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1、第9章无线局域网组建及配置内容介绍无线局域网(WirelessLocalAreaNetworkWLAN)是90年代计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它提供了使用无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个人化和多媒体应用提供了潜在的手段。本章主要讨论无线局域网的概念、传输介质、拓扑结构，无线网络IEEE802.11标准，对无线局域网的组网及其配置进行了重点介绍，并用一定的实例进行说明。无线局域网概述9.1.1无线局域网的概念1.无线局域网介绍无线是利用无线电波来作为信息的传导，而就应用层面来讲，它与有线网络的用途完全相似，两者最大不同的地方是在于传输媒介不同。除此
2、之外，正因它是无线，因此无论是在硬件架设或使用之机动性均比有线网络要优势许多。无线局域网是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。通俗点说，无线局域网就是在不采用传统电缆线的同时，提供传统有线局域网的所有功能，网络所需的基础设施不需要再埋在地下或隐藏在墙里，网络却能够随着实际需要移动或变化。之所以还称其是局域网，是因为会受到无线连接设备与计算机之间距离的远近限制而影响传输范围，所以必须要在区域范
3、围之内才可以连上网路。除了传输介质有别于传统局域网外，无线局域网技术区别于有线接入的特点之一就是标准不统一，不同的标准有不同的应用。目前比较流行的有802.11标准(包括802.11a、802.11b及802.11g等标准)、蓝牙(Bluetooth)标准以及HomeRF(家庭网络)标准等。无线局域网概述2.无线局域网的特点安装便捷、维护方便无线局域网最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点(AccessPoint)设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。例如，基于802.11b开放标准设计的无线局域网可以与安装范围扩展天线或任何一款无线网卡的笔记本计算机或
4、台式机进行通讯。使用灵活、移动简单在有线网络中，网络设备的安放位置受到网络信息点位置的限制。而一旦无线局域网建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。例如，11Mbps的无线局域网适合于实现网络无缝扩展的企业，无论是在会议室、在大厅还是移动应用，都不必担心失去网络的连接。可提供对内外网络连接、企业资源共享等至关重要资源的无线访问。无线局域网概述经济节约、性价比高无线局域网从总体上减少了用户的费用。无线局域网在人们的印象中是价格昂贵的，但实际上，在购买时不能只考虑设备的价格，因为无线局域网可以在其他方面降低成本。根据无线局域网协会的调查表明，无线局域网可极大地提高经济效益，提高
5、生产率48%，提高企业效率6%，改善收益与利润6%，降低成本40%。使用无线局域网不仅可以减少对布线的需求和与布线相关的一些开支，还可以为用户提供灵活性更高、移动性更强的信息获取方法。易于扩展、大小自如无线局域网有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，无线局域网就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络。也就是说，无线局域网适合各种规模的企业环境，可以提供和已有网络的紧密结合、移动的访问和简单的配置。无线局域网概述9.1.2无线局域网的传输介质1.无线电波与红外线无线局域网的基础还是传统的有线局域网，是有线局域网的扩展和替换。它只是在有线局域网的基础上通过无线访问节点(AP)、
