第6章无线局域网(新)

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1、第六章 无线局域网,6.1 无线局域网概述 6.2 WI-FI 技术 6.3 无线组网技术 6.4 无线路由设置 6.5 其它无线网络,6.1 无线局域网概述,1.无线局域网 是指以无线信号作传输媒介的计算机局域网（Wireless Local Area Network），简称WLAN。 主流无线网络分为移动无线网络和WLAN 移无线网络有三种2G 、3G 、4G 3G例如TD-SCDMA（中国移动，中、非） 、CDMA2000 （中国电信，中美韩）、WCDMA（中国联通，中、美、欧） G (TD-LTE,中国）、LTE-FDD(欧）,6.1 无线局域网技术（续）,2. WLAN常见的三种标准

2、。 IEEE802.11a,使用5GHZ的频段，传输速率为54Mbit/s,与802.11b不兼容。 IEEE802.11b，使用2.4GHZ的频段，传输速率为11Mbit/s。 IEEE802.11g ，使用2.4GHZ的频段，传输速率为54Mbit/s,与802.11b兼容。 IEEE802.11b/g为常用标准。,6.1 无线局域网技术（续）,3.WLAN常用设备 (1)无线网卡：是终端无线网络设备，是不通过有线连接，采用无线信号进行数据传输的终端设备。无线网卡根据接口不同，主要有PCMCIA无线网卡、PCI无线网卡、USB无线网卡。 PCMCIA无线网卡：,6.1 无线局域网技术（续）

3、,PCMCIA无线网卡：仅适合笔记本，支持热插拔，能方便实现无线接入。 PCI接口无线网卡,适合普通台式计算机占用普通的PCI插槽,6.1 无线局域网技术（续）,USB无线网卡：适合于台式机和笔记本支持热插拔。 (2) 无线接入点AP（Access Point）无线信号发射源，给无线信号提供网络信号。,室外AP,6.1 无线局域网技术（续）,(3) 无线路由：是网络转发设备，带有无线覆盖的路由器，将家中墙上接出的宽带网络信号通过天线转发给附近的无线网络设备（笔记本电脑、支持wifi的手机以及所有带有WIFI功能的设备） 。,6.1 无线局域网技术（续）,(4)光纤猫： 电信ADSL升级为光纤接

4、入，就用光纤猫，光纤猫接无线路由才能实现wi-fi功能。,6.1 无线局域网技术（续）,6.1 无线局域网技术（续）,光猫与无线路由连接：,6.1 无线局域网技术（续）,光猫与无线路由连接： 将路由器的WAN口与光猫的任一LAN接口连接 将路由器复位，用大头针等物品按路由器上的Reset按钮。 打开浏览器，在地址栏输入192.168.1.1 打开路由器的管理界面，输入账号、口令登录； 路由器默认账号密码均为：admin 小写 点击左边功能菜单“设置向导”选择“动态IP”点击下一步； 设置好SSID和无线密码点击下一步；,6.1 无线局域网技术（续）,点击“完成”，路由器将自动重启。 在重启完成

5、后，再次登录到路由器管理，点网络参数LAN口设置输入IP地址：172.168.1.1，保存就是将原来的192.168.1.1更改成新的网段，因为电信光猫用的就是这个网段，路由器不能与光猫相同。,WI-FI(WIreless-FIdelity ) 技术是一种将个人电脑、手持设备（如PDA、手机）等终端以无线方式互相连接的技术。事实上它是一个高频无线电信号。由WI-FI联盟所拥有 。 无线路由器电波覆盖的有效范围都采用无线保真连接方式进行联网,6.2 WI-FI技术,6.2 WI-FI技术,WI-FI网络框架 (1)站点，网络最基本的组成部分。 (2)基本服务单元(BSS)，最基本的服务单元。最简

