无线局域网(1)76页PPT

第3章无线局域网基础知识引入无线网无线局域网(WLAN)概念及信道WLAN网络结构WLAN常见设备无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它利用射频（RF）技术，取代旧式的双绞线构成局域网络，提供传统有线局域网的所有功能。无线网络所需的基础设施不需再埋在地下或隐藏在墙里，并且可以随需移动或变化。WLAN已经成为宽带接入的有效手段之一，使用WLAN的区域及其承载的业务愈来愈多。为了更好地构建理想中的无线网络，我们需要了解无线网络的技术体系、熟悉构建无线网络的设备的功能。引入无线接入网的基本概念无线接入系统采用无线传输技术，通过空间电磁波来传输信息，无线传输所占用的信道即称为无线信道。常用无线技术卫星微波红外蓝牙WLAN（802.11）WMAN（802.16）3G４Ｇ移动宽带化宽带移动化为什么要使用WLAN网络什么是WLANWLAN技术的发展进程WLAN基础知识凡是自由空间均可连接网络，不受限于线缆和端口位置。办公大楼候机大厅渡假山庄商务酒店无线让网络使用更自由无线让网络建设更经济，通信更便利终端与交换设备之间省去布线，有效降低布线成本。适用于特殊地理环境下的网络架设，如隧道、港口码头、高速公路。终端与设备之间不方便通过线缆连接地理环境不适合布设有线网络无线让工作更高效不受限于时间和地点的无线网络，满足各行各业对于网络应用的需求。体育场馆新闻中心展馆与证券大厅制造车间物流运输无线局域网(WirelessLocalAreaNetwork)是以射频（ＲＦ）无线电波通信技术构建的局域网，虽不采用缆线，但也能提供传统有线局域网的所有功能。无线数据通信不仅可以作为有线数据通信的补充及延伸，而且还可以与有线网络环境互为备份。无线局域网(WLAN)是什么？Wi-Fi是什么？Wi-Fi联盟(Wi-FiAlliance)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IEEE802.11标准的无线局域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-FiCERTIFIED™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：certifications.wi-fi.org/wbcs_certified_products.php?advanced=1&lang=en。WiMax是什么？WiMax(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)，即全球微波互联接入。WiMAX是一项新兴的宽带无线接入技术，能提供面向互联网的高速连接，数据传输距离最远可达50km。WiMax是又一种为企业和家庭用户提供“最后一英里”的宽带无线连接方案，WiMAX备受业界关注.WLAN技术标准演进过去未来现在WLAN标准不断完善，可运营可管理性稳步增强，802.11n已成主流。-IEEE推出的第一代WLAN标准-2.4G频段-传输速率1M或者2M-11b2.4G频段，传输速率提高到5.5M和11M-11a5.8G频段传输速率提高到54M-11a和11b不兼容-传输速率提高到54M-2.4G频段-兼容11b-目前主流协议-2.4G频段和5.8G频段-传输速率提高到300M-兼容11a/11b/11g-目前主流协议6G以下频段和60G频段传输速率不小于1Gbit/s协议正在制定和完善之中WirelessLAN（无线局域网）WLAN标准主要包括802.11b、802.11a、802.11g、802.11n等。目前，WLAN的推广和认证工作主要由产业标准组织Wi-Fi（WirelessFidelity，无线保真）联盟完成，所以WLAN技术常常被称之为Wi-Fi。802.11b采用2.4GHz的频段，可支持11Mbps的共享接入速率；802.11a采用5GHz的频段，其速率高达54Mbps，采用OFDM（正交频分复用）技术，但无障碍的接入距离降到30－50米。802.11802.11b802.11a802.11g802.11n主流的WLAN技术802.11协议的发展进程各个国家授权使用的频段ChannelFreq(GHz)US/CanEuropeJapan12.412xx22.417xx32.422xx42.427xx52.432xx62.437xx72.442xx82.447xx92.452xx102.457xx112.462xxx122.467x132.472x142.484802.11b/g工作频段划分图2.4122.4172.4222.4322.4422.4522.4622.4722.4842.4272.4372.4472.4572.4672345178910611121314蜂窝式无线覆盖任意相邻区域使用无频率交叉的频道，如：1、6、11频道；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。WLAN产品对人体的电磁辐射是安全的很多的研究已经证明，WLAN产品可以在家庭及商业中使用，对人体来说是安全。典型的WLAN产品，如AP（AccessPoint，接入点），输出功率为100mw，对于网卡来说，通常只有10mw至50mw。相比较来说，手机的发射功率在通话时可以超过1W，而无线对讲机甚至可以达到5W。政府有相关的法令对发射功率进行严格的限制，因此通过政府相关部门认证过的无线设备对人体是无害的。