無線局域網組建及配置

1、第9章 無線局域網組建及配置無線局域網(Wireless Local Area Network,WLAN)是90年代計算機網絡與無線通信技術相結合的產物，它提供了使用無線多址信道的一種有效方法來支持計算機之間的通信，并為通信的移動化、個人化和多媒體應用提供了潛在的手段。本章主要討論無線局域網的概念、傳輸介質、拓撲結構，無線網絡IEEE802.11標準，對無線局域網的組網及其配置進行了重點介紹，并用一定的實例進行說明。無線局域網概述無線局域網概述9.1.1 無線局域網的概念無線局域網的概念1. 無線局域網介紹無線是利用無線電波來作為信息的傳導，而就應用層面來講，它與有線網絡的用途完全相似，兩者最

2、大不同的地方是在于傳輸媒介不同。除此之外，正因它是無線，因此無論是在硬件架設或使用之機動性均比有線網絡要優(yōu)勢許多。無線局域網是利用無線通信技術在一定的局部范圍內建立的網絡，是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物，它以無線多址信道作為傳輸媒介，提供傳統(tǒng)有線局域網的功能，能夠使用戶真正實現隨時、隨地、隨意的寬帶網絡接入。 無線局域網是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物。通俗點說，無線局域網就是在不采用傳統(tǒng)電纜線的同時，提供傳統(tǒng)有線局域網的所有功能，網絡所需的基礎設施不需要再埋在地下或隱藏在墻里，網絡卻能夠隨著實際需要移動或變化。之所以還稱其是局域網，是因為會受到無線連接設備與計算機之間距離的遠近

3、限制而影響傳輸范圍，所以必須要在區(qū)域范圍之內才可以連上網路。除了傳輸介質有別于傳統(tǒng)局域網外，無線局域網技術區(qū)別于有線接入的特點之一就是標準不統(tǒng)一，不同的標準有不同的應用。目前比較流行的有802.11標準(包括802.11a、802.11b及802.11g等標準)、藍牙(Bluetooth)標準以及HomeRF(家庭網絡)標準等。無線局域網概述無線局域網概述2. 無線局域網的特點 安裝便捷、維護方便無線局域網最大的優(yōu)勢就是免去或減少了網絡布線的工作量，一般只要安裝一個或多個接入點(Access Point)設備，就可建立覆蓋整個建筑或地區(qū)的局域網絡。例如，基于802.11b開放標準設計的無線局域

4、網可以與安裝范圍擴展天線或任何一款無線網卡的筆記本計算機或臺式機進行通訊。 使用靈活、移動簡單在有線網絡中，網絡設備的安放位置受到網絡信息點位置的限制。而一旦無線局域網建成后，在無線網的信號覆蓋區(qū)域內任何一個位置都可以接入網絡。例如，11Mbps的無線局域網適合于實現網絡無縫擴展的企業(yè)，無論是在會議室、在大廳還是移動應用，都不必擔心失去網絡的連接?？商峁韧饩W絡連接、企業(yè)資源共享等至關重要資源的無線訪問。無線局域網概述無線局域網概述 經濟節(jié)約、性價比高無線局域網從總體上減少了用戶的費用。無線局域網在人們的印象中是價格昂貴的，但實際上，在購買時不能只考慮設備的價格，因為無線局域網可以在其他方面

5、降低成本。根據無線局域網協(xié)會的調查表明，無線局域網可極大地提高經濟效益，提高生產率48%，提高企業(yè)效率6%，改善收益與利潤6%，降低成本40%。使用無線局域網不僅可以減少對布線的需求和與布線相關的一些開支，還可以為用戶提供靈活性更高、移動性更強的信息獲取方法。 易于擴展、大小自如無線局域網有多種配置方式，能夠根據需要靈活選擇。這樣，無線局域網就能勝任從只有幾個用戶的小型局域網到上千用戶的大型網絡。也就是說，無線局域網適合各種規(guī)模的企業(yè)環(huán)境，可以提供和已有網絡的緊密結合、移動的訪問和簡單的配置。 無線局域網概述無線局域網概述9.1.2 無線局域網的傳輸介質無線局域網的傳輸介質1. 無線電波與紅外

6、線無線局域網的基礎還是傳統(tǒng)的有線局域網，是有線局域網的擴展和替換。它只是在有線局域網的基礎上通過無線訪問節(jié)點(AP)、無線網橋、無線網卡等設備使無線通信得以實現。與有線網絡一樣，無線局域網同樣也需要傳送介質。只是無線局域網采用的傳輸介質不是雙絞線或者光纖，而是紅外線(IR)或者無線電波(RF)，以后者使用居多。 紅外線(IR)紅外線局域網采用小于1微米波長的紅外線作為傳輸介質，有較強的方向性，由于它采用低于可見光的部分頻譜作為傳輸介質，使用不受無線電管理部門的限制。 無線局域網概述無線局域網概述紅外信號要求視距傳輸，并且竊聽困難，對鄰近區(qū)域的類似系統(tǒng)也不會產生干擾。在實際應用中，由于紅外線具有

7、很高的背景噪聲，受日光、環(huán)境照明等影響較大，一般要求的發(fā)射功率較高，而采用現行技術，特別是LED，很難獲得高的比特速率(10Mpbs)，盡管如此，紅外無線局域網仍是目前“100Mpbs以上、性能價格比高的網絡”唯一可行的選擇。 無線電波(RF)采用無線電波作為無線局域網的傳輸介質是目前應用最多的，這主要是因為無線電波的覆蓋范圍較廣，應用較廣泛。使用擴頻方式通信時，特別是直接序列擴頻調制方法因發(fā)射功率低于自然的背景噪聲，具有很強的抗干擾抗噪聲能力、抗衰落能力。這一方面使通信非常安全，基本避免了通信信號的偷聽和竊取，具有很高的可用性。無線局域網概述無線局域網概述另一方面無線局域使用的頻段主要是S頻

