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WLAN培训,标准化组织,ISO国际标准化组织IEEE电子电器工程师协会ANSI美国国家标准局EIA/TIA电子工业协会ITU国际电信联盟IABInternet体系结构委员会,网络基础,什么是TCP/IP？,TCP/IP是传输控制协议/网际协议TCP/IP已经成为网际互连事实上标准TCP/IP是Internet的核心技术TCP/IP是一个协议族HTTP、TELNET、FTPRIP、OSPF、BGPPIM、DVMRPTCP、UDP、RAWIPIPIGMPARPICMPIP是TCP/IP的核心协议,网络基础,IP地址的作用,唯一确定网络中的一台主机IP地址由美国国防数据网DDN的网络信息中心NIC进行分配,网络基础,IP地址的格式,IP地址是4字节32bit二进制数，用点分十进制数表示例：10000000.00000001.11111111.11111110表示为：54,网络基础,IP地址的格式和类型,网络基础,保留的IP地址,全0的IP地址，即网络号码为127.X.X.X.，用于本地软件回送测试（loopbacktest）全1地址55，表示“向我的网络上的所有主机广播”，原先是使用,私网IP地址,私网IP地址不能够出现在Internet上555555,子网掩码,TCP/IP体系规定用一个32bit的子网掩码来表示子网号字段的长度子网掩码由一连串的“1”和一连串的“0”组成“1”对应于网络号码和子网号码字段“0”对应于主机号码字段“1”和“0”不能交叉出现,局域网（LAN）和广域网（WAN）,覆盖地域范围不同局域网：面对有限的地理区域广域网：用于远程连接速度不同局域网：10M、100M、1000M广域网：64K、128K、384K、2M使用技术不同,局域网类型,以太网交换以太网（现在成为局域网的主流）令牌环网FDDI（光纤分部式数字接口）,LAN中常用设备,HUB（集线器）LANSWITCH（局域网交换机）ROUTER（路由器）双绞线光纤网卡,HUB,工作在物理层，在电缆之间逐个复制二进制位（bit）是一种共享的网络设备，将连接到各个机器的网络连线集中在一起的设备，即每个时刻只能在两个端口间通讯在网络中逐渐被淘汰,LANSWITCH,工作在链路层，在LAN之间存储和转发帧（frame）通过网络线将许多HUB连接在一起，组成一个比较大的网络连接计算机终端，组成局域网,路由器,工作在网络层，在不同的网络之间存储和转发分组（packet）连接广域网隔离网络,双绞线（10BASE）,10BASE-T10：传输速率为10Mbps；BASE：使用基带信号；T：双绞线；传输距离：3/4/5类非屏蔽双绞线最远100m，5类屏蔽双绞线最远100m100BASE-TX100：传输速率为100Mbps；传输距离：5类非屏蔽双绞线最远100m，5类屏蔽双绞线最远100m10BASE22：细同轴电缆，最大传输距离为185米10BASE55：粗同轴电缆，最大传输距离为500米,共享式以太网,集线器（HUB）任一个端口收到包后，直接向所有端口转发（广播），逻辑上构成共享介质如果两个以上端口同时收到包，要产生冲突，由DTE执行CSMA/CD算法某一时刻只能有一个DTE进行有效发送,交换式以太网,网桥（LANSWITCH）根据接收包的SA进行地址学习，建立地址与端口对应关系收到包后，按包的DA查表，转发到特定端口某一时刻可以有多个DTE进行有效发送，而不会互相干扰,问题（QUESTION）,什么是虚拟局域网虚拟局域网如何划分虚拟局域网有什么好处,虚拟局域网是将一组位于不同物理网段上的用户和服务器从逻辑上划分成的终端站组，在功能和操作上与传统局域网基本相同,虚拟局域网定义,VLAN的划分,根据端口划分VLAN根据MAC地址划分VLAN根