无线网络基础知识

第9章无线网络基础知识《网络设备的安装与管理》本章内容●无线网络技术概述●无线局域网技术●无线局域网协议标准●无线局域网组网模式●无线局域网设备选择●无线网络的部署和配置9.1无线网络技术概述9.1无线网络技术概述所谓无线网络，是指无需布线即可实现计算机互连的网络。无线网络的适用范围非常广泛，凡是可以通过布线而建立网络的环境和行业，无线网络也同样能够搭建，而通过传统布线无法解决的环境或行业，却正是无线网络大显身手的地方了。9.1.1为什么采用无线网络技术无线网络的优点包括：移动性和自由—任何地方都可以工作不受线路或固定连接的限制安装快速简便不用购买电缆节省布线时间，不麻烦容易扩展9.1.2无线网络是如何工作的有两种类型的无线网络：简易模式：配备无线适配器的无线网络中的计算机不用路由器或接入点就可以直接通信。您可以用此方法共享文件和打印机。但是，不容易用它连接到网络（有线和无线网络）。这种模式也称为点对点网络。基础架构模式：网络中的每台计算机用路由器或接入点处理所有的数据传输和网络流量。您可以很方便地访问有线网络，不管它是LAN还是互联网。对于大多数家庭网络来说，基础架构模式是最好的选择。9.1.3无线网络类型无线广域网（WirelessWide-AreaNetwork，WWAN）无线城域网（WirelessMetropolitanAreaNetworks，WMAN）无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）无线个人网（WirelessPersonalAreaNetwork，WPAN）9.1.4无线网络的发展趋势随着无线网络技术的日益成熟，无线网络已被越来越多的企业用户所接受。无线网络在各方面的发展，达到了企业用户对使用无线网络全方位的需求。从日常办公环境到跨地区的网络互联，无线网络都扮演着重要的角色。无线网络的引入，为企业提供了一种新型的网络应用平台，为企业创建了无线自由的工作空间。9.2无线局域网技术9.2.1无线局域网概述1971年，夏威夷大学（UniversityofHawaii）的研究人员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络，被称为ALOHNET网络，是最早的无线局域网络。这个WLAN包括了7台计算机，采用双向星型拓扑（bi-directionalstartopology）横跨四座夏威夷的岛屿，中心计算机放置在瓦胡岛（OahuIsland）上。从这时开始，无线局域网可以说是正式诞生了。9.2.2无线局域网的优点1．灵活性和移动性。2．安装便捷。3．易于进行网络规划和调整。4．故障定位容易。5．易于扩展。9.2.3无线局域网的理论基础目前，无线局域网采用的传输媒体主要有两种，即红外线和无线电波。按照不同的调制方式，采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。1．红外线（InfraredRays，IR）局域网2．扩频（SpreadSpectrum，SS）局域网3．窄带微波局域网9.2.4无线局域网的不足之处1．性能。无线局域网是依靠无线电波进行传输的。这些电波通过无线发射装置进行发射，而建筑物、车辆、树木和其它障碍物都可能阻碍电磁波的传输，所以会影响网络的性能。2．速率。无线信道的传输速率与有线信道相比要低得多。目前，无线局域网的最大传输速率为54Mbit/s，只适合于个人终端和小规模网络应用。3．安全性。本质上无线电波不要求建立物理的连接通道，无线信号是发散的。从理论上讲，很容易监听到无线电波广播范围内的任何信号，造成通信信息泄漏。9.3无线局域网协议标准9.3.1IEEE802.11系列协议无线局域网技术（包括IEEE802.11、蓝牙技术和HomeRF等）将是新世纪无线通信领域最有发展前景的重大技术之一。1．IEEE802.11b2．IEEE802.11a3．IEEE802.11g4．IEEE802.11n5．其他相关协议表9-1无线标准参考对比表9.3.2蓝牙规范（Bluetooth）蓝牙规范是由SIG（特别兴趣小组）制定的一个公共的、无需许可证的规范，其目的是实现短距离无线语音和数据通信。蓝牙技术工作于2.4GHz的ISM频段，基带部分的数据速率为1Mbit/s，有效无线通信距离为10~100m，采用时分双工传输方案实现全双工传输。9.3.3HomeRF标准在美国联邦通信委员会（FCC）正式批准HomeRF标准之前，HomeRF工作组于1998年为在家庭范围内实现语音和数据的无线通信制订出一个规范，即共享无线访问协议（SWAP）。该协议主要针对家庭无线局域网，其数据通信采用简化的IEEE802.11协议标准。之后，HomeRF工作组又制定了HomeRF标准，用于实现PC机和用户电子设备之间的无线数字通信，是IEEE802.11与泛欧数字无绳电话标准（DECT）相结合的一种开放标准。HomeRF标准采用扩频技术，工作在2.4GHz频带，可同步支持4条高质量语音信道并且具有低功耗的优点，适合用于笔记本电脑。9.3.4HyperLAN/2标准2002年2月，ETI的宽带无线接入网络（BroadbandRadioAccessNetworks，BRAN）小组公布了HiperLAN/2标准。HiperLAN/2标准由全球论坛（H2GF）开发并制定，在5GHz的频段上运行，并采用OFDM调制方式，物理层最高速率可达54Mbit/s，是一种高性能的局域网标准。HyperLAN/2标准定义了动态频率选择、无线小区切换、链路适配、多波束天线和功率控制等多种信令和测量方法，用来支持无线网络的功能。9.3.5无线局域网标准的比较802.11系列协议是由IEEE制定的，目前居于主导地位的无线局域网标准。