8、段(2.4GHz2.4835GHz)，這個頻段也叫ISM(Industry Science Medical)即工業(yè)科學醫(yī)療頻段，該頻段在美國不受FCC(美國聯邦通信委員會)的限制，屬于工業(yè)自由輻射頻段，不會對人體健康造成傷害。2. 無線天線(Antenna)無線天線與一般電視和手機所用之天線不同，其原因乃是因為頻率不同所致，無線局域網所用的頻率為較高2.4GHz之頻段。天線的功能是將源數據信號，借助天線本身的特性而傳送至遠處，至于能傳多遠，一般除了考慮源的輸出功率強度之外，其另一重要因素是天線本身的dB值(俗稱的增益值)，dB值愈高，相對所能傳達之距離也更遠。通常每增加8dB則相對之距離可增至

9、原距離的一半。無線局域網概述無線局域網概述當計算機與無線AP或其他計算機相距較遠時，隨著信號的減弱，或者傳輸速率明顯下降，或者根本無法實現與AP或其他計算機之間通訊，此時，就必須借助于無線天線對所接收或發(fā)送的信號進行增益(放大)。一般天線有所謂指向性(Uni-direction)與全向性(Omni-direction)兩種，前者較適合于長距離使用，而后者則較適合區(qū)域性之應用。無線天線有多種類型，不過常見的有兩種，一種是室內天線，優(yōu)點是方便靈活，缺點是增益小，傳輸距離短；一種是室外天線。室外天線的類型比較多，一種是鍋狀的定向天線，一種是棒狀的全向天線。室外天線的優(yōu)點是傳輸距離遠。比較適合遠距離傳

10、輸。無線局域網概述無線局域網概述無線局域網所能覆蓋的范圍是指無線局域網產品例如無線網卡、無線AP(無線訪問點)等設備發(fā)射信號所能達到的最遠距離。根據802.11標準，一般無線設備所能覆蓋的最大距離通常為300米，不過覆蓋的范圍主要應視環(huán)境的開放與否有關，在設備不加外接天線的情況下，在視野所及之處約300米；若屬于半開放性空間，或有隔離物的區(qū)域，傳輸大約在3550米左右。如果借助于外接天線，傳輸距離則可以達到3050公里甚至更遠，這要視天線本身的增益而定。天線、避雷器及附件的選擇(功率放大器作為選配)，由于所要覆蓋的是室外半徑一公里左右的超大面積，所以建議使用一根高增益的全向天線(如2.4GHz

11、)，根據實際的長度的一根饋線，兩個饋線接頭，一根轉接纜，一套避雷器，完成服務器端的無線設備的安裝。 無線局域網概述無線局域網概述注意，如果能將無線設備在防水防塵的基礎上，在架設天線的地方就可以不用饋線和饋線接頭，功率放大器由于在價錢上比較貴，而是在使用高增益天線還不能很好的完成無線鏈路的連接時，再買它。在介紹無線局域網前，先要提醒大家應該注意現在無線網絡的信號和手機信號一樣也有盲區(qū)；因此一定要調整好無線網卡和AP(或無線路由器)的位置，以免影響信號的正常傳輸。3. 擴展頻譜技術擴展頻譜(Spread Spectrum)技術是一種常用的無線通訊技術，簡稱展頻技術，展頻技術的無線局域網絡產品是依據

12、FCC(Federal Communications Committee，即美國聯邦通訊委員會)規(guī)定的ISM(Industrial Scientific, and Medical工業(yè)、醫(yī)療、科學)，頻率范圍開放在902M928MHz及2.4G2.484GHz兩個頻段，所以并沒有所謂使用授權的限制。 無線局域網概述無線局域網概述無線局域網在性能上的差異，主要是取決于所采用的是調頻擴頻(FHSS)還是直序擴頻(DSSS)來實現、以及所采用的調變方式。若以現有的產品參數詳加比較，可以看出DSSS技術在需要最佳可靠性的應用中具有較佳的優(yōu)勢，而FHSS技術在需要低成本的應用中較占優(yōu)勢。一般而言，DSSS

13、由于采用全頻帶傳送資料，速度較快，DSSS技術適用于固定環(huán)境中、或對傳輸品質要求較高的應用，因此，無線廠房、無線醫(yī)院、網絡社區(qū)、分校連網等應用，大都采用DSSS無線技術產品。FHSS則大都使用于需快速移動的端點，如移動電話在無線傳輸技術部分即是采用FHSS技術；且因FHSS傳輸范圍較小，所以往往在相同的傳輸環(huán)境下，所需要的FHSS技術設備要比DSSS技術設備多，在整體價格上，可能也會比較高。以目前企業(yè)需求來說，高速移動端點應用較少，而大多較注重傳輸速率、及傳輸的穩(wěn)定性，所以未來無線網絡產品發(fā)展應會以DSSS技術為主流。 無線局域網概述無線局域網概述9.1.3 無線局域網的拓撲結構無線局域網的拓