据网络协议划分VLAN根据协议类型划分VLAN，例如IPVLAN、IPXVLAN等根据网络层地址（如IP地址）划分VLAN现在通常使用根据端口划分VLAN的方法,根据端口划分VLAN,VLAN实现的优点,虚拟工作组减少对广播容量的选路安全性,目录,WLAN基本原理,WLAN设备,WLAN网络规划,WLAN测试软件使用,WLAN典型故障,GO,WLAN基本原理,1.WLAN基础概念2.802.11技术标准3.WLAN网络模式,WLAN基本原理,WLAN概念,WLAN（WirelessLocalAreaNetwork,无线局域网）是计算机网络与无线通信技术结合的产物。它是对有线连网方式的一种补充和扩展，使网上的计算机具有可移动性，能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络连接问题。,WLAN基本原理,PAN(PersonalAreaNetwork),LAN(LocalAreaNetwork),WAN(WideAreaNetwork),MAN(MetropolitanAreaNetwork),WLAN基本原理,WLAN的网络结构,AP终结与终端间的802.11b/g协议，并转化为802.3协议接入传统的LAN网络。,WLAN基本原理,WLAN的技术优势,WLAN五大技术优势,安装便捷,灵活性和移动性,易于扩展,故障定位容易,经济节约,无线让网络使用更自由凡是自由空间，均可连接网络，不受限于线缆和端口位置。无线让网络建设更经济，通信更便利终端与交换设备间省去布线，有效降低布线成本，特殊地理环境下的网络架设，如隧道、码头、高速公路。无线让工作更高效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。,无线局域网的优势,凡是自由空间均可连接网络，不受限于线缆和端口位置,办公大楼,候机大厅,渡假山庄,商务酒店,终端与交换设备之间省去布线，有效降低布线成本；适于特殊地理环境下的网络架设，如隧道、港口码头、高速公路；,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,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；,体育场馆新闻中心,展馆与证券大厅,制造车间,物流运输,Wi-Fi是Wi-FiAlliance（无线高保真）的简称，Wi-Fi联盟是一家全球及非营利性的行业协会，拥有300多家成员企业，共同致力于推动无线局域网络(WLAN)产业的发展。以增强移动无线、便携、移动和家用设备的用户体验为目标，Wi-Fi联盟一直致力于通过其测试和认证方案确保基于IEEE802.11标准的无线局域网产品的可互操作性。自2000年3月Wi-Fi联盟开展此项认证以来，已经有超过4000种产品获得了Wi-FiCERTIFIED指定认证标志，有力地推动了Wi-Fi产品和服务在消费者市场和企业市场两方面的全面开展。,Wi-Fi,1.WLAN基础概念2.802.11技术标准3.WLAN网络模式,WLAN基本原理,802.11技术标准,IEEE802.11系列标准是无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork,WLAN）技术中应用最普遍的标准。该标准定义了物理层和媒体访问控制（MAC）协议的规范。两个设备之间的通信可以设备到设备(adhoc)的方式进行，也可以在基站(BaseStation,BS)或者访问点(AccessPoint,AP)的协调下进行。为了在不同的通讯环境下取得良好的通讯品质，采用CSMA/CA(CarrierSenseMultiAccess/CollisionAvoidance)硬件沟通方式。