고: Intel Wi-Fi 6 AX200 Module

IEEE WLAN

명령어로 확인하는 방법

# iw 명령어는 linux 에서 무선 장치를 구성하고 정보를 표시해주는 명령어
# phy 기능 정보
> iw phy | grep RRM
     * [ RRM ]: RRM
# RRM은 Radio Resource Management의 약자로 802.11k 표준이 포함된 기능을 지원한다는 의미

3.2 `AP`에서는 802.11k 지원을 하나?

AP에서 지원을 해야 하고 관리자 어드민 UI에서 활성화를 시켜줘야 한다
- Assisted Roaming Prediction Optimization (로밍 예측 최적화): 802.11k 지원하지 않는 클라이언트를 위한 기능

WLC 설정

Network capture해서 확인하는 방법
- Wireshark: How to check If A Wi-Fi Network Supports 802.11k

Capture

4. FAQ

4.1 여러 Wifi 로밍을 동시에 설정해서 사용해도 되나?

실제 기업/산업용 Wifi 대부분은 각 역할이 다르고 상호 보완이라서 동시에 설정해서 사용하고 있다고 함

4.2 드론 행사에서는 어떤 네트워크를 사용하나?

드론 쇼 행사에서는 Wi-Fi를 주 네트워크로 사용하지만, 안정성과 대역폭 문제로 mesh 네트워크, 전용 RF(라디오 주파수), 또는 다중 라디오 조합을 병행한다
- Wi-Fi 기반 (주요):
  - 5GHz 대역 고성능 AP(예: Ubiquiti XG AP 100-150대 지원)로 지상국-GCS(지상 제어 시스템)와 드론 간 텔레메트리/명령 전송
  - 2.4GHz는 간섭 많아 제한적 사용
- Mesh 네트워크
  - 드론 간 P2P 통신으로 중앙 지상국 의존도 ↓, 충돌 회피/동기화 강화
  - 에지 컴퓨팅으로 로컬 의사결정
- 전용 RF + 다중 라디오
  - Wi-Fi 외 900MHz/2.4GHz 전용 무선 모듈 동시 사용
  - 쇼 파일 전체를 사전 업로드해 오프라인 비행 가능(실시간 제어 최소화)
- 백업/중복: GNSS/RTK 위치 + 5G(최신 트렌드)로 지연 0ms 동기화

4.3 PSK, PMK, PTK 여러 용어가 헷갈리고 실제 인증, 로밍 인증 흐름에서 어떻게 사용되고 있는지?

로봇(클라이언트) ↔ AP ↔ 인증 서버(RADIUS) 과정에서 어떤 키가 어떻게 만들어지고 전달되는지 그리고 로밍 시 어떤 키를 재사용하는지를 한눈에 보여주는 다이어그램

WPA2-PSK 와 WPA2-Enterprise(EAP) 공통 구조도

┌────────────────────────────┐
│        로봇 (Client)       │
└────────────────────────────┘
            │
            │ ① PSK 입력 또는 EAP 인증
            ▼
    PSK (비밀번호)  →  PMK 생성
    EAP-TLS/EAP-PEAP → PMK 생성
            │
            ▼
┌────────────────────────────┐
│   PMK (Pairwise Master Key)│  ← 로밍 시 재사용되는 핵심 키
└────────────────────────────┘
            │
            │ ② AP와 4-Way Handshake
            ▼
  PTK (Pairwise Transient Key) 생성
  GTK (Group Temporal Key) 수신
            │
            ▼
─────────── Wi-Fi 연결 완료 ───────────
            │
            │ ③ 로봇이 이동 → 다른 AP로 전환 필요
            ▼

802.11r(FT) Fast Roaming 구조도

802.11r 환경을 구성하면 로봇이 AP 간 로밍할 때 PMK를 다시 만들 필요가 없음 → 매우 빠른 전환

                   (컨트롤러/CAPWAP or AP 간 직접 공유)
       ┌──────────────────────────────────────────┐
       │          PMK-R0 (루트 키)                │
       └──────────────────────────────────────────┘
                           │
             ┌─────────────┴─────────────┐
             ▼                           ▼
┌─────────────────────┐       ┌─────────────────────┐
│ AP1 (R0KH / R1KH)   │       │ AP2 (R0KH / R1KH)   │
└─────────────────────┘       └─────────────────────┘
             │                           │
             │  로봇 이동                 │
             │───────────────▶───────────│
             ▼                           ▼

 로봇이 AP1 연결 중                        로봇이 AP2로 로밍
 ───────────────────                        ───────────────────

1) PMK-R0에서 AP1용 PMK-R1 생성       1) PMK-R0에서 AP2용 PMK-R1 생성
2) PMK-R1에서 PTK 생성               2) PMK-R1에서 PTK 생성 (새로운)
3) 연결 유지                         3) 매우 빠르게 연결 재완료 (ms 단위)