6、无线网桥、无线网卡等设备使无线通信得以实现。与有线网络一样，无线局域网同样也需要传送介质。只是无线局域网采用的传输介质不是双绞线或者光纤，而是红外线(IR)或者无线电波(RF)，以后者使用居多。红外线(IR)红外线局域网采用小于1微米波长的红外线作为传输介质，有较强的方向性，由于它采用低于可见光的部分频谱作为传输介质，使用不受无线电管理部门的限制。无线局域网概述红外信号要求视距传输，并且窃听困难，对邻近区域的类似系统也不会产生干扰。在实际应用中，由于红外线具有很高的背景噪声，受日光、环境照明等影响较大，一般要求的发射功率较高，而采用现行技术，特别是LED，很难获得高的比特速率(10Mpbs)，
7、尽管如此，红外无线局域网仍是目前“100Mpbs以上、性能价格比高的网络”唯一可行的选择。无线电波(RF)采用无线电波作为无线局域网的传输介质是目前应用最多的，这主要是因为无线电波的覆盖范围较广，应用较广泛。使用扩频方式通信时，特别是直接序列扩频调制方法因发射功率低于自然的背景噪声，具有很强的抗干扰抗噪声能力、抗衰落能力。这一方面使通信非常安全，基本避免了通信信号的偷听和窃取，具有很高的可用性。无线局域网概述另一方面无线局域使用的频段主要是S频段(2.4GHz2.4835GHz)，这个频段也叫ISM(IndustryScienceMedical)即工业科学医疗频段，该频段在美国不受FCC(美国
8、联邦通信委员会)的限制，属于工业自由辐射频段，不会对人体健康造成伤害。2.无线天线(Antenna)无线天线与一般电视和手机所用之天线不同，其原因乃是因为频率不同所致，无线局域网所用的频率为较高2.4GHz之频段。天线的功能是将源数据信号，借助天线本身的特性而传送至远处，至于能传多远，一般除了考虑源的输出功率强度之外，其另一重要因素是天线本身的dB值(俗称的增益值)，dB值愈高，相对所能传达之距离也更远。通常每增加8dB则相对之距离可增至原距离的一半。无线局域网概述当计算机与无线AP或其他计算机相距较远时，随着信号的减弱，或者传输速率明显下降，或者根本无法实现与AP或其他计算机之间通讯，此时，
9、就必须借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增益(放大)。一般天线有所谓指向性(Uni-direction)与全向性(Omni-direction)两种，前者较适合于长距离使用，而后者则较适合区域性之应用。无线天线有多种类型，不过常见的有两种，一种是室内天线，优点是方便灵活，缺点是增益小，传输距离短；一种是室外天线。室外天线的类型比较多，一种是锅状的定向天线，一种是棒状的全向天线。室外天线的优点是传输距离远。比较适合远距离传输。无线局域网概述无线局域网所能覆盖的范围是指无线局域网产品例如无线网卡、无线AP(无线访问点)等设备发射信号所能达到的最远距离。根据802.11标准，一般无线设备所能覆盖
10、的最大距离通常为300米，不过覆盖的范围主要应视环境的开放与否有关，在设备不加外接天线的情况下，在视野所及之处约300米；若属于半开放性空间，或有隔离物的区域，传输大约在3550米左右。如果借助于外接天线，传输距离则可以达到3050公里甚至更远，这要视天线本身的增益而定。天线、避雷器及附件的选择(功率放大器作为选配)，由于所要覆盖的是室外半径一公里左右的超大面积，所以建议使用一根高增益的全向天线(如2.4GHz)，根据实际的长度的一根馈线，两个馈线接头，一根转接缆，一套避雷器，完成服务器端的无线设备的安装。无线局域网概述注意，如果能将无线设备在防水防尘的基础上，在架设天线的地方就可以不用馈线和
11、馈线接头，功率放大器由于在价钱上比较贵，而是在使用高增益天线还不能很好的完成无线链路的连接时，再买它。在介绍无线局域网前，先要提醒大家应该注意现在无线网络的信号和手机信号一样也有盲区；因此一定要调整好无线网卡和AP(或无线路由器)的位置，以免影响信号的正常传输。3.扩展频谱技术扩展频谱(SpreadSpectrum)技术是一种常用的无线通讯技术，简称展频技术，展频技术的无线局域网络产品是依据FCC(FederalCommunicationsCommittee，即美国联邦通讯委员会)规定的ISM(IndustrialScientificandMedical工业、医疗、科学)，频率范围开放在902