主要包括：802.11802.11b802.11a802.11g802.11n,802.11a/b/g技术对比,802.11N标准,工作频率：2.4GHz或5.8GHz，保持对802.11a/b/g的兼容调制方式：OFDMMIMO，目前速率达到108Mbps，并最终达到320600Mbps。MIMO多进多出技术，将一份长的数据分成多份短的数据（对应多个空间流），使用多天线同时发送（每个天线对应一个空间流），多天线同时接收，最后进行数据重组，进而提高带宽的技术。同时，MIMO能够有效抗多径效应，间接增加了覆盖范围。编码方式：调幅调相MAC协议：帧聚合、帧突发、块确认等改良机制间接增加速率,2.4G频段信道划分,2.4G频段信道划分,IEEE802.11b/g设备使用2.42.4835GHz频段。工作频率带宽为83.5MHz，划分为14信道，每个信道带宽为22MHz。为了保证相邻AP的覆盖不产生干扰，要求它们的信道间隔至少为25MHz，互不干扰的信道有3个。,5.8G频段信道划分,5.8GHz中国频段中，可提供五个互不干扰的信道每信道占用20MHz频带带宽;提供6/9/12/18/24/36/48/54Mbps数据传输速率;采用OFDM调制方式;,5.8G频段信道划分,1.WLAN基础概念2.802.11技术标准3.WLAN网络模式,WLAN基本原理,Ad-Hoc也叫对等网络，是指安装有无线网络适配器（无线网卡）的多台计算机组成的局域网，它们通过无线适配器进行彼此的通讯，组成了IBSS网络。对等模式下的所有无线终端必须使用相同的工作信道。,Ad-Hoc,Infrastructure,基础网络结构模式中，网络中任意一台无线网络终端均可通过AP接入有线网络。多个BSS（基本服务集）组成ESS（扩展服务集），此模式可作为有线网络的延伸和补充。由于无线带宽为共享带宽，通常建议一个AP可以接入1020个无线客户端，以获取满意的访问数率。,BSS,漫游模式中，用户可随意在两个基础结构网络中无线漫游，从而给移动办公带来了极大的方便。,Roaming,WDS,WDS模式是利用无线电波作为传输介质将物理上分开的局域网连接起来，使用高增益的定向天线，可以将无线网络的传输距离扩展到10公里以上。与有线网络相比，采用无线方式，不但架设方便，而且无需月租费，维护费用低廉。,GO,WLAN设备,1.FATAP2.AC和FITAP3.无线网桥4、AP主要性能指标,WLAN设备,AP概述,无线AP(AccessPoint，无线访问节点)是一个包含很广的名称，它不仅包含单纯性无线接入点，也同样是无线路由器、无线网关等类设备的统称。无线AP主要是提供无线终端对有线局域网和从有线局域网对无线终端的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。在无线网络中，AP就相当于有线网络的集线器，它能够把各个无线终端连接起来，无线终端所使用的网卡是无线网卡，传输介质是空气。,FATAP,FATAP将WLAN的物理层，用户数据加密、认证、漫游、网络管理等功能集于一身。,家庭或soho网络组网模式：,企业网络组网模式：,FATAP设备的典型组网,每台FATAP都只支持单独进行配置，组建大、中型无线网络时，配置工作量大。对网络中的FATAP进行软件升级时，需要手工逐台进行升级，维护工作量大。FATAP上保存着设备配置信息，当设备失窃时造成配置信息泄漏。FATAP难于实现自动无线盲区修补、流氓AP检测等功能。FATAP一般都不支持三层漫游。,FATAP适用于小型无线网络部署，不适用于大规模网络部署。,FATAP组网的局限性,1.FATAP2.AC和FITAP3.