《计算机网络与通信》课件-项目5 组建无线局域网

学习目标知识目标：无线网络协议知识，无线网络拓扑知识技能目标：能够组建无线局域网素质目标：工程素质与协作素质5.1无线网络基本知识无线网络是指采用无线传输媒体的网络，这里的无线媒体可以是无线电波、红外线等。无线网络包括无线局域网和无线广域网，最新的发展也包括无线接入网。本书重点介绍无线局域网技术。(1)无线局域网(wirelesslocalareanetwork，WLAN)：是指利用微波作为传输介质来传输数据信号的局域网络。(2)无线广域网(wirelesswideareanetwork，WWAN)：无线广域网的一种实现方法是无线分组通信（例如中国联通在GMS基础上的GPRS,现在的手机4G网络等）。无线分组通信使用分组交换技术把数据从一个端系统传送到另一个端系统。无线网络的优缺点优点：(1)移动性：在大楼或园区内，用户随时随地可以联网。(2)无布线限制：无线技术可以使网络覆盖有线网络难以布线的地方。缺点：(1)易受干扰。(2)易被非法接入。（需要加密）无线局域网的常用设备在无线局域网里，常见的设备有：无线网卡、无线AP、无线路由、无线网桥、无线天线等。无线局域网拓扑结构根据无线局域网的应用方式，无线局域网络分为对等网络和结构化网络两种拓扑结构。对等网络对等网络也称Ad-hoc网络，如图所示。对等网络用于一台无线工作站和另一台或多台其他无线工作站的直接通信，该网络无法接入有线网络中，只能独立使用。结构化网络结构化网络由无线接入点(AP)、无线工作站(STA)以及分布式系统(DSS)构成，覆盖的区域分基本服务区(BSS)和扩展服务区(ESS)无线接入点（AP）也称无线Hub，用于在无线工作站（STA）之间、无线站和有线网络之间接收、缓存和转发数据。无线接入点通常能够覆盖几十至几百用户，覆盖半径从几十米达几百米。基本服务区(BSS)基本服务区由一个无线接入点以及与其关联(associate)的无线工作站构成，在任何时候，任何无线工作站都与该无线接入点关联。换句话说，一个无线接入点所覆盖的微蜂窝区域就是基本服务区。无线工作站与无线接入点关联采用无线接入点的基本服务区标示符(BSSID)。扩展服务区(ESS)扩展服务区是指由多个无线接入点以及连接它们的分布式系统(DSS)组成的结构化网络，如后图所示。扩展服务区中包含多个基本服务区。扩展服务区(ESS)无线局域网的范围无线局域网所能覆盖的范围是指无线网络产品比如无线网卡、无线AP等设备发射信号所能达到的最远距离。根据802.11标准，一般无线设备所能覆盖的最大距离通常为300米，不过覆盖的范围与环境的开放与否有关，在设备不加外接天线的情况下，在视野所及之处约300米；若属于半开放性空间，或有隔离物的区域，传输范围大约在35~50米左右。如果借助于外接天线，传输距离则可以达到30～50公里甚至更远，这要视天线本身的增益而定。5.2无线网络协议标准目前常用的无线网络标准主要有美国IEEE（TheInstituteofElectricalandElectronicsEngineers）所制定的802.11标准（包括802.11a、802.11b及802.11g等标准），蓝牙（Bluetooth）标准以及HomeRF（家庭网络）标准等。802.11b最高11Mbps，2.4GHz,DSSS(直接序列扩频调制)，CSMA/CA802.11a最高54Mbps，5GHz，OFDM(正交频分复用调制)，CSMA/CA802.11g混合标准，同时支持802.11b和802.11a。802.11n（草案）最高248Mbps蓝牙(Bluetooth)技术蓝牙技术是一种用于替代便携或固定电子设备上使用的电缆或连线的短距离无线连接技术。蓝牙技术的特点：(1)无需在任何电子设备间布设专用线缆和连接器，通过蓝牙遥控装置可以形成一点到多点的连接，即在该装置周围组成一个“微网”，网内任何蓝牙收发器都可与该装置互通信号;(2)蓝牙工作在全球通用的2.4GHzISM(即工业、科学、医学)频段;(3)蓝牙的数据速率为1Mbps，时分双工传输方案被用来实现全双工传输;(4)蓝牙收发器的一般有效通信范围为10m，强的可以达到100m左右;(5)WindowsXP操作系统技术支持蓝牙。5.3无线设备