14、撲結構無線局域網的拓撲結構可分為兩類：無中心結構和有中心結構，如圖9-1所示。無中心結構又叫對等模式(AdHocDemo Mode)，每臺計算機只需要一片無線網卡就能實現無線數據傳輸；有中心結構又叫中心模式(Infrastructure)，以接入點AP為中心，所有的基站通信要通過AP轉接，需要有一個無線接入點，N片無線網卡。無線局域網概述無線局域網概述圖9-1 無中心結構和有中心結構1. 無中心拓撲無中心無線局域網要求網中任意兩點均可直接通信。采用這種結構的網絡一般使用公用廣播信道，而信道接入控制(MAC)協(xié)議多采用載波監(jiān)測多址接入(CSMA)類型的多址接入協(xié)議。例如，Ad-hoc就是一種特殊

15、的無中心無線局域網應用模式，一群計算機接上無線網絡卡，即可相互連接，資源共享，無需透過Access Point。組建一個臨時性的無線局域網，最典型的應用是Ad hoc網(完全可移動方式)，由一組有無線網卡的計算機組成。這些計算機以相同的工作組名、ESSID和密碼等對等的方式相互直接連接，在無線局域網的覆蓋范圍的之內，進行點對點與點對多點之間的通信通信。通常，一群具有便攜式終端的用戶為會議或其他目的聚集到一起，需要在無法預料的距離間構筑一個臨時性的無線局域網。無線局域網概述無線局域網概述2. 有中心拓撲有中心拓撲結構要求一個無線站點充當中心站，所有站點對網絡的訪問均由中心站控制，也就是在網絡中采

16、取了橋接器。這種無線局域網中的站分為全移動站與半移動站兩類。全移動站指在網絡覆蓋范圍內該站可在移動狀態(tài)下保持與網絡的通信。例如，蜂窩電話網的移動站(收機)即是一種全移動站。 半移動站指在網絡覆蓋范圍內網中的站可自由移動，但僅在靜止狀態(tài)下才能與網絡通信。支持全移動站的網絡稱為全移動網絡，而支持半移動站的網絡稱為半移動網絡。在有中心拓撲結構無線網絡中，具有無線網卡的無線終端以無線接入點AP為中心，通過無線網橋AB、無線接入網關AG、無線接入控制器AC和無線接入服務器AS等將無線局域網與有線網網絡連接起來，可以組建多種復雜的無線局域網接入網絡，實現無線移動辦公的接入。無線局域網概述無線局域網概述目前

17、無線網絡標準主要有美國IEEE(電機電子工程師協(xié)會，The Institute of Electrical and Electronics Engineers)所制定的802.11標準(包括802.11a、802.11b及802.11g等標準)，HomeRF(家庭網絡)標準以及藍牙(Bluetooth)標準等。9.2.1 IEEE802.11標準的重要技術規(guī)定標準的重要技術規(guī)定IEEE802.11是美國電機電子工程師協(xié)會(IEEE)為解決無線網路設備互連，于1997年6月制定發(fā)布的無線局域網標準。由于無線局域網是基于計算機網絡與無線通信技術，在計算機網絡結構中，邏輯鏈路控制(LLC)層及其之上

18、的應用層對不同的物理層的要求可以是相同的，也可以是不同的，因此，無線局域網標準主要是針對物理層和媒質訪問控制層(MAC)，涉及到所使用的無線頻率范圍、空中接口通信協(xié)議等技術規(guī)范與技術標準。 無線網絡無線網絡IEEE802.11標準標準1. IEEE 802.11X IEEE 802.111990年IEEE802標準化委員會成立IEEE802.11無線局域網標準工作組。IEEE 802.11(別名：Wi-Fi(Wireless Fidelity)無線保真)是在1997年6月由大量的局域網以及計算機專家審定通過的標準，該標準定義物理層和媒體訪問控制(MAC)規(guī)范。物理層定義了數據傳輸的信號特征和調

19、制，定義了兩個RF傳輸方法和一個紅外線傳輸方法，RF傳輸標準是跳頻擴頻和直接序列擴頻，工作在2.40002.4835GHz頻段。 IEEE 802.11bIEEE 802.11b標準規(guī)定無線局域網工作頻段在2.4-2.4835GHz，數據傳輸速率達到11Mbps，傳輸距離控制在50-150英尺。該標準是對IEEE 802.11的一個補充，采用補償編碼鍵控調制方式，采用點對點模式和基本模式兩運作模式，在數據傳輸速率方面可以根據實際情況在11Mbps、5.5Mbps、2Mbps、1Mbps的不同速率間自動切換，它改變了無線局域網設計狀況，擴大了無線局域網的應用領域。 無線網絡無線網絡IEEE802

20、.11標準標準IEEE 802.11b已成為當前主流的無線局域網標準，被多數廠商所采用，所推出的產品廣泛應用于辦公室、家庭、賓館、車站、機場等眾多場合，但是由于許多無線局域網的新標準的出現，IEEE 802.11a和IEEE 802.11g更是倍受業(yè)界關注。 IEEE 802.11a802.11a標準規(guī)定無線局域網工作頻段在5.158.825GHz，數據傳輸速率達到54Mbps/72Mbps(Turbo)，傳輸距離控制在10-100米。該標準擴充了標準的物理層，采用正交頻分復用(OFDM)的獨特擴頻技術，采用QFSK調制方式，可提供25Mbps的無線ATM接口和10Mbps的以太網無線幀結構接

21、口，支持多種業(yè)務如話音、數據和圖像等，一個扇區(qū)可以接入多個用戶，每個用戶可帶多個用戶終端。無線網絡無線網絡IEEE802.11標準標準802.11a標準是已在辦公室、家庭、賓館、機場等眾多場合得到廣泛應用的802.11b(傳輸速度11M/S)無線局域網標準的后續(xù)標準。它工作于2.4GHz頻帶是不需要執(zhí)照的，該頻段屬于工業(yè)、教育、醫(yī)療等專用頻段，是公開的，工作于5.158.825GHz頻帶需要執(zhí)照的。802.11a標準的傳輸優(yōu)點是傳輸速度快，速度可達54Mbps，完全能滿足語音、數據、圖像等業(yè)務的需要。缺點是無法與802.11b兼容，致使一些早已購買802.11b標準的無線網絡設備在新的802.