전체 흐름을 한 번에 보는 통합 다이어그램

아래는 PSK/EAP → PMK → PTK → FT 로밍까지 전체 과정을 한눈에 보는 그림이다

                                  ┌────────────────────────────┐
                                  │       인증 서버(EAP)       │
                                  │      (RADIUS / 802.1X)      │
                                  └────────────────────────────┘
                                   ▲             │
                                   │EAP 메시지   │ PMK 전달 (Enterprise)
                                   │             ▼
      ┌────────────────────────────┐       ┌────────────────────────────┐
      │         로봇(Client)       │       │     AP1 (R0KH / R1KH)      │
      └────────────────────────────┘       └────────────────────────────┘
            │                                     │
            │1) PSK or EAP 인증                   │
            ▼                                     │
      PMK 생성  ◀──────────────────────────────────┘
            │
            │2) 4-Way Handshake (AP1)
            ▼
        PTK 생성
            │
────────── 연결 성공 ──────────
            │
            │3) 로봇 이동 → AP2 신호가 더 좋음
            ▼
      ┌────────────────────────────┐
      │     AP2 (R0KH / R1KH)      │
      └────────────────────────────┘
            ▲
            │4) 802.11r FT 로밍 요청
            │   (PMK-R1 재활용)
            ▼
      새로운 PTK 생성 (빠른 재연결)
────────── 로밍 완료 (ms 단위) ──────────

4.4 무선 네트워크 패킷은 어떻게 캡처할 수 있나?

https://www.cisco.com/c/ko_kr/support/docs/wireless-mobility/wireless-mobility/217042-collect-packet-captures-over-the-air-on.html

5. 용어

5.1 Wi-Fi 로밍이란?

Wi-Fi 로밍은 이동 기기가 더 강한 AP로 자동으로 전환하는 기술이며, 802.11r/k/v를 활성화하면 전환 속도와 안정성을 크게 향상시킬 수 있다
802.11r (Fast BSS Transition: 빠른 AP 이동)
- FT Wi-Fi 클라이언트가 AP 간 로밍 시 기존 인증 절차를 반복하지 않고 Handshake 과정을 최적화하여서 빠르게 재연결하는 기능이다
- Fast BSS Transition으로 인증 과정 생략, handover 시간 50ms 이내 단축. k/v 정보 기반 빠른 전환
802.11k (Radio Resource Measurement)
- 주변 AP 정보(이웃 보고서) 제공으로 로봇이 스캔 없이 최적 AP 후보 파악. 자동으로 802.11v 활성화 유발
802.11v (Wireless Network Management)
- BSS 전환 관리로 네트워크가 로봇에게 "더 나은 AP로 이동하라" 지시. 부하 분산과 로밍 트리거 최적화.

기능	802.11r (Fast BSS Transition)	802.11k (Radio Resource Measurement)	802.11v (Wireless Network Management)
주요 목적	빠른 로밍 (인증 생략)	주변 `AP` 정보 제공 (스캔 최적화)	BSS 전환 관리 및 부하 분산
작동 단계	Handover 실행 시	연결 전/후 이웃 보고서 수집	연결 유지 중 네트워크 최적화 제안
핵심 기능	- OKC (Opportunistic Key Caching)

인증 시간 50ms 단축 | - Neighbor Report
채널/신호 세기 정보
스캔 시간 90% ↓ | - BSS Transition Management
"더 나은 AP로 이동" 요청
부하 균형 | | 로봇 효과 | Ping-pong handover ↓ | 불필요 스캔 ↓, 배터리 절약 | 과부하 AP 탈출, 안정적 연결 유지 | | 필수 조건 | 동일 Mobility Domain (MDID) | AP 간 이웃 테이블 설정 | 클라이언트 동의 필요 (일부 거부 가능) | | 호환성 | iOS/Android 대부분 지원 | 광범위 지원 (legacy 포함) | 최신 기기 위주, 일부 제한 |

5.2 무선 신호 관련 용어

RSSI (Received Signal Strength Indicator)
- 수신 신호 강도
- 값이 0에 가까울수록 강하고, 90dBm 이하는 매우 약한 신호
- 로봇이 AP와 얼마나 멀리 있는지 판단할 때 사용
SNR (Signal-to-Noise Ratio)
- 신호 대비 잡음의 비율
- SNR이 높을수록 더 안정적 (예: 30dB 이상이면 좋음)
- 예:
  - RSSI = -60 dBm
  - Noise = -90 dBm
    
    → SNR = 30 dB (좋음)
- RSSI는 신호 자체, SNR은 신호의 질(노이즈 대비)

