第6章 无线局域网

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1、第6章 无线局域网 计算机网络基础26.1 无线局域网概述 基本概念：无线局域网（Wireless local-area network，WLAN）：是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。从专业角 度讲，无线局域网利用了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、个性化和多 媒体应用提供了可能。通俗地说，无线局域网就是在不采 用传统缆线的同时，提供以太网或者令牌网络的功能。根据所采用的频段和调制技术可分为扩频调制（ Spread Spectrum）、红外线（Infrared）和窄带微波（ Narrow Microwave）三种。 计算机网络基础3主要构成：无线网络包

2、括无线网卡和无线接入点（简称AP），无线 局域网利用常规的局域网及其互联设备构成骨干网。利用无 线接入点（AP）来支持移动终端（MT）的移动和漫游。配有 无线网卡的台式PC机，笔记本电脑或其他设备就可以与无线 网络连接起来。无线局域网与有线局域网的作用基本相同, 就是在网络的各设备之间传送分组信息。不同的是,无线局 域网中所用的是便携设备,其中的分组传输包括移动站之间 和移动站与固定站之间的传输。计算机网络基础4和传统网络相比的优势（1）可移动性，它提供了不受线缆限制的应用，用户可以随 时上网； （2）容易安装、无须布线，大大节约了建网时间； （3）组网灵活，即插即用，网络管理人员可以迅速将其

3、加入 到现有网络中，并在某种环境下运行； （4）成本低，特别适合于变化频繁的工作场合。 （5）安全性较高，无线网络相对来说比较安全，通信以空气 为介质，传输信号可以跨越很宽的频段，而且与自然背景噪音 十分的相似，这样一来，就使得窃听者用普通的方式难以偷听 到数据。“加密”也是无线网络必备的一环，能有效提高其安 全性。所有无线网络都可加设安全密码，窃听者即使千方百计 地接收到数据，若无密码，想打开信息系统亦无计可施。计算机网络基础5基本结构:无线局域网由无线网卡、无线接入点(AP)、计算机和有 关设备组成,在一个典型的无线局域网环境中，有一些进行数 据发送和接收的设备，称为接入点(AP)。通常，

4、一个AP能够 在几十至上百米的范围内连接多个无线用户。在同时具有有 线和无线网络的情况下，AP可以通过标准的Ethernet电缆与 传统的有线网络相联，作为无线网络和有线网络的连接点。 无线局域网的终端用户可通过无线网卡等访问网络。计算机网络基础6n 适于特殊地理环境下的网络架设；终端与设备之间 不方便通过线缆 连接地理环境不适合 布设有线网络计算机网络基础7体育场馆新闻中心展馆与证券大厅制造车间物流运输n 不受限于时间和地点的接入网络，满足各行各业对于网络应用的需求；计算机网络基础8办公大楼候机大厅渡假山庄商务酒店n 凡是自由空间均可连接网络，不受限于线缆和端口位置计算机网络基础96.2 无

5、线局域网技术 无线局域网的标准从无线局域网标准的支持者及被采用的地域范围来看， 无线局域网的标准大致有三类：IEEE 802.11系列标准（包 括802.11a、802.11b 及802.11g等标准）、欧洲的 HiperLAN1/HiperLAN2标准、日本的MMAC系列标准、蓝牙（ Bluetooth）标准以及HomeRF（家庭网络） 。 计算机网络基础10IEEE 802.11系列标准（ 介绍IEEE 802.11b ）IEEE 802.11b无线局域网的带宽最高可达11Mbps，比IEEE 802.11标准快5倍，扩大了无线局域网的应用领域。另外，也可 根据实际情况采用5.5Mbps、

6、2 Mbps和1 Mbps带宽，实际的工作 速度在5Mb/s左右，与普通的10Base-T规格有线局域网几乎是处 于同一水平。作为公司内部的设施，可以基本满足使用要求。 IEEE 802.11b使用的是开放的2.4GB频段，不需要申请就可使用 。既可作为对有线网络的补充，也可独立组网，从而使网络用 户摆脱网线的束缚，实现真正意义上的移动应用。计算机网络基础11IEEE802.11b无线局域网与我们熟悉的IEEE 802.3以太网 的原理很类似，都是采用载波侦听的方式来控制网络中信息 的传送。不同之处是以太网采用的是CSMA/CD（载波侦听/冲 突检测）技术，网络上所有工作站都侦听网络中有无信息