22、11a網絡中不能用。 IEEE 802.11g目前802.11主要有802.11b、802.11a、802.11g三個標準。最開始推出的是802.11b，它的傳輸速度為11MBps，因為它的連接速度比較低，隨后推出了802.11a標準，它的連接速度可達54MBps。 無線網絡無線網絡IEEE802.11標準標準但由于兩者不互相兼容，致使一些早已購買802.11b標準的無線網絡設備在新的802.11a網絡中不能用，所以IEEE又正式推出了完全兼容802.11b標準且與802.11a速率上兼容的802.11g標準，這樣通過802.11g，原有的802.11b和802.11a兩種標準的設備就可以在同

23、一網絡中使用。IEEE802.11g同802.11b一樣，也工作在2.4GHz頻段內，比現在通用的802.11b速度要快出5倍，并且與802.11完全兼容。無線局域網中的傳輸速度是指設備在某種網絡協(xié)議標準下的數據發(fā)送和接收的能力。這個數值取決于設備依賴于何種標準支持和環(huán)境等因素。IEEE 802.11g標準擁有IEEE 802.11a的傳輸速率，安全性較IEEE 802.11b好，雖然802.11a較適用于企業(yè)，但是為了兼顧現有802.11b設備投資，選用802.11g的可能性極大。無線網絡無線網絡IEEE802.11標準標準 IEEE 802.11iIEEE 802.11i標準是結合IEEE

24、802.11x中的用戶端口身份驗證和設備驗證，對無線局域網 MAC層進行修改與整合，定義了嚴格的加密格式和鑒權機制，以改善無線局域網的安全性。IEEE 802.11i新修訂標準主要包括兩項內容：“Wi-Fi保護訪問”(Wi-Fi Protected Access：WPA)技術和“強健安全網絡”(RSN)。 IEEE 802.11e/f/hIEEE 802.11e標準對無線局域網 MAC層協(xié)議提出改進，以支持多媒體傳輸，以支持所有WLAN無線廣播接口的服務質量保證QOS機制。IEEE 802.11f，定義訪問節(jié)點之間的通訊，支持IEEE 802.11的接入點互操作協(xié)議(IAPP)。IEEE 80

25、2.11h用于802.11a的頻譜管理技術。無線網絡無線網絡IEEE802.11標準標準2. HIPERLAN歐洲電信標準化協(xié)會(ETSI)的寬帶無線電接入網絡(BRAN)小組制定Hiper(High Performance Radio)接入泛歐標準，已推出HiperLAN1和HiperLAN2。HIPERLAN1推出時，數據速率較低，沒有被人們重視，在2000年，HIPERLAN2標準制定完成，HIPERLAN2標準的最高數據速率能達到54Mbit/s，HIPERLAN2標準詳細定義了無線局域網的檢測功能和轉換信令，用以支持許多無線網絡，支持動態(tài)頻率選擇、無線信元轉換、鏈路自適應、多束天線和

26、功率控制等。該標準在無線局域網性能、安全性、服務質量QOS等方面也給出了一些定義。HiperLAN1對應1EEE802.11b，HiperLAN2與1EEE082.11a具有相同的物理層，他們可以采用相同的部件，并且，HiperLAN2強調與3G整合。HIPERLAN2標準也是目前較完善的無線局域網協(xié)議。無線網絡無線網絡IEEE802.11標準標準3. HomeRFHomeRF工作組是由美國家用射頻委員會領導于1997年成立的，其主要工作任務是為家庭用戶建立具有互操作性的話音和數據通信網，2001年8月推出HomeRF 2.0版，集成了語音和數據傳送技術，工作頻段在10 GHz，數據傳輸速率達

27、到10Mbps，在無線局域網的安全性方面主要考慮訪問控制和加密技術。HomeRF是對現有無線通信標準的綜合和改進：當進行數據通信時，采用IEEE802.11規(guī)范中的TCP/IP傳輸協(xié)議；當進行語音通信時，則采用數字增強型無繩通信標準。但是，該標準與802.11b不兼容，并占據了與802.11b和Bluetooth相同的2.4GHz頻率段，所以在應用范圍上會有很大的局限性，更多的是在家庭網絡中使用。無線網絡無線網絡IEEE802.11標準標準4. Bluetooth(藍牙)所謂藍牙(Bluetooth)技術，實際上是一種短距離無線連接技術，利用“藍牙”技術，能夠有效地簡化掌上計算機、筆記本計算機

28、和移動電話手機等移動通信終端設備之間的通信，也能夠成功地簡化以上這些設備與Internet之間的通信，從而使這些現代通信設備與因特網之間的數據傳輸變得更加迅速高效，為無線通信拓寬道路?，F在無線局域網產品已經陸續(xù)支持藍牙技術。藍牙產品采用的是一種稱之為跳頻的技術，能夠抗信號衰落；工作于2.4GHz的ISM(即工業(yè)、科學、醫(yī)學)頻段，以省去申請專用許可證的麻煩；采用FM調制方式，使設備變得更為簡單可靠；“藍牙”的每一個話音通道支持64kbps的同步話音，異步通道支持的最大速率為721Kbps、反向應答速率為57.6Kbps的非對稱連接，或者432.6kbps的對稱連接。無線網絡無線網絡IEEE80

