WLAN基礎(chǔ)培訓(xùn)(掃盲篇).ppt

目 錄,什么WLAN WLAN的特點(diǎn) WLAN的頻譜 WLAN的協(xié)議 WLAN的認(rèn)證,第一篇：WLAN基礎(chǔ)知識,什么是WLAN,無線局域網(wǎng) (Wireless Local Area Network)是以射頻無線電波通信技術(shù)構(gòu)建的局域網(wǎng)，雖不采用纜線，但也能提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能。無線數(shù)據(jù)通信不僅可以作為有線數(shù)據(jù)通信的補(bǔ)充及延伸，而且還可以與有線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境互為備份。這種無線建網(wǎng)與高速網(wǎng)絡(luò)接入技術(shù)近幾年來受到廣泛的關(guān)注并發(fā)展為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)市場上一個耀眼的亮點(diǎn)。,什么是WLAN,端站（STA）：Station 無線網(wǎng)絡(luò)終端，STA通過無線鏈路接入AP。 接入點(diǎn)（AP）：Access Point AP通過無線鏈路和STA進(jìn)行通信，AP上行方向與AC通過有線鏈路連接。 接入控制器（AC）：Access Controller 在無線局域網(wǎng)和外部網(wǎng)之間充當(dāng)網(wǎng)關(guān)功能，AC將來自不同AP的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯聚，與Internet相連，AC支持用戶安全控制、業(yè)務(wù)控制、計費(fèi)信息采集及對網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控。,WLAN的特點(diǎn),高效快捷 移動醫(yī)療、應(yīng)急救助、庫存管理、資產(chǎn)跟蹤 網(wǎng)隨心動 賓館房間、室外熱點(diǎn)、機(jī)場大廳、會議室 臨時應(yīng)用 港口碼頭、臨時布展、移動通信、生產(chǎn)制造,不受限于時間和地點(diǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)，滿足各行各業(yè)對于網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求。,體育場館新聞中心,展館與證券大廳,制造車間,物流運(yùn)輸,WLAN的特點(diǎn),WLAN的特點(diǎn),WLAN網(wǎng)絡(luò)采用載波監(jiān)聽/沖突避免（CSMA/CA）機(jī)制，多人同時使用網(wǎng)絡(luò)性能會大幅下降。 與GSM的時分多址復(fù)用方式和TD的時分/碼分多址復(fù)用方式不同，WLAN系統(tǒng)采用載波監(jiān)聽/沖突避免機(jī)制，用戶間采用搶占方式占用資源； 在同一沖突域內(nèi)存在多個用戶時，某一時刻只有一個終端或AP在發(fā)送數(shù)據(jù)，此時其他終端和AP均處于空閑監(jiān)聽狀態(tài)。,WLAN的頻譜,WLAN可以工作在2.4GHz頻段，也可以工作在5.8G頻段。 2.4GHz為各國共同的ISM頻段，工作頻率范圍為2400 2483.5 MHz。此頻段為共用頻段，公眾無線局域網(wǎng)與其它無線接入系統(tǒng)、藍(lán)牙技術(shù)設(shè)備、點(diǎn)對點(diǎn)或點(diǎn)對多點(diǎn)擴(kuò)頻通信系統(tǒng)等共用頻率。 開放的2.4GHz ISM頻段上無繩電話，微波基站，藍(lán)牙網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等的干擾，影響WLAN網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的信號傳輸。,ISM (Industrial Scientific Medical) 頻段,WLAN的頻譜,802.11b和802.11g的工作頻段在2.4GHz，其可用帶寬為83.5MHz，劃分為13個信道，每個信道帶寬為22MHz 。 