无线局域网10

1、无线局域网无线局域网1010 现代通信技术进展 第十讲：无线局域网 从有线局域网到无线局域网 计算机网络涉及计算机和通信两个领域。 在传统的有线局域网(LAN)中，计算机等 设备被网络连线紧紧牵制着而无法实现可 移动的通信，更无法发挥便携式计算机的 通信功能。近些年来，随着局域网的应用 领域不断拓宽和现代通信方式的不断变化， 尤其是移动和便携式通信的发展，无线局 域网(WLAN)便应运而生。 为何使用无线局域网络为何使用无线局域网络 对于局域网络管理主要工作之一，对 于铺设电缆或是检查电缆是否断线这种耗 时的工作，很容易令人烦躁，也不容易在 短时间内找出断线所在。再者，由于配合 企业及应用环境

2、不断的更新与发展，原有 的企业网络必须配合重新布局，需要重新 安装网络线路，虽然电缆本身并不贵，可 是请技术人员来配线的成本很高，尤其是 老旧的大楼，配线工程费用就更高了。 什么情形需要无线局域网络什么情形需要无线局域网络 无线局域网络绝不是用来取代有线 局域网络，而是用来弥补有线局域网络 之不足，以达到网络延伸之目的，下列 情形可能须要无线局域网络 n 无固定工作场所的使用者 n 有线局域网络架设受环境限制 n 作为有线局域网络的备用系统 何谓无线网络何谓无线网络 一般来讲，所谓无线，顾名思义就是 利用无线电波来作为资料的传导，而就应 用层面来讲，它与有线网络的用途完全相 似，两者最大不同的

3、地方是在于传输资料 的媒介不同。除此之外，正因它是无线， 因此无论是在硬件架设或使用之机动性均 比有线网络要优势许多。 无线网络的优点无线网络的优点 就使用上它的机动性，便利性， 是有线网络所不及，就成本上， 它可省下一笔可观的布线费用， 修改装潢费用，基本上使用的 空间较为弹性许多。 无线局域网的工作频率 基本上无线网络所使用之频段是属于 ISM 2.4GHz的高频率范围，就日常生活， 或办公室等等所用之电器设备是不会相 互干扰，因频率差异甚多，而且无线网 络本身共有12个信道可供调整，自然干 扰的现象就不必担心。 何谓何谓ISM频段频段 ISM(Industrial Scientific

4、Medical) Band，此频段( 2.42.4835GHz)主要 是开放给工业，科学、医学，三个 主要机构使用，该频段是依据美国 联邦通讯委员会(FCC)所定义出来， 属于Free License，并没有所谓使用 授权的限制。 网络的组成网络的组成 n无线LAN基本上可分为三部分： 通信设备、用户终端和支持单元， 如图所示。 通信设备的功能 通信设备依据功能可分为四 类：无线LAN“固定小区”、无 线LAN“移动小区”、无线 LAN“桥路器”，以及通信保密 装置（COMSEC）。 用户终端提供的业务 n用户终端提供的业务包括电子邮件、数据传送、 语音和图像信息。其中，计算数据、仿真结果 等

5、，在传输过程中不允许出错，所以对易出错 误的无线传输信道而言，须采用纠错能力较强 的编码方案，并且数据重传次数显著增加，会 给系统带来大量额外开销。而用户的多媒体信 息，如语音和图像数据，相对而言容错性能较 好，在一帧图像或语音采样中出现少量错误， 对数据的整体性能影响不大 。 网络支持和管理 网络支持包括本地网络管理 和外部接口设备两大部分。网络 管理由网络的整体配置和各主要 模块（设备、软件）配置组成， 例如：COMSEC的加密算法和 密钥管理就被作为网络管理的一 部分，由中心统一控制。 网络的拓朴结构网络的拓朴结构 在无线LAN中，目前使用的拓扑 结构主要有三种形式：点对点型、 HUB型

6、和全分布型。这三种结构解 决问题的方法各有优缺点，目的都 是让用户在无线信道中，获得与有 线LAN兼容或相近的传输速率。也 有人将无线网络分为有中心拓扑和 无中心拓扑两类。 无中心拓扑 无中心拓扑的网络要求网中任意两点均可 直接通信。采用这种结构的网络一般使用公用 广播信道，而信道接入控制(MAC)协议多采用 载波监测多址接入(CSMA)类型的多址接入协 议的网络要求网中任意两点均可直接通信。采 用这种结构的网络一般使用公用广播信道，而 信道接入控制(MAC)协议多采用载波监测多址 接入(CSMA)类型的多址接入协议 。 有中心拓扑结构 在有中心拓扑结构中， 要求一个无线站点充当中 心站，所有

7、站点对网络的 访问均由中心站控制。 无线局域网的技术分析无线局域网的技术分析 n无线局域网的基础还是传统的有线局域网，是 有线局域网的扩展和替换。它只是在有线局域 网的基础上通过无线HUB、无线访问节点 （AP）、无线网桥、无线网卡等设备使无线 通信得以实现。与有线网络一样，无线局域网 同样也需要传送介质。只是无线局域网采用的 传输媒体不是双绞线或者光纤，而是红外线 （IR）或者无线电波（RF），以后者使用居 多。 红外（IR）系统 n红外线局域网采用小于1微米波长的红外 线作为传输媒体，有较强的方向性，由 于它采用低于可见光的部分频谱作为传 输介质，使用不受无线电管理部门的限 制。红外信号要