29、2.11標準標準像任何新技術一樣，藍牙必有適合它生長的需要和自身的優(yōu)勢之處，開發(fā)它的一些應用功能要比作其他事情需要更多的時間。從目前的藍牙產品來看，藍牙主要應用方面：手機、掌上電腦和其他數字設備，例如數字照相機、數字攝像機等。以及藍牙技術構成的電子錢包和電子鎖?；@牙系統(tǒng)嵌入微波爐、洗衣機、電冰箱、空調機等傳統(tǒng)家用電器。5. 各種無線協(xié)議標準的比較802.11是IEEE制訂的第一個無線局域網標準，主要用于解決辦公室局域網和校園網中用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務主要限于數據訪問，速率最高只能達到2Mbit/s。由于它在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，因此，IEEE小組又相繼推出了802.11

30、b和802.11a兩個新標準，前者已經成為目前的主流標準，而后者也被很多廠商看好。表9-1給出了各種無線協(xié)議標準的比較，表9-2給出了IEEE 802.11的特性說明。無線網絡無線網絡IEEE802.11標準標準802.11 802.11b 802.11a Bluetooth(藍牙藍牙)頻率頻率 2.4GHz2.4GHz 5GHz2.4GHz帶寬帶寬 12Mbps可達11Mbps可達54Mbps 1Mbps距離距離 100m功率增加可擴展 100m510km10m100m業(yè)務業(yè)務 數據 數據、圖像語音、數據、圖像語音、數據表9-1 各種無線協(xié)議標準的比較無線網絡無線網絡IEEE802.11標準

31、標準特性特性 說明說明物理層物理層 直序擴頻(DSSS)，調頻擴頻(FHSS)，紅外(IR)頻段頻段 2.4GHz(ISM頻段，802.11b和802,11g)，5GHz(802.11a)速率速率 11Mbps，2 Mbps(802.11b)，55M(802.11a和802.11g)安全安全 基于RC4的流加密算法，有限的密鑰管理吞吐量吞吐量 11M(802.11b)，54M(802.11a和802.11g)范圍范圍室內100米，室外300米左右優(yōu)點優(yōu)點無需布線，使用靈活方便，產品已經很多且成熟，價格已大眾化缺點缺點安全方面比較差，吞吐量會隨著用戶的增多和距離的加大而下降表9-2 802.11

32、特性說明無線網絡IEEE802.11標準9.2.2 IEEE802.11b標準標準1. 802.11b標準簡介IEEE 802.11b無線局域網的帶寬最高可達11Mbps，比IEEE 802.11標準快5倍，擴大了無線局域網的應用領域。另外，也可根據實際情況采用5.5Mbps、2Mbps和1Mbps帶寬，實際的工作速度在5Mbps左右，與普通的10Base-T規(guī)格有線局域網幾乎是處于同一水平。IEEE 802.11b使用的是開放的2.4GB頻段，不需要申請就可使用。既可作為對有線網絡的補充，也可獨立組網，從而使網絡用戶擺脫網線的束縛，實現真正意義上的移動應用。IEEE 802.11b無線局域網

33、與我們熟悉的IEEE 802.3以太網的原理很類似，都是采用載波偵聽的方式來控制網絡中信息的傳送。無線網絡IEEE802.11標準不同之處是以太網采用的是CSMA/CD(載波偵聽/沖突檢測)技術，網絡上所有工作站都偵聽網絡中有無信息發(fā)送，當發(fā)現網絡空閑時即發(fā)出自己的信息，如同搶答一樣，只能有一臺工作站搶到發(fā)言權，而其余工作站需要繼續(xù)等待。如果一旦有兩臺以上的工作站同時發(fā)出信息，則網絡中會發(fā)生沖突，沖突后這些沖突信息都會丟失，各工作站則將繼續(xù)搶奪發(fā)言權。而IEEE 802.11b無線局域網則引進了沖突避免技術，從而避免了網絡中沖突的發(fā)生，可以大幅度提高網絡效率。表9-3給出了IEEE 802.1

34、1b的主要優(yōu)點。無線網絡IEEE802.11標準功能優(yōu) 點速度2.4ghz直接序列擴頻無線電提供最大為11mbps的數據傳輸速率，無須直線傳播 動態(tài)速率轉換當射頻情況變差時，降低數據傳輸速率為5.5mbps、2mbps和1mbps使用范圍802.11b支持以百米為單位的范圍(在室外為300米；在辦公環(huán)境中最長為100米)可靠性 與以太網類似的連接協(xié)議和數據包確認提供可靠的數據傳送和網絡帶寬的有效使用互動性與以前的標準不同的是，802.11b只允許一種標準的信號發(fā)送技術。weca將認證產品的互用性電源管理 802.11b網絡接口卡可轉到休眠模式，訪問點將信息緩沖到客戶，延長了筆記本計算機的電池壽

35、命漫游支持當用戶在樓房或公司部門之間移動時，允許在訪問點之間進行無縫連接加載平衡802.11b nic更改與之連接的訪問點，以提高性能(例如，當前的訪問點流量較擁擠，或發(fā)出低質量的信號時)可伸縮性最多三個訪問點可以同時定位于有效使用范圍中，以支持上百個用戶同時語音和數據支持安全性內置式鑒定和加密表9-3 IEEE 802.11b優(yōu)點IEEE 802.11b優(yōu)點2. 802.11b的基本運作模式802.11b運作模式基本分為兩種：點對點模式和基本模式。點對點模式是指無線網卡和無線網卡之間的通信方式。只要PC插上無線網卡即可與另一具有無線網卡的PC連接，對于小型的無線網絡來說，是一種方便的連接方式