5.3 Wi-Fi 암호화/키 관련 용어

PSK (Pre-Shared Key)
- 공유된 비밀번호(= 우리가 입력하는 Wi-Fi 패스워드)
- WPA/WPA2-Personal 모드에서 사용
PMK (Pairwise Master Key)
- PSK 또는 EAP 인증 과정에서 생성되는 상위 키
  - 실제 Wi-Fi 통신 암호화에 사용되는 핵심 키는 PMK
  - PSK(비밀번호)에서 파생됨 (HMAC-SHA1 사용)
- 로밍의 핵심: PMK는 AP 간에 공유 가능
  - WPA/WPA2/LATER 보안 모드에서 클라이언트가 AP에 접속할 때 생성되는 마스터 키이다
- 비밀번호(PSK) → 암호화용 마스터키(PMK) 생성 → 실제 통신 암호화 수행
PMK caching (또는 PMKID)
- PMK 캐싱(PMK Caching) 또는 PMKID 캐싱 방식은, 클라이언트가 처음 AP에 인증/연결한 후 생성된 PMK 또는 PMKID를 기억 또는 네트워크에 저장해두고, 다른 AP로 로밍할 때 전체 인증 절차를 다시 하지 않아도 되는 방식이다
PTK (Pairwise Transient Key)
- PMK에서 파생된 실제 데이터 암호화 키

5.4 Wi-Fi 인증 관련 용어

EAP (Extensible Authentication Protocol) - 인증(로그인) 방식의 프레임워크

WPA에서 ‘사용자 인증’을 수행하기 위한 여러 방식의 모음이다
- 즉, WPA에서 인증을 어떻게 처리할지 결정하는 하위 프로토콜이다
기업/학교 Wi-Fi에서 쓰는 고급 인증 프로토콜

예를 들면 다음 방식들이 EAP 기반:

EAP-TLS (가장 강력함, 공개키 인증서 기반)
PEAP (비밀번호 기반 + TLS 터널 내부 인증)

EAP-TTLS (TLS 터널 내부에서 여러 인증 방식 지원)

항목	EAP-TLS	PEAP	EAP-TTLS
인증 방식	클라이언트+서버 인증서	TLS 터널 + 비밀번호	TLS 터널 + 여러 인증 방식
보안	⭐⭐⭐⭐⭐ 최고	⭐⭐⭐	⭐⭐⭐⭐
인증서 필요	클라이언트 + 서버	서버만	서버만
관리 난이도	어려움	쉬움	중간
로봇 사용 적합성	인증서 관리 가능하면 최고	가장 쉬움	유연하고 로봇/IoT에 적합
Windows 지원	매우 좋음	매우 좋음	제한적

WPA2-Enterprise 환경에서 사용되는 인증 방식

5.5 보안 프로토콜

WPA (Wi-Fi Protected Access: Wi-Fi 암호화 표준 / 보안 규격 전체)

WPA는 Wi-Fi 네트워크를 어떤 방식으로 보호할지 정한 전체 보안 규격으로 Wifi 보안의 전체 틀이다
즉, WPA는 이런 것들을 정의한다:
- 어떤 암호화 알고리즘을 사용할까? (TKIP? AES?)
- 어떻게 인증할까? (비밀번호? 인증 서버?)
- 키 관리는 어떻게 할까? (4-way handshake)
- 로밍 지원? (802.11r)

WPA에는 2가지 인증 모드가 있다

WPA 인증 방식	설명	용도
PSK(Pre-Shared Key)	집에서 쓰는 "WiFi 비밀번호" 방식 인증	WPA2-PSK
EAP / 802.1X	회사용 인증 서버(RADIUS) 통해 인증 프로토콜	WPA2-Enterprise

종류:
- WPA → TKIP 기반 (옛날 방식)
- WPA2 → AES 기반 (지금 표준)
  - WPA2-PSK(집에서 쓰는 비밀번호 Wi-Fi)
  - WPA2-Enterprise (802.1X/EAP 기반 회사 Wi-Fi)
- WPA3 → 강화된 최신 표준 (SAE 사용)
  - WPA3-SAE
  - WPA3-Enterprise
WPA는 "Wi-Fi에서 보안을 어떻게 적용할까"를 정의한 표준 이름이고, PSK/PMK는 그 안에서 실제로 사용하는 암호화 키 개념이다.

