无线网桥技术的全面介绍与综述

无线网桥技术的全面介绍与综述无线网桥技术的全面介绍与综述标签：无线网桥数传电台扩频电台无线网桥是一种应用在无线网络领域中的桥接技术。网桥（Bridge）主要用于OSI参考模型第二层，它可控制数据流量、处理传输错误、提供物理编址以及管理物理介质的访问等功能。无线网桥的用途网桥的用途在于互连不同的局域网，由于物理上的原因，若采取有线方式不方便，则可利用无线网桥的方式实现二者的点对点连接，无线网桥不仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接，还可为两个网络的用户提供较高层的路由与协议转换.可以看出，无线网桥的优点是非常灵活，在中、短距离时支持高速率数据传输，在长距离时支持低速率数据传输。无线网桥的技术实现与标准无线网桥的技术实现是由IEEE802.l1、IEEE802.ld生成树协议等国际标准协议定义的。IEEE802.11标准1997年，IEEE802.11无线局域网标准的制定是无线网络技术发展的一个里程碑。IEEE802.11标准除了介绍无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兼容。该标准规定核心设备执行单芯片解决方案，降低了采用无线技术的造价成本。IEEE802.11标准的颁布，使得无线局域网在各种有移动要求的环境中被广泛接受。该标准在1997的版本中主要对网络的物理层和MAC层(媒质访问控制层)进行了规定，其中对MAC层的规定是重点。各厂商的产品在同一物理层上可以实现互操作，而逻辑链路控制层(LLC)是一致的，即MAC层以下对网络应用来讲是透明的。在MAC层以下，IEEE802.11规定了三种发送及接收技术：两种采用射频技术——扩频(SpreadSpectrum)技术和窄带(NarrowBand)技术，频带为2400MHz～2483.5MHz；另一种是红外(Infrared)技术，用红外光来作为传输媒介。而扩频又分为直接序列扩频技术(DSSS)和跳频(FHFrequencyHopping)扩频技术。2000年8月，IEEE802.11标准得到了进一步的完善和修订，并成为IEEE/ANSI和ISO的一个联合标准。ISO将该标准定为ISO8802.11。这次IEEE802.11标准的修订内容包括用一个基于SNMP的MIB来取代原来基于OSI协议的MIB。另外，还增加了两项新内容，即IEEE802.11a与IEEE802.11b。IEEE802.1d标准网桥有三种典型的方式：透明桥、源路由桥与源路由透明桥。网桥典型地连接两个用同样介质存取控制方法的网段，IEEE802.1d规范（此规范是为所有的802介质存取方法开发的）定义了透明桥。源路由桥是由IBM公司为它的令牌环网络开发的；而源路由透明桥则是透明桥和源路由桥的组合。桥两边的网段分属于不同的冲突域，但却属于同一个广播域。在一个桥接的局域网里，为了增强可靠性，必然要建立一个冗余的路径，网段会用冗余的网桥连接。但是，在一个透明桥桥接的网络里，存在冗余的路径就能建立一个桥回路，桥回路对于一个局域网是致命的。生成树协议是一种桥嵌套协议，在IEEE802.1d规范里定义，可以用来消除桥回路。它的工作原理是这样的：生成树协议定义了一个数据包，叫做桥协议数据单元BPDU（BridgeProtocolDataUnit）。网桥用BPDU来相互通信，并用BPDU的相关机能来动态选择根桥和备份桥。但是因为从中心桥到任何网段只有一个路径存在，所以桥回路被消除。在一个生成树环境里，桥不会立即开始转发功能，它们必须首先选择一个桥为根桥，然后建立一个指定路径。在一个网络里边拥有最低桥ID的将变成一个根桥，全部的生成树网络里面只有一个根桥。根桥的主要职责是定期发送配置信息，然后这种配置信息将会被所有的指定桥发送。这在生成树网络里面是一种机制，一旦网络结构发生变化，网络状态将会重新配置。当选定根桥之后，在转发数据包之前，它们必须决定每一个网段的指定桥，运用生成树的这种算法，根桥每隔2秒钟从它所有的端口发送BPDU包，BPDU包被所有的桥从它们的根端口复制过来，根端口是接根桥的那些桥端口。BPDU包括的信息叫做端口的COST，网络管理员分配端口的COST到所有的桥端口，当根桥发送BPDU的时候，根桥设置它的端口值为零。然后沿着这条路径，下一个桥增加它的配置端口COST为一个值，这个值是它接收和转发数据包到下一个网段的值。这样每一个桥都增加它的端口的COST值为它所接收的BPDU的包的COST值，所有的桥都检测它们的端口的COST值，拥有最低端口的COST值的桥就变为了指定的桥。