802.11协议族成员WLAN网络基本概念WLAN网络接入访问机制WLAN网络接入漫游802.11协议族IEEE802.11无线局域网工作组PHY802.11(1/2Mbps)802.11b(5.5/11Mbps)802.11g(54Mbps)802.11a(54Mbps)MAC802.11/11a/11b/11gMAC802.11e—QoS802.11i—安全增强802.11n(300Mbps)802.11f—漫游和切换802.11h—动态调整802.11s—mesh802.11网络的基本元素——SSIDAP1SSID＝“marketing”SSID：ServiceSetID服务集识别码STASTASTA802.11网络的基本元素——BSSStations(STA)：任何的无线终端设备。AP（AccessPoint）：一种特殊的STABSS：BasicServiceSetBSS1BSS2STA1STA2STA3STA5STA6STA4APAP802.11组网模式——AdhocSTASTASTASTASTA802.11组网模式——多个BSS以太网APAPSTASTASTASTA802.11MAC层工作原理——概述802.11MAC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：数据帧用户的数据报文控制帧协助发送数据帧的控制报文，例如：RTS、CTS、ACK等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及Authentication等802.11MAC层工作原理——用户接入管理过程STAAPDiscovery选择AP(采用侦听Beacon帧或发送Probe帧)AuthenticationAssociation和建立Association关系的AP收发数据1234802.11MAC层工作原理——Scanning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PassiveScanning通过侦听AP定期发送的Beacon帧来发现网络。ActiveScanning在每个信道上发送Proberequest报文，从Proberesponse中获取BSS的基本信息。什么是漫游STA可以在属于同一个SSID的AP接入点接入；STA可以在Wireless网络中任意移动；保证已有的业务不中断，用户的标识（IP地址）不改变。STAAPAP移动ESS无线客户端的漫游客户端的漫游更多的是取决于客户端驱动程序算法，RSSI、SNR、上一次接入终端等因素都会带来影响，当然，最主要的因素还是从一台AP到另一台AP的信号强度变化。Intel网卡的漫游主动性什么是FAT（胖）AP什么是无线网桥什么是无线交换机和FIT（瘦）AP天线工作原理及参数介绍WLAN设备FATAP设备功能802.11a/b/g网管、二层漫游,安全802.1x认证,802.11eQoS天线加密FATAP设备的典型组网企业网络的组网模式：……AP1APnSTAs家庭或soho网络的组网模式：APADSLModemWAN以太交换机PCSTAs企业核心网802.11无线网桥无线网桥是一种采用无线技术进行网络互连的特殊功能的AP。无线网桥根据传输距离的不同可分为工作组网桥和长距专业网桥。为了防止信号大幅度衰减，网桥组网时两个网桥之间通常不能有障碍物的阻挡。以室外作为主要应用环境的无线网桥一般在设计时都会考虑适应一些恶劣的应用环境。802.11无线网桥——视距问题视距问题点对点无线网传输必须保证两点可视。造成不可视的原因包括地球曲率、地理特征如山脉、建筑物和树木等。远距离通信时，还必须考虑地球曲率的影响，当两人相距9km时，将不能相视，无线信号也无法传输802.11无线网桥——Fresnel效应Fresnel效应Fresnel区是指在视距的路径中形成的一个椭圆区域。它随着可视距离和信号频率的改变而改变。在Fresnel区中的任何障碍物都有可能影响网络的通信，最好给予清除，60%的Fresnel区被视为有效的。一般可以根据经验值确定Fresnel区的范围。解决视距问题和Fresnel区问题可以通过以下办法：（1）选择高性能天线，可以解决“部分不可视”问题；（2）提升天线的高度；（3）清除Fresnel区内的障碍物，如砍掉树木；（4）选择一台良好的中继设备。802.11无线网桥的典型组网有线网络A有线网络B有线网络互连无线网络互连有线网络网络A多网络互连1208E网络B网桥网桥网桥网桥网桥网桥网桥FATAP组网的局限性FATAP组网更适合在家庭和中小型网络中使用，无法满足大型的无线企业网络的需求，这是由于FATAP自身的特点所决定的。当需要组建大型无线网络或需要更多的增值服务时：无线交换机和FITAP因此应运而生802.11a/b/g天线加密网管、三层漫游,安全802.1x认证,802.11eQOSAP点监测用户防火墙网络自愈RF管理无线欺骗防护802.11a/b/g网管、二层漫游,安全802.1x认证,802.11eQOS天线加密FATAPFITAP无线交换机和FITAP的功能更易管理的无线解决方案无线交换机+FitAP系统构成特点主要由无线交换机和FitAP在有线网的基础上构成的。AP零配置，硬件主要由CPU＋内存＋RF构成，配置和软件都要从无线交换机上下载。所有AP和无线客户端的管理都在无线交换机上完成。AP和无线交换机之间的流量被私有协议加密；无线客户端的MAC只出现在无线交换机端口，而不会出现在AP的端口。可以在任何现有的二层或三层LAN拓扑上部署H3C的通用无线解决方案，而无需重新配置主干或硬件。无线交换机以及管理型接入点AP可以位于网络中的任何位置。在复杂的网络中，FitAP如何得知无线交换机的位置？无线交换机和FITAP的典型连接AP无线交换机无线交换机无线交换机L2网络L3网络APAPAPAPAPAP直连或通过二层网络连接时的注册流程4.AP从无线交换机下载最新软件版本、配置5.AP开始正常工作和无线交换机交换用户数据报文无线交换机