无线网桥4.AP主要性能指标,WLAN设备,FITAP,集中化管理、简化配置、易于部署、提高安全性,AC,AC和FITAP,AC和FITAP的典型连接,直连二层网络连接模式三层网络连接模式,交换机,路由器,AC,AC,交换机,旁挂模式,网关模式,AC和现网设备的典型连接,汇聚交换机,汇聚交换机,路由器,FATAP和ThinAP性能比较,一个运营级WLAN网络的基本组成,用户终端：WLAN网卡、WLAN手机等射频相关系统：天线、室分系统等无线接入硬件系统：AP、ACWLAN网络就是通过AP无线设备将用户终端接入互联网的接入网络。WLAN网络分为瘦（会聚型或集中型）及胖（独立型）两类。胖AP架构中，AP完成了所有无线接入点的工作。瘦AP架构中，AP的一部分功能剥离到了AC上，由一个AC对多台AP进行集中控制。这是当前运营商招标的主要模式。在胖AP架构中，AC指的的是BAS功能。在瘦AP架构中，AC有可能是独立的无线接入控制器（电信），也有可能是指无线接入控制器+BAS功能（移动）无线数据设备：路由器、交换机支撑系统网管：又区分为OMC网管（只管理自己的ACAP)和WLAN综合网管WLAN认证计费系统：有可能单建，也有可能和城域网计费系统合建AS：对WAPI进行证书鉴别，目前主要是电信有可能采用。,BAS与AC的异同,BAS一般情况下，我们称宽带接入服务器为BAS（BroadbandAccessServer），也有称为BRAS的（BroadbandRemoteAccessServer）。BAS是网络接入服务提供商最常用的设备，BAS设备的引入不在于业务的传递交换，而在于业务层面的控制功能，实现对用户的控制和管理，它最重要的业务功能就是对用户的认证、授权和计费，一般的BAS主要支持PPPoE，L2TP协议，DHCP+Portal推送等功能。AC在瘦AP技术没有发展起来之前，人们常常将应用于无线接入环境中的BAS称之为AC。在瘦AP技术发展起来之后，根据CAPWAP协议，将瘦AP的无线控制器也称之为AC（AccessController），此处逻辑上的AC主要起的作用是完成对AP的控制，而不是完成对用户的上网控制。但由于无线网络的发展延续性，实际中的大量AC产品往往是兼具两个方面的功能：无线BAS+瘦AP环境中的无线控制器AC。,集中数据转发AP和AC间通过专用的数据隧道进行数据转发，AP和AC间的数据隧道中为二层数据。采用此模式时，所有用户数据都要通过AC进行转发。此种方式下，用户数据流向容易控制，适合运营商的组网架构。而且由于采用隧道技术，对用户IP分配可以更加灵活。本地数据转发AC只对AP进行管理和控制，并不发起和AP的隧道连接，所有的用户数据通过本地网络转发。此种方式下，本地用户数据交换无需通过AC进行集中交换，减少了网络流量迂回，更适合本地数据交换量大的企业网使用。,AC数据转发方式,采用用户名及密码认证的WEB认证流程,建立OPEN无线连接用户打开浏览器，访问互联网，AC将用户强制定向到接入门户,用户输入用户名和密码，验证用户密码、查询用户信息,返回最大时长CHALLENGE及传送账号根据用户名和密码信息进行相应的网络接入授权门户页面认证结果用户接入网络，开始使用开始计费用户关掉浏览器的计时窗口或断线。停止计费,认证流程,1.FATAP2.AC和FITAP3.无线网桥4、AP主要性能指标,WLAN设备,3.无线网桥,无线网桥是为使用无线进行远距离传输的点对点网间互联而设计。它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备，可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离、高速无线组网。无线网桥有三种工作方式，点对点，点对多点，中继连接。无线网桥可以用于连接两个或多个独立的网络段，这些独立的网络段通常位于不同的建筑内，相距几百米到几十公里。所以说它可以广泛应用在不同建筑物间的互联。同时，根据协议不同，无线网桥又可以分为2.4GHz频段和5.8GHz频段的无线网桥。