5.6 BSSID (Basic Service Set Identifier)

AP의 MAC 주소
SSID는 Wi-Fi 이름, BSSID는 AP 장치 ID

5.7 SSID (Service Set Identifier)

사용자가 자신의 Wi-Fi 네트워크를 식별하고 연결하기 위한 이름
단말기에서 Wi-Fi 목록을 볼 때 보이는 것이 SSID 이다

5.8 Wi-Fi Band

무선 통신에 사용하기 위해 할당된 특정 주파수 범위를 의미하며, 이 주파수 대역에 따라 통신 속도, 도달 거리, 그리고 간섭 수준이 달라진다. 현재 주로 사용되는 밴드는 2.4GHz, 5GHz, 그리고 최신 기술인 6GHz이다

5.9 Channel

채널은 AP가 통신을 위해 사용하는 특정 주파수 대역을 의미한다 (ex. 채널 1, 6, 11 또는 36, 149등)
하나의 AP는 보통 하나의 채널 또는 두 개의 채널(2.4GHz 대역 하나, 5GHz 대역 하나)을 사용한다

5.10 Scanning

스캐닝은 장치가 주변의 Wi-Fi AP를 찾고 연결할 수 있는 정보를 수집하는 과정을 말한다. 이 과정은 일반적으로 두 가지 방식으로 이루어진다
- 수동 스캔(Passive Scanning): 클라이언트가 AP가 주기적으로 브로드캐스트하는 비콘(Beacon) 프레임을 조용히 수신 대기하여 정보를 얻는 방식이다. 모든 채널을 확인해야 하므로 시간이 오래 걸릴 수 있다
- 능동 스캔(Active Scanning): 클라이언트가 특정 채널로 프로브 요청(Probe Request) 프레임을 전송하고, AP가 이에 대한 프로브 응답(Probe Response) 프레임을 보내는 방식으로 정보를 얻는다. 수동 스캔보다 빠르지만, 여전히 여러 채널을 오가며 스캔하는 과정에서 시간이 소요될 수 있다

5.11 WLC (Wireless LAN Controller)

WLC(Wireless LAN Controller) 동작 원리는 중앙 집중 관리가 핵심으로, 여러 AP(액세스 포인트)를 하나의 컨트롤러에서 통합 제어하여 SSID, 보안 정책, 채널 등을 일괄 설정하고, 로드밸런싱, RF 최적화, 클라이언트 로밍 및 장애 관리까지 자동화하여 대규모 무선 네트워크를 효율적으로 운영하는 방식이다

주요 동작 원리
1. 중앙 집중식 제어
  - 관리자는 개별 AP가 아닌 WLC 한 대만 설정하면 모든 AP에 동일한 SSID, 보안(WPA3, 802.1X 등), 채널 설정 등을 배포한다
2. AP 자동 발견 및 구성: AP는 WLC와 연결되면 자동적으로 IP를 할당받고, WLC로부터 설정 정보를 받아와 구성된다
3. 제어 및 데이터 분리
  - 제어(Control) 트래픽: AP와 WLC 간의 설정, 상태 동기화, 인증 정보 등은 WLC가 관리한다 (예: CAPWAP 프로토콜).
  - 데이터(Data) 트래픽: 사용자의 실제 데이터(웹 서핑, 파일 전송 등)는 AP에서 WLC를 거치지 않고 바로 유선 네트워크(스위치/라우터)로 전달될 수도 있어 효율적이다 (컨트롤러 위치에 따라 다름)
4. RF 및 성능 관리
  - 채널 최적화: 인접 AP 간 간섭을 피하기 위해 자동으로 채널을 조정한다
  - 로드밸런싱: 클라이언트가 특정 AP에 몰리지 않도록 부하를 분산시킨다
  - 자동 장애 복구: 특정 AP에 문제가 생기면 주변 AP가 해당 영역을 커버하도록 자동으로 조정한다
5. 보안 강화: 중앙에서 강력한 보안 프로토콜을 적용하고, 침입 탐지 및 접근 제어 정책을 모든 AP에 일괄 적용하여 네트워크 보안을 강화한다
WLC는 AP와 통신하며 제어 정보를 주고받고, 클라이언트 장치(노트북, 스마트폰 등)는 AP를 통해 WLC와 연결된 유선 네트워크로 접속된다

6. 참고

7. Appendix

7.1 Commands

7.1.1 Wi-Fi 디바이스 연결 상태 출력

지금 wlp4s0 인터페이스가 어느 AP/SSID에 어떤 상태로 붙어 있는지를 확인할 때 쓰는 상태 조회 명령어이다.

wpa_cli
- wpa_supplicant 용 CLI 프런트엔드 도구
- 현재 인증 상태, 연결된 SSID, BSSID, IP 할당 전 상태 등 확인 및 재연결, 스캔 같은 작업을 할 수 있다

sudo wpa_cli -i wlp4s0 status
bssid=##:##:##:##:##:##
freq=5180
ssid=######
id=0
mode=station
wifi_generation=6
pairwise_cipher=CCMP
group_cipher=CCMP
key_mgmt=WPA2-PSK
wpa_state=COMPLETED
ip_address=##.##.##.##
p2p_device_address=##:##:##:##:##:##
address=##:##:##:##:##:##
uuid=6f10a4a1-5f5e-5adb-8dd5-cc6934d05dae
ieee80211ac=1