專業(yè)論文-無線局域網(wǎng)及應(yīng)用

無線局域網(wǎng)及應(yīng)用

隨著人們生活和工作方式的轉(zhuǎn)變，生活工作地點(diǎn)的移動(dòng)也越來越頻繁，因此移動(dòng)電話、筆記本電腦、PDA等移動(dòng)設(shè)備大行其道。另外人們對(duì)網(wǎng)絡(luò)的依賴越來越強(qiáng)，現(xiàn)如今局域網(wǎng)越來越普及，不僅各公司、企業(yè)、事業(yè)單位建立了局域網(wǎng)，許多辦公室、家庭里面的小型局域網(wǎng)也紛紛出現(xiàn)，建立一個(gè)局域網(wǎng)已經(jīng)不是一個(gè)很專業(yè)的事情了--自己買一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如網(wǎng)卡、HUB或交換機(jī)什么的，像攢電腦一樣，一個(gè)局域網(wǎng)就建成了。但其中也存在一些問題，比如布線就是其中最麻煩的。如果建筑物中沒有預(yù)留線路，你就要從設(shè)計(jì)線路的走向開始，開挖布線槽，鋪設(shè)線路，調(diào)試……花費(fèi)很多人力財(cái)力不說，光時(shí)間就至少要花個(gè)把月的。在布線完成以后，進(jìn)行維護(hù)也不是件簡單的事；如果遇上搬家、擴(kuò)容或者有什么比較大的改變，那可就更要大大地費(fèi)時(shí)、費(fèi)力了。至于移動(dòng)辦公，在這種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里幾乎不可能。傳統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)越來越不能滿足人們對(duì)移動(dòng)和網(wǎng)絡(luò)的需求，無線局域網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生。雖然如今無線局域網(wǎng)還不能完全脫離有線網(wǎng)絡(luò)，但近年來，無線局域網(wǎng)產(chǎn)品逐漸走向成熟，正在以它的高速傳輸能力和靈活性發(fā)揮日益重要的作用。什么是無線局域網(wǎng)

無線局域網(wǎng)(WirelessLocalAreaNetwork，縮寫為"WLAN")是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。從專業(yè)角度講，無線局域網(wǎng)利用了無線多址信道的一種有效方法來支持計(jì)算機(jī)之間的通信，并為通信的移動(dòng)化、個(gè)性化和多媒體應(yīng)用提供了可能。通俗地說，無線局域網(wǎng)就是在不采用傳統(tǒng)纜線的同時(shí)，提供以太網(wǎng)或者令牌網(wǎng)絡(luò)的功能。

在同一建筑物之內(nèi)，無線局域網(wǎng)使得信息交換、協(xié)作無論在線或者移動(dòng)狀態(tài)下都能進(jìn)行。只要在筆記本或PC上安裝PCCard適配器，用戶就能夠在無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)內(nèi)自由移動(dòng)而保持與網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)結(jié)。將無線局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到臺(tái)式機(jī)系統(tǒng)，則具有傳統(tǒng)局域網(wǎng)無法比擬的靈活性。桌面用戶能夠安放在纜線所無法到達(dá)的地方，臺(tái)式機(jī)的位置能夠隨時(shí)隨地進(jìn)行變換。

按與有線局域網(wǎng)的關(guān)系，無線局域網(wǎng)分為獨(dú)立式和非獨(dú)立式兩種。獨(dú)立式無線局域網(wǎng)指整個(gè)網(wǎng)絡(luò)都使用無線通信的無線局域網(wǎng)，非獨(dú)立式無線局域網(wǎng)指局域網(wǎng)中無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相結(jié)合使用的局域網(wǎng)。目前非獨(dú)立式無線局域網(wǎng)居于無線局域網(wǎng)的主流，在有線局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上通過無線訪問節(jié)點(diǎn)、無線網(wǎng)橋、無線網(wǎng)卡等設(shè)備使無線通信得以實(shí)現(xiàn)，其本身還要依賴于有線局域網(wǎng)，是有線局域網(wǎng)的擴(kuò)展和補(bǔ)充，而不是有線局域網(wǎng)的替代產(chǎn)品。非獨(dú)立式無線局域網(wǎng)的拓?fù)鋱D如圖1所示。

圖1中，帶有無線網(wǎng)卡的電腦與接入點(diǎn)(AccessPoint，簡稱"AP")實(shí)現(xiàn)無線通信，訪問點(diǎn)通過線纜與網(wǎng)絡(luò)的其他部分相連接。一個(gè)接入點(diǎn)覆蓋的半徑在35~100米之間，實(shí)際連接距離和速度視環(huán)境有無障礙物而定。什么情形需要無線局域網(wǎng)絡(luò)

