无线局域网介绍

主要内容(一)无线局域网协议与拓扑结构(二)无线局域网传输方式与硬件设备(三)无线局域网连接方案(四)无线局域网的组建无线局域网协议一、IEEE802.11系列协议二、蓝牙规范三、HomeRF标准四、HyperLAN/2标准IEEE802.11系列协议一、802.11b二、802.11a三、802.11g四、其他相关协议9.1无线局域网概述1、什么是无线局域网凡是采用无线传输介质的计算机网络都可称为无线网，目前无线网多指传输速率高于1MB的无线计算机网络。无线局域网（WirelessLAN，简称WLAN）包含两层含义，即“无线”和“局域网”。无线是指该类局域网的通信传输介质采用无线电波或红外线来进行信息传递，利用微波取代传统局域网的有线电缆或光缆，使无线局域网的组建更加简洁、灵活、方便、快速和易于安装，支持移动办公。2、无线局域网的传输方式目前无线局域网采用的传输介质主要有两种，即无线电波和红外线。3、无线局域网简介无线局域网，也被称为WLAN(WirelessLAN)，一般用于宽带家庭，大楼内部以及园区内部，典型距离覆盖几十米至几百米，目前采用的技术主要是802.11a/b/g系列。WLAN利用无线技术在空中传输数据、话音和视频信号，作为传统布线网络的一种替代方案或延伸。无线局域网的出现使得原来有线网络所遇到的问题迎刃而解，它可以使用户任意对有线网络进行扩展和延伸。只要在有线网络的基础上通过无线接入点、无线网桥、无线网卡等无线设备使无线通信得以实现。在不进行传统布线的同时，提供有线局域网的所有功能，并能够随着用户的需要随意的更改扩展网络，实现移动应用。9.1.1无线局域网的特点1．无线局域网的优点⑴可移动性。由于没有线缆的限制，用户可以在不同的地方移动工作，网络用户不管在任何地方都可以实时地访问信息。⑵布线容易。由于不需要布线，消除了穿墙或过天花板布线的繁琐工作，因此安装容易，建网时间可大大缩短。⑶组网灵活。无线局域网可以组成多种拓扑结构，可以十分容易地从少数用户的点对点模式扩展到上千用户的基础架构网络。⑷成本优势。这种优势体现在用户网络需要租用大量的电信专线进行通信的时候，自行组建的WLAN会为用户节约大量的租用费用。在需要频繁移动和变化的动态环境中，无线局域网的投资更有回报。9.1.1无线局域网的特点2．无线局域网的缺点⑴功率受限、覆盖范围较小、移动性较差。⑵一般工作在自由频段，容易受到干扰。⑶属于第二层技术规范，上层业务体系不够完善。9.1.2局域网的应用无线无线局域网的主要使用领域：⑴移动办公的环境：大型企业、医院等移动工作的人员应用的环境；⑵难以布线的环境：历史建筑、校园、工厂车间、城市建筑群、大型的仓库等不能布线或者难于布线的环境；⑶频繁变化的环境：活动的办公室、零售商店、售票点、医院、以及野外勘测、试验、军事、公安和银行金融等，以及流动办公、网络结构经常变化或者临时组建的局域网；⑷公共场所：航空公司、机场、货运公司、码头、展览和交易会等；⑸小型网络用户：办公室、家庭办公室（SOHU）用户。9.2无线局域网标准无线局域网有多个标准，主要有蓝牙（Bluetooth）、HomeRF、HiperLAN和IEEE802.11。目前应用最为普遍的是IEEE组织于1997年6月批准的802.11标准。9.2.1IEEE802.11标准⑴IEEE802.11b标准IEEE802.11b标准是IEEE于1999年9月针对无线局域网推出的标准，也称为Wi-Fi。该标准的工作在频率为2.4GHz，最大传输速率11Mbps，传输距离一般室内为30-100米，室外为100-300米。因为价格的低廉，IEEE802.11b标准的产品被广泛使用。其升级版本还有IEEE802.11b+，支持22Mbps优越性输速率。目前95%的无线局域网都是基于IEEE802.11b技术，是现今最为流行的无线局域网络标准。