局域网理论与技术

1、网络网络系系统维护与统维护与管理管理西安财经学院 信息学院计算机系 李薇 网络系统维护与管理本门课程教学内容本门课程教学内容局域网理论与技术局域网理论与技术局域网工程设计方法局域网工程设计方法局域网的故障与排除局域网的故障与排除局域网组网技术局域网组网技术1 12 23 34 4交换机与路由器的配置与管理交换机与路由器的配置与管理5 5网络系统维护与管理4.1 高速局域网简介高速局域网简介l局域网是计算机通信的一种形式，由一组相互连接的具有通信能力的个人计算机组成。它一般用于有限距离内计算机之间数据和信息的传递，有限距离通常是指在10公里范围内的大楼或紧邻的大楼之间的通信。网络系统维护与管理4

2、.1 高速局域网简介高速局域网简介l一个典型的计算机局域网通常由以下几部分组成：1）服务器和工作站，在LAN上至少有一台计算机作为服务器，其任务是存储数据和资源共享，服务器通常是LAN中功能最强的计算机。2）打印机，在一个LAN中，许多用户可一起共享一台打印机。3）通信设备，它与打印机一样在网上是可供多个用户共享的资源。4）其它配件，其它配件如通信电缆、接头、终接器等在LAN中也是很重要的。网络系统维护与管理4.1.1 IEEE 802模型与协议模型与协议l传统的局域网采用了“共享介质”的工作方式。为了实现对多节点使用共享介质发送和接收数据的控制，经过多年的研究，人们提出了很多种介质访问控制方

3、法。但是，目前被普遍采用并形成国际标准的介质访问控制方法有：带冲突检测的载波侦听多路访问控制方法、令牌总线方法和令牌环方法。网络系统维护与管理4.1.1 IEEE 802模型与协议模型与协议lIEEE 802委员会成立于80年初，专门从事局域网标准工作，该委员会分成三个分会：传输介质分会、信号访问控制分会和高层接口分会，分别从事不同层次的标准化工作，并制定出了IEEE 802标准。IEEE 802 标准之间的关系802.3CSMA/CD802.4Token Bus802.5Token Ring802.11无线局域网802.2 逻辑链路控制子层 802.1 体系结构与网络互连网络系统维护与管理4

4、.1.1 IEEE 802模型与协议模型与协议l1以太网技术以太网技术Ethernet（802.3） Ethernet的核心技术是它的随机争用型介质访问控制方法，即带有冲突检测的载波侦听多路访问CSMA/CD方法。CSMA/CD方法用来解决多节点如何共享公用总线传输介质的问题。在Ethernet中，任何连网节点都没有可预约的发送时间，它们的发送都是随机的，并且网中不存在集中控制的节点，网中节点都必须平等地争用发送时间，这种介质访问控制属于随机争用型方法。IEEE 802.3标准就是在Ethernet规范的基础上制定的。 网络系统维护与管理4.1.1 IEEE 802模型与协议模型与协议l 在E

5、thernet网中，如果一个节点要发送数据，它将以“广播”方式把数据送到公共传输介质的总线上去，连在总线上的所有节点都能“收听”到发送节点发送的数据信号。由于网中所有节点都可以利用总线传输介质发送数据，并且网中没有控制中心，因此冲突的发生将是不可避免的。为了有效地实现分布式多节点访问公共传输介质的控制策略，CSMA/CD的发送流程可以简单地概括为四点：先听后发，边听边发，冲突停止，随机延迟后重发。 网络系统维护与管理4.1.1 IEEE 802模型与协议模型与协议l2令牌总线网令牌总线网Token Bus（ 802.4 ） IEEE802.4标准定义了总线拓扑的令牌总线介质访问控制方法与相应的

6、物理层规范。 Token Bus是一种在总线拓扑中利用“令牌”作为控制节点访问公共传输介质的确定型介质访问控制方法。在采用Token Bus方法的局域网中，任何一个节点只有在取得令牌后才能使用共享总线去发送数据。令牌是一种特殊结构的控制帧，用来控制节点对总线的访问权。网络系统维护与管理4.1.1 IEEE 802模型与协议模型与协议Node ANode DNode CNode ENode BToken Bus结构示意图网络系统维护与管理Node ENode ANode BNode CNode DToken Bus的基本工作原理网络系统维护与管理4.1.1 IEEE 802模型与协议模型与协议l

7、在发生以下情况时，令牌持有节点必须交出令牌： 1）该节点没有数据帧等待发送； 2）该节点已发送完所有待发送的数据帧； 3）令牌持有最大时间到。 与CSMA/CD方法相比，Token Bus方法比较复杂，需要完成大量的环路维护工作，而且必须有一个或多个节点完成环路初始化、节点加入或撤出以及环恢复的操作。网络系统维护与管理4.1.1 IEEE 802模型与协议模型与协议l令牌环网技术令牌环网技术Token Ring(802.5) 令牌环介质访问控制技术最早开始于1969年贝尔研究室的Newhall环网，最有影响的令牌环网是IBM Token Ring。IEEE802.5标准就是在IBM Token

8、 Ring协议基础上发展形成的。 在令牌环中，节点通过环接口连接成物理环型。令牌是一种特殊的MAC帧，令牌帧中有一位标志令牌忙/闲的标志位。当环正常工作时，令牌总是沿着物理环单向逐站传送，传送顺序与节点在环中的顺序相同。 网络系统维护与管理Node ANode DNode CNode ENode BToken Ring 结构示意图网络系统维护与管理Token Ring 的基本工作原理Node ENode ANode BNode CNode D网络系统维护与管理4.1.1 IEEE 802模型与协议模型与协议l令牌环控制方式具有与令牌总线方式相同的特点，如环中节点访问延时确定，适用于重负载环境，

