無(wú)線局域網(wǎng)及其設(shè)備課件

1、 8.6 無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù) 1 無(wú)線局域網(wǎng)概述 2 無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)使用的場(chǎng)合 3 無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成方式 4 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的種類 5 無(wú)線局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 6 無(wú)線局域網(wǎng)的幾個(gè)主要工作過(guò)程 7 無(wú)線局域網(wǎng)所遵循的標(biāo)準(zhǔn)及訪問方法 8 無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的安全性 9 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 10 無(wú)線設(shè)備的連接 12.1 無(wú)線局域網(wǎng)概述 無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)(Wireless Local Area Networks，簡(jiǎn)稱WLAN)是利用射頻(Radio Frequency，簡(jiǎn)稱RF)技術(shù)取代傳統(tǒng)的線纜傳輸所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，簡(jiǎn)稱無(wú)線局域網(wǎng)。隨著Internet應(yīng)用的迅猛發(fā)展，以及便攜機(jī)等移動(dòng)智能終端使用的日益增長(zhǎng)，無(wú)線局域網(wǎng)也得到了

2、迅猛發(fā)展，成為新一代高速無(wú)線接入網(wǎng)絡(luò)。 無(wú)線的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，可使用戶擺脫線纜的束縛，在其覆蓋的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自由的移動(dòng)和漫游。無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)具有不受環(huán)境的局限、靈活便捷、不影響原有的裝修布局、建網(wǎng)周期短等優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)的有線接入方式相比，它不僅可以實(shí)現(xiàn)許多新的應(yīng)用，還可以克服線纜限制引起的不便，其優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 移動(dòng)性：在服務(wù)區(qū)域，無(wú)線局域網(wǎng)用戶可隨時(shí)隨地訪問信息； 設(shè)備安裝快速、簡(jiǎn)單、靈活：無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng)消除了布線的繁瑣工作，網(wǎng)絡(luò)可遍及線纜不能到達(dá)的地方； 減少投資：無(wú)線網(wǎng)絡(luò)減少了布線的費(fèi)用，可應(yīng)用在頻繁移動(dòng)和變化的動(dòng)態(tài)環(huán)境中，投資回報(bào)高； 擴(kuò)展能力：無(wú)線局域網(wǎng)可組成多種拓

3、撲結(jié)構(gòu)，容易從少數(shù)用戶的對(duì)等網(wǎng)絡(luò)模式擴(kuò)展到上千用戶的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)。12.2 無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)使用的場(chǎng)合 哪些場(chǎng)合需要使用無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)？無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)并不是用來(lái)取代有線局域網(wǎng)絡(luò)，而是用來(lái)彌補(bǔ)有線局域網(wǎng)絡(luò)的不足，進(jìn)一步擴(kuò)展有線局域網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用范圍的。有線局域網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的混合使用往往是用戶的最佳選擇。以下場(chǎng)合適用于無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)： (1) 移動(dòng)用戶或無(wú)固定工作場(chǎng)所的用戶。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)非常適用于移動(dòng)用戶和無(wú)固定工作場(chǎng)所的用戶，如圖12-1所示。 (2) 臨時(shí)搭建的網(wǎng)絡(luò)，如展會(huì)、客戶演示等，如圖12-2所示。 (3) 有線局域網(wǎng)絡(luò)無(wú)法布線的場(chǎng)合，如圖12-3所示。圖12-1 移動(dòng)或無(wú)固定場(chǎng)所用戶使用的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)示

4、意圖 圖12-2 臨時(shí)搭建的網(wǎng)絡(luò)圖12-3 有線局域網(wǎng)絡(luò)無(wú)法布線的場(chǎng)合 (4) 有線局域網(wǎng)絡(luò)的后備系統(tǒng)。我們每天都要和計(jì)算機(jī)打交道，越來(lái)越離不開計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)了，無(wú)論是信息共享、合作伙伴交流，還是移動(dòng)用戶辦公，都要使用網(wǎng)絡(luò)。 12.3 無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成方式 無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)主要有三種構(gòu)成方式：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型，點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)型和分布覆蓋型。 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型：點(diǎn)對(duì)點(diǎn)型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可在中遠(yuǎn)距離上獲得高速率的數(shù)據(jù)傳輸，典型的應(yīng)用是通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)來(lái)連接兩個(gè)固定的有線局域網(wǎng)絡(luò)。 點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)型：點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)型由一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)和若干外圍節(jié)點(diǎn)組成。外圍節(jié)點(diǎn)既可以是獨(dú)立的工作站，也可與多個(gè)用戶相連，是典型的集中控制方式。 分布覆蓋型：分布覆蓋型