拥有比较高端口COST值的桥置它的端口进入阻塞状态，变为了备份桥。在阻塞状态，一个桥停止了转发，但是它会继续接收和处理BPDU数据包。无线网桥的连接方式无线网桥可以无缝地将远程网络连接在一起，创建一个统一的局域网，在简单的网络中，网桥连接到局域网中的一个集线器或交换机上，通过电缆、天线相连接；如果局域网中包括多个子网，无线网桥要首先连接到路由器。在无线网桥连接之前，需要注意以下事项：1．将要连接的建筑物必须要能保持空阔，高大的树木和建筑物等障碍物都会直接影响无线电波的传输。2．在减少带宽的情况下，可以增加建筑物之间的传输距离，进行远距离传输。目前，无线传输的距离在无障碍的情况下最长可以达到80公里，但是在应用中，实际距离可能会远小于80公里，因此在多山地区，或者有障碍物的时候，距离不宜过长，实在需要的话，可以在中间设立中继中转站，绕过障碍。3．无线局域网近距离传输时，为了获得最大的带宽，可以将无线网桥连接到支持冗余通道的路由器上，这样就可将三个无线网桥集成在一起，并且天线高度基本没有影响。由于无线局域网连网设备大都要求“视距”传输，因此天线高度的设定很重要。如果天线的高度不够，靠增加功率放大或增大天线增益的方法得到的效果将非常有限。4．在无线覆盖区域内，规划并选择一个不会与其他无线通信干扰的信道。5．如果通过无线局域网跨路连接建筑物时，天线可以安装在屋顶上，利用小型天线保持电波的集中，并避免来自其他企业的干扰。6．尽管无线网络利用了跳频技术，使得频率载波很难被检测到（即安全性能很好），但是，为了预防万一，还可以在接入点设置网络ID号，这样只有当双方无线适配器设置了同样的ID号，才能和接入点同步并接到网络中。此外，在传输的数据中进行加密是提高安全性的进一步手段。无线网桥的应用主要有以下几种结构：点对点型、点对多点型和混合型。三种结构都有不同的适用场合，用户可根据实际应用选择：点对点型这种类型常用于固定的要连网的两个位置之间，是无线连网的常用方式，使用这种连网方式建成的网络，优点是传输距离远，传输速率高，受外界环境影响较小。点对多点型该类型常用于有一个中心点、多个远端点的情况下。其最大优点是组建网络成本低、维护简单。其次，由于中心使用了全向天线，设备调试相对容易。该种网络的缺点也是因为使用了全向天线，波束的全向扩散使得功率大大衰减，网络传输速率低，对于较远距离的远端点，网络的可靠性不能得到保证。此外，由于多个远端站共用一台设备，网络延迟增加，导致传输速率降低，且中心设备损坏后，整个网络就会停止工作。其次，所有的远端站和中心站使用的频率相同，在有一个远端站受到干扰的情况下，其他站都要更换相同的频率，如果有多个远端站都受到干扰，频率更换更加麻烦，且不能互相兼顾。混合型这种类型适用于所建网络中有远距离的点，近距离的点，还有建筑物或山脉阻挡的点，在组建这种网络时，综合使用上述两种类型的网络连接方式。对于远距离的点使用点对点方式，近距离的多个点采用点对多点方式，有阻挡的点使用中继。无线网桥的行业应用从国外应用的情况来看，无线网桥几乎在各行各业都能得到应用，凡是在连接无线局域网的地方，几乎都能看到它的“身影”，应用的几个典型行业分析如下：企业/办公区域:当一个中大型公司有几个分支机构分布在同一个城市中，而布线又特别困难时，利用无线网桥连接这几个分支机构实现企业Intranet是一个不错的解决方案，其他分支内的员工可以使用无线局域网络产品，不管他们在办公室的任何一个角落，就能随意地收发电子邮件、分享文件及上网络浏览。教育行业:在高校中，利用无线网桥架构一个无线校园网，学校师生无论在学校的任何地方，任何时候都可以方便地利用无线网络访问学校的图书馆、随意地收发电子邮件、网上聊天等。医疗行业:在大型的医院里，利用无线网桥可架构一个无线的医疗网络，使用手提式计算机可取得实时信息，医护人员可藉此避免对伤患救治的迟延、不必要的纸上作业、单据循环的迟延及误诊等，从而提升医院的服务水平。林业:在广袤的林区，可利用无线网桥架构一个廉价的林业防护网，用于远距离信息的传输，如在林区进行火灾、病虫害等信息的传送等；交通运输业:利用无线网桥架构的公安交通管理网，执法公安交警可随时对违章的司机通过手持无线终端及时处罚，进行交通管理等。出租业:出租行业可利用无线网桥架构一个无线出租城域网，出租管理部门可利用全球定位系统减少出租车的空载率，出租车司机则可以在出租车上安装一个无线上网终端，让客人随时上网收发电子邮件，上网聊天，移动办公等，提高出租行业的服务质量。更多资料来自