6、单的服务单元可以只由两个站点组成。站点可以动态的联结到基本服务单元中。 (3)分配系统(DS)。分配系统用于连接不同的基本服务单元。 (4)接入点(AP)，接入点即有普通站点的身份，又有接入到分配系统的功能 (5)扩展服务单元(ESS)，由分配系统和基本服务单元组合而成。 (6)关口(Portal)，也是一个逻辑成分。用于将无线局域网和有线局域网或其它网络联系起来。,6.2 WI-FI技术,有固定基础设施的无线局域网,AP1,AP2,一个基本服务集 BSS 包括一个基站和若干个移动站， 所有的站在本 BSS 以内都可以直接通信，但在和本 BSS 以外的站通信时 ，都要通过本 BSS 的基站。,

7、AP1,AP2,基本服务集内的基站叫做接入点 AP (Access Point) 其作用和网桥相似。当网络管理员安装 AP 时，必须为该 AP 分配一个不超过 32 字节的服务集标识符 SSID 和一个信道。,AP1,AP2,AP1,AP2,一个基本服务集可以是孤立的，也可通过接入点 AP 连接到一个主干分配系统 DS (Distribution System)， 然后再接入到另一个基本服务集，构成 扩展的服务集ESS (Extended Service Set)。,AP1,AP2,ESS 还可通过叫做门户(portal)为无线用户提供 到非 802.11 无线局域网（例如，到有线连接 的因特

8、网）的接入。门户的作用相当于一个网桥。,AP1,AP2,移动站 A 从某一个基本服务集漫游到 另一个基本服务集（到 A 的位置）， 仍可保持与另一个移动站 B 进行通信。,与接入点 AP 建立关联,与接入点 AP 建立关联(association) 一个移动站若要加入到一个基本服务集 BSS，就必须先选择一个接入点 AP，并与此接入点建立关联。 建立关联就表示这个移动站加入了选定的 AP 所属的子网，并和这个 AP 之间创建了一个虚拟线路。 只有关联的 AP 才向这个移动站发送数据帧，而这个移动站也只有通过关联的 AP 才能向其他站点发送数据帧。,移动站与 AP 建立关联的方法,被动扫描，即移

9、动站等待接收接入站周期性发出的信标帧(beacon frame)。 信标帧中包含有若干系统参数（如服务集标识符 SSID 以及支持的速率等）。 主动扫描，即移动站主动发出探测请求帧(probe request frame)，然后等待从 AP 发回的探测响应帧(probe response frame)。,热点(hot spot),现在许多地方，如办公室、机场、快餐店、旅馆、购物中心等都能够向公众提供有偿或无偿接入 Wi-Fi 的服务。这样的地点就叫做热点。 由许多热点和 AP 连接起来的区域叫做热区(hot zone)。热点也就是公众无线入网点。 现在也出现了无线因特网服务提供者 WISP (

10、Wireless Internet Service Provider)这一名词。用户可以通过无线信道接入到 WISP，然后再经过无线信道接入到因特网。,6.3 无线局域组网技术,WLAN组网分两个基本步骤 （）将无线AP通过网线与网络接口相连，如LAN或ADSL宽带网络接口等。 （2）为配置无线网卡的笔记本或电脑提供无线网络信号，此电脑搜索到该无线信号后即可上网。,6.3 无线局域组网技术,无线组网案例1,6.3 无线局域组网技术,无线组网案例2,6.4 无线路由设置,6.4 无线路由设置,无线路由设置,无线路由设置准备,无线路由设置准备,无线上网,先进行无线连接，输入密码，选择无线连接,无线

11、上网,6.5 其它无线网络,自组网络,A,E,D,C,B,F,源结点,目的结点,转发结点,转发结点,转发结点,移动自组网络又称自组网络(ad hoc network) 。自组网络是没有固定基础设施（即没有 AP）的无线局域网。这种网络由一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成的临时网络。,.移动自组网络,移动自组网络的应用前景,在军事领域中，携带了移动站的战士可利用临时建立的移动自组网络进行通信。 这种组网方式也能够应用到作战的地面车辆群和坦克群，以及海上的舰艇群、空中的机群。 当出现自然灾害时，在抢险救灾时利用移动自组网络进行及时的通信往往很有效的，,2.无线传感器网络 WSN (Wirel