9、支持优先级服务。令牌环控制方式的缺点主要表现在：环维护复杂，实现比较困难。 网络系统维护与管理4.1.1 IEEE 802模型与协议模型与协议l从市场情况看，以太网拥有最大的市场，而令牌总线应用非常少。网络系统维护与管理4.1.2 高速局域网高速局域网l高速局域网研究基本方法高速局域网研究基本方法l 第一种方案是提高Ethernet数据传输速率，从10Mbps提高到l00Mbps，甚至到1Gbps，这就导致了快速以太网(Fast Ethernet)的研究与产品开发。l第二种方案是将一个大型局域网划分成多个用网桥或路由器互连的于网。l第三种方案是将“共享介质方式”改为“交换方式”，这就促进了“交

10、换局域网”技术的发展。网络系统维护与管理4.1.2 高速局域网高速局域网共享介质局域网与交换局域网工作原理比较共享介质局域网局域网交换机交换局域网网络系统维护与管理4.1.2 高速局域网高速局域网 从目前发展情况来看，局域网产品可以分为两类： EthernetToken BusTokenRing10Base-T100Base-T1000Base-TFDDIFDDI IISwitched EthernetIP over ATMSwitched LANShared LANVLANLAN网络系统维护与管理4.1.2 高速局域网高速局域网l光纤分布式数据接口（光纤分布式数据接口（FDDI 802.8）

11、l光纤分布式数据接口是一种以光纤作为传输介质的高速主干网，它可以用来互连局域网与计算机。FDDI主要有以下几个技术特点： 1.使用基于IEEE 802.5的单令牌的环网介质访问控制MAC协议； 2.使用IEEE 802.2协议，与符合IEEE 802标准的局域网兼容； 3.数据传输速率为100Mbps，连网的节点数小于或等于1000，环路长度为100Km； 4.可以使用双环结构，提高容错能力； 5.可以使用多模或单模光纤；网络系统维护与管理 FDDI作为互连多个局域网的主干网结构Token RingFDDIRouterRouter服务器网络系统维护与管理4.1.2 高速局域网高速局域网lFDD

12、I通常用作骨干网，用得最多的是用作 LAN 或校园环境大楼之间的主干网（连接桥接器）。这种环境的特点是站点分布在多个建筑物中。连接具有许多局域网段和大图形传输、语音和视频会议以及其他带宽要求大的应用产生的繁重流量的大型网络。 网络系统维护与管理4.1.2 高速局域网高速局域网l技术优点技术优点 l1.较长的传输距离，相邻站间的最大站间距离为200公里。 l2.具有较大的带宽，FDDI的设计带宽为100Mbit/s。 l3.具有对电磁和射频干扰抑制能力，在传输过程中不受电磁和射频噪声的影响，也不影响其设备。 l4.光纤可防止传输过程中被分接偷听，也杜绝了辐射波的窃听，因而是最安全的传输媒体。l技

13、术缺点技术缺点 l FDDI 硬件价格昂贵，联网费用大。因此目前多采用千兆快速以太网技术实现高速网络互连，成本与实际应用都较 FDDI 更加成熟和具有优势。 网络系统维护与管理 1995年，年，802.3u快速以太网标准快速以太网标准1998年，年，802.3z千兆以太网标准千兆以太网标准 2002年，年，IEEE通过了通过了802.3ae万兆以太网标准万兆以太网标准 网络系统维护与管理表4.1 IEEE 802.3 规范和网络系统维护与管理开放标准，获得众多服务提供商的支开放标准，获得众多服务提供商的支持持 结构简单，管理方便，价格低廉结构简单，管理方便，价格低廉持续技术改进，满足用户不断增

14、长的持续技术改进，满足用户不断增长的需求需求 网络可平滑升级，保护用户投资网络可平滑升级，保护用户投资网络系统维护与管理4.2.2 以太网通信原理网络系统维护与管理CSMA/CD可归结为四句话：可归结为四句话： 发前先侦听，空闲即发送发前先侦听，空闲即发送， 边发边检测，冲突时退避边发边检测，冲突时退避。网络系统维护与管理网络系统维护与管理网络系统维护与管理网络系统维护与管理数据连路层数据连路层物理信令子层传输介质LLC子层MAC子层OSIIEEE 802MAC子层100BaseTX100BaseFX100BaseT4100BaseT22对5类UTP4对3类UTP2对3类UTP光缆网络系统维护

15、与管理PCPCPCPC收发器收发器光缆100BaseTX100BaseTX网络系统维护与管理 网络系统维护与管理1Gbase-CX1Gbase-SX1Gbase-LXMMF多模短屏蔽铜线收发器850nm短波1310nm长波8B/10B编码/译码1Gbase-TXSMF单模非屏蔽铜线收发器非屏蔽铜缆编码/译码规格编码方式数据连路层MAC逻辑“与媒体无关接口”MAC，子层 半双工和全双工处理光缆介质短屏蔽铜线非屏蔽超五类线9um单模光缆62.5/50um光缆网络系统维护与管理网络系统维护与管理l在在802.3标准中帧的最短长度为标准中帧的最短长度为64字节，即字节，即512位，在位，在10Mbps