中國移動規(guī)定使用1、6、11三個互不干擾的信道進(jìn)行蜂窩覆蓋。,WLAN的頻譜,用于WLAN組網(wǎng)的5.8G頻段頻率范圍為5.725GHz5.850GHz，共125MHz帶寬，劃分為5個信道，每個信道帶寬為20MHz 在中國802.11n工作在5.7255.850GHz頻段的5個信道，操作信道號分別為：149、153、157、161、165,WLAN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)簡介,（1）IEEE 802.11 1990年IEEE802標(biāo)準(zhǔn)化委員會成IEEE802.11WLAN標(biāo)準(zhǔn)工作組。IEEE 802.11（別名：Wi-Fi (Wireless Fidelity) 無線保真）是在1997年6月由大量的局域網(wǎng)以及計算機(jī)專家審定通過的標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)定義物理層和媒體訪問控制(MAC)規(guī)范。物理層定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)男盘柼卣骱驼{(diào)制，定義了兩個RF傳輸方法和一個紅外線傳輸方法，RF傳輸標(biāo)準(zhǔn)是跳頻擴(kuò)頻和直接序列擴(kuò)頻，工作在2.40002.4835GHz頻段。 IEEE 802.11是IEEE最初制定的一個無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)訪問，速率最高只能達(dá)到2Mbps。由于它在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，所以IEEE 802.11標(biāo)準(zhǔn)被IEEE 802.11b所取代了。,WLAN的協(xié)議,（2）IEEE 802.11b 1999年9月IEEE 802.11b被正式批準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定WLAN工作頻段在2.4-2.4835 GHz，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到11Mbps, 傳輸距離控制在50-150英尺。該標(biāo)準(zhǔn)是對IEEE 802.11的一個補(bǔ)充，采用補(bǔ)償編碼鍵控調(diào)制方式，采用點(diǎn)對點(diǎn)模式和基本模式兩種運(yùn)作模式，在數(shù)據(jù)傳輸速率方面可以根據(jù)實際情況在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps等不同速率間自動切換，它改變 了WLAN設(shè)計狀況，擴(kuò)大了WLAN的應(yīng)用領(lǐng)域。 IEEE 802.11b已成為主流的WLAN標(biāo)準(zhǔn)，被多數(shù)廠商所采用，所推出的產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于辦公室、家庭、賓館、車站、機(jī)場等眾多場合，但是由于許多WLAN新標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，IEEE 802.11a和IEEE 802.11g更是倍受業(yè)界關(guān)注。,WLAN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)簡介,WLAN的協(xié)議,（3）IEEE 802.11a 1999年，IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)制定完成，該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定WLAN工作頻段在5.725-5.850 GHz，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到54Mbps/72Mbps(Turbo), 傳輸距離控制在10-100米。該標(biāo)準(zhǔn)也是IEEE 802.11的一個補(bǔ)充，擴(kuò)充了標(biāo)準(zhǔn)的物理層，采用正交頻分復(fù)用（OFDM）的獨(dú)特擴(kuò)頻技術(shù)。 