7、发 送，当发现网络空闲时即发出自己的信息，如同抢答一样， 只能有一台工作站抢到发言权，而其余工作站需要继续等待 。如果一旦有两台以上的工作站同时发出信息，则网络中会 发生冲突，冲突后这些冲突信息都会丢失，各工作站则将继 续抢夺发言权。而802.11b无线局域网则引进了冲突避免技术 ，从而避免了网络中冲突的发生，可以大幅度提高网络效率 。计算机网络基础12IEEE 802.11b优点 速度：2.4ghz直接序列扩频无线电提供最大为11mbps的数 据传输速率，无须直线传播；动态速率转换：当射频情况变差时，降低数据传输速率为 5.5mbps、2mbps和1mbps；使用范围：802.11b支持以百

8、米为单位的范围（在室外为 300米；在办公环境中最长为100米）；可靠性：与以太网类似的连接协议和数据包确认提供可靠 的数据传送和网络带宽的有效使用；互用性：802.11b只允许一种标准的信号发送技术；电源管理：802.11b网络接口卡可转到休眠模式，访问点将 信息缓冲到客户，延长了笔记本电脑的电池寿命计算机网络基础13漫游支持：当用户在楼房或公司部门之间移动时，允许 在访问点之间进行无缝连接；加载平衡： 802.11b nic更改与之连接的访问点，以提 高性能（例如，当前的访问点流量较拥挤，或发出低质量的 信号时）；可伸缩性：最多三个访问点可以同时定位于有效使用范 围中，以支持上百个用户，

9、同时语音和数据支持；安全性：内置式鉴定和加密。计算机网络基础14蓝牙(Bluetooth) 所谓蓝牙(Bluetooth)技术，实际上是一种短距离无 线电技术，利用“蓝牙”技术，能够有效地简化掌上电脑 、笔记本电脑和移动电话手机等移动通信终端设备之间的 通信，也能够成功地简化以上这些设备与因特网之间的通 信，从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变 得更加迅速高效，为无线通信拓宽道路。现在无线局域网 产品已经陆续支持蓝牙技术。从目前的蓝牙产品来看，蓝牙主要应用在这几个 方面：手机、掌上电脑、其它数字设备，如数字照相机、 数字摄像机等，以及蓝牙技术构成的电子钱包和电子锁， 篮牙系统嵌入微波

10、炉、洗衣机、电冰箱、空调机等传统家 用电器等。 计算机网络基础15HomeRF标准家庭网络的HomeRF标准主要是为家庭网络设计， 是IEEE 802.11与DECT（数字无绳电话标准）的结合， 目的在于降低语音数据成本。HomeRF标准也采用了扩 频技术，工作于2.4GHz频带，能同步支持四条高质量 语音信道，HomeRF的传输速率可以达到110Mb/s。 计算机网络基础16无线网卡AP无线接入点无线天线无线局域网相关产品计算机网络基础17无线局域网相关产品-无线网卡PCI无线局域网卡 USB无线局域网卡 PCMCIA无线局域网卡 从无线网卡采用的接口划分，有PCI无线网卡（包括ISA接 口

11、）、USB无线网卡和PCMCIA 无线网卡（包括CF接口）。PCI无线线网卡采用PCI接口，主要是针对针对 台式机 PCMCIA无线线局域网卡主要是针对针对 笔记记本 USB无线线网卡可同时时适应应于台式机和笔记记本电脑电脑计算机网络基础18无线局域网相关产品-AP（无线接入点）LAN接口RESET交叉/直连线选择切换天线连接插头电源输入AP，室内接入点BR,室外远距离连接 无线AP作为无线网络中的一个重要设备，其性能直 接影响着无线网络传输信号的强弱。计算机网络基础19无线局域网相关产品-无线天线无线定向天线无线全向天线当在室内的传输距离超出2030米，室外的传输距离超出50100米时，就