無線局域網(wǎng)絡(luò)絕不是用來取代有線局域網(wǎng)絡(luò)，而是用來彌補(bǔ)有線局域網(wǎng)絡(luò)之不足，以達(dá)到網(wǎng)絡(luò)延伸之目的，現(xiàn)在有線局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較完善，但是什么情形需要使用無線局域網(wǎng)呢？因?yàn)闊o線局域網(wǎng)無線的特性具有常規(guī)網(wǎng)絡(luò)無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。下面就是無線局域網(wǎng)大顯身手的幾種場(chǎng)合。移動(dòng)辦公

有了無線局域網(wǎng)，你就可以充分享受無線的自由：到辦公室后，打開自己的筆記本電腦，就可以擺脫煩人的雙絞線，在公司內(nèi)自由移動(dòng)辦公了。而且，如果你來到分公司，如果他們也有無線局域網(wǎng)，你也可以直接聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)，再也不用為找一個(gè)臨時(shí)座位和雙絞線而發(fā)愁了。會(huì)議

會(huì)場(chǎng)布置過程中最令人頭痛的就是網(wǎng)絡(luò)布線，因?yàn)檠菔菊吆芸赡苄枰?lián)入網(wǎng)絡(luò)環(huán)境才能得心應(yīng)手。如果拉雙絞線到會(huì)場(chǎng)，則會(huì)非常麻煩，既不美觀，也不方便，還存在來往人員被線纜絆倒或?qū)⒕€纜損壞的可能。此時(shí)，如果在會(huì)場(chǎng)附近架設(shè)無線局域網(wǎng)，使無線局域網(wǎng)覆蓋會(huì)場(chǎng)，筆記本電腦借助無線網(wǎng)卡上網(wǎng)，那么問題就會(huì)迎刃而解。布線困難的場(chǎng)所地方利用無線局域網(wǎng)進(jìn)行信息的交流；零售商、空運(yùn)和航運(yùn)公司高峰時(shí)間所需的額外工作站等。

流動(dòng)工作者可得到信息的區(qū)域：需要在醫(yī)院、零售商店或辦公室區(qū)域流動(dòng)時(shí)得到信息的醫(yī)生、護(hù)士、零售商、白領(lǐng)工作者。

辦公室和家庭辦公室（SOHO）用戶，以及需要方便快捷地安裝小型網(wǎng)絡(luò)的用戶。

目前，無線局域網(wǎng)已經(jīng)在教育、金融、健康、旅館以及零售業(yè)、制造業(yè)等各方面有了廣泛的應(yīng)用。目前的幾種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

目前，實(shí)現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，有藍(lán)牙無線接入技術(shù)、家庭網(wǎng)絡(luò)的HomeRF以及IEEE802.11連接技術(shù)。藍(lán)牙技術(shù)

Bluetooth（藍(lán)牙）是一種短距的無線通訊技術(shù)，電子裝置彼此可以透過藍(lán)牙而連接起來，傳統(tǒng)的電線在這里就毫無用武之地了。透過芯片上的無線接收器，配有藍(lán)牙技術(shù)的電子產(chǎn)品能夠在十米的距離內(nèi)彼此相通，傳輸速度可以達(dá)到10M/s。以往紅外線接口的傳輸技術(shù)需要電子裝置在視線之內(nèi)的距離，而現(xiàn)在有了藍(lán)牙技術(shù)，這樣的麻煩也可以免除了。不過Bluetooth產(chǎn)品致命的缺陷是任何藍(lán)牙產(chǎn)品都離不開Bluetooth芯片、Bluetooth模塊較難生產(chǎn)，Bluetooth難于全面測(cè)試。這三點(diǎn)是藍(lán)牙產(chǎn)品發(fā)展的瓶頸。HomeRF技術(shù)

HomeRF是由HomeRF工作組開發(fā)的，是在家庭區(qū)域范圍內(nèi)的任何地方，在PC機(jī)和用戶電子設(shè)備之間實(shí)現(xiàn)無線數(shù)字通信的開放性工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。作為無線技術(shù)方案，它代替了需要鋪設(shè)昂貴傳輸線的有線家庭網(wǎng)絡(luò)，為網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，如筆記本電腦和Internet應(yīng)用提供了漫游功能。HomeRF工作頻段是2.4GHz，支持?jǐn)?shù)據(jù)和音頻。該協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)是對(duì)等網(wǎng)，也就是說，網(wǎng)上的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)都是西對(duì)獨(dú)立的，不受中央節(jié)點(diǎn)的控制。因此，任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)離開網(wǎng)絡(luò)都不會(huì)影響到網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點(diǎn)的正常工作。它的另外一個(gè)特點(diǎn)是低功耗，很適合筆記本電腦。IEEE802.11

