💡 WLAN und WiFi – In 4 Punkten leicht verständlich erklärt!

Viele von uns nutzten es tagtäglich und manche können auch nicht ohne, aber was ist WLAN / WiFi eigentlich? Wie funktioniert es und was bedeutet diese komische Zahl 802.11?

Diese und weiter Fragen beantworten wir hier – und zwar so einfach, dass es sogar dein Opa verstehen würde!
Hier sind die 4 wichtigsten Fragen und Antworten zu WLAN/WiFi.

Lesezeit: ~10 Min

Benötigte Vorkenntnisse:

• Keine

1. Begriff – WLAN oder WiFi?

Schauen wir uns zuerst die Begriffe WLAN und WiFi an.

Im Grunde ist es egal, ob du es WLAN oder WiFi nennst, da klar ist was du meinst.
Dennoch gibt es einen kleinen Unterschied.

Was ist WLAN?

Wireless Local Area Network, heißt auf Deutsch Kabelloses Lokales Netzwerk.

Wir bezeichnen es auch als Drahtloses-Netzwerk. Und genau das macht es auch.

Es vernetzt Geräte drahtlos miteinander. Dadurch können Daten wie Videos, E-Mails und Fotos über die Luft übertragen werden. Das passiert mithilfe von Elektromagnetischen Wellen.

Das Gleiche macht das LAN – Local Area Network, nur nicht über die Luft, sondern über ein Kabel.

WLAN basiert auf dem Technologie-Standard IEEE 802.11 und wird oft als Wi-Fi vermarktet.

Was ist WiFi?

WiFi ist keine Abkürzung, es ist nur ein Markennamen, der von einer amerikanischen Marketingfirma für Marketing Zwecke erfunden wurde.

Der Begriff WLAN wird mehr im Deutschsprachigen-Raum verwendet und WiFi im Englischsprachigen.

2. Wie funktioniert WLAN? (Die Stimme der Datenübertragung)

Aufgrund der einfachen Handhabung ist WLAN sehr bleibt geworden und wird mittlerweile in fast jedem Haushalt verwendet.

Dennoch ist WLAN, technisch gesehen, eine relativ komplexe Technologie.

Kurzgesagt: Die Daten werden mithilfe von Sende/Empfangsgeräten, Elektromagnetischen Wellen und verschiedensten Protokollen die mit dem Technologie-Standard IEEE 802.11 definiert sind, übertragen.

Aber eines nach dem anderen.

Für das Bereitstellen von “Wireless Local Area Network” im Haushalt kommt der sogenannte WLAN-Router zum Einsatz.

WLAN Router

Ein Router ist ein Vermittler, er vermittelt Daten zwischen Geräten im lokalen Netzwerk und im Internet.

Bildlich gesprochen

Stell es dir so vor, wenn du eine E-Mail über WLAN verschickst dann ist es so als würde dein Computer diese E-Mail laut vorlesen.

Damit die E-Mail auch dort ankommt, wo sie ankommen soll, benötigt es jemanden, der Zuhört was dein Computer zu sagen hat. Der Zuhörer gibt die Informationen dann auch weiter.
Das macht der sogenannte Router.

Dabei macht es für den Router keinen großen Unterschied, ob er die E-Mail über die Luft (WLAN) oder über Kabel (LAN) bekommt.

Für ihn ist in Bezug auf das WLAN die Signalstärke wichtig. Die gibt an wie gut der Router dein Gerät hören kann und umgekehrt.

Das hängt unter anderem davon ab, wie weit der Zuhörer (Router) und dein Computer voneinander weg sind. Außerdem wie viele Wände dazwischen sind und wie viele andere Geräte Mitquatschen. Sprich, welche Frequenz verwendet wird.

(Eine genaue Erklärung was ein Router ist, gibt es in einem separaten Artikel.)

WLAN Frequenz

Das Signal besteht aus Elektromagnetischen Wellen, wie das Licht. Wir sagen auch Strahlung dazu. Das WLAN-Signal können wir in etwa mit der Stimme vergleichen, als würde jemand mit tiefer oder mit hoher Stimme sprechen. 