9.2.1IEEE802.11标准⑵IEEE802.11a标准IEEE802.11a标准推出的时间晚于IEEE802.11b标准，工作频率为5GHz，最大传输速率54Mbps，传输距离比IEEE802.11b标准短，仅仅在20-50米之间，主要用于提供语音、数据、图像传输业务。IEEE802.11a标准和IEEE802.11b标准工作在两个完全不同的频带，采用完全不同的调制技术，因此两者是完全不兼容的。但两者可以共存于同一区域当中而互不干扰。9.2.1IEEE802.11标准⑶IEEE802.11g标准IEEE802.11g标准是由IEEE于2003年6月推出的新标准，结合了IEEE802.11b标准支持的2.4GHz工作频率和IEEE802.11a标准的54Mbps传输速率，这样在兼容IEEE802.11b标准的基础上拥有了高速率。IEEE802.11g标准是下一个主流的无线局域网标准。它提供了高速的数据通信带宽，并以较为经济的成本提供了对原有主流无线局域网标准的兼容。9.2.1IEEE802.11标准IEEE802.11g标准的优势①较高的数据速率—54Mbps(同于802.11a标准)；②完全兼容802.11b标准；③在相同的物理环境下，在同样达到54Mbps的数据速率时，802.11g的设备能提供大约两倍于802.11a设备的距离覆盖；④免费的2.4GHz频带在全球绝大部分国家是可用的；⑤由于采用了同802.11a标准相同的OFDM调制，十分方便双频产品的设计与实现。9.2.2无线局域网的其他标准目前广泛应用的无线局域网技术标准还有红外线、蓝牙技术、家庭网络HomeRF和HiperLAN高性能无线局域网标准。⑴红外线无线局域网红外线数据通信的主要协议是红外数据协会（InfraredDataAssociation，IrDA）协议集。IrDA是1993年成立的标准化团体，目标是制定低功率，定向型，短距离，点对点或点对多点的红外线数据通信标准。在IrDA标准中规定了数据传输率达4Mbps，而在最新的IrDA扩充标准——甚快速红外线(VeryFastIR,VFIR)中规定了数据传输速率提高到了16Mbps。9.2.2无线局域网的其他标准⑵蓝牙（Bluetooth）蓝牙（Bluetooth）是1998年由爱立信、诺基亚、IBM、Intel和东芝等多家公司联合宣布的一项技术标准计划。蓝牙技术的目的是实现笔记本电脑，移动电话和各种便移动通信设备之间在近距离的连接。它是一种低成本、短距离的无线连接技术，因为其技术开放、成本低、而牙技术且采了2.4GHz无线跳频技术、组网能力强、传输速率比较高（相比红外线），其输速度为720kbps(千位/秒)。因此，是实现家庭网络或个人区域网的较好选择。在手机、数码摄像机等数码产品传输数据时，使用蓝牙技术较多。在现实生活中，蓝牙技术已得到了较广的应用，如PDA、笔记本电脑、移动电话、移动通信设备、摄像机等都开始使用蓝牙功能。9.2.2无线局域网的其他标准⑶HomeRFHomeRF工作组成立于1977年，是由美国家用射频委员会领导的。它的目的是在消费者能够承受的前提下，建设家庭语音、数据内联网。HomeRF主要是为家庭网络设计的，它类似于蓝牙技术，在2.4GHz频段提供1.6Mbps的带宽。HomeRF可以被集成到一个特定的网络架构中，也可以被一个中住宅内，支持SWAP协议，可以有心连接点控制。但是HomeRF技术的应用只局限于家庭效控制家庭多媒体方面的应用。⑷HiperLAN高性能无线局域网(HiperLAN)HiperLAN是欧洲电信标准化协会（ETSI）的宽带无线电接入网络（BRAN）小组着手制定的Hiper接入标准，已推出了HiperLAN1和HiperLAN2两种标准。已经推出的HiperLAN1对应IEEE802.11b标准，HiperLAN2对应IEEE802.11a标准。HiperLAN1工作频段在5GHz，它的覆盖范围较小，约为50米，支持同步和异步语音传输，支持2Mbps视频传输和10Mbps数据传输。