36、，最多可連接256臺PC。而基本模式是指無線網絡規(guī)模擴充或無線和有線網絡并存時的通信方式，這是802.11b最常用的方式。此時，插上無線網卡的PC需要由接入點與另一臺PC連接。接入點負責頻段管理及漫游等指揮工作，一個接入點最多可連接1024臺PC(無線網卡)。當無線網絡節(jié)點擴增時，網絡存取速度會隨著范圍擴大和節(jié)點的增加而變慢，此時添加接入點可以有效控制和管理頻寬與頻段。無線網絡需要與有線網絡互連，或無線網絡節(jié)點需要連接和存取有線網的資源和服務器時，接入點可以作為無線網和有線網之間的橋梁。 IEEE 802.11b優(yōu)點3. 802.11b的典型解決方案IEEE 802.11b標準為臨時網絡和客戶

37、機/服務器網絡提供了協(xié)議規(guī)范。臨時網絡是一種簡單網絡，在這種網絡中無需使用接入點或服務器，就可在給定覆蓋區(qū)域內的多個站點之間建立通信。該標準規(guī)定了每個站點必須遵守的規(guī)則，這樣所有的站點都可以公平地訪問無線媒介。它提供了仲裁媒介使用請求的方式，以保證為基礎服務集合中的所有用戶提供最大的吞吐量?？蛻魴C/服務器網絡使用一個接入點，該接入點控制所有站(station)的傳輸時間分配并使移動站可以從一個蜂窩到另一個蜂窩漫游。接入點用于處理來自移動無線電到該客戶機/服務器網絡的有線或無線骨干線路的傳輸流。這種安排考慮到了基礎服務中所有站的協(xié)調，并保證了對數據流的正確處理。接入點為無線站之間數據或輸入輸出網

38、絡服務器的數據提供了路由功能。IEEE 802.11b優(yōu)點 對等解決方案對等解決方案是一種最簡單的應用方案，只要給每臺計算機安裝一片無線網卡，即可相互訪問。如果需要與有線網絡連接，可以為其中一臺計算機再安裝一片有線網卡，無線網中其余計算機即利用這臺計算機作為網關，訪問有線網絡或共享打印機等設備。但是，對等解決方案是一種點對點方案，網絡中的計算機只能一對一互相傳遞信息，而不能同時進行多點訪問。如果要實現像有線局域網的互通功能，則必須借助接入點。 單接入點解決方案接入點相當于有線網絡中的集線器。無線接入點可以連接周邊的無線網絡終端，形成星形網絡結構，同時通過10Base-T端口與有線網絡相連，使整

39、個無線網的終端都能訪問有線網絡的資源，并可通過路由器訪問Internet。IEEE 802.11b優(yōu)點功 能 優(yōu) 點 不易接線的區(qū)域在不易接線或接線費用較高的區(qū)域(如有歷史意義的建筑物，有石棉的建筑物，以及教室)中提供網絡服務靈活的工作組為經常進行網絡配置更改的工作區(qū)降低了總擁有成本網絡化的會議室用戶可在從一個會議室移動到另一個會議室時進行網絡連接，以獲得最新的信息，并且可在決策時相互交流特殊網絡現場顧問和小工作組的快速安裝和兼容軟件可提高工作效率子公司網絡為遠程或銷售辦公室提供易于安裝、使用和維護的網絡部門范圍的網絡移動漫游功能使企業(yè)可以建立易于使用的無線網絡，可覆蓋所有部門802.11b由

40、于其便利性和可伸縮性，特別適用于小型無線局域網，例如辦公環(huán)境和家庭環(huán)境。在室內環(huán)境中，針對不同的實際情況可以有不同的解決方案。同時，802.11b允許使用任何現有在有線網絡上運行的應用程序或網絡服務。表9-4給出了IEEE 802.11b的無線局域網的應用。表9-4 802.11b應用IEEE 802.11b優(yōu)點在筆記本無線網卡中最常見的接口就是PCMCIA接口。這種接口類型的網卡是筆記本計算機專用的。支持熱插拔、具有易于安裝，體積輕便的特點。如9-2圖所示為PCMCIA接口無線網卡。PCMCIA無線網卡僅適用于筆記本計算機，支持熱插拔，可以非常方便地實現移動無線接入。PCI無線網卡適用于普通

41、的臺式計算機使用。其實PCI無線網卡只是在PCI轉接卡上插入一塊普通的PCMCIA卡。USB接口無線網卡適用于筆記本和臺式機，支持熱插拔，如果網卡外置有無線天線，那么，USB接口就是一個比較好的選擇。如圖9-3所示為USB接口無線網卡。無線網卡的作用類似于以太網中的網卡，作為無線局域網的接口，實現與無線局域網的連接。無線網卡根據接口類型的不同，主要分為三種類型，即PCMCIA無線網卡、PCI無線網卡和USB無線網卡。無線局域網的組建9.3.1 無線局域網的主要設備無線局域網中經常使用的設備主要有三種：無線網卡、無線AP(Access Point，無線基站)和無線路由器。 無線網卡是安裝在計算機