12、必须考虑为无线AP或无线网卡安装外置天线，以增强信号强度，延伸无线网络 的覆盖范围。于无线AP或无线路由器需要为无线网络内所有的无线网卡提供无 线连接，因此，应当选择全向天线。而作为无线网卡而言，由于只是需要与无 线AP或无线路由器进行通讯，所以，应当选择定向天线。计算机网络基础20部署和维护困难？对新业务能支持吗？跟有线网络如何融合？接入安全如何保障？企业构建WLAN网面临的挑战计算机网络基础21IEEE802.11无管理MAC认证、 WEP加密无漫游低速无线接入IEEE802.11a/b简单配置管理WPA认证TKIP加密L2漫游无线数据接入IEEE802.11g集中管理、射 频环境管理 W

13、PA认证802.11i加密 L2、L3漫游 语音、数据、 视频无线接入IEEE802.11n更强的全网管理动态认证安全接入任意位置接入综合业务的无线 承载作为有线的简单补充，实现 无线基本接入功能1998年2000年2004年未来2M速率54/11M速率54M速率300M速率主要的接入层技术之一，扩 展丰富增值业务功能规模应用无线局域网发展历程计算机网络基础22无线设备影响报告计算机网络基础23AC （Access Controller） 无线控制器AP管理 非法无线入侵检测 位置检测 网络自愈 每用户的安全策略 RF管理“胖”AP“瘦”AP无线局域网组网模式：FAT AP & FIT AP8

14、02.11a/b/g天线加密移动 IP,VPN802.1x, TKIP, Qos, 802.11h权限控制策略控制L2/L3层漫游802.11a/b/g天线加密移动 IP,VPN802.1x, TKIP, Qos, 802.11h权限控制策略控制二层漫游“胖”AP组网方案“瘦”AP组网方案计算机网络基础24“胖AP”组网方案企业无线网络的组网模式：FAT AP1APnSTAs企业 有线网络1208E1208E1208E以太交换机三、新业务支持难 l不能满足语音业务需求（不支持三层漫游 ）二、安全隐患 lAP设备的丢失引发系统配置的泄露 ； l非法AP的接入无法检测等一、难管理 l大规模组网部署

15、和维护工作量 量大； l不能自动调整工作信道和功率 ，不适用复杂RF环境大规模无线组网存在的问题：计算机网络基础25“瘦AP”+ AC 组网方案企业无线网络的组网模式：FAT AP1APnSTAs企业 有线网络1208E1208E1208E以太交换机三、新业务支持支持三层漫游，对上层应用透明切换二、安全隐患 l配置集中管理，不怕AP设备的 丢失引发系统配置的泄露； l可检测非法AP的接入无法等一、易部署管理 l大规模组网部署容易，AP零 配置； l集中管理，升级维护简单； l自动调整工作信道和功率，适 用复杂RF环境特别适合大规模无线组网：AC 无线控制器计算机网络基础26无线局域网的拓扑结构

16、 无线网络拓扑结构（Topolgy）是一种配置结构，移动终 端在这种结构下相互通信。目前，常用的无线网络拓扑结构 有基础结构集中式、ad-hoc结构和蜂窝拓扑结构。 计算机网络基础27基础结构集中式拓扑结构 这种结构模式与有线网络 中的星型交换模式差不多 ，也属于集中式结构类型 ，其中的无线AP相当于有 线网络中的交换机，起着 集中连接和数据交换的作 用。这种网络结构模式的 特点主要表现在网络易于 扩展、便于集中管理、能 提供用户身份验证等优势 。计算机网络基础28点对点Ad-Hoc结构 点对点Ad-Hoc对等结构 就相当于有线网络中的 多机（一般最多是3台机 ）直接通过网卡互联， 中间没有集中接入设备 没有无线接入点（AP） ，信号是直接在两个通 信端点对点传输的。 计算机网络基础29在有线网络中，因为每个连接都需要专门的传输介质，所以在多 机互连中，一台中可能要安装多块网卡。而在WLAN中，没有物理 传输介质，信号不是通过固定的传输作为信道传输的，而是以电 磁波的形式发散传播的，所以在WLAN中的对等连接模式中，各用 户无须安装多块W