5、類似于分組無(wú)線網(wǎng)，所有相關(guān)節(jié)點(diǎn)在數(shù)據(jù)傳輸中都起著控制路由選擇的作用。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都參與路由，將數(shù)據(jù)傳送到目的節(jié)點(diǎn)。分布式結(jié)構(gòu)移動(dòng)能力強(qiáng)，但網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，同時(shí)存在多徑干擾等問題。12.4 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的種類 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)具體解決方案主要包括：無(wú)線個(gè)人網(wǎng)(WPAN)、無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)、無(wú)線局域網(wǎng)間網(wǎng)橋(LAN to LAN Bridge)、無(wú)線城域網(wǎng)(WMAN)和無(wú)線廣域網(wǎng)(WWAN)。 無(wú)線個(gè)人網(wǎng)：主要用于個(gè)人用戶工作空間，典型距離為覆蓋幾米，可以與計(jì)算機(jī)同步傳輸文件，訪問本地外圍設(shè)備，如打印機(jī)等。目前主要技術(shù)包括藍(lán)牙(Bluetooth)和紅外線(IrDA)。 無(wú)線局域網(wǎng)：主要用于寬

6、帶家庭、大樓內(nèi)部以及園區(qū)內(nèi)部，典型距離為覆蓋幾十米至上百米。目前主要技術(shù)為802.11系列。 無(wú)線局域網(wǎng)間網(wǎng)橋：主要用于大樓之間的聯(lián)網(wǎng)通信，典型距離為幾千米。許多無(wú)線網(wǎng)橋采用802.11b技術(shù)。 無(wú)線城域網(wǎng)和無(wú)線廣域網(wǎng)：覆蓋城域和廣域環(huán)境，主要用于Internet/Intranet間的訪問，但提供的帶寬比無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)要低很多。 12.5 無(wú)線局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 無(wú)線局域網(wǎng)分兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：對(duì)等網(wǎng)絡(luò)和結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)。 對(duì)等網(wǎng)絡(luò)(Peer to Peer)也稱Ad-hoc網(wǎng)絡(luò)，它覆蓋的服務(wù)區(qū)稱為獨(dú)立基本服務(wù)區(qū)。對(duì)等網(wǎng)絡(luò)用于一臺(tái)計(jì)算機(jī)(無(wú)線工作站)和另一臺(tái)或多臺(tái)計(jì)算機(jī)(其他無(wú)線工作站)的直接通信，該網(wǎng)絡(luò)無(wú)法

7、接入到有線網(wǎng)絡(luò)中，只能獨(dú)立使用，如圖12-4所示。圖12-4 對(duì)等無(wú)線網(wǎng)絡(luò) 結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)(Infrastructure)由無(wú)線訪問點(diǎn)AP(Access Point)、無(wú)線工作站STA(Station )以及分布式系統(tǒng)(DSS)構(gòu)成，覆蓋的區(qū)域分基本服務(wù)區(qū) BSS(Basic Service Set)和擴(kuò)展服務(wù)區(qū) ESS(Extended Service Set)。無(wú)線訪問點(diǎn)也稱無(wú)線集線器(Hub)，用于在無(wú)線工作站(STA)和有線網(wǎng)絡(luò)之間接收、緩存和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。無(wú)線訪問點(diǎn)通常能夠覆蓋幾十至幾百用戶，覆蓋半徑達(dá)上百米。 基本服務(wù)區(qū)由一個(gè)無(wú)線訪問點(diǎn)以及與其關(guān)聯(lián)(Associate)的無(wú)線工作站構(gòu)成，在