,无线网桥,1.FATAP2.AC和FITAP3.无线网桥4、AP主要性能指标,WLAN设备,当AP覆盖的小区内仅有一个用户终端，空口不加密，且为理想传播环境时（接收场强60dBm，信噪比28dB)，采用ChariotFILESENDL脚本，测试时间为2分钟的情况下，系统吞吐量如下：在IEEEStd802.11b模式下，上行或下行单向吞吐量应不低于5Mbps。在IEEEStd802.11a/g模式下，上行或下行单向吞吐量应不低于18Mbps。在可选的802.11a模式下，上行或下行单向吞吐量应达到不低于18Mbps。,吞吐量,接收灵敏度,在802.11g模式下，对于OFDM、DSSS-OFDM方式，接收机门限电平应符合下表要求：,AP的传输距离,室内100mWAP在理想的情况下可以覆盖半径为200米的范围，室内500mW的AP可以覆盖半径为500米的范围。但是具体的覆盖范围要看信号经过现场障碍物的衰减情况。,建筑无线传输损耗穿透损耗中值偏差慢衰落余量,WLAN速率取决的因素,现阶段WLAN建设中通常使用的是802.11g协议，该协议规定的物理传输速率为54Mbps,理论上的吞吐量可以达到24.4Mbps.一般设定每个AP所能带的用户数为20个，为了满足每个用户的带宽需求。,POE供电,电压在4457V之间，典型值为48V。允许最大电流为550mA，最大启动电流为500mA。典型工作电流为10350mA，超载检测电流为350500mA。在空载条件下，最大需要电流为5mA。在八根线里面1、2、3、6为信号线，4、5、7、8为电源线，其中4、5为正极,GO,WLAN网络规划,1、系统设计指标2、频率规划3、容量规划4、覆盖设计5、WLAN覆盖方案的具体实现,1、WLAN系统设计指标,信号覆盖电平对有业务需求的楼层和区域进行覆盖。目标覆盖区域内95以上位置，接收信号电平-75dBm。信号质量目标覆盖区域内95以上位置，用户终端无线网卡接收到的下行信号C/I值应大于20dB。信号外泄室内WLAN信号泄漏至室外10米处的信号强度应不高于-75dBm。PING时延（PINGAC）小于50ms；,WLAN频率规划,当两信道中心频率小于25MHz时，由于信道之间存在重叠区域，会有部分干扰。图曲线是两AP信道间隔分别为05情况下的总吞吐量曲线。,WLAN室内频率规划原则,与蜂窝网类似，几个互不干扰信道可以进行频率复用，但应确保使用同一信道的AP之间应有足够远的距离，避免干扰。,WLAN室外频率规划原则,3容量规划,单AP接入能力：由于WLANAP采用了CSMA(冲突检测载波侦听多路存取)协议，如果接入用户数过多，会导致每个用户的性能下降，一般以每个AP接入2030个用户为宜。规划WLAN网络时，需要收集和预测目标覆盖区的用户数及用户速率需求，从而确定目标覆盖范围内的AP数量。,3容量规划,根据网络容量需求的差异，采用灵活的AP布置方案。1、低密度：用最少的AP设备提供大面积覆盖。2、中等密度：兼顾提供良好的覆盖和数据吞吐量，约20%的交叠覆盖。3、高密度：用以提供较大的数据吞吐量，约50%的交叠覆盖。构建高密度的WLAN网络，需注意AP同频、邻频干扰问题。,容量规划:同频干扰,图:相距40m的两个AP使用不同信道和使用同一信道的网络吞吐量对比（802.11b）,相距40m，使用1、6信道,相距40m，都使用1信道,干扰规避,要在小范围提供大容量的无线局域网，必须通过干扰规避来提升网络容量。干扰规避的方法：充分利用天然隔断（如建筑物、墙体等）；使用802.11a；降低AP发射功率；使用扇区天线；采用“多天线、小功率”的覆盖方式。,4、覆盖设计,覆盖方式WLAN网络大体可以分为下面两种场景、4类覆盖方式。室内覆盖：单独建设方式、共用室内分布系统建设方式；室外覆盖：室外型AP覆盖方式、Mesh型网络覆盖方式。