IEEE 802.11a標(biāo)準(zhǔn)是IEEE 802.11b的后續(xù)標(biāo)準(zhǔn)，其設(shè)計初衷是取代802.11b標(biāo)準(zhǔn)，然而，工作于2.4GHz頻帶是不需要執(zhí)照的，該頻段屬于工業(yè)、教育、醫(yī)療等專用頻段，是公開的；而工作于5.725-5.850 GHz頻帶需要執(zhí)照的。而且IEEE802.11a卡片價格昂貴也大大的限制了該技術(shù)的發(fā)展一些公司更加看好當(dāng)時最新混合標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11g。,WLAN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)簡介,WLAN的協(xié)議,（4）IEEE 802.11g 802.11a與802.11b兩個標(biāo)準(zhǔn)都存在著缺陷，802.11b的優(yōu)勢在于價格低廉,但速率較低（最高11Mbps）；而802.11a優(yōu)勢在于傳輸速率快（最高54Mbps）且受干擾少，但價格相對較高。 目前最流行的IEEE 802.11g認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn),該標(biāo)準(zhǔn)提出擁有IEEE 802.11a的傳輸速率，安全性較IEEE 802.11b好，采用2種調(diào)制方式，含802.11a中采用的OFDM與IEEE802.11b中采用的CCK，做到與802.11a和802.11b兼容。 IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)的誕生到流行，無論對用戶還是對整個業(yè)界都是一個推動，它將把無線局域網(wǎng)的性能提升到一個新的高度，同時降低構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)的成本。,WLAN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)簡介,WLAN的協(xié)議,（5）IEEE 802.11n 為了實現(xiàn)高帶寬、高質(zhì)量的WLAN服務(wù)，使無線局域網(wǎng)達(dá)到以太網(wǎng)的性能水平，802.11n應(yīng)運(yùn)而生。 在傳輸速率方面，802.11n可以將WLAN的傳輸速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps提高到108Mbps，甚至高達(dá)500Mbps。這得益于將MIMO(多入多出)與OFDM(正交頻分復(fù)用)技術(shù)相結(jié)合而應(yīng)用的MIMO OFDM技術(shù)，這個技術(shù)不但提高了無線傳輸質(zhì)量，也使傳輸速率得到極大提升。 在覆蓋范圍方面，802.11n采用智能天線技術(shù)，通過多組獨(dú)立天線組成的天線陣列，可以動態(tài)調(diào)整波束，保證讓W(xué)LAN用戶接收到穩(wěn)定的信號，并可以減少其它信號的干擾。因此其覆蓋范圍可以擴(kuò)大到好幾平方公里，使WLAN移動性極大提高。,WLAN協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)簡介,WLAN的協(xié)議,802.11協(xié)議的發(fā)展進(jìn)程,WLAN的協(xié)議,WLAN的認(rèn)證,AC,Internet,Portal Server,Radius Server,AP,Client,DHCP地址分配,發(fā)起http訪問請求,用戶的http訪問請求轉(zhuǎn)發(fā),推出要求登陸的頁面,用戶輸入賬號密碼，發(fā)送出去,發(fā)送CHALLENGE進(jìn)行身份驗證,Access Request（將認(rèn)證信息放入Radius包）,Access Accept/Reject（返回信息）,顯示認(rèn)證結(jié)果，并推出門戶網(wǎng)站,開始計費(fèi)過程,什么是FAT AP和FIT AP 什么是無線交換機(jī) WLAN設(shè)備的實際工作性能,第二篇：WLAN的設(shè)備介紹,WLAN的接入網(wǎng)絡(luò)類型,Autonomous WLAN Architecture ：自治型WLAN網(wǎng)絡(luò) 也被稱為FAT AP 提供802.11無線接口及802.3以太網(wǎng)接口 配置及控制都是獨(dú)立的，監(jiān)控和管理可通過SNMP進(jìn)行。 