8、求视距传输，并且窃听 困难，对邻近区域的类似系统也不会产 生干扰。 无线电波（RF) n采用无线电波作为无线局域网的传输 介质是目前应用最多的，这主要是因 为无线电波的覆盖范围较广，应用较 广泛。使用扩频方式通信时，特别是 直接序列扩频调制方法因发射功率低 于自然的背景噪声，具有很强的抗干 扰抗噪声能力、抗衰落能力。 无线局域网的主要协议标准无线局域网的主要协议标准 n无线接入技术区别于有线接入的特点之 一是标准不统一，不同的标准有不同的 应用。目前比较流行的有80211标准、 新贵蓝牙（Bluetooth）标准以及 HomeRF（家庭网络）标准。 80211标准 n80211 标准除了介绍无

9、线局域网的优 点及各种不同性能外，还使得各种不同 厂商的无线产品得以互联。由于80211 速率最高只能达到2Mbps，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80211b和80211a两 个新标准。 家庭网络的HomeRF nHomeRF主要为家庭网络设计，是 IEEE 80211与DECT（数字无绳电话标 准）的结合，旨在降低语音数据成本。 HomeRF也采用了扩频技术，工作在 24GHz频带，能同步支持4条高质量语 音信道。但目前HomeRF的传输速率只 有1M2Mbps，FCC建议增加到10Mbps。 无线局域网的典型结构 n网桥连接型，该结构主要用于两个不同

10、的有线局域网之间的互连。 n访问节点连接型（也称为：基站接入 型）。 nHUB接入型。 网桥连接型 n该结构主要用于无线或有线局域网之间 的互连。当两个局域网无法实现有线连 接或使用有线连接存在困难时，可使用 网桥连接型实现点对点的连接。在这种 结构中局域网之间的通信是通过各自的 无线网桥来实现的，无线网桥起到了网 络路由选择和协议转换的作用。 访问节点连接型 n这种结构采用移动蜂窝通信网接入方式， 各移动站点间的通信是先通过就近的无 线接收站（访问节点：AP）将信息接收 下来，然后将收到的信息通过有线网传 入到移动交换中心，再由移动交换中 心传送到所有无线接收站上。这时在网 络覆盖范围内的任

11、何地方都可以接收到 该信号，并可实现漫游通信。 HUB接入型 n在有线局域网中利用HUB可组建星型网 络结构。同样也可利用无线AP组建星型 结构的无线局域网，其工作方式和有线 星型结构很相似。但在无线局域网中一 般要求无线AP应具有简单的网内交换功 能。 无线局域网的安全保密技术 1.无线扩展频谱技术 (DSSS) 2.封闭无线网络法(可选) 3.站点认证法 4.硬件加密码法(WEP) 5.无线网桥接入控制法 扩展频谱技术扩展频谱技术(DSSS) ORINOCO(WaveLAN)采用低功率的扩 展频谱技术来发射信号源，并将其频谱 带宽扩展11倍及将频谱幅度降低11倍。 在扩展频谱时使用唯一一种

12、扩展编码方 式，其他产品则不能识别其频谱信号除 非其使用同一种技术。由于其采用极低 的信号源及扩展频谱方式，当使用频谱 分析仪等专用工具也很难从信道的白噪 声中识别出信号源。 封闭无线网络选择功能封闭无线网络选择功能 WavePOINT网桥允许任何符合IEEE802.11标 准的，且为直序列扩频技术的非授权的地址 及非ORINOCO(WaveLAN)系统接入 ORINOCO(WaveLAN)无线网络系统，也可以 说它是一个开放的系统。而系统安全保密性 设置时则由“ANY(任何用户)代替设置的 SSID地址，这就是ORINOCO(WaveLAN)产 品对IEEE802.11标准开发性的体现。 认

13、证体系 认证体系使用选择共享关键字认证 (Shared Key Authentication)。IEEE802.11 共定义了两种认证技术手法，其一为开放 系统认证(Open System Anthentication)，其 二为共享关键字认证(Shared Key Authentication)。开放系统认证则仅仅是 WavePOINT认证工作站点的一个程序，它 一般均会给予肯定的认证结果。 硬件加密码流硬件加密码流(40或或104WEP码码） ORINOCO(WaveLAN)适配网卡还可以 使用加密码的方式来保证系统的安全保密 性。该方式叫WEP(Wired Equivalent Priv

14、acy有线网同等的保密程度)。该方式使 得数据信号流组在传输时加入密码流 。 WavePOINT接入控制接入控制 n 无线网桥还具有利用安装设置的MAC地址表 来限制站点接入无线网络的功能，也称为 WavePOINT网桥的地址过滤功能。用户如需实施 此功能则可在安装调试设置无线站点MAC地址表 格的方式。如某站点的MAC地址未列入表格中， 则其信息被滤掉而无法接入该无线网络，此功能 称为“接入控制法，该表格则叫接入控制表格， 该功能实施可由WaveMANAGER/AP软件设置实 施。 无线局域网的若干方案 1.某税务分局大楼局域网建设方案。 2.某集团企业的无线局域网建设方案。 3.某医科大学

15、无线局域网建设方案。 n分局大楼外有7个所需要通过无线局域网与大楼 内的有线网相连。分局大楼外的7个所，至分局 最远距离15km，最近3km，其中有两个所在一栋 建筑物内已建成一个小有线局域网，各所一般拥 有24台工作站。采用的无线局域网产品工作在 2.42.4835GHz频率范围内，它要求两个通信点 的天线之间最好没有物体遮挡，但由于大楼处于 繁华地带，因此选择一个楼层较高的所作为无线 局域网的中心站点。在中心站点上接入一个无线 接入点AP10D,其它各所通过接入一个站适配器 SA40D与中心站点的AP10D进行通信，分局 大楼内的有线局域网则通过接入一个无线网桥 WB10D与中心站点AP10D进行通信。 n某集团公司各企业分布在不同的建筑物 内办公，无法解决移动站点访问和存 取公司网上信息。采用2.4GHz频段无线 局域网产品，使用无线接入点（A