,室内覆盖：单独建设方式,采取单独建设方式时，主要根据覆盖和容量需求在相应的位置布放AP，需将AP与交换机相连的网线长度控制在允许范围内（80m)。由于使用了较多的AP，可以获得较大的网络容量。,室内覆盖,共用室内分布系统建设方式目前很多高档写字楼已经进行了移动通信的室内分布系统建设，在引入WLAN时可以考虑采用共用室分系统的建设方式；另外，没有室分系统的楼宇在规划建设室内分布系统时可以将WLAN信号一同考虑。,共用室内分布系统的合路组网模式,由于AP输出信号强度较小，WLAN系统的频段为2.4G高频段，线路损耗大，一般采用AP+WLAN干放、或大功AP(内置放大器)与其它系统在后端合路的方式，使AP尽量接近天线。共用室内分布系统的优点在于可以充分利用原有资源，工程量较小，经济快捷。,室外覆盖：室外型AP覆盖方式,对于居民楼、校园等以覆盖需求为主的地区，可以使用室外型AP进行覆盖。AP置于建筑物顶端或外墙，使用室外型AP和高增益天线，对室内进行覆盖。,室外覆盖：Mesh型网络覆盖方式,对于室外较大面积（如城市、校园等）的WLAN覆盖可以采用Mesh型网络覆盖。Mesh技术采用网状网结构，通过若干个基于无线互联的AP群对目标区域进行覆盖，并将数据回传至有线IP骨干网。,覆盖场强的预测,室外环境的无线传播模型无线局域网小区的覆盖范围较小，因此采用自由空间传播模型。2.4GHz自由空间电磁波的传播路径损耗符合：L0(dB)=92.4+20lg(d)+20lg(f)其中L0为自由空间损耗；d为传输距离，单位是km；f为工作频率，单位是GHz。,室内环境选取衰减因子模型作为室内无线传播模型，其表示式为：,其中PL(d0)=20lg（4d0/），一般取d0=1m，当频率为2.45GHz时，其值为40dB；NMF表示基于测试的多楼层路径损耗指数。典型建筑物的路径损耗指数如表所示。,经过链路预算，可以初步确定AP的点位。,表：典型建筑物的路径损耗指数,覆盖场强的预测,了解覆盖区域的面积，信号覆盖质量要求，不同的地点有不同的覆盖要求。考察覆盖区域的现有信号分布情况，了解信号的盲点、热点和信号碰撞区域。考察覆盖区域建筑物的构成，对信号的阻挡情况。信号的接入位置与方式。考察设备可以安装的位置。,无线网络覆盖规划,对于高密度无线用户接入区域,需要考虑在同一区域内布放多个AP。尽量保证单个AP的接入用户不超过20个。无线信道的使用应考虑蜂窝式覆盖的方式。适当调整AP的发射功率。,无线网络资源规划,GO,WLAN测试软件的使用,测试软件的使用,NetworkStumbler软件是常用的无线场强测试软件，通过该软件可搜索到周围AP的信道、MAC地址、加密信息等内容，实时反映目标AP的场强信号。,测试软件的使用,点击菜单栏中的“Device”，在下拉菜单中选择您所使用的无线网卡。,测试软件的使用,在左边的菜单栏中，分别有“Channel”、“SSIDs”和“Filters”三个菜单栏，“Channel”中列出了周围所有AP工作的信道；“SSIDs”中列出了周围AP的SSID名称。根据SSID名称和MAC地址查找目标AP。,测试软件的使用,根据MAC地址查到目标AP后，从左边菜单栏中选中该目标AP（MAC地址标记的绿色图标），选中后在右边会实时显示出当前无线终端与该AP直接无线链路的实时信号强度。该值以负值表示，其绝对值越小越好（绿色线条越高越好）。良好的无线覆盖网络，其覆盖范围内的各个点的信号强度不应低于-80dBm。否则其链路将会不稳定，产生丢包等情况。,测试软件的使用,WirelessMon软件是常用的无线场强测试软件，通过该软件可搜索到周围AP的信道、MAC地址、加密信息等内容，实时反映目标AP的场强信号。,WLAN测试的注意事项,实际测试时，由于不同WLAN网卡的发射功率和接收灵敏度不一致，在不同电脑上使用NetworkStu