一個物理AP可通過支持多個SSID成為幾個虛擬AP Centralized WLAN Architecture ：會聚型WLAN網(wǎng)絡(luò) 被稱為FIT AP 通過AC集中管理、控制及配置AP，AC在無線網(wǎng)絡(luò)中成為會聚點(diǎn) AC和二層網(wǎng)橋、交換機(jī)、三層路由器、接入服務(wù)器等放置在一起 執(zhí)行CAPWAP功能的AC是邏輯概念，不一定集中在一個物理設(shè)備上。,FAT AP設(shè)備的典型組網(wǎng),企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)模式：,AP1,APn,STAs,家庭或soho網(wǎng)絡(luò)的組網(wǎng)模式：,AP,ADSL Modem,WAN,以太交換機(jī),PC,STAs,企業(yè)核心網(wǎng),FAT AP組網(wǎng)的局限性,FAT AP組網(wǎng)更適合在家庭和中小型網(wǎng)絡(luò)中使用，無法滿足大型的無線企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的需求，這是由于FAT AP自身的特點(diǎn)所決定的。當(dāng)需要組建大型無線網(wǎng)絡(luò)或需要更多的增值服務(wù)時：,無線交換機(jī)和FIT AP因此應(yīng)運(yùn)而生,無線交換機(jī)和FIT AP的典型連接,AP,無線交換機(jī),無線交換機(jī),無線交換機(jī),L2網(wǎng)絡(luò),L3網(wǎng)絡(luò),AP,AP,AP,AP,AP,FAT/FIT性能比較,無線交換機(jī)+Fit AP系統(tǒng)構(gòu)成特點(diǎn),主要由無線交換機(jī)和Fit AP在有線網(wǎng)的基礎(chǔ)上構(gòu)成的。 AP零配置，硬件主要由CPU內(nèi)存RF構(gòu)成，配置和軟件都要從無線交換機(jī)上下載。所有AP和無線客戶端的管理都在無線交換機(jī)上完成。 AP和無線交換機(jī)之間的流量被私有協(xié)議加密；無線客戶端的MAC只出現(xiàn)在無線交換機(jī)端口，而不會出現(xiàn)在AP的端口。 可以在任何現(xiàn)有的二層或三層 LAN 拓?fù)渖喜渴鹜ㄓ脽o線解決方案，而無需重新配置主干或硬件。無線交換機(jī)以及管理型接入點(diǎn)AP可以位于網(wǎng)絡(luò)中的任何位置。,在復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)中，F(xiàn)it AP如何得知無線交換機(jī)的位置？,AP直連或通過二層網(wǎng)絡(luò)連接時的注冊流程,AP從無線交換機(jī)下載最新軟件版本、配置 AP開始正常工作和無線交換機(jī)交換用戶數(shù)據(jù)報文,無線交換機(jī),AP,DHCP Server,1、獲取IP地址,2、發(fā)送二層廣播發(fā)現(xiàn)請求,4、版本、配置下載,3、無線交換機(jī)發(fā)現(xiàn)響應(yīng),5、用戶數(shù)據(jù)傳遞,AP通過DHCP server獲取IP地址,AP發(fā)出二層廣播的發(fā)現(xiàn)請求報文試圖聯(lián)系一個無線交換機(jī),接收到發(fā)現(xiàn)請求報文的無線交換機(jī)會檢查該AP是否有接入本機(jī)的權(quán)限，如果有則回應(yīng)發(fā)現(xiàn)響應(yīng),AP與無線交換機(jī)直連或通過二層網(wǎng)絡(luò)連接：,AP通過三層網(wǎng)絡(luò)連接時的注冊流程_option 43方式,AP,DHCP Server,無線交換機(jī),1、獲取IP地址、 option 43屬性,4、版本、配置下載,5、用戶數(shù)據(jù)傳遞,AP會從option 43屬性中獲取無線交換機(jī)的IP地址，然后向無線控制器發(fā)送單播發(fā)現(xiàn)請求。