HiperLAN2工作频段在5GHz，支持高达54Mbps数据传输，因此它支持多媒体应用的性能更高。无线局域网(二)无线局域网传输方式与硬件设备无线局域网传输方式传输方式无线局域网微波红外线窄带调制方式展频方式跳频展频直序展频9.3常见的无线局域网设备在组建无线局域网时需要用到的无线局域网设备有：无线客户适配器（无线网卡）、无线接入点（无线AP）、无线天线和无线路由器。9.3常见的无线局域网设备目前符合IEEE802.11标准的无线网卡大致有USB无线网卡、PCMCIA无线网卡和PCI无线网卡这三类。⒈USB无线网卡USB接口无线网卡适用于笔记本电脑和台式机，支持热插拔。USB无线网卡的体形一般比较细小，便于携带和安装。为了便于收发信号，USB无线网卡一般带有一支可折叠的小天线。USB无线网卡的特点是使用和安装很方便。9.3常见的无线局域网设备⒉PCMCIA无线网卡这类网卡主要是针对笔记本计算机用户，支持热插拔，可以非常方便地实现移动式无线接入。PCMCIA无线网卡也属于即插即用的，当搜索连接到可用的无线网络时，卡上的line信号灯就会亮起来。TP-LINK的PCMCIA无线网卡9.3常见的无线局域网设备⒊PCI无线网卡台式计算机一般没有PCMCIA接口，只有USB或PCI接口。除了使用USB无线网卡外，还可以使用PCI无线网卡。它与常见的声卡，显卡的外形很相似，只需占据机箱的一个PCI插槽，就可以让台式计算机接入无线局域网。NETWARE公司PCI无线网卡MA311PCI无线转接卡9.3常见的无线局域网设备2．无线接入点无线接入点（WirelessAccessPoint，简称AP）就相当于传统网络中的集线器（HUB）。AP相当于一个连接有线网络和无线网的桥梁，其主要作用是将各无线网络客户端连接到一起，然后将无线网络接入以太网。AP的室内覆盖范围一般是30～100m。华为公司的无线接入器9.3常见的无线局域网设备3．天线当计算机与无线AP或其他计算机相距较远时，随着信号的减弱，或者传输速率会明显下降，或者根本无法实现与AP或其他计算机之间通信，此时，就必须借助于无线天线对所接收或发送的信号进行增益。无线天线有许多种类型，常见的有两种，一种是室内天线；一种是室外天线。室外天线的类型比较多，一种是锅状的定向天线，一种则是棒状的全向天线。NETGEAR公司的室外天线室内天线9.3常见的无线局域网设备4．无线宽带路由器无线宽带路由器集成了有线宽带路由器和无线AP的功能，合二为一（即有线路由器AP），既能实现宽带接入共享，又能轻松拥有无线局域网的功能。通过与各种无线网卡配合，无线宽带路由器就可以以无线方式连接成不同的拓扑结构的局域网，从而共享网络资源，形式灵活方便。NETGEAR公司生产的无线宽带路由器9.4无线局域网拓扑结构根据无线接入点AP的功能不同，WLAN可以实现不同的组网方式。目前有基础架构模式、点对点模式和无线网桥模式等三种组网方式。1．点对点模式（Peer-to-Peer）点对点模式由无线工作站组成，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，该网络无法接入到有线网络中，只能独立使用，无需AP，安全由各个客户端自行维护。9.4无线局域网拓扑结构2．基础构架模式（Infrastructure）基础构架模式由无线接入点（AP）、无线工作站（STA）以及分布式系统（DSS）构成，覆盖的区域称基本服务区（BSS）。无线接入点也称无线HUB，用于在无线STA和有线网络之间接收、缓存和转发数据，所有的无线通信都经过无线AP完成。无线访问点通常能够覆盖几十至几百用户，覆盖半径达上百米。无线AP可以连接到有线网络，实现无线网络和有线网络的互联。9.4无线局域网拓扑结构3．无线网桥模式无线网桥模式的组网示意图利用一对AP连接两个有线或者无线局域网网段。无线局域网连接方案一、对等无线局域网二、独立无线局域网三、无线局域网接入以太网四、无线漫游对等无线