16、时，时，512位传送时间为位传送时间为51.2微秒微秒 。100Mbps时，传送时间为时，传送时间为5.12微秒。微秒。面对面对1Gbps速率传送时间仅为速率传送时间仅为0.512微秒。微秒。l根据冲突检测原理，如有冲突发生，要求在该传送时间内能检测到冲根据冲突检测原理，如有冲突发生，要求在该传送时间内能检测到冲突，对千兆位网来说，突，对千兆位网来说，0.512 微秒的碰撞域范围就很小，使网络的跨微秒的碰撞域范围就很小，使网络的跨距也很短。所以最小帧长度与碰撞域的地理范围成正比关系。距也很短。所以最小帧长度与碰撞域的地理范围成正比关系。PCPCPCPC最大跨距最大跨距网络系统维护与管理在半双工

17、模式下，由于CSMA/CD机理的约束，产生了碰撞槽和碰撞域的概念。由于要在发送帧的同时能检测到媒体上发生的碰撞现象，就要求发送帧限定最小长度，在一定的传输率下，最小帧长度与碰撞域的地理范围成正比关系；即最小帧长度越长，则半双工模式的网络系统跨距越大。在10Mbps传输率情况下，802.3标准中定义最小帧长度为64字节，即512位数字信号长度。前导码 SFD DA SA TYPE/L DATD FCS 扩展位最小帧长度带扩展位的最小帧长度网络系统维护与管理 l在千兆位以太网中为增加跨距，必须加长最小帧长在千兆位以太网中为增加跨距，必须加长最小帧长度，但又要考虑到兼容性。对用户来说必须维持度，但又

18、要考虑到兼容性。对用户来说必须维持64字节不变，于是在千兆位以太网的网卡上对短字节不变，于是在千兆位以太网的网卡上对短帧自动加长帧长度，这称为帧扩展技术。帧自动加长帧长度，这称为帧扩展技术。l帧长度帧长度=512字节字节不添加扩展位不添加扩展位l全双工方式不执行帧扩展全双工方式不执行帧扩展网络系统维护与管理帧扩展位帧帧间隙帧帧间隙帧帧间隙帧帧起始限制网络系统维护与管理10Gbase-LX410Gbase-SR10Gbase-LR10Gbase-ERMMF/SMFMMFSMF1310nm850nm1310nm1550nm外部调制直接调制串行WDM64B/66B8B/10B10Gbase-LX41

19、0Gbase-SR10Gbase-LRMMF/SMFSMF850nm1310nm1550nm外部调制直接调制串行SDH Framer( WIS)64B/66B规格光缆波长激光器调制方式信号方式编码方式通信接口数据连路层（MAC）XGMII延长子层XAUI( 串行接口)XGMII延长子层XGMII( 串行接口)RS子层MAC子层局域网物理层广域网物理层网络系统维护与管理万兆以太网技术提供更加丰富的带宽和处理能力，能够有效地节约用户在链万兆以太网技术提供更加丰富的带宽和处理能力，能够有效地节约用户在链路上的投资，并保持以太网一贯的兼容性、简单易用和升级容易的特点。由路上的投资，并保持以太网一贯的兼

20、容性、简单易用和升级容易的特点。由于万兆以太网尚处于发展初期，还存在着一些问题和不足。于万兆以太网尚处于发展初期，还存在着一些问题和不足。首先，在价格方首先，在价格方面，目前一个面，目前一个10GE端口的价格是端口的价格是GE端口的端口的100倍左右，尤其是在带宽得不倍左右，尤其是在带宽得不到充分利用的情况下，会造成投资的极大浪费。其次，万兆以太网继承了以到充分利用的情况下，会造成投资的极大浪费。其次，万兆以太网继承了以太网一贯的弱太网一贯的弱QoS特点，如何进行有保障的区分业务承载的问题仍然没有解特点，如何进行有保障的区分业务承载的问题仍然没有解决，弹性分组环决，弹性分组环RPR、多协议标签

21、交换、多协议标签交换MPLS等特性的支持尚不成熟。第三，等特性的支持尚不成熟。第三，10GE要求设备具有强大的处理能力，而目前业界有些厂商推出的要求设备具有强大的处理能力，而目前业界有些厂商推出的10GE端端口并达不到真正的线速处理，带宽优势大打折扣。口并达不到真正的线速处理，带宽优势大打折扣。针对上述问题以及目前网络带宽需求不太迫切的现状，建议网络建设应侧重针对上述问题以及目前网络带宽需求不太迫切的现状，建议网络建设应侧重业务和性价比，网络核心仍采用业务和性价比，网络核心仍采用2.5GPOS接口或接口或GE Trunk方式，当万兆方式，当万兆以太网在技术和成本方面得到重大进步之后，再平滑升级

22、至万兆。以太网在技术和成本方面得到重大进步之后，再平滑升级至万兆。目前，城域网的问题不是缺少带宽，而是如何将城域网建设成为可管理、可目前，城域网的问题不是缺少带宽，而是如何将城域网建设成为可管理、可运营并且可盈利的网络。所以，运营并且可盈利的网络。所以，10Gbps以太网技术的应用将取决于宽带业以太网技术的应用将取决于宽带业务的开展。只有广泛开展宽带业务，如视频组播、高清晰度电视和实时游戏务的开展。只有广泛开展宽带业务，如视频组播、高清晰度电视和实时游戏等，才能促使等，才能促使10Gbps以太网技术广泛应用，推动网络健康有序发展。以太网技术广泛应用，推动网络健康有序发展。网络系统维护与管理补充

23、：补充：10000兆以太网兆以太网l帧格式与一般以太网一致帧格式与一般以太网一致l协议：协议：802.3ae ，2002年年6月公布月公布 l8B/10B码码l用全双工模式，避免访问的冲突竞争用全双工模式，避免访问的冲突竞争l只能使用光纤只能使用光纤l传输距离：传输距离： 多模多模: 65米米 300米米 (WWDM) 单模单模: 10000米米40000米米网络系统维护与管理4.4.1 无线局域网简介无线局域网简介4.4.2 无线局域网组成与通信无线局域网组成与通信4.4.3 无线局域网性能改善无线局域网性能改善4.4.4 校园无线网组建与管理校园无线网组建与管理 网络系统维护与管理4.4.