Bildlich gesprochen

Die tiefe Stimme ist das ältere Frequenzband 2,4GHz und die hohe Stimme das neue 5GHz Band. Das 5GHz Band spricht schneller daher ist eine höhere Datenübertragung möglich.

Was bedeutet, dass du in der gleichen Zeit, mehr E-Mails verschicken oder mehr Dateien aus dem Internet herunterladen kannst. 

Das alte 2,4GHz Band spricht zwar langsamer, dafür aber „lauter“. Weshalb es eine höhere Reichweite hat und besser durch Wände geht. Das kommt daher das die Wellenlänge der Elektromagnetischen Welle beim 2,4GHz Signal länger ist als die vom 5GHz Signal. 

Solltest du daher Verbindungsprobleme mit deinem 5GHz WLAN haben, die Signalstärke nicht gut sein oder eine höhere Reichweite benötigen, kannst du versuchen auf die 2,4GHz Frequenz zu wechseln. Aber Achtung, beim 2,4GHz Band können andere Probleme auftreten.
Sprechen wir über Kanäle. 

WLAN Kanäle

Wir wissen jetzt das es 2 Frequenzen gibt auf denen WLAN/WiFi ausgestrahlt wird, bzw. auf denen gesprochen wird. Das ist nur die halbe Wahrheit, denn diese Frequenzen werden noch mal in gewisse Bereiche unterteilt.

Kommen wir zu den Kanälen.

Bildlich gesprochen

In unserer Metapher sind das noch mal Feinheiten in der Tiefe oder Höhe der Stimmlage. Das wird gemacht um zu gewährleisten, dass auch bei mehreren WLAN Netzen eine ungestörte Kommunikation möglich ist. Als Beispiel 2,4GHz hat 14 benutzbare Kanäle:

• Kanal 1 ist von 2401 MHz (2,401GHz) bis 2423 MHz (2,423GHz)
• Kanal 2 ist von 2408 MHz (2,408GHz) bis 2428 MHz (2,428GHz)
• Und so weiter.

Überlappung

Wie du oben siehst, überlappen sich die Kanäle und das kann zu Problemen führen. Gerade in Ballungszentren, wo es viele verschiedene WLAN-Netze gibt.

Du kannst es dir so vorstellen als würden viele Menschen in einem Raum gleichzeitig sprechen und du würdest versuchen den einen Kerl am anderen Ende des Raumes zu verstehen. Dabei hörst du nur einen Teil von dem was er dir erzählen möchte.

Genau so geht es dem Router und deinem Computer auch. Bei 5GHz ist das besser, da gibt es ganze 24 Kanäle die sich nicht überlappen.

Weshalb es in gut besiedelten Gebieten ratsam ist auf 5GHz zu wechseln, um Überlappungen der Frequenzen zu vermeiden. Ein Überlappungsfreier Kanal ist wie ein Freier Raum, indem nur wenige sprechen. Der kann zwar auch überfüllen, aber die Wahrscheinlichkeit dafür ist wesentlich geringer. Also, wenn der Zuhörer/Vermittler (Router) auf Kanal 1 eingestellt ist, dann hört und spricht er nur in diesem Bereich.

Jedes Gerät das mit ihm verbunden ist, muss auf diesem Kanal zuhören und sprechen. Den Kanal kannst du entweder manuell am Router einstellen oder der Router entscheidet selbst, welchen Kanal er nimmt.

Die modernen Router schauen zuerst auf welchem Kanal am wenigsten gesprochen wird und wählen diesen automatisch. Das funktioniert nicht immer zuverlässig, weshalb du auch probieren kannst den Kanal manuell zu wechseln.

WLAN SSID

Die SSID steht für Service Set Identifier. Das heißt so viel wie Dienst Einstellungs-Identifikation und ist nichts anders als der Name des WLANs. Du hast es bestimmt schon gesehen. Ein neuer Router hat fast immer einen kryptischen Namen wie B5243-TZ23.