无线网卡无线网卡是终端无线网络的设备，是无线局域网的无线覆盖下通过无线连接网络进行上网使用的无线终端设备。无线网卡从标准上区分：IEEE802.11bIEEE802.11aIEEE802.11g无线网卡从接口上区分：台式机专用的PCI接口无线网卡笔记本电脑专用的PCMCIA接口网卡以及集成在主板上的无线网卡USB无线网卡无线AP无线AP（AP，AccessPoint，无线访问节点、会话点或存取桥接器）是一个包含很广的名称，它不仅包含单纯性无线接入点（无线AP），也同样是无线路由器（含无线网关、无线网桥）等类设备的统称。单纯性无线AP的功能与以太网集线器类似，射频是一种共享介质，接入点监听所有无线电通信，采用CSMA/CA的避免冲突的介质访问控制方法。无线网桥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。无线网桥有三种工作方式，点对点，点对多点，中继连接。无线天线当2个无线设备相距很远时，就必须借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增益（放大）。无线天线要涉及到两个概念：频率范围：它是指天线工作的频段。

增益值：此参数表示天线功率放大倍数。室外无线天线全向天线：室外的全向天线也会将信号均匀分布在中心点周围360度全方位区域，要架在较高的地方，适用于链接点距离较近，分布角度范围大，且数量较多的情况。定向天线：室外的定向天线的能量聚集能力最强，信号的方向指向性极好。同样因为是在室外，所以也应架在较高的地方。当远程链接点数量较少，或者角度方位相当集中时，采用定向天线是最为有效的方案。扇面天线：扇面天线具有能量定向聚集功能，可以有效地进行水平180度、120度、90度范围内的覆盖，因此如果远程链接点在某一角度范围内比较集中时，可以采用扇面天线。5.4无线局域网的应用方案AD-HOC对等网络方案。Win7上的设置步骤：单击桌面右下角的无线连接图标，出现下图5-4在上图中单击“打开网络和共享中心”，出现下图在上图5-5中单击“管理无线网络”，出现下图5-6在上图5-6中单击“添加”->“添加一个无线网络”，出现下图5-7上图中单击“创建临时网络”，出现下图上图中单击“下一步”，出现下图上图中输入网络名称，选择安全类型，输入安全秘钥，单击下一步，一个无线AP就建好了。在其余的电脑上只要找到名称为zeng的无线网络，并用图5-9中的密码与其连接就可以了。做资源共享的步骤参见项目3的实训2。基本架构模式方案

接入方式以接入点为中心，所有的基站通信要通过接入点转接。接入点能在内部建立一个像“路由表”那样的“桥连接表”，将各个基站和端口一一联系起来。当接转信号时，接入点就通过查询“桥连接表”进行。应用时，既可以接入点为中心独立建立一个无线局域网，也可以接入点作为一个有线网的扩展部分。是无线局域网主要的应用方式之一。无线通信的加密

如果你想你的无线AP只为你希望的用户提供无线接入服务，或者说要知道密码才能够连接到你的AP，就需要无线加密技术。一般只要对无线AP做配置，设定其加密模式和密钥即可组建无线局域网实训学生分组，每组2台以上笔记本电脑，带无线网卡，每组一台无线路由器，要求笔记本能够用无线与无线路由器连接，再通过无线路由器与教室里的校园网交换机连接，最后使笔记本能够上因特网，以能够打开网页为完成的标准。配置步骤：将笔记本用双绞线和无线路由器的本地以太网口连接(注意，不是WAN口)，将无线路由器的WAN口用双绞线接教室的交换机或教室墙上的以太网接口。笔记本的本地以太口ip设为：192.168.1.n(2<=n<=254)网关192.168.1.1在笔记本上打开浏览器，输入192.168.1.1。出现下图5-12单击“设置向导”，出现下图5-13上图中单击“下一步”，出现下图5-14根据实际情况在上图中单选上网方式，在教室这种情况就选“以太网宽带”，再单击下一步，出现下图5-15上图中输入WAN口的ip地址、掩码、网关ip地址，dns服务器ip地址等，单击下一步，出现下图上图中输入无线路由器的SSID网络名称（例如TP-LINK-zeng），单击下一步，出现下图，单击“完成”。上图中单击左侧的“无线参数”，出现下图上图中选定安全类型（如wep）和秘钥（如bings），单击“保存”。出现下图上图中单击“确定”。路由器会重新启动。在客户机上单击右下角网络图标，在出现的无线网络列表中找到刚才输入的无线网络名称如“TP-LINK-zeng”，单击之，出现下图单击上图中的“连接”，再输入密钥，如“bings”，就和无线路由连接上了。项目考核1.在2层小楼A里布置2个无线AP，每层1个，每层各有2台带100baseTX网卡的台式机和1台交换机，每层估计有5台左右带802.11b/g无线网卡的笔记本电脑，试组建该楼内的局域网，在PacketTracer中设计网络拓扑与连线，并通过ping命令测试连通性（要求无线通信采用某种加密方式）。（未采用加密的扣5分，ping不通的扣5分，没有按时交的计0分，其余差错情况酌情扣分）2.分组