42、上，用于計算機之間或計算機與AP、路由器之間的無線連接；無線AP用于信號放大及無線網與有線網的通信，其作用類似于有線網絡的集線器或交換機；無線路由器則類似于寬帶路由器，除可用于連接無線網卡外，還可直接實現無線局域網的Internet連接共享。下面就這三種設備組建的常見無線網絡模式進行詳細介紹。1. 無線網卡無線網卡的作用跟普通網卡一樣，是用來連接到局域網上的，其與Ethernet網卡的差別是在于前者的數據傳送是借助無線電波，而后者則是通過網絡線。它只是一個信號收發(fā)的設備，只有在找到上局域網的出口時才能實現與工作站的連接，無線網卡是在無線局域網覆蓋的范圍內實現工作站之間的連接。無線局域網的組建無

43、線局域網的組建圖9-2 PCMCIA端口 圖9-3 USB端口在無線局域網產品中，USB接口經常出現在無線網卡或者USB集線器、USB MODEM等產品中。USB即通用串行總線，支持熱插拔。 無線局域網的組建無線局域網的組建2. 無線接入器無線接入器AP(ACCESS POINT)其實它只是一個簡稱，基本有三個類型：無線收發(fā)器、無線網橋和無線路由器。 無線收發(fā)器無線接入點(無線收發(fā)器)，用于無線局域網的無線HUB，是無線局域網的核心。它是移動計算機用戶進入有線以太網骨干的接入點，AP可以簡便地安裝在天花板或墻壁上，主要用于寬帶家庭、大樓內部以及園區(qū)內部，典型距離覆蓋幾十米至上百米，目前主要技術

44、為802.11系列。Access Point，一般俗稱為網絡橋接器，顧名思義即是當作傳統(tǒng)的有線局域網絡與無線局域網絡之橋梁，因此任何一臺裝有無線網卡之PC均可透過AP去分享有線局域網絡甚至廣域網絡之資源。無線局域網的組建無線局域網的組建 無線網橋將兩個或多個不同建筑物間的局域網絡用無線連接起來的設備叫無線網橋，它可以提供點到點，點到多點的連接方式，與功率放大器、定向天線配合使用可以傳輸幾十公里的距離，主要應用于室外，使用無線網橋不可能只使用一個，必需兩個以上，而AP可以單獨使用?，F在大多數2.4GHz的無線網橋不但具有無線橋接功能，還具有無線覆蓋功能，這是設備本身帶有的兩種模式功能。無線網橋的

45、作用類似于以太網中的集線器或接入層交換機。它是傳統(tǒng)的有線局域網絡與無線局域網絡之間的橋梁，是無線網絡中數據傳輸的“中轉站”。任何一臺裝有無線網卡的PC均可透過AP去分享有線局域網絡甚至廣域網絡的資源。AP的應用范圍很廣，既可以用于裝有無線網卡的計算機之間數據交換，也能夠用于裝有無線網卡計算機與有線網絡之間的數據交換。網絡中增加一個無線AP后，即可成倍地擴展網絡覆蓋直徑。 無線局域網的組建無線局域網的組建 無線路由器帶有無線覆蓋功能的路由器，它主要應用于用戶上網和無線覆蓋。無線路由器一般都支持專線xDSL/Cable，動態(tài)xDSL，PPTP四種接入方式，它還具有其他一些網絡管理的功能，例如DHC

46、P服務、NAT防火墻、MAC地址過濾等等功能。9.3.2 無線局域網的組建形式1. 室內對等連接對等(Peer To Peer)方式下的局域網，不需要單獨的具有總控接轉功能的接入設備AP(Access Point)，所有的基站都能對等地相互通信。并不是所有號稱兼容802.11標準的產品都具有這種工作模式，無線產品對應的這種模式是AdHocDemo Mode。在AdHoc Demo模式的局域網中，一個基站會自動設置為初始站，對網絡進行初始化，使所有同域(SSID相同)的基站成為一個局域網，并且設定基站協(xié)作功能，允許有多個基站同時發(fā)送信息。無線局域網的組建無線局域網的組建2. 室內移動辦公這種方式

47、以星型拓撲為基礎，以接入點AP為中心，所有的基站通信要通過AP接轉，相當于以無線鏈路作為原有的基干網或其一部分，相應地在MAC幀中，同時有源地址、目的地址和接入點地址。通過各基站的響應信號，接入點AP能在內部建立一個像“路由表”那樣的“橋連接表”，將各個基站和端口一一聯系起來。當接轉信號時，AP就通過查詢“橋連接表”進行。無線局域網的組建無線局域網的組建圖9-4 室內對等連接圖9-5 室內移動辦公無線局域網的組建無線局域網的組建圖9-6 室內有線的拓展 3. 室內有線的拓展如圖9-6所示，當室內布線不方便、原來的信息點不夠用或有計算機的相對移動時，可以利用此無線解決方案。這樣就可以使插有無線網

48、卡的客戶共享有線網資源，實現有線無線隨時隨地的共享連接。傳輸速率：11MBPS傳輸距離：室內(大開間)550米范圍。所用無線網設備：無線接入點一臺；無線PCMCIA卡X塊。無線局域網的組建無線局域網的組建無線冗余解決方案：對于網絡可靠性要求較高的應用環(huán)境，例如金融、證券等，接入點一旦失效，整個無線網絡會癱瘓，將帶來很大損失。因此，可以將兩個接入點放置在同一位置，從而實現無線冗余備份的方案。多蜂窩漫游工作方式：在一個大樓中或者在很大的平面里面部署無線網絡時，可以布置多個接入點構成一套微蜂窩系統(tǒng)，這與移動電話的微蜂窩系統(tǒng)十分相似。微蜂窩系統(tǒng)允許一個用戶在不同的接入點覆蓋區(qū)域內任意漫游，隨著位置的變