,2、無線交換機(jī)發(fā)現(xiàn)請求,3、無線交換機(jī)發(fā)現(xiàn)響應(yīng),AP通過DHCP server獲取IP地址、option 43屬性(攜帶無線交換機(jī)的IP地址信息),接收到發(fā)現(xiàn)請求報文的無線交換機(jī)會檢查該AP是否有接入本機(jī)的權(quán)限，如果有則回應(yīng)發(fā)現(xiàn)響應(yīng)。,AP從無線交換機(jī)下載最新軟件版本、配置,AP與無線交換機(jī)通過三層網(wǎng)絡(luò)連接：,AP開始正常工作和無線交換機(jī)交換用戶數(shù)據(jù)報文,Option 43屬性配置舉例,Option 43選項說明 80：選項類型，固定為80，1個字節(jié)。 0B: 選項長度，表示其后內(nèi)容的長度（十六進(jìn)制數(shù)的個數(shù)，這里表示后面有11個十六進(jìn)制數(shù)），一個字節(jié)。 0000: Server type ，固定配為0000兩個字節(jié)。 02：后面IP地址的個數(shù)，一個字節(jié)。 12010701,12010702：兩個AC的IP地址的十六進(jìn)制表示 ，分別是和 ，其中為主AC.,Microsoft DHCP Server,部分設(shè)備內(nèi)置DHCP Server,AP通過三層網(wǎng)絡(luò)連接時的注冊流程_DNS方式,AP,DHCP Server,無線交換機(jī),1、獲取IP地址、 DNS Server地址、 域名,2、二層廣播發(fā)現(xiàn)請求,6、版本、配置下載,7、用戶數(shù)據(jù)傳遞,AP在多次嘗試發(fā)現(xiàn)請求無回應(yīng)的情況下： AP會從DNS server獲取.xxxx.xxx的IP地址，該IP地址即為無線交換機(jī)的IP地址，其中xxxx.xxx是從DHCP server學(xué)習(xí)到的域名。,長時間無響應(yīng),DNS Server,3、獲取無線交換機(jī)的IP地址,4、無線交換機(jī)發(fā)現(xiàn)請求,5、無線交換機(jī)發(fā)現(xiàn)響應(yīng),AP發(fā)出二層廣播的發(fā)現(xiàn)請求報文試圖聯(lián)系一個無線交換機(jī),AP通過DHCP server獲取IP地址、DNS server地址、域名,接收到發(fā)現(xiàn)請求報文的無線交換機(jī)會檢查該AP是否有接入本機(jī)的權(quán)限，如果有則回應(yīng)發(fā)現(xiàn)響應(yīng)。,AP從無線交換機(jī)下載最新軟件版本、配置 AP開始正常工作和無線交換機(jī)交換用戶數(shù)據(jù)報文,AP與無線交換機(jī)通過三層網(wǎng)絡(luò)連接：,AP向無線控制器發(fā)送單播發(fā)現(xiàn)請求。,無線交換機(jī)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)原理,STA,Server,VLAN 1 IP:,無線交換機(jī),Fit AP,隧道口,隧道口,IP:,無線交換機(jī)和AP間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的核心思想 在無線交換機(jī)和AP之間建立IPinIP隧道，無線交換機(jī)將這些隧道看做虛擬物理端口； 無線客戶端STA的任何數(shù)據(jù)報文都將由AP通過IPinIP隧道交給無線交換機(jī)，由無線交換機(jī)統(tǒng)一轉(zhuǎn)發(fā)； 無線交換機(jī)從IPinIP隧道接收到用戶的數(shù)據(jù)后先解隧道封裝，然后做數(shù)據(jù)交換，如果出接口為隧道則對數(shù)據(jù)報文再次加上隧道封裝，直到交換到最遠(yuǎn)端。,核心交換機(jī),接入交換機(jī),Fit AP,隧道口,STA,VLAN 2 IP:,VLAN 1 IP:,AAA,認(rèn)證、計費(fèi)平臺,Portal,城域網(wǎng)BAS,ACFit AP典型應(yīng)用方案,無線控制器B,匯聚交換機(jī),PPPoE或Portal認(rèn)證,城域網(wǎng)核心路由器,城域網(wǎng)BAS,無線控制器A,ADSL貓,DSLAM,匯聚交換機(jī),匯聚交換機(jī),ADSL貓,DSLAM,匯聚交換機(jī),骨干城域網(wǎng),兩臺控制器可互為備份,城域網(wǎng)核心路由器,PPPoE或Portal認(rèn)證,WLAN設(shè)備的實際工作性能 吞吐率,802.11g標(biāo)準(zhǔn)描述的速率為54 Mbps，此為物理層傳輸速率。 