24、1 无线局域网简介l无线网络发展和应用似乎逐渐成为“后互联网”时代的一个发展趋势 。l通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆，构成有线局域网。但有线网络在某些场合要受到布线的限制：布布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移动。动。特别是当要把相离较远的节点联接起来时，敷设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长,对正在迅速扩大的连网需求形成了严重的瓶颈阻塞。WLAN就是解决有线网络以上问题而出现的。网络系统维护与管理无线局域网的优缺点无线局域网的优缺点l 移动性（anywhere/anytime）l 安装的快速性和简单性（无

25、需穿墙、布线）l 安装的灵活性（遍及有线不能到达处）l 减少投资（硬件投入高，但减少布线）l 扩展能力强l主要缺点:带宽 保密性网络系统维护与管理无线局域网标准无线局域网标准l目前支持无线局域网的技术标准主要有：l蓝牙技术lHomeRF技术（用于家庭无线网络）lIEEE802.11系列l红外技术网络系统维护与管理蓝牙技术蓝牙技术l“蓝牙”，简单说就是“短距离无线通信技术”，一种低成本、低功率无线“线缆替代”技术，它可以取代数据电缆，使电话、笔记本电脑、PDA、数码相机和PC之间能够通过短程(10米/20米)无线信号进行互连。典型蓝牙产品的通信速度为1Mbps。它很容易穿透障碍物，实现全方位的语

26、音与数据传输。蓝牙支持点对点及点对多点通信，工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段。使用IEEE802.15协议。 l第一家开发出蓝牙技术的是瑞典爱立信公司，目前国际上已成立的蓝牙组织成员包括爱立信、诺基亚、摩托罗拉、3Com、东芝、Intel、IBM、朗讯等国际知名的通讯及IT行业的巨无霸。网络系统维护与管理为什么叫为什么叫”蓝牙蓝牙”? ?l关于蓝牙一词的来历也充满神秘色彩，一种说法是狼的牙齿在深夜里会发出蓝光，它虽然参差不齐，却可以紧密咬合在一起，而这项技术同样可以使各种电子设备互不相关却紧密相联，“蓝牙”故而得名。而另一种版本却与之大相径庭：蓝牙是丹麦国王Har

27、ald Blatand的绰号，他统一了丹麦和挪威，而这项技术也在计算机行业和通信行业得到普遍认可，因此被命名为蓝牙。技术人员对蓝牙前景的描述令人心驰神往：告别了电缆设备，手机、笔记本电脑、打印机、扫描仪、数码相机等硬件设备之间可以自由沟通，甚至可以应用于家电，令人心烦的各种电缆和连线从此可以被蓝牙咬断了。也正由于蓝牙巨大的发展前景，国内外的众多厂商都在争相开发这一技术的产品。 网络系统维护与管理蓝牙标准蓝牙标准l截止2010年7月，蓝牙共有六个版V1.1/1.2/2.0/2.1/3.0/4.0.新版本更强调接收信号的品质和克服杂讯干扰，且都可以向下兼容。l1.1 为最早期版本，传输率约在748

28、810kb/s，因是早期设计，容易受到同频率之产品所干扰下影响通讯质量。l1.2 同样是只有 748810kb/s 的传输率，但在加上了(改善 Software)抗干扰跳频功能l版本 2.0 是 1.2 的改良提升版，传输率约在 1.8M/s2.1M/s，可以有（双工）的工作方式。 网络系统维护与管理蓝牙标准蓝牙标准l2009年4月21日，蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)正式颁布了新一代标准规范“Bluetooth Core Specification Version 3.0 High Speed”(蓝牙核心规范3.0版 高速)蓝牙3.0的数据传输率提高到了大约24Mbps。l201

29、0年4月蓝牙4.0技术规范基本成型，蓝牙4.0包括三个子规范，即传统蓝牙技术、高速蓝牙和新的蓝牙低功耗技术。 网络系统维护与管理蓝牙适配器产品实例（蓝牙适配器产品实例（1）l设备类型：蓝牙USB适配器 l传输速率（Mbps）：1 l支持协议：蓝牙1.1l总线类型：USB l频谱带宽（GHz） ：2.4GHz2.4835 网络系统维护与管理蓝牙适配器产品实例（蓝牙适配器产品实例（2）l设备类型：蓝牙USB适配器l支持协议：蓝牙1.2l传输速率（Mbps）：1l传输距离： 20米l能连接任何蓝牙设备l内置USB2.0接口深圳易蓝公司深圳易蓝公司YL-A04蓝牙适配器蓝牙适配器网络系统维护与管理l设

30、备类型：蓝牙USB适配器l支持协议：蓝牙1.2l传输速率（Mbps）：1l传输距离： 20米l支持蓝牙立体声 l内置USB2.0接口高锐高锐Ultra Mini 1.2蓝牙适配器蓝牙适配器采用比较高端的采用比较高端的Broadcom芯片芯片,并配并配Widoomm管理软管理软件件,免去找驱动之苦免去找驱动之苦,不过价不过价格比一般使用格比一般使用CSR芯片的蓝芯片的蓝牙适配器贵了不少牙适配器贵了不少蓝牙适配器产品实例（蓝牙适配器产品实例（3）网络系统维护与管理蓝牙适配器产品实例（蓝牙适配器产品实例（4）网络系统维护与管理蓝牙与与蓝牙与与802.11比较比较 l在应用上IEEE802.11b的传

