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1、第7章 无线局域网,本章内容,7.1 无线局域网概述 7.2 无线局域网的特点 7.3 无线局域网的组成及拓扑结构 7.4 无线局域网的互联方式 7.5 无线局域网的协议标准 7.6 无线局域网的安全问题,无线局域网是指以无线信道作传输媒介的计算机局域网络(Wireless Local Area Network，简称WLAN)，是在有线网的基础上发展起来的，它使网上的计算机具有可移动性，能快速、方便地解决有线方式不易实现的网络信道的连通问题。,7.1 无线局域网概述,7.2 无线局域网的特点,无线局域网具有以下特点： 1、具有高移动性 2、抗干扰性强 3、安全性能强 4、扩展能力强 5、建网容
2、易，管理方便 6、组网速度快、工程周期短 7、开发运营成本低 8、不受自然环境、地形及灾害影响,7.3 无线局域网的组成及拓扑结构,7.3.1 无线局域网的组成 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，采用单元结构，每个单元称为一个基本服务组(BSS)，BSS的组成有三种方式：,（）集中控制方式,（）分布对等式,（）集中控制方式与分布对等式相结合的方式,7.3.2 无线局域网的拓扑结构,无线局域网的拓扑结构主要有以下三种： 1、点对点型 常用于固定的、要联网的两个位置之间。是无线联网的常用方式，用该联网方式所建网络的传输距离远、速率高，受外界环境影响较小。,2、点对多点
3、型 常用于一个中心点带多个远端点的情况，其最大优点是组网成本低、维护简单。缺点是全向天线波束的全向扩散使功率大大降低，影响网络传输速率，对于较远的端点来说，可靠性得不到保证。 3、混合型 适用于所建网络中既有远端点，又有近端点，还有建筑物或山脉阻挡的点。组建网络时，可综合使用多种方式,7.3.3 无线局域网的主要实现技术,1、微波通信 目前常用的计算机无线通信手段有光波和无线电波。其中光波包括红外线和激光，红外线和激光易受天气影响，也不具备穿透能力，故难以实际应用。无线电波包括短波、超短波和微波等，其中采用微波通信具有很大的发展潜力。,2、微波扩频通信 扩展频谱通信（Spread Spectr
4、um Communication）简称扩频通信。扩频通信的基本特征是使用比发送的信息数据速率高许多倍的伪随机码把载有信息数据的基带信号的频谱进行扩展，形成宽带的低功率频谱密度的信号来发射。,实现扩频通信的基本工作方式有 4种 直接序列扩频工作方式（简称DSSS方式） 跳变频率工作方式（简称FH方式） 跳变时间工作方式（简称TH方式） 线性调频工作方式（简称Chirp方式） 目前使用最多、最典型的扩频工作方式是直扩式（DSSS方式），在无线网络的通信中，就是采用这种方式工作的。,7.4 无线局域网的互联方式,根据不同局域网的应用环境与需求的不同。无线局域网可采取不同的方式来实现互联。常用的具体有
5、如下几种 1、网桥连接型 2、基站接入型 3、HUB接入型 4、无中心结构型,1、网桥连接型 不同的局域网之间互联时，由于物理上的原因，若采取有线方式不方便则可利用无线网桥的方式实现二者的点对点连接，无线网桥不仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接，还可为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换。,2、基站接入型 当采用移动蜂窝通信网接入方式组建无线局域网时，各站点之间的通信是通过基站接入、数据交换方式来实现互联的。各移动站不仅可以通过交换中心自行组网，还可以通过广域网与远地站点组建自己的工作网络。,3、HUB接入型 利用无线Hub可以组建星型结构的无线局域网，具有与有线Hub组网方式相类似的优
6、点。在该结构基础上的WUN，可采用类似于交换型以太网的工作方式，要求Hub具有简单的网内交换功能。,4、无中心结构 要求网中任意两个站点均可直接通信。此结构的无线局域网一般使用公用广播信道，MAC层采用C5MA类型的多址接入协议。,7.5 无线局域网的协议标准,无线接入技术目前比较流行的有802.11标准、蓝牙（Bluetooth）、HomeRF（家庭网络）和IrDA（Infrared Data Association，红外线数据标准协会）。,7.5.1 802.11标准,802.11标准的颁布，使得无线局域网在各种有移动要求的环境中被广泛接受。它是无线局域网目前最常用的传输协议。 由于802
7、.11速率最高只能达到2Mbit/s，在传输速率上不能满足人们的需要，因此，IEEE小组又相继推出了802.11b和802.11a两个新标准。,1、802.11 局域网的物理层 802.11 标准中物理层相当复杂，这里只做简单介绍，802.11 无线局域网可再细分为不同的类型。 现在最流行的无线局域网是 802.11b，而另外两种（802.11a 和 802.11g）的产品也广泛存在。,2 、802.11 局域网的 MAC 层协议 CSMA/CA 协议,为了更好的解决隐蔽站带来的碰撞问题，802.11允许要发送的数据的站对信道进行预约,3 、802.11 局域网的 MAC 帧 802.11 帧