Das ist die Hersteller Nummer des Geräts und wird oft als SSID verwendet. Du kannst die SSID ganz einfach in den Einstellungen des Routers ändern. In manchen Gebieten gibt es einen regelrechten Wettstreit wer den coolsten oder witzigsten WLAN-Namen hat.
Auf Reddit gibt es einen eigenen Bereich dafür. Lang lebe das Internet und seine Nutzer.

3. Was bedeutet Sicherheit im WLAN?

Bei der Frage was ist WLAN? – Dürfen wir die Sicherheit nicht Außenvorlassen, denn eines der größten Probleme von “Wireless Local Area Network”, ist die Sicherheit.
Zur Beschreibung nehme ich wieder die Metapher der Stimme und des laut Vorlesens her.

Wenn du deinem Nachbarn jetzt volle Möhre deine Bankdaten ins Gesicht schreien würdest, wäre das vermutlich schlecht. So ähnlich verhält es sich mit deinem Computer und dem WLAN/WiFi.

Dein Computer oder Smartphone sollte deine Bankdaten auch nicht verständlich herumschreien.

Deshalb haben sich einige schlaue Köpfe hingesetzt und sich überlegt wie sie jetzt die Informationen herumschreien können ohne das jeder versteht was da geschrien wird.

Dafür wurden Sicherheitsstandards entwickelt. Diese Standards definieren die verwendete Verschlüsselungs- und Authentifizierungs-Methoden.

Sicherheitsstandards / Sicherheitstyp

Die Bekanntesten sind WEP und WPA.

• WEP – Wired Equivalent Protection: WEP war 1997 der erste Versuch WLAN sicherer zu machen. Mit dem „Kabelgebundenen gleichwertigen Schutz“, sollte der gleiche Schutz wie mit Kabel gewährleistet werden, indem die Verbindung verschlüsselt wird. Dieser Schutz hielt nicht lange, denn das Passwort konnte leicht geknackt werden.
• WPA – Wi-Fi Protected Access: Der Nachfolger des WEP, der Wi-Fi Geschütze Zugang, versprach ab 2003 mehr Sicherheit. Die Verschlüsselung an sich ist sehr gut mit WPA, jedoch war es ab 2009 möglich sich durch aushebeln der Authentifizierungsmechanik, Zugang zu einem drahtlosen Netzwerk zu verschaffen. Deshalb wurde eine neue Version entwickelt was bis heute der Standard darstellt, das WPA2.
• WPA2 – der heutige Sicherheitsstandard ist mittlerweile auch nicht mehr zu 100% sicher, weshalb sein Nachfolger das WPA3 seit 2018/19 zur Verfügung steht. Bis dieses aber der neue Standard wird und alle Geräte Hersteller darauf umgestiegen sind, werden noch ein paar Monate oder Jahre vergehen.

Verschlüsselung

Eines vorne weg – Die Verschlüsselung an sich ist um einiges komplexer als ich es hier beschreibe aber damit es auch Nicht-Techniker und Mathematiker verstehen, bleiben wir bei der Metapher und halten es einfach.

Bei der WLAN/WiFi Verschlüsselung werden die Informationen die dein Computer dem Vermittler (Router) zurufen möchte, hergenommen und durch andere Buchstaben und Zahlen ersetzt. Sollte jemand mithören, wird er nur Kauderwelsch hören und nichts mit den Informationen Anfangen können.
(Du schreist deinem Nachbarn gleichermaßen unverständliche Worte und Zahlen ins Gesicht anstatt deiner Bankdaten.) 

Damit der Router die Informationen wieder richtig zusammensetzten kann, müssen sich Computer und Router zuerst auf einen Schlüssel einigen. Mit diesem Schlüssel werden die Informationen dann ver- und entschlüsselt. 

Der Schlüssel entsteht aus der Methode (auch Algorithmus genannt) mit der die Buchstaben ausgetauscht werden. Dieser wird zwischen deinem Router und deinem Computer ausgehandelt und nur sie kennen ihn. Eine sehr einfache Verschlüsselung (auch Hashing genannt) wär dann wie folgt.

Verschlüsseln wir das Wort „Hallo“.