IEEE802.11是IEEE最初制定的一個(gè)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)存取，速率最高只能達(dá)到2Mb/s。

由于IEEE802.11在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，因此，IEEE小組又相繼推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a兩個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)。三者之間技術(shù)上的主要差別在于MAC子層和物理層。此外還出現(xiàn)了最新802.11g。本文主要討論以802.11b為基礎(chǔ)的無線局域網(wǎng)。無線局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)

20世紀(jì)90年代初，無線局域網(wǎng)設(shè)備就已經(jīng)出現(xiàn)，但是由于價(jià)格、性能、通用性等種種原因，沒有得到廣泛應(yīng)用。IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)是IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會(huì))于1997年制定的一個(gè)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)中設(shè)備的無線接入，速率最高只能達(dá)到2Mbps。由于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，1999年IEEE小組又相繼推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a兩個(gè)新標(biāo)準(zhǔn)。由于802.11b和802.11a互不兼容，由802.11b升級(jí)到802.11a成本非常高，經(jīng)過長時(shí)間的研究,IEEE于近日試驗(yàn)性的批準(zhǔn)了802.11g。802.11

IEEE802.11是最初的一個(gè)無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，用于用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取，速率最高為2Mbps。目前，3Com等公司都有該標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)卡。WLAN的安全性

由于無線局域網(wǎng)采用公共的電磁波作為載體，因此對(duì)越權(quán)存取和竊聽的行為也更不容易防備。無線局域網(wǎng)必須考慮的安全要素有三個(gè)：信息保密、身份驗(yàn)證和訪問控制。如果這三個(gè)要素都沒有問題了，就不僅能保護(hù)傳輸中的信息免受危害，還能保護(hù)網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)設(shè)備免受危害。難就難在如何使用一個(gè)簡單易用的解決方案，同時(shí)獲得這三個(gè)安全要素。影響無線局域網(wǎng)安全的問題主要在以下方面：

數(shù)據(jù)保密。無線LAN網(wǎng)絡(luò)通信安全會(huì)受到幾方面的危害，例如傳輸中數(shù)據(jù)被人查看或捕獲，傳輸中數(shù)據(jù)被人改動(dòng)、重新發(fā)送。

訪問和驗(yàn)證。每個(gè)訪問點(diǎn)形成了通向網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)新的入口。正因?yàn)槿绱耍銜?huì)受到下列漏洞的威脅：首先，未授權(quán)實(shí)體進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，瀏覽存放在網(wǎng)絡(luò)上的信息，或者是讓網(wǎng)絡(luò)感染上病毒。其次，未授權(quán)實(shí)體進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)，利用該網(wǎng)絡(luò)作為攻擊第三方網(wǎng)絡(luò)的出發(fā)點(diǎn)（致使受危害的網(wǎng)絡(luò)卻被誤認(rèn)為攻擊始發(fā)者）。第三，入侵者對(duì)移動(dòng)終端發(fā)動(dòng)攻擊，或?yàn)榱藶g覽移動(dòng)終端上的信息，或?yàn)榱送ㄟ^受危害的移動(dòng)設(shè)備訪問網(wǎng)絡(luò)。因此，我們?cè)谝婚_始應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)時(shí)，就應(yīng)該充分考慮其安全性。常見的無線網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)有以下幾種：服務(wù)集標(biāo)識(shí)符（SSID）

通過對(duì)多個(gè)無線接入點(diǎn)AP設(shè)置不同的SSID，并要求無線工和站出示正確的SSID才能訪問AP，這樣就可以允許不同群組的用戶接入，并對(duì)資源訪問的權(quán)限進(jìn)行區(qū)別限制。這只是一個(gè)簡單的口令，只能提供一定的安全；而且如果配置AP向外廣播其SSID，那么安全程度還將下降。物理地址（MAC）過濾

由于每個(gè)無線工作站的網(wǎng)卡都有唯一的物理地址，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)物理地址過濾。這個(gè)方案要求AP中的MAC地址列表必需隨時(shí)更新，可擴(kuò)展性差；而且MAC地址在理論上可以偽造，因此這也是較低級(jí)別的授權(quán)認(rèn)證。連線對(duì)等保密（WEP）