8、任何時(shí)候，任何無(wú)線工作站都與該無(wú)線訪問點(diǎn)關(guān)聯(lián)。換句話說(shuō)，一個(gè)無(wú)線訪問點(diǎn)所覆蓋的微蜂窩區(qū)域就是基本服務(wù)區(qū)。無(wú)線工作站與無(wú)線訪問點(diǎn)關(guān)聯(lián)采用AP的基本服務(wù)區(qū)標(biāo)識(shí)符(BSSID)，在802.11中，BSSID是AP的MAC地址。 擴(kuò)展服務(wù)區(qū)是指由多個(gè)AP以及連接它們的分布式系統(tǒng)組成的結(jié)構(gòu)化網(wǎng)絡(luò)，所有AP必須共享同一個(gè)擴(kuò)展服務(wù)區(qū)標(biāo)識(shí)符(ESSID)，也可以說(shuō)擴(kuò)展服務(wù)區(qū)ESS中包含多個(gè)BSS。分布式系統(tǒng)在802.11標(biāo)準(zhǔn)中并沒有定義，但是目前大都是指以太網(wǎng)的擴(kuò)展服務(wù)。 12.6 無(wú)線局域網(wǎng)的幾個(gè)主要工作過(guò)程 掃頻：無(wú)線工作站在加入服務(wù)區(qū)之前要查找哪個(gè)頻道有數(shù)據(jù)信號(hào)，分主動(dòng)和被動(dòng)兩種方式。 關(guān)聯(lián)(Assoc

9、iate)：用于建立無(wú)線訪問點(diǎn)和無(wú)線工作站之間的映射關(guān)系，實(shí)際上是把無(wú)線變成有線網(wǎng)的連線。 重關(guān)聯(lián)(Reassociate)：當(dāng)無(wú)線工作站從一個(gè)擴(kuò)展服務(wù)區(qū)中的一個(gè)基本服務(wù)區(qū)移動(dòng)到另外一個(gè)基本服務(wù)區(qū)時(shí)，要與新的AP點(diǎn)關(guān)聯(lián)整個(gè)過(guò)程，重關(guān)聯(lián)總是由移動(dòng)無(wú)線工作站發(fā)起的。 漫游(Roaming)：是指無(wú)線工作站在一組無(wú)線訪問點(diǎn)之間移動(dòng)，并提供對(duì)于用戶透明的無(wú)縫連接，包括基本漫游和擴(kuò)展漫游。 在以上工作過(guò)程中，有很多因素影響無(wú)線局域網(wǎng)的性能，主要有以下幾個(gè)方面： 傳輸功率：發(fā)射功率的大小、天線類型和方向； 噪聲和干擾：由授權(quán)用戶、微波爐引起或有意干擾等； 建筑物結(jié)構(gòu)：引發(fā)多路徑和穿透效應(yīng)等； 無(wú)線訪問點(diǎn)擺

10、放的位置。 12.7 無(wú)線局域網(wǎng)所遵循的標(biāo)準(zhǔn)及訪問方法 無(wú)線局域網(wǎng)所遵循的IEEE標(biāo)準(zhǔn)主要是802.11，802.11又分為三種：802.11a，802.11b，802.11g。遵循以上三種標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)線網(wǎng)卡的傳輸速率分別為11 Mb/s、22 Mb/s和54 Mb/s。 無(wú)線局域網(wǎng)的訪問方法與有線的以太網(wǎng)的訪問方法略有不同，我們已經(jīng)知道802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)使用帶沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問方法(CSMA/CD)。 12.8 無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的安全性 由于無(wú)線局域網(wǎng)采用公共的電磁波作為載體，因此與有線線纜不同，任何人都有條件竊聽或干擾信息，因此在無(wú)線局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)安全很重要。 常見的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)安全措施有