Der Schlüssel lautet:

• H=1
• a=5
• l=9
• o=2

Dann würde dein Computer, wenn er dem Router „Hallo“ sagen möchte, nur 15992 rufen. Der Router, der den richtigen Schlüssel besitzt, kann dann das Wort „Hallo“ zusammensetzten. 

Die Verwendung von Zahlen ist hier die Methode und die einzelne Zahl in Kombination mit dem Buchstaben, der Schlüssel. Als Methode könnten wir auch andere Buchstaben nehmen oder viel länger Zahlen.

Ich hoffe, das ist verständlich. Wie bereits erwähnt, der Schlüssel beim WLAN ist natürlich viel komplexer und die Methode die zur Verschlüsselung verwendet wird, bedeutend umfangreicher da die Methoden aus Algorithmen bestehen, aber sinngemäß gleich.

WPA2 Verschlüsselung

Bei WPA2 ist der aktuellste Verschlüsselungstyp AES, also die Methode/Algorithmus mit der verschlüsselt wird.

Außerdem wird bei WPA2 ein eigener Verschlüsselungschip verwendet der mit einem 256-Bit Schlüssel arbeitet.

Fürs Verständnis. Der aktuell schnellste Supercomputer der Welt würde Millionen von Jahren brauchen um einen 256-Bit AES Schlüssel zu knacken.

Der Einzige Weg diesen Schlüssel in akzeptabler Zeit zu knacken wäre es einen Fehler in der Methode also im AES zu finden.

Es stellt sich noch die Frage wie der Router und der Computer vereinbaren können welchen Schlüssel sie verwenden bevor sie Anfangen Informationen auszutauschen.
Da kommt dann die Authentifizierung ins Spiel.

Authentifizierung

Damit sich nicht jeder mit deinem Router unterhalten kann und es eine Möglichkeit gibt den Schlüssel zur Verschlüsselung auszutauschen, braucht es ein System das dafür sorgt das nur diejenigen sich unterhalten dürfen, die auch dazu Berechtigt sind.

Die Berechtigung dafür erhalten alle die das WLAN-Passwort kennen.
Genau dieses Passwort ist es, das du bei deinem Smartphone oder Computer eingibst, wenn du dich zum ersten Mal mit deinem WLAN verbindest.

Dein WLAN-Passwort ist nicht der Schlüssel für die Verschlüsselung, er ist die Berechtigung mit deinem Router zu sprechen und einen Schlüssel auszuhandeln.

Bei WPA2 gibt es auch die Möglichkeit verschiedene Authentifizierungsmethoden zu wählen, eines davon ist statt oder zusätzlich zu einem Passwort ein Zertifikat oder eine Smartcard zu verwenden. Dann wird von 802.1X oder WPA2-Enterprise gesprochen, was für Unternehmen entwickelt wurde und mehr Sicherheit bietet.

Aber was bedeutet dieses 802.1x oder 802.11ac eigentlich? Sprechen wir noch kurz über den Technologie-Standard.

4. 802.11xy – Bitte was?

Du hast vielleicht schon mal auf einem Router oder in einer Gerätebeschreibung gesehen das dieses Gerät WLAN 802.11xy oder IEEE 802.11xy, unterstützt und bei der Frage „Was ist WLAN?“ ist diese Bezeichnung sehr wichtig.

Zugegeben, 802.11xy gibt es nicht, meistens steht da b, g oder ac.
Die am häufigsten verwendeten Standards sind:

Aber was bedeuten diese Ziffern und Zahlen eigentlich?
Stell dir dafür einen großen Aktenschrank vor.

IEEE – der Name des Aktenschranks

Die genaue Bezeichnung lautet IEEE 802.11xy. Dabei steht IEEE für „Institute of Electrical and Electronics Engineers“ auf Deutsch Institut für Elektro- und Elektronikingenieure, mit Sitz in New York.

Das sind die Kollegen die sich zusammensetzten und darüber entscheiden an welche Richtlinien und Protokolle (in Technologiekreisen Standards genannt) sich Hersteller von Geräten halten müssen, wenn sie eine bestimmte Technologie verwenden.

LAN und WLAN gehören zu diesen Technologien.