HomeRF主要是为家庭网络设计的，是802.11与DECT的结合。HomeRF和蓝牙都工作在2.4GHzISM频段，并且都采用跳频扩频（FHSS）技术。因此，HomeRF产品和蓝牙产品之间几乎没有相互干扰。蓝牙技术适用于松散型的网络，可以让设备为一个单独的数据建立一个连接，而HomeRF技术则不像蓝牙技术那样随意。组建HomeRF网络前，必须为各网络成员事先确定一个惟一的识别代码，因而比蓝牙技术更安全。802.11使用的是TCP/IP协议，适用于功率更大的网络，有效工作距离比蓝牙技术和HomeRF要长得多。9.4无线局域网组网模式9.4无线局域网组网模式目前，无线局域网的接入方式主要有以下4种：对等无线网络独立无线网络接入以太网的无线网络无线漫游的无线网络9.4.1对等无线网络对等无线网络也就是用无线网卡+无线网卡组成的无线局域网，如图所示，该结构的工作原理类似于有线对等网的工作方式。9.4.2独立无线网络独立无线网络是指无线网络内的计算机之间构成一个独立的网络，无法实现与其他无线网络和以太网的连接，如图所示。独立无线网络使用一个无线访问点（AP，AccessPoint）和若干无线网卡。9.4.3接入以太网的无线网络当无线网络用户足够多时，应当在有线网络中接入一个无线接入点（AP），从而将无线网络连接至有线网络主干。AP在无线工作站和有线主干之间起网桥的作用，实现了无线与有线的无缝集成，即允许无线工作站访问网络资源，同时又为有线网络增加了可用资源，如图所示。9.4.4无线漫游的无线网络利用以太网络，将多个无线AP连接在一起，可搭建无线漫游网络，实现用户在整个网络内的无线漫游。当用户从一个位置移动到另一个位置时，以及一个无线访问点的信号变弱或访问点由于通信量太大而拥塞时，可以连接到新的访问点，而不中断与网络的连接，这一点与日常使用的移动电话非常相似。9.4.5点对点和点对多点网络点对点无线网络点对多点无线网络9.5无线设备选择9.5无线设备选择目前，无线产品进入飞速发展的阶段。遵循几种正式与非正式的无线协议的产品同时存在，市面上的无线产品，也因此而标准各异，品牌和功能就更加五花八门。面对如此种类繁多，用户如何选择？在此，我们向购买者提供几点建议，为消费者选购无线产品提供一些参考。9.5.1无线传输距离无线局域网产品传输距离是大家普遍关注的问题，目前市场上常见的产品如普通802.11b和11g产品的最大传输距离均为室内100米，室外300米。1．发射功率2．接收灵敏度3．低速连接等级9.5.2数据传输速率无线产品目前主要有802.11b、802.11g、802.11a三种标准，其中802.11b又有802.11b和802.11b+，802.11g又有802.11g和802.11g+之分。在中国大陆市场目前主要是802.11b和802.11g的产品，这其中又以802.11b为主流产品。在传输速率上:802.11a:54,48,36,24,18,12,9,6Mbps;802.11g:54,48,36,24,12,9,6,11,5.5,2,1Mbps(均为理论最大值）。9.5.3兼容性目前无线产品主要符合802.11b、802.11g和802.11a三种标准，而11b和11g又还有些11b+、11g+以及SuperG产品。11b/g与11a互不兼容，也就是说，符合11b或11g标准的产品，与符合11a标准的产品，是无法在同一网络中兼容使用的。因此，要最大限度地发挥无线产品的性能，最好能购买符合同一标准的无线产品来配套使用，这样不但可以避免兼容性问题，而且设备的性能会发挥得更为出色，安全的解决方案也会更加完美。9.5.4保密性和安全性无线网络的数据完全是在空气中传输，只要处于该无线信号覆盖范围内，就很容易通过其他无线设备截取信息，因此，保密性和安全性对无线产品尤为重要。无线产品须提供SSID、IEEE802.1X、MAC地址绑定、WEP、WPA、TKIP、AES等多种数据加密与安全性认证机制，以保证无线网络的安全性与保密性。9.6无线网络的部署和配置9.6.1设备的部署在选择WLAN设备的位置时，应当注意以下几个方面：第一、WLAN设备的位置应当相对较高。第二、WLAN设备应当尽量居于中央。第三、不要穿过太多的墙壁，尤其是浇注的钢筋混凝土墙体。第四、多WLAN设备的覆盖范围应当重叠。第五、有些AP提供了以太网供电（符合802.3af标准）功能，这就省去了外接电源，为布放提供了便利条件。第六、为了保护设备的完好、防雨和正常工作，室外AP、网桥以及相关设备应放置在密封的配电盒内。9.6.2设备的配置AP和网桥的设置——AP和网桥通常可工作于多种模式之下，你可以根据需要，选择合适的工作模式。无线网卡的设置——WindowsXP内置有WLAN支持模块，无线网卡安装完成后，即可实现WLAN连接。通常情况下，可采用默认的“任何可用的网络（首选访问点）”。习题1．填空题（1）设计无线局域网时，要达到4个主要要求，____________，可扩展性，可管理性，互操作性。（2）无线网络可根据数据传输的距离分为_________、_________、_________和__________四种不同类型。（3）无线局域网的不足之处体现在以下_________、_________和__________三个方面。（4）目前，无线局域网的接入方式主要有_________、_________、_________和__________四种。（5）IEEE802.11g与IEEE802.11_________兼容。（6）IEEE802.11g能够提供_________Mbit/s数据速率。（7）为了保证无线局域网的安全，加密和__________都是必要的。2．简答题（1）谈谈无线网络的发展前景。（2）目前无线局域网主要应用在哪些方面？（3）无线网络所能含盖的范围有多广？