31、输距离长、速度快，可以满足用户运行大量占用带宽的网络操作，就像在有线局域网上一样。而蓝牙技术面向的却是移动设备间的小范围连接，因而本质上说，它是一种代替电缆的技术。l蓝牙，适合用在手机、掌上型电脑等简易数据传递；而速率在11Mb/s的802.11b则较适合用在影像等高速无线传输，有效距离长达100米。lIEEE802.11b比较适于办公室中的企业无线网络，较适合用在影像等高速无线传输，有效距离长达100米；而速率小于1Mb/s的蓝牙技术则可以应用于任何可以用无线方式替代线缆的场合，适合用在手机、掌上型电脑等简易数据传递。网络系统维护与管理什么是什么是WUSBWUSB？l近年来，USB技术在PC

32、中得到了广泛的应用，并且已经成为了PC标准接口之一，同时USB在个人电子产品和移动设备中也发挥了不小的作用。为了连线的方便，原先位于机箱背部的USB接口也逐渐转移到面板前方，但是USB线的长短和连接的过程有时会给用户带来不便。因此，下一代的USB技术WUSB，希望能够摆脱电缆的羁绊，同时保持高速稳定的传输速度。lWUSB技术相比蓝牙的最大优点在于带宽。第一代的WUSB相当于现有USB 2.0的传输标准（480Mbps)，今后将超过Gbps。而传统的视频标准(SDT/DVD）需要3Mbps带宽，HDTV需要1924Mbps。网络系统维护与管理网络系统维护与管理网络系统维护与管理为什么大部分无线频

33、率都是为什么大部分无线频率都是2.4GHZ？l路由器、无线电话、蓝牙耳机、无线门铃都是应用2.4GHZ。l在无线领域，赫兹代表了波长的震动次数。lFCC（美国联邦通信委员会）规定， 2.4GHZ被用于工业、科学和医用频段，我们简称这个频段为ISM。 2.4GHZ是ISM规定的无许可证频段，并为各国通用。l源于微波炉，微波炉产生在1947年，频段正是2.4GHZ，技术成熟。网络系统维护与管理标准编号标准编号频率频率带宽带宽距离距离业务业务IEEE802.112.4Ghz12Mbps100m，功率增加可扩，功率增加可扩展展数据数据IEEE802.11a5.0Ghz可达可达54Mbps510Km,功

34、率增加可功率增加可扩展扩展数据、语音、数据、语音、图像图像IEEE802.11b2.4Ghz可达可达11Mbps100m，功率增加可扩，功率增加可扩展展数据、图像数据、图像IEEE802.11g2.4Ghz可达可达54Mbps100m，功率增加可扩，功率增加可扩展展数据、语音、数据、语音、图像图像IEEE802.11n2.4Ghz，5Ghz可达可达108Mbps510Km,功率增加可功率增加可扩展扩展数据、语音、数据、语音、图像图像网络系统维护与管理802.11b标准简介lIEEE 802.11b无线局域网的带宽最高可达11Mbps，比IEEE 802.11标准快5倍，扩大了无线局域网的应用领

35、域。另外，也可根据实际情况采用5.5Mbps、2 Mbps和1 Mbps带宽，实际的工作速度在5Mb/s左右，与普通的10Base-T规格有线局域网几乎是处于同一水平。作为公司内部的设施，可以基本满足使用要求。IEEE 802.11b使用的是开放的2.4GB频段，不需要申请就可使用。既可作为对有线网络的补充，也可独立组网，从而使网络用户摆脱网线的束缚，实现真正意义上的移动应用。 网络系统维护与管理IEEE 802.11blIEEE 802.11b又被称为”Wi-Fi“ ( 意思是“无线保真”)，使用国际规定的不需收费的2.4GHz自由频段进行直接序列扩频，频宽83.5MHz，最大数据传输速率为

36、11Mbps(厂家通常做到22Mbps ) 。无需直线传播传输范围为室外最大300米，室内有障碍的情况下最大100米，是现在使用的最多的无线传输协议。Wi-Fi是一种无线传输的规范，一般的，带有这个标志的产品表明了你可以利用它们方便地组建一个无线局域网。而无线局域网又有什么好处呢？很明显无须布线和使用相对自由。 无线保真标准无线保真标准网络系统维护与管理802.11b标准简介l802.11b运作模式基本分为两种：点对点模式和基本模式。点对点模式是指无线网卡和无线网卡之间的通信方式。只要PC插上无线网卡即可与另一具有无线网卡的PC连接，对于小型的无线网络来说，是一种方便的连接方式，最多可连接25

37、6台PC。而基本模式是指无线网络规模扩充或无线和有线网络并存时的通信方式，这是802.11b最常用的方式。此时，插上无线网卡的PC需要由接入点与另一台PC连接。接入点负责频段管理及漫游等指挥工作，一个接入点最多可连接1024台PC（无线网卡）。 网络系统维护与管理网络系统维护与管理802.11a 标准简介l802.11的第二个分支被指定为802.11a。承受着风险将802.11带入了不同的频带5.2GHzU-NII频带，并被指定高达54Mbps的数据速率。与单个载波系统802.11b不同，802.11a运用了提高频率信道利用率的正交频率划分多路复用(OFDM)的多载波调制技术。由于802.11