11、以下三種。 (1) 服務(wù)區(qū)標(biāo)識(shí)符(SSID)：無(wú)線工作站必須出示正確的SSID才能訪問AP，因此可以認(rèn)為SSID是一個(gè)簡(jiǎn)單的口令，從而提供一定的安全。 (2) 物理地址(MAC)過(guò)濾：每個(gè)無(wú)線工作站網(wǎng)卡都由唯一的物理地址標(biāo)示，因此可以在AP中手工維護(hù)一組允許訪問的MAC地址列表，實(shí)現(xiàn)物理地址過(guò)濾。 (3) 有線等同保密(WEP)：在鏈路層采用RC4對(duì)稱加密技術(shù)，鑰匙長(zhǎng)40位，從而防止非授權(quán)用戶的監(jiān)聽以及非法用戶的訪問。 (4) 端口訪問控制技術(shù)(802.1x)：該技術(shù)也是用于無(wú)線局域網(wǎng)的一種增強(qiáng)性網(wǎng)絡(luò)安全解決方案。 12.9 無(wú)線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 1. 無(wú)線網(wǎng)卡 無(wú)線網(wǎng)卡的作用與普通網(wǎng)卡一樣，用于提供

12、網(wǎng)絡(luò)接口，將計(jì)算機(jī)接入無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線網(wǎng)卡也有三種不同類型的接口，即PCI接口、USB接口和PCMCIA接口。 PCI接口網(wǎng)卡適用于安裝至普通臺(tái)式機(jī)的擴(kuò)展槽內(nèi)。圖12-5所示為PCI接口網(wǎng)卡。PCMCIA接口網(wǎng)卡可插入筆記本電腦的PC卡插槽內(nèi)，該卡支持熱插拔。圖12-6所示為PCMCIA接口網(wǎng)卡。USB接口網(wǎng)卡則既適用于臺(tái)式機(jī)，也適用于筆記本電腦，只要計(jì)算機(jī)提供USB接口即可，也支持熱插拔。圖12-7所示為USB接口網(wǎng)卡。圖12-5 PCI接口網(wǎng)卡圖12-6 PCMCIA接口網(wǎng)卡圖12-7 USB接口網(wǎng)卡 2. 無(wú)線網(wǎng)橋 無(wú)線網(wǎng)橋(也稱Access Point，簡(jiǎn)稱AP)用于在一定距離內(nèi)將具有無(wú)

13、線網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)連接起來(lái)，也就是起到集線器的作用，所以無(wú)線網(wǎng)橋也叫無(wú)線集線器。通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋還可以與有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接范圍的擴(kuò)展。圖12-8所示是無(wú)線網(wǎng)橋的示意圖。圖12-8 無(wú)線網(wǎng)橋 3. 室內(nèi)外天線 為了延伸無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，常常需要依靠室內(nèi)外天線。同樣，當(dāng)用戶距離局方較遠(yuǎn)時(shí)，也必須借助于室內(nèi)外天線才能獲得足夠強(qiáng)的信號(hào)，從而實(shí)現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的連接。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的室內(nèi)外天線分為全向和定向兩種。 采用室外定向天線，可覆蓋近80 km的半徑范圍；采用室外全向天線，可覆蓋10 km的半徑范圍；采用室內(nèi)定向天線，可覆蓋最大半徑100 m的范圍；采用室內(nèi)全向天線，可覆蓋最大半徑250 m的范圍，電波能穿透幾層墻或兩層樓的混凝土樓板。不同的網(wǎng)絡(luò)直徑需選擇使用不同功率的天線。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)范圍超出無(wú)線網(wǎng)絡(luò)所能夠支持的最大直徑時(shí)，可采用中繼的方式拓展無(wú)線網(wǎng)絡(luò)區(qū)域。 4. 無(wú)線寬帶路由器 無(wú)線寬帶路由器并不是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中必不可少的設(shè)備，它的作用主要是為了使移動(dòng)用戶更加方便地接入Internet。無(wú)線寬帶路由器如圖12-10所示。圖12-9 室內(nèi)外各種天線圖12-10 無(wú)線寬帶路由器12.10 無(wú)線設(shè)備的連接 1. 利用無(wú)線網(wǎng)卡接入 對(duì)于個(gè)人用戶而言，將無(wú)線網(wǎng)卡安裝至計(jì)算機(jī)即可完成無(wú)線接入的硬件安裝過(guò)程。接下來(lái)要做的無(wú)非就是安裝驅(qū)動(dòng)程序，并進(jìn)行相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)置而已。無(wú)線網(wǎng)卡的安裝過(guò)程與普通網(wǎng)卡毫無(wú)