12、M928MHz及2.4G2.484GHz两个频段，所以并没有所谓使用授权的限制。无线局域网概述无线局域网在性能上的差异，主要是取决于所采用的是调频扩频(FHSS)还是直序扩频(DSSS)来实现、以及所采用的调变方式。若以现有的产品参数详加比较，可以看出DSSS技术在需要最佳可靠性的应用中具有较佳的优势，而FHSS技术在需要低成本的应用中较占优势。一般而言，DSSS由于采用全频带传送资料，速度较快，DSSS技术适用于固定环境中、或对传输品质要求较高的应用，因此，无线厂房、无线医院、网络社区、分校连网等应用，大都采用DSSS无线技术产品。FHSS则大都使用于需快速移动的端点，如移动电话在无线传输技
13、术部分即是采用FHSS技术；且因FHSS传输范围较小，所以往往在相同的传输环境下，所需要的FHSS技术设备要比DSSS技术设备多，在整体价格上，可能也会比较高。以目前企业需求来说，高速移动端点应用较少，而大多较注重传输速率、及传输的稳定性，所以未来无线网络产品发展应会以DSSS技术为主流。无线局域网概述9.1.3无线局域网的拓扑结构无线局域网的拓扑结构可分为两类：无中心结构和有中心结构，如图9-1所示。无中心结构又叫对等模式(AdHocDemoMode)，每台计算机只需要一片无线网卡就能实现无线数据传输；有中心结构又叫中心模式(Infrastructure)，以接入点AP为中心，所有的基站通信
14、要通过AP转接，需要有一个无线接入点，N片无线网卡。无线局域网概述图9-1无中心结构和有中心结构1.无中心拓扑无中心无线局域网要求网中任意两点均可直接通信。采用这种结构的网络一般使用公用广播信道，而信道接入控制(MAC)协议多采用载波监测多址接入(CSMA)类型的多址接入协议。例如，Ad-hoc就是一种特殊的无中心无线局域网应用模式，一群计算机接上无线网络卡，即可相互连接，资源共享，无需透过AccessPoint。组建一个临时性的无线局域网，最典型的应用是Adhoc网(完全可移动方式)，由一组有无线网卡的计算机组成。这些计算机以相同的工作组名、ESSID和密码等对等的方式相互直接连接，在无线局
15、域网的覆盖范围的之内，进行点对点与点对多点之间的通信通信。通常，一群具有便携式终端的用户为会议或其他目的聚集到一起，需要在无法预料的距离间构筑一个临时性的无线局域网。无线局域网概述2.有中心拓扑有中心拓扑结构要求一个无线站点充当中心站，所有站点对网络的访问均由中心站控制，也就是在网络中采取了桥接器。这种无线局域网中的站分为全移动站与半移动站两类。全移动站指在网络覆盖范围内该站可在移动状态下保持与网络的通信。例如，蜂窝电话网的移动站(收机)即是一种全移动站。半移动站指在网络覆盖范围内网中的站可自由移动，但仅在静止状态下才能与网络通信。支持全移动站的网络称为全移动网络，而支持半移动站的网络称为半移
16、动网络。在有中心拓扑结构无线网络中，具有无线网卡的无线终端以无线接入点AP为中心，通过无线网桥AB、无线接入网关AG、无线接入控制器AC和无线接入服务器AS等将无线局域网与有线网网络连接起来，可以组建多种复杂的无线局域网接入网络，实现无线移动办公的接入。无线局域网概述目前无线网络标准主要有美国IEEE(电机电子工程师协会，TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers)所制定的802.11标准(包括802.11a、802.11b及802.11g等标准)，HomeRF(家庭网络)标准以及蓝牙(Bluetooth)标准等。9.2.1IEEE802.11标准的重要技术规定IEEE802.11是美国电机电子工程师协会(IEEE)为解决无线网路设备互连，于1997年6月制定发布的无线局域网标准。由于无线局域网是基于计算机网络与无线通信技术，在计算机网络结构中，逻辑链路控制(LLC)层及其之上的应用层对不同的物理层的要求可以是相同的，也可以是不同的，因此，无线局域网标准主要是针对物理层和媒质访问控制层(MAC)，涉及到所使用的无