38、a运用5.2GHz射频频谱，因此它与802.11b或最初的802.11WLAN标准均不能进行互操作。 网络系统维护与管理802.11a 标准简介l减少2.4GHZ频段的冲突。l高频载波使得802.11a几乎被限制在直线范围内使用。l5GHZ频段的电磁波的反射与衍射效果不如2.4GHZ频段的电磁波好，因此802.11a覆盖范围偏小。l但其芯片进入市场较晚，加之设备昂贵、不兼容IEEE 802.11b、空中接力不好和点对点连接很不经济，在传输距离和穿透力上远远不如802.11b，且有些国家中5.8GHz是收费频段，用户使用需要申请牌照并交费，因此目前该技术得不到用户的认可而无法推广，至今很少有人采

39、用。网络系统维护与管理802.11g 标准简介l与以前的IEEE802.11协议标准相比，IEEE802.11草案有以下两个特点：在24GHz频段使用正交频分复用（OFDM）调制技术，使数据传输速率提高到20Mbit/s以上；能够与IEEE802.11的Wi-Fi系统互联互通，可共存于同一AP的网络里，从而保障了后向兼容性。这样原有的WLAN系统可以平滑地向高速WLAN过渡，延长了IEEE80211b产品的使用寿命，降低了用户的投资。2003年7月IEEE802.11工作组批准了IEEE802.11草案，该标准成为人们关注的新焦点。 网络系统维护与管理802.11n 标准简介lWiFi联盟在8

40、02.11a/b/g后面的一个无线传输标准协议， 为了实现高带宽、高质量的WLAN服务，使无线局域网达到以太网的性能水平，802.11任务组N（TGn）应运而生。 l在传输速率方面，802.11n可以将WLAN的传输速率由目前802.11a及802.11g提供的54Mbps，提高到300Mbps甚至高达600Mbps。得益于将MIMO（多入多出）与OFDM（正交频分复用）技术相结合而应用的MIMO OFDM技术，提高了无线传输质量，也使传输速率得到极大提升。 网络系统维护与管理802.11n 标准简介l802.11n为双频工作模式。l可与以往三个协议兼容。l在覆盖范围方面，802.11n采用智

41、能天线技术，通过多组独立天线组成的天线阵列，可以动态调整波束，保证让WLAN用户接收到稳定的信号，并可以减少其它信号的干扰。因此其覆盖范围可以扩大到好几平方公里，使WLAN移动性极大提高。 网络系统维护与管理l802.11与DECT（数字无绳电话标准）的结合。12 Mbps，100米，数据，语音， 工作频段2.4 GHz。lHomeRF无线标准是由HomeRF工作组开发的，旨在家庭范围内，使计算机与其他电子设备之间实现无线通信的开放性工业标准，是为在家庭内部连接个人电脑、无绳电话以及家电产品等而制订的通信规格。 lHomeRF和802.11b如果在一起使用无线传输将会互相干扰、互相阻塞，当时的

42、设 计它们都没有考虑到对方。顾名思义，HomeRF更侧重于家用，如无绳电话等，802.11b则是把 LAN衍生到无线空间。 lHomeRF（家用无线）（家用无线）网络系统维护与管理lHomeRF规格相当简单，它的宗旨是让所有人都能轻松、简易地使用上无线网络，因此HomeRF系统中不需要集线器，所有的终端都是网卡，最大支持16块无线HomeRF网卡处于同一网段中，每块网卡的连接速率均为1.6Mbps。由于结构简单，这套系统在安装后几乎无需设定就能开始正常工作唯一需要设置的是一个8位的网络ID号，以便在同一区域内有多个网络时判断处于哪个网络内。HomeRF：有何与众不同：有何与众不同网络系统维护与

43、管理HomeRF与与802.11比较比较 l一般来说，无线网络协议中802.11a由于传输速率高，传输距离长，适合作为中远距离无物理连接网络的主干连接设备，而802.11b则由于传输速率接近10M局域网而更适合企业级别的网络使用。但是，相对来说，802.11系列的网络设备都较昂贵，而HomeRF设备则相对廉价很多，主要适合家用。网络系统维护与管理HomeRF与与802.11性能对照性能对照网络系统维护与管理IrDA（红外技术）（红外技术） lIrDA是一种利用红外线进行点对点通信的技术，是由红外线数据标准协会制订的一种无线协议 ，传输速率可在16Mbps，而且无需专门申请特定频率的使用执照 ，

44、在当前频率资源匮乏的情况下尤显可贵。l缺点：IrDA是一种视距传输技术，也就是说在多个具有IrDA接口的设备之间传输数据，中间就不能有阻挡物，这在两个设备之间是容易实现的，但在多个设备之间传输数据就必须彼此调整其位置与角度等。其次，IrDA设备的核心部件红外线LED是一种不耐用的器件，频繁使用会令其使用寿命大大缩短。 网络系统维护与管理无线网络技术小结无线网络技术小结l无线网络技术主要可分为802.11协议技术、蓝牙技术、HomeRF协议，以及IrDA红外线技术，其中，802.11和HomeRF更适合无线网络的实际组建和使用，但后者更适用于家用设备与电脑的信息连接，而蓝牙技术主要应用于手机、掌

45、上电脑等轻便携带设备，使用距离相对较短，IrDA则必须直线视距连接，限制太大，均不适合我们通常意义上的无线网络 。网络系统维护与管理流行无线技术一览流行无线技术一览最大数据最大数据速率速率 范围半径范围半径( (米米) )成本成本话音网络话音网络支持支持数据网络数据网络支持支持IEEE802.11b11 Mbps100300高YESYES蓝牙蓝牙1 Mbps10100一般YESYESHomeRF1.6 Mbps可增11Mbps50一般YESYESIrDA16 Mbps2低NOYES网络系统维护与管理无线网技术的发展无线网技术的发展 IEEE组织把无线网络标准分为以下几种：lIEEE 802.1