在鏈路層采用RC4對(duì)稱加密技術(shù)，用戶的加密金鑰必須與AP的密鑰相同時(shí)才能獲準(zhǔn)存取網(wǎng)絡(luò)的資源，從而防止非授權(quán)用戶的監(jiān)聽以及非法用戶的訪問。WEP提供了40位（有時(shí)也稱為64位）或128位長度的密鑰機(jī)制，但是它仍然存在許多缺陷，例如一個(gè)服務(wù)區(qū)內(nèi)的所有用戶都共享一個(gè)密鑰，一個(gè)用戶丟失鑰匙將使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不安全。虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）

VPN是指在一個(gè)公共IP網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上通過隧道以及加密技術(shù)保證專用數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)安全性，它不屬于802.11標(biāo)準(zhǔn)定義；倡用戶可以借助VPN來抵抗無線網(wǎng)絡(luò)的不安全因素，同時(shí)還可以提供Radius的用戶認(rèn)證以及計(jì)費(fèi)。端口訪問控制技術(shù)（802.1x）

該技術(shù)也是用于無線局域網(wǎng)的一種增強(qiáng)性網(wǎng)絡(luò)安全解決方案。當(dāng)無線工作站與AP關(guān)聯(lián)后，是否可以使用AP的服務(wù)要取決于802.1x的認(rèn)證結(jié)果。如果認(rèn)證通過，則AP為用戶打開這個(gè)邏輯端口，否則不允許用戶上網(wǎng)。802.1x除提供端口訪問控制能力之外，還提供基于用戶的認(rèn)證系統(tǒng)及計(jì)費(fèi)，特別適合于公共無線接入解決方案。無線局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

無線局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可分為兩類：無中心拓?fù)洌▽?duì)等式拓?fù)洌┖陀兄行耐負(fù)洹o中心拓?fù)涞木W(wǎng)絡(luò)要求網(wǎng)中任意兩點(diǎn)均可直接通信。采用這種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)一般使用公用廣播信道，而信道接入控制（MAC）協(xié)議多采用載波監(jiān)測(cè)多址接入（CSMA）類型的多址接入?yún)f(xié)議。有中心拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中則要求一個(gè)無線站點(diǎn)充當(dāng)中心站，所有站點(diǎn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的訪問均由中心站控制。

對(duì)于不同局域網(wǎng)的應(yīng)用環(huán)境與需求，無線局域網(wǎng)可采取不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)互連。網(wǎng)橋連接型：不同的局域網(wǎng)之間互連時(shí)，由于物理上的原因，若采取有線方式不方便，則可利用無線網(wǎng)橋的方式實(shí)現(xiàn)二者的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接，無線網(wǎng)橋不僅提供二者之間的物理與數(shù)據(jù)鏈路層的連接，還為兩個(gè)網(wǎng)的用戶提供較高層的路由與協(xié)議轉(zhuǎn)換?；窘尤胄停寒?dāng)采用移動(dòng)蜂窩通信網(wǎng)接入方式組建無線局域網(wǎng)時(shí)，各站點(diǎn)之間的通信是通過基站接入、數(shù)據(jù)交換方式來實(shí)現(xiàn)互連的。各移動(dòng)站不僅可以通過交換中心自行組網(wǎng)，還可以通過廣域網(wǎng)與遠(yuǎn)地站點(diǎn)組建自己的工作網(wǎng)絡(luò)。Hub接入型：利用無線Hub可以組建星型結(jié)構(gòu)的無線局域網(wǎng)，具有與有線Hub組網(wǎng)方式相類似的優(yōu)點(diǎn)。在該結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的無線局域網(wǎng)，可采用類似于交換型以太網(wǎng)的工作方式，要求Hub具有簡單的網(wǎng)內(nèi)交換功能。無中心結(jié)構(gòu)：要求網(wǎng)中任意兩個(gè)站點(diǎn)均可直接通信。此結(jié)構(gòu)的無線局域網(wǎng)一般使用公用廣播信道，MAC層采用CSMA類型的多址接入?yún)f(xié)議。無線局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)量和接入點(diǎn)數(shù)量的關(guān)系零售店環(huán)境

WLAN可以實(shí)現(xiàn)商場(chǎng)內(nèi)擺設(shè)的靈活調(diào)整，并使PC和POS機(jī)終端和手持條碼掃描器與網(wǎng)絡(luò)隨時(shí)相連，由于數(shù)據(jù)傳輸量不大，２Mbps速率完全可以滿足要求。所以接入點(diǎn)的數(shù)量少，以最低帶寬實(shí)現(xiàn)最大覆蓋面積。可實(shí)現(xiàn)2Mbps的最大覆蓋，在屋頂布線比較適宜。布置接入