8、共有三种类型，即控制帧、数据帧和管理帧。 802.11 数据帧共有三大部分组成： MAC 首部 帧主体 帧检验序列 FCS,7.5.2 蓝牙,蓝牙（IEEE 802.15）是一项最新标准，对于802.11来说，它的出现不是为了竞争而是相互补充。蓝牙是一种近距离无线数字通信的技术标准，其目标是实现最高数据传输速度1Mbit/s（有效传输速率为721kbit/s）、最大传输距离为0.110m，通过增加发射功率可达到100m。,7.5.3 家庭网络HomeRF,HomeRF主要为家庭网络设计，是IEEE 802.11与DECT（数字无绳电话标准）的结合，旨在降低语音数据成本。HomeRF也采用了扩频
9、技术，工作在2.4GHz频带，能同步支持4条高质量语音信道。但目前HomeRF传输速率只有1 Mbit/s2 Mbit/s，FCC建议增加到10 Mbit/s。,7.5.4 IrDA,IrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，其相应的软件和硬件技术都已比较成熟。它的主要优点是体积小、功率低，适合设备移动的需要；传输速率高，可达16Mbit/s；成本低，应用普遍。 目前有95%的手提电脑上安装了IrDA接口，最近市场上还推出了可以通过USB接口与PC机相连接的USB-IrDA设备。,7.6 无线局域网的安全问题,当有关IEEE802.11的连线对等保密(WEP)协议安全系统易于受到攻击的报告
10、发表时，无线局域网市场因为安全问题而开始降温。应该说，无线局域网的性能、互操作性和易管理性在不断改善，而安全性已经成为一个迫切需要解决的问题。无线局域网的安全性问题表现为如下几个方面。,7.6.1 传输介质的脆弱性,无线局域网的传输媒体大气空间则要脆弱得多，很多空间都在无线局域网的物理控制范围之外，如公司停车场、无线网络设备的安装位置以及邻近高大建筑物等。网络基础架构的这些差别，导致无线局域网与有线网的安全性不在一个水准。,7.6.2 WEP存在不足,802.11委员会由于意识到无线局域网固有的安全缺陷而引入了WEP。但WEP也不能完全保证加密传输的有效性，它不具备认证、访问控制和完整性校验功
11、能。而无线局域网的安全机制是建立在WEP基础之上的，一旦WEP遭到破坏，这类机制的安全也就不复存在。,7.7 无线局域网的优势、劣势分析,无线局域网有以下一些优势：速率较高，可满足高速无线上网需求；设备价格低廉，节省投资；技术较成熟，在国外已有丰富的应用。 无线局域网也存在一些劣势：功率受限、覆盖范围较小、移动性较差；一般工作在自由频段容易受到干扰；属于第二层技术规范，上层业务体系不够完善。,7.8 无线局域网设备,构成无线网络的连接组件主要有3个 1、LAN 网卡 无线网卡的外观与有线网卡 (PCMCIA、Cardbus、PCI和USB)一样。它们的功能也相同，即使最终用户接入网络。在有线局
12、域网中,网卡是网络操作系统与网线之间的接口。在无线局域网中，它们是操作系统与天线之间的接口,用来创建透明的网络连接。,2、接入点 从本质上讲，接入点的作用相当于局域网集线器。它在无线局域网和有线网络之间接收、缓冲存储和传输数据,以支持一组无线用户设备。接入点通常是通过一根标准以太网线连接到有线主干上，并通过天线与无线设备进行通信。,3、室外局域网网桥 室外局域网网桥是用于连接不同建筑物中的局域网。无线局域网网桥产品支持极高的数据率,并且利用视距内定向天线使有效传输距离长达几公里。一些接入点还可以用作距离相对较近建筑物之间的网桥。,习题七,1、无线局域网都由哪几部分组成？无线局域网中的固定基础设
13、施对网络的性能有何影响？接入点AP是否就是无线局域网中的固定基础设施？ 2、Wi-Fi与无线局域网WLAN是否为同义词？请简单说明一下。 3、服务集标识符SSID与基本服务集标识符BSSID有什么区别？ 4、在无线局域网中的关联（association）的作用是什么？ 5、以下几种接入（固定接入、移动接入、便携接入和游牧接入）的主要特点是什么？ 6、无线局域网的物理层主要有哪几种？,7、无线局域网的MAC协议有那些特点？为什么在无线局域网中不能使用CSMA/CD协议而必须使用CSMA/CD协议？ 8、为什么无线局域网的站点在发送数据帧时，即使检测到信道空闲也仍然要等待一小段时间？为什么在发送数据帧的过程中不像以太网那样继续对信道进行检测？ 9、结合隐蔽站问题和暴露站问题说明RTS帧和CTS帧的作用。RTS/CTS是强制使用还是选择使用？请说明理由？ 10、为什么在无线局域网上发送数据帧后要对方必须发回确认帧，而以太网就不需要对方发回确认帧？,