46、5 个人区域网络（PAN） 如蓝牙、zigbee、RFID，通信距离在10米左右lIEEE 802.11 无线区域网（WLAN） 如Wi-Fi，通信距离在100米左右lIEEE 802.16 无线城域网（WMAN） 如WiMax，通信距离在3050千米（正式的WiMax技术的产品将在2004年上市）lIEEE 802.20 无线广域网（WWAN） 正在发展中。网络系统维护与管理WLAN的无线电频谱分布的无线电频谱分布802.11b802.11g802.11a网络系统维护与管理各种无线传输技术对比各种无线传输技术对比SpeedLAN01101001000MbpsBluetoothWi-FiWir

47、eless LAN“3G”CellularINDOOROUTDOORFixed / DesktopWalkWalkFixedVehicleCELLULARWireless Wide-Area Network (WWAN，无线广域网，无线广域网)- CoverageWireless Local-Area Network (WLAN，无线局域网，无线局域网)-Hotspots-High SpeedWired LAN（有线网络）（有线网络）-Fixed-High SpeedPersonal-Area Connectivity（蓝牙）（蓝牙）-Cable ReplacementSeamless Con

48、nectivity网络系统维护与管理l无线局域网设施无线局域网设施l无线局域网结构无线局域网结构lCSMA/CA通信机制通信机制 l无线局域网覆盖域与通信无线局域网覆盖域与通信 网络系统维护与管理1.无线局域网设施网络系统维护与管理 无线局域网相关产品-无线网卡PCIPCI无线局域网卡无线局域网卡 USBUSB无线局域网卡无线局域网卡 PCMCIAPCMCIA无线局域网卡无线局域网卡 从无线网卡采用的接口划分，有从无线网卡采用的接口划分，有PCIPCI无线网卡（包括无线网卡（包括ISAISA接接口）、口）、USBUSB无线网卡和无线网卡和PCMCIA PCMCIA 无线网卡（包括无线网卡（包括

49、CFCF接口）。接口）。PCI无线网卡采用无线网卡采用PCI接口，主要是针对台式机接口，主要是针对台式机PCMCIA无线局域网卡主要是针对笔记本无线局域网卡主要是针对笔记本USB无线网卡可同时适应于台式机和笔记本电脑无线网卡可同时适应于台式机和笔记本电脑网络系统维护与管理无线接入点（Access point）简称AP，相当于通信基站，AP的主要作用是将装有无线网卡的用户接入有线网络，并将各无线网络客户端连接到一起，使装有无线网卡的PC可以通过AP共享有线局域网络甚至广域网络的资源，一个AP能够在几十至上百米的范围内连接多个无线用户。目前市场上的AP基本上分为两大类：单纯型AP和扩展型AP。扩展

50、型AP除了基本的AP功能之外，还可能带有若干以太网交换口、路由、NAT、DHCP、打印服务器等功能。 无线接入点网络系统维护与管理单纯型单纯型APAPl价格在500元左右。目前性价比较好的是基于802.11b标准的网络设备，通信速率为11M，无线芯片提供商TI公司推出的芯片中采用了自行扩展协议达到了22M。 NETGEAR ME102参考价：380 元 NETGEAR WAB102 参考价：500 元同时工作于5GHz 802.11a模式和2.4GHz 802.11b模式之下 网络系统维护与管理单纯型单纯型APAPl各种文章或厂家在面对无线AP时的称呼目前比较混乱，但随着无线路由器的普及，目前

51、的情况下如没有特别的说明，我们一般还是只将所称呼的无线AP理解为单纯性无线AP，以示和无线路由器加以区分。它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问，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。 网络系统维护与管理单纯型单纯型APAPl单纯性无线AP的工作原理是将网络信号通过双绞线传送过来，经过AP产品的编译，将电信号转换成为无线电讯号发送出来，形成无线网的覆盖。根据不同的功率，其可以实现不同程度、不同范围的网络覆盖，一般无线AP的最大覆盖距离可达300米。 多数单纯性无线AP本身不具备路由功能，包括DNS、DHCP、Firewall在内的服务器功能都必须

52、有独立的路由或是计算机来完成。 网络系统维护与管理单纯型单纯型APAPl目前大多数的无线AP都支持多用户（30-100台电脑）接入，数据加密，多速率发送等功能，在家庭、办公室内，一个无线AP便可实现所有电脑的无线接入。 单纯性无线AP亦可对装有无线网卡的电脑做必要的控制和管理。单纯性无线AP即可以通过10BASE-T（WAN）端口与内置路由功能的ADSL MODEM或CABLE MODEM（CM）直接相连，也可以在使用时通过交换机/集线器、宽带路由器再接入有线网络。 网络系统维护与管理单纯型单纯型APAPl无线AP跟无线路由器类似，按照协议标准本身来说IEEE 802.11b和IEEE 802

53、.11g的覆盖范围是室内100米、室外300米。这个数值仅是理论值，在实际应用中，会碰到各种障碍物，其中以玻璃、木板、石膏墙对无线信号的影响最小，而混凝土墙壁和铁对无线信号的屏蔽最大。所以通常实际使用范围是：室内室内30米、室外米、室外100米米网络系统维护与管理网络系统维护与管理网络系统维护与管理网络系统维护与管理网络系统维护与管理扩展型扩展型APl适合于尚无有线网络的用户，其网络设备可以将多种设备合而为一。比较适合于初次建网的用户，其集成化的功能可以使用户只用一个设备而满足所有的网络需求。根据用户所使用的网络线路是ADSL宽带还是以太网宽带，选择WAN接口不同的网络设备 。l无线路由器是中