實際可獲得的速率為一半 (20-24Mbps max) 其他用于協(xié)議封裝或沖突避免開銷 干擾實際吞吐率的因素 不穩(wěn)定是無線通訊的本性 無線環(huán)境不停的保持變化 物理建筑的構(gòu)成 AP的位置 共享介質(zhì)：用戶數(shù),距離越遠(yuǎn)速率越低 不同使用環(huán)境（信號干擾、衰耗）下最大覆蓋范圍也不一樣 覆蓋范圍還與天線類型及發(fā)射功率有密切關(guān)系 802.11g的理論覆蓋與802.11b的相同，比802.11a覆蓋距離增加50,WLAN設(shè)備的實際工作性能 覆蓋范圍,WLAN設(shè)備的實際工作性能 覆蓋距離,輸出功率為100mW的802.11b/g產(chǎn)品覆蓋距離理論值: 100m 而在實際中，覆蓋距離更依賴于實際環(huán)境。 影響覆蓋范圍的因素 建筑結(jié)構(gòu) 電磁設(shè)備 在一般辦公室大樓內(nèi)，覆蓋距離為15-30m。,WLAN的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?WLAN的應(yīng)用模式 WLAN的應(yīng)用場景,第三篇：WLAN的組網(wǎng)介紹,來源：2009年10月網(wǎng)絡(luò)規(guī)模統(tǒng)計數(shù)據(jù),WLAN的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?組網(wǎng)原則 AC采用集中部署的策略，優(yōu)先設(shè)置在核心機(jī)樓。 AC群所在的核心機(jī)樓設(shè)置1對AC專用匯聚交換機(jī)，供AC接入使用。 每臺AC優(yōu)先考慮采用雙鏈路分別上行至2臺專用匯聚交換機(jī)。專用匯聚交換機(jī)通過GE或10GE鏈路上行至IP城域網(wǎng)BRAS。 組網(wǎng)演進(jìn) BRAS分區(qū)域設(shè)置，區(qū)域內(nèi)的BRAS采用兩兩配對方式，以避免單點(diǎn)故障及后續(xù)實現(xiàn)業(yè)務(wù)熱備。當(dāng)區(qū)域內(nèi)的配對BRAS根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展情況需進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)容，則重新劃分為多個區(qū)域，每個區(qū)域均設(shè)置配對BRAS。AC專用匯聚交換機(jī)開設(shè)鏈路上聯(lián)至所屬區(qū)域內(nèi)的BRAS。 如圖所示，當(dāng)區(qū)域內(nèi)存在BRAS配對組1及BRAS配對組2，則AC專用匯聚交換機(jī)開設(shè)鏈路分別上聯(lián)區(qū)域內(nèi)的2對BRAS。,WLAN應(yīng)用模式室內(nèi)熱點(diǎn)覆蓋,城域網(wǎng),Bras/SR,LS/ONU,AAA 網(wǎng)管 計費(fèi),一般工作在2.4G頻段 采用低功率室內(nèi)放裝型AP 通常接吸頂天線或8db全向天線 單個室內(nèi)型AP的覆蓋半徑一般為30100米 每AP支持并發(fā)30個用戶 注意安裝的美觀性和安全性,中心機(jī)房,室內(nèi)吸頂天線,濾波合路器,寬頻帶功分器,耦合器,500mW 運(yùn)營級,大范圍 低密度,WLAN應(yīng)用模式AP接入室分系統(tǒng)覆蓋,濾波合路器,室內(nèi)分布系統(tǒng),大功率AP,TD/GSM,耦合器,功分器,耦合器,功分器,功分器,小天線,小天線,泄漏電纜,負(fù)載,功分器,小天線,WLAN應(yīng)用模式室外熱點(diǎn)覆蓋,城域網(wǎng),Bras/SR,LS/ONU,一般采用2.4GHz頻段。 最大發(fā)射功率可調(diào)。 可采用定向天線或者全向天線。 安裝于室外，既可完成室外熱點(diǎn)的WiFi覆蓋，也可