WLAN基础知识PPT课件

1、WLAN基础知识 WLAN基础知识基础知识 - -无线网络基础无线网络基础 WLAN基础知识 课程内容课程内容 第一章 WLAN基础概念 第二章 IEEE 802.11协议 第三章 WLAN设备 第四章 WLAN组网应用 第五章 WLAN网络规划 WLAN基础知识 GO WLAN基础知识 Wi-Fi联盟 (Wi-Fi Alliance) 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 (WLANs) 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IEEE 802.11标准的无线局域

2、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-Fi CERTIFIED 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。 产品通过Wi-Fi认证的查询地址： =1 提供提供6/9/12/18/24/36/48/54Mbps 数据传输速率数据传输速率; 采用采用OFDM调制方式调制方式; WLAN基础知识 5.8GHz频段频段WLAN信道配置表信道配置表 信道信道中心频率中心频率 (MHz)信道低端信道低端/高端频率高端频率 (MHz)57555

3、7755795 16158055795/5815 16558255815/5835 WLAN基础知识 2 3 4 4 2 3 15 1 任意相邻区域使用无频率交叉的频道任意相邻区域使用无频率交叉的频道 适当调整发射功率，避免跨区域同频干扰适当调整发射功率，避免跨区域同频干扰 蜂窝式无线覆盖实现无交叉频率重复使用蜂窝式无线覆盖实现无交叉频率重复使用 WLAN基础知识 WLAN基础知识 跳频扩频 (Frequency Hopping Spread Spectrum，简称FHSS) 就是载波可以在一 个很宽的频带上按照伪随机码的定义从一个频率跳变到另一个频率。 使用FHSS

4、技术，2.4G频道被划分成75个1MHz的子频道，接受方和发送方协商一 个调频的模式，数据则按照这个序列在各个子频道上进行传送，每次在802.11网络 上进行的会话都可能采用了一种不同的跳频模式，采用这种跳频方式主要是为了避 免两个发送端同时采用同一个子频段。 WLAN基础知识 直接序列扩频 (Direct Sequence Spread Spectrum，简称DSSS)就是使用 具有高码率的扩频序列，在发射端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩 频码序列进行解扩，把展开的扩频信号还原成原来的信号。 直接序列扩频技术将2.4Ghz的频宽划分成14个22MHz的通道(Channel)，临 近的通

5、道互相重叠，在14个频段内，只有3个频段是互相不覆盖的，数据就 是从这14个频段中的一个进行传送而不需要进行频道之间的跳跃。 WLAN基础知识 正交频分复用 (Orthogonal Frequency Division Multiplexing, 简称OFDM) 技 术是一种多载波发射技术，它将可用频谱划分为许多载波，每一个载波都用 低速率数据流进行调制。它获取高数据传输率的诀窍就是，把高速数据信息 分开为几个交替的、并行的Bit流，分别调制到多个分离的子载频上，从而使 信道频谱被分到几个独立的、非选择的频率子信道上，在AP与无线网卡之间 进行传送，实现高频谱利用率。 WLAN基础知识 802

6、.11MAC层负责客户端与AP之间的通讯。主要功能包括：扫描、接入、 认证、加密、漫游和同步。 802.11MAC 报文分类： -数据帧数据帧 用户的数据报文 -控制帧控制帧 协助发送数据帧的控制报文，例如：RTS、CTS，ACK等 -管理帧管理帧 负责STA和AP之间的能力级的交互，认证、关联等管理工作，例如： Beacon，Probe，Association，Authentication等 WLAN基础知识 WLAN基础知识 802.11MAC 使用Scanning功能来完成Discovery -寻找和加入一个网络 -当STA漫游时寻找一个新的AP Passive Scanning 通过侦