54、小型WLAN中整合度最高，功能最强大的无线网络产品，它可以完成有线交换机，无线AP，有线无线路由管理，防火墙，甚至网络打印服务等强大的网络功能。它可以使整个小型网络变得高效快捷，管理起来也十分方便，因此是家庭和中小型办公室组建WLAN的首选设备。 网络系统维护与管理无线路由器 l具有由器功能的AP称为无线局域网路由器，适用于家庭网络、小型办公室网络。例如，RG-WSG108R无线宽带路由器。这类产品一般有4个LAN端口，1个WAN端口。LAN端口连接计算机，WAN端口连接ADSL Modem或连接Internet的线路。l无线路由器的天线可连接配置了无线网卡的电脑。如图所示。用户上网时，在AP

55、设置ISP（Internet服务提供者）账号，多台电脑可共享一个账号连接Internet。AP路由器还可以用于无线子网互连，将不同网络地址的局域网通过IP静态路由连接在一起。网络系统维护与管理网络系统维护与管理网络系统维护与管理网络系统维护与管理随机附带的全向天线，增益随机附带的全向天线，增益5dBi5dBi。与。与APAP的接口为的接口为SMASMA标准接口，可拧下换其他天标准接口，可拧下换其他天线。线。RESETRESET按钮，按住按钮，按住1010秒后秒后松开，可恢复配置为出厂设松开，可恢复配置为出厂设置。置。RJ45RJ45端口，同时为数据口端口，同时为数据口和受电口，接受来自于和受电

56、口，接受来自于PoEPoE适配器的直流电。适配器的直流电。设备状态灯，包含设备状态灯，包含WLANWLAN传传输、输、LANLAN传输、传输、POWERPOWER上上电的指示。电的指示。RG-WG54PRG-WG54P是支持是支持PoEPoE供电的无线接入点产品，设备构成分为供电的无线接入点产品，设备构成分为主机部分、天线部分、主机部分、天线部分、PoEPoE供电适配器部分。供电适配器部分。RG-WG54P单路单路802.11g室内型室内型无线接入点无线接入点网络系统维护与管理连接连接RG-P-780RG-P-780和和外接天线之间的外接天线之间的馈线。馈线。与与780780相连的室外相连的室

57、外天线，可以根据天线，可以根据不同的距离和范不同的距离和范围要求选择相应围要求选择相应的天线。的天线。在室外安装时，在室外安装时，经常使用这种抱经常使用这种抱杆。杆。网络系统维护与管理无线局域网相关产品-无线天线无线定向天线无线定向天线无线全向天线无线全向天线 当在室内的传输距离超出当在室内的传输距离超出20203030米，室外的传输距离超出米，室外的传输距离超出5050100100米时，就米时，就必须考虑为无线必须考虑为无线APAP或无线网卡安装外置天线，以增强信号强度，延伸无线网络或无线网卡安装外置天线，以增强信号强度，延伸无线网络的覆盖范围。于无线的覆盖范围。于无线APAP或无线路由器需

58、要为无线网络内所有的无线网卡提供无或无线路由器需要为无线网络内所有的无线网卡提供无线连接，因此，应当选择全向天线。而作为无线网卡而言，由于只是需要与无线连接，因此，应当选择全向天线。而作为无线网卡而言，由于只是需要与无线线APAP或无线路由器进行通讯，所以，应当选择定向天线。或无线路由器进行通讯，所以，应当选择定向天线。网络系统维护与管理l无中心网络无中心网络 l有中心网络有中心网络 l中继方式中继方式 网络系统维护与管理无线局域网布置示例（无线局域网布置示例（1）无线传输无线传输网络系统维护与管理公司级无线局域网的布置方式公司级无线局域网的布置方式l公司级目前常用方案是：在每栋楼的每单元或每

59、层放置若干AP。l如某公司设计在走廊中每隔20米安装一个AP，一层共安装4个AP，并安装室内吸顶式天线，即可复盖两侧的各办公室。l广州金利来商务港共三层楼，部署了29个AP，复盖了全部商务港。此方案成本比有线高，因为用户端要插无线网卡，其价比有线网卡贵十几倍。金利来商务港全部采用Intel无线局域网卡。网络系统维护与管理Benq (明基明基)AWL500 AP无线局域网布置示例（无线局域网布置示例（2）网络系统维护与管理无线局域网布置示例（无线局域网布置示例（3）网络系统维护与管理无线局域网布置示例（无线局域网布置示例（4）l若要将在第一栋楼内无线网络的范围扩展到一公里甚至数公里以外的第二栋楼

60、，其中的一个方法是在每栋楼上安装一个定向天线，天线的方向互相对准，第一栋楼的天线经过网桥连到有线网络上，第二栋楼的天线是接在第二栋楼的网桥上，如此无线网络就可接通相距较远的两个或多个建筑物 。网络系统维护与管理无线局域网缺点无线局域网缺点l网速慢（10-11M）l价格较高l安全性有待进一步提高 鉴于上述缺点，无线网只能作为有线网的补充！网络系统维护与管理3 . CSMA/CA通信机制l由于无线LAN存在着隐藏站点，并且大多数无线电都是半双工的，它们不能在同一频率上发送并同时监听突发噪声。因此，IEEE802.11采用了CSMA/CA技术。CA表示冲突避免冲突避免，这种协议实际上是在发送数据帧前