12、ess Sensor Network),由大量传感器结点通过无线通信技术构成的自组网络。 无线传感器网络的应用是进行各种数据的采集、处理和传输，一般并不需要很高的带宽，但是在大部分时间必须保持低功耗，以节省电池的消耗。 由于无线传感结点的存储容量受限，因此对协议栈的大小有严格的限制。 无线传感器网络还对网络安全性、结点自动配置、网络动态重组等方面有一定的要求。,传感器结点的形状(a)和组成(b),存储器,CPU,传感器 硬件,电池,无线 收发器,(a),(b),无线传感器网络主要的应用领域,环境监测与保护（如洪水预报、动物栖息的监控）； 战争中对敌情的侦查和对兵力、装备、物资等的监控； 医疗中

13、对病房的监测和对患者的护理； 在危险的工业环境（如矿井、核电站等）中的安全监测； 城市交通管理、建筑内的温度/照明/安全控制等。,3. 蓝牙系统(Bluetooth),最早使用的 WPAN 是 1994 年爱立信公司推出的蓝牙系统，其标准是 IEEE 802.15.1 。 蓝牙的数据率为 720 kb/s，通信范围在 10 米左右。 蓝牙使用 TDM 方式和扩频跳频 FHSS 技术组成不用基站的皮可网(piconet)。,4.皮可网(piconet),Piconet 直译就是“微微网”，表示这种无线网络的覆盖面积非常小。 每一个皮可网有一个主设备(Master)和最多7个工作的从设备(Slav

14、e)。 通过共享主设备或从设备，可以把多个皮可网链接起来，形成一个范围更大的扩散网(scatternet)。 这种主从工作方式的个人区域网实现起来价格就会比较便宜。,蓝牙系统中的皮可网和扩散网,M,M,S,S,P,S,S,S,S,S,P,皮可网 2,扩散网,皮可网 1,M,主设备,S,从设备,P,搁置的设备,5. 低速 WPAN (Wireless Personal Area Network Communication Technologies),低速 WPAN 主要用于工业监控组网、办公自动化与控制等领域，其速率是 2 250 kb/s。 低速 WPAN 的标准是 IEEE 802.15.4

15、。最近新修订的标准是 IEEE 802.15.4-2006。 低速 WPAN 中最重要的就是 ZigBee。 ZigBee 技术主要用于各种电子设备（固定的、便携的或移动的）之间的无线通信，其主要特点是通信距离短（10 80 m），传输数据速率低，并且成本低廉。,ZigBee 的特点,功耗非常低。在工作时，信号的收发时间很短；而在非工作时，ZigBee 结点处于休眠状态，非常省电。对于某些工作时间和总时间之比小于 1% 的情况，电池的寿命甚至可以超过10 年。 网络容量大。一个 ZigBee 的网络最多包括有255 个结点，其中一个是主设备，其余则是从设备。若是通过网络协调器，整个网络最多可以

16、支持超过 64000 个结点。,ZigBee 的标准,在 IEEE 802.15.4 标准基础上发展而来的。 所有 ZigBee 产品也是 802.15.4 产品。 IEEE 802.15.4 只是定义了 ZigBee 协议栈的最低的两层（物理层和 MAC 层），而上面的两层（网络层和应用层）则是由 ZigBee 联盟定义的。,ZigBee 的组网方式可采用星形和网状拓扑，或两者的组合,FFD,FFD,FFD,FFD,FFD,RFD,端设备,路由器,FFD,FFD,协调器,有一个全功能设备 FFD 充当网络的协调器。 ZigBee 网络中数量最多的端设备是精简功能设备 RFD 结点。,6. 高速 WPAN,高速 WPAN 用于在便携式多媒体装置之间传送数据，支持11 55 Mb/s的数据率，标准