Die Zahl 802 – Die Beschriftung der Aktenschublade

LAN und WLAN haben die Kennnummer 802 des IEEE unter der die Standards für Lokale Netzwerke definiert sind. Die Zahl ist also nur die Nummer der Aktenschublade in der alle Richtlinien und Protokolle für Lokale Netzwerke beim IEEE zusammengefasst sind.

.11 – Die Bezeichnung der Akte

Die letzte Ziffer ist die Kennnummer der Standards für Funknetzwerke, sprich WLAN/WiFi. Gewissermaßen der Akten-Name für “Wireless Local Area Network”. Darin werden zwei Dinge genau beschrieben, der Medium-Zugriff und die physische Schicht. 

• Medium-Zugriff – auch bekannt als MAC (Media Access Control) wird benötigt um sicherzustellen, dass ein Netzwerk von mehreren Geräten gleichzeitig verwendet werden kann und es dabei zu keinem Datenverlust kommt, wenn diese Geräte gleichzeitig an das gleiche Gerät senden, z.B. an einen Router.
• Physische Schicht – damit wird beschrieben auf welche Art und Weise Daten übertragen werden sollen. Genauer gesagt, wie ein einzelnes Bit (Kleinste Dateneinheit) von A (Computer) nach B (Router) kommt.

xy – Die Überschrift eines Blattes in der Akte

Ich hätte gerne den Wortwitz mit „Aktenzeichen xy ungelöst“ gebracht, aber dann funktioniert diese Metapher leider nicht mehr. Der Buchstabe oder die Buchstaben bezeichnen die Normen, also die Vorgabe bestimmter Eigenschaften. Diese Normen haben sich im Laufe der Zeit weiterentwickelt. Angefangen 1997, noch ohne Buchstabe, dann mit a, als erster Buchstabe, bis zum heute aktuellsten Standard ax. Es werden folgende Eigenschaften in den Normen festgehalten: 

• Datenrate: Die Geschwindigkeit mit der die Daten übertragen werden, in Mbit/s
• Frequenzband: wie oben beschrieben die „Stimmlage“ 2,4GHz – 5GHz
• Signalübertragungstechnologie: dabei geht es darum möglichst viele Daten, verlustfrei übertragen zu können.
• Sicherheit/Verschlüsselung: Mit welcher Sicherheitstechnologie die Daten übertragen werden WEP/WPA.

 Eine technische Beschreibung und die bekanntesten Normen findest du auf Wikipedia.
https://de.wikipedia.org/wiki/IEEE_802.11

WLAN in Zahlen

Ich finde es immer interessant noch ein paar Zahlen und Statistiken zu einem Thema zu hören, auch wenn sie nicht im direkten Zusammenhang mit der Frage „Was ist WLAN?“ stehen.

• 2021 werden voraussichtlich 22 Milliarden Geräte über “Wireless Local Area Network” verbunden sein.
• Um einen 256-Bit AES Schlüssel zu knacken, benötigt der schnellste Supercomputer Millionen von Jahren.
• Für einen 2048-Bit RAS Schlüssel, ca. 6 Quadrillionen Jahre.
• Rund 86% der Haushalte in Deutschland verwenden bereits WiFi.

Schlusswort – Was ist WLAN?

Vom Begriff zur Sicherheit bis hin zur technischen Bezeichnung haben wir in diesem Artikel alles abgedeckt.

Das Verstehen dieser Technologie kann dir persönlich weiterhelfen, denn dadurch hast du das Wissen, um Probleme damit schneller zu lösen.

Ich hoffe, du konntest durch die Erklärung der Begriffe und der Technologie einen Einblick in die Technik erhalten.

Falls du noch Fragen oder Anregungen hast, dann lass mir doch gerne ein Kommentar da oder schreib mir über mein Kontaktformular.

Referenz / Weiter Informationen

• https://en.wikipedia.org/wiki/Wi-Fi_Protected_Access
• https://www.thesslstore.com/blog/what-is-256-bit-encryption/
• https://en.wikipedia.org/wiki/Wireless_LAN
• https://de.wikipedia.org/wiki/Wireless_Local_Area_Network
• https://www.thesslstore.com/blog/difference-encryption-hashing-salting/