7、听AP定期发送的Beacon帧来发现网络， Beacon帧中包含该AP所 属的BSS的基本信息以及AP的基本能力级，包括： BSSID (AP的MAC地 址)、 SSID、支持的速率、支持的认证方式，加密算法、Beacons帧发送 间隔，使用的信道等。当未发现包含期望的SSID的BSS时，STA可以工作 于IBSS状态 Active Scanning 在每个信道上发送Probe request报文，从Probe Response中获取BSS的 基本信息， Probe Response包含的信息和Beacon帧类似 WLAN基础知识 802.11支持两种基本的认证方式： -Open System

8、 Authentication 等同于不需要认证，没有任何安全防护能 力。通过其他方式来保证用户接入网络的 安全性，例如Address filter、用户报文中 的SSID。 -Shared Key Authentication 采用WEP加密算法Attacker可以通过监听 AP发送的明文Challenge text和STA回复的 密文Challenge text计算出WEP KEY。 STA和AP均可通过Deauthentication来终结 认证关系 预置 WLAN基础知识 Association STA通过Association和一个AP建立 关联，后续的数据报文的收发只能 和建立As

9、sociation关系的AP进行。 Reassociation STA在从一个老的AP移动到新AP时 通过Reassociation和新AP建立关 联。Reassociation 前必须经 历 Authentication过程。 Deassociation STA和AP均可通过 Deassociation 和AP解除关联关系。 WLAN基础知识 Wireless漫游的概念 STA可以在属于同一个ESS的AP接入点接入，可以使用同一信道或不同信道； STA可以在网络中任意移动，同时保证已有业务不中断，用户标 识不改变。 Wireless漫游的分类 二层漫游 在同一个子网内的AP间漫游 由于不涉及

10、子网的变化，因此只需保证用户在AP间切换时访问网络的权限不 变即可。为了保证快速的切换，通常都会利用STA在原有AP上使用的资源。 三层漫游 在不同子网内的AP间漫游 除了要实现二层漫游中提到的内容以外，通常会采用一些特殊手段来保证用户 业务的不中断。目前较流行的做法有：Mobile IP（RFC3344/Mobile IPv4,RFC3375/Mobile IPv6）、 VLAN二层透传、GRE(RFC2784)、 IP in IP(RFC1853)三层隧道等。（IP encapsulation within IP/RFC 2003） WLAN基础知识 认证和协商过程认证和协商过程 AP B

11、 AP A 初始化连接到一个初始化连接到一个AP 1.客户端发送接入请求的广播客户端发送接入请求的广播. 2. AP A和和AP B 发送请求响应发送请求响应. 客户端比对客户端比对 AP A和和AP B的的“服务质量服务质量”，假设选择，假设选择AP A。 3. 客户端向客户端向AP A发送认证请求发送认证请求 4. AP A 确认认证信息并返回确认认证信息并返回 5. 客户端项客户端项AP A发送协商请求发送协商请求 6. AP A确认协商请求确认协商请求 WLAN基础知识 漫游漫游(再协商再协商)的过程的过程 AP B AP A 初始化连接到一个新初始化连接到一个新AP 1. 客户端已与

12、客户端已与AP A建立连接，同时仍接收空建立连接，同时仍接收空 间中其他间中其他AP的标识信息，当环境变量发生变的标识信息，当环境变量发生变 化时，发现化时，发现AP B“服务质量服务质量”优于优于AP A 2. 客户端向客户端向AP B发送协商请求发送协商请求 3. 客户端确认协商请求客户端确认协商请求 4. AP B通过以太网通知通过以太网通知AP A，客户端连接，客户端连接 已被已被AP B接管接管 WLAN基础知识 GOWLAN设备设备 WLAN基础知识 无线AP (Access Point，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

13、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。 WLAN基础知识 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

14、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。 WLAN基础知识 GOWLAN组网应用组网应用 WLAN基础知识 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。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 WLAN基础知识 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。 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2

15、030个无线客户端，以获取满意的访问数率。 Infrastructure WLAN基础知识 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 重叠重叠 10-15% WLAN基础知识 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20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。 WDS WLAN基础知识 GOWLAN网络规划网络规划 WLAN基础知识 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。 无线网络覆盖规划无线网络覆盖规划 WLAN基础知识 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。