49、換，信號會由一個接入點自動切換到另外一個接入點。整個漫游過程對用戶是透明的，雖然提供連接服務的接入點發(fā)生了切換，但對用戶的服務卻不會被中斷。無線局域網的組建無線局域網的組建4. 室外中繼應用無線節(jié)點接入有線網，例如在工廠車間中，車間具有一個網絡接口連接有線網，而車間中許多信息點由于距離很遠使得網絡布線成本很高，還有一些信息點由于周邊環(huán)境比較惡劣，無法進行布線。由于這些信息點的分布范圍超出了單個接入點的覆蓋半徑，我們可以采用兩個接入點實現無線中繼，以擴大無線網絡的覆蓋范圍。如圖9-7所示，A、B、C網分別為三個有線網，A網為中心點，外圍有B網和C網。無線網橋的接法與上一例點到點的非常相似，只是中

50、心點A網的無線網橋上需插有兩塊無線網卡，兩塊無線網卡分別通過饋線接兩部天線，兩部天線分別指向B網和C網。此方案主要應用于有三個局域網或有中繼的兩個局域網，其每條鏈路均為11Mbps傳輸速率。所需無線設備：無線網橋3臺；PCMCIA無線網卡2塊；工作頻率2.4GHz天線4套；饋線若干。無線局域網的組建無線局域網的組建圖9-7 室外中繼應用圖9-7 室外中繼應用圖9-7 室外中繼應用無線局域網的組建無線局域網的組建圖9-8 室外的點對點 無線局域網的組建無線局域網的組建5. 室外的點對點如圖9-8所示兩個有線網通過無線相連。A網與B網分別為兩個有線網，在距離較遠無法布線的情況下，可通過兩臺無線網橋

51、將兩個有線網連在一起，可通過網橋上的RJ45口接口與有線的交換機或HUB相接。網橋的射頻輸出端口，通過饋線接到天線。主要用于兩點之間距離較遠或中間有河流、馬路等無法布線，專線、撥號成本又高的情況下。可以傳輸圖象、語音、數據等，其傳輸速率為11Mbps。所需無線設備：無線網橋2臺；工作頻率2.4GHz天線兩套；饋線若干米及其他附件。6. 室外點對多點如圖9-9所示，A有線網為中心點，B、C、D分別為外圍的三個有線網，這里，幾個有線網可以為不同網段。在無線設備上的選用有所不同，在中心點需要采用全向天線，其他各點采用定向天線。此方案應用于總部與多個分部之間，其傳輸速率為11Mbps，傳輸距離小于10

52、公里，工作頻率為2.4GHz。所需無線設備：無線網橋4臺；PCMCIA無線網卡1塊；2.4G定向天線3套；2.4G全向天線一套；饋線若干。無線局域網的組建圖9-9 室外點對多點當網絡規(guī)模較大，超過了單個接入點的覆蓋半徑時，可以采用多個接入點分別與有線網絡相連，從而形成以有線網絡為主干的多接入點的無線網絡，所有無線終端可以通過就近的接入點接入網絡，訪問整個網絡的資源，從而突破無線網覆蓋半徑的限制。無線局域網的組建無線局域網的配置無線局域網的配置對于無線局域網來說，其網絡參數的設置在很大程度上與有線局域網的配置方法相近。無線局域網的基本配置就是一塊無線網卡及一臺橋接器(AP)，如此便能以無線的模式

53、，配合既有的有線局域網來分享網絡資源。在配置網絡參數之前，用戶應該在各臺需要進行信息傳輸的計算機中正確安裝好無線網卡，同時要調整好計算機與計算機之間的距離，以及擺放好計算機的位置，以免影響信號的正常傳輸。然后按照下面的方法，對網絡參數進行合適的配置。9.4.1 在Windows 2000系統(tǒng)下由于Windows 2000系統(tǒng)本身沒有相關的組件來支持無線局域網的使用，所以在進行網絡參數的設置工作之前，一定要借助一種專門的無線局域網的管理和配置程序，來設置網絡參數，目前許多無線網卡都會隨機附帶Client Manager程序，按照常規(guī)方法正確將該程序安裝在對應的操作系統(tǒng)中，再執(zhí)行下面的設置步驟：圖

54、9-10 Wireless客戶機管理器 在Windows 2000系統(tǒng)桌面上，單擊開始菜單，然后在其中依次執(zhí)行“程序”“Wireless”“Client Manager”命令，打開一個標題為“Wireless客戶機管理器”的設置界面，如圖9-10所示。 無線局域網的配置無線局域網的配置 將鼠標移動到該設置界面的菜單欄上，單擊其中的“操作”菜單項，從隨后打開的下拉菜單中執(zhí)行“添加”命令，再從隨后出現的下級菜單中選中“編輯配置簡介”選項，這樣屏幕上就能顯示一個“選擇簡介”設置對話框，如圖9-11所示； 在該設置框中，用鼠標單擊一下其中的“編輯”按鈕，系統(tǒng)隨后將打開一個標題為“編輯配置”的設置對話框

55、；如果不想使用默認的配置名稱的話，可以在“選擇簡介”設置對話框中單擊“添加”按鈕來重新創(chuàng)建一個無線網絡配置名稱； 如果希望計算機能使用在不同的局域網中的話，就可以利用這里的“添加”功能來創(chuàng)建多個不同的配置文件，到時只要選擇與對應局域網相關的配置名稱，就能快速設置與對應局域網相關的無線網絡參數了；無線局域網的配置無線局域網的配置圖9-11 添加/編輯配置簡介無線局域網的配置無線局域網的配置圖9-12 編輯配置-網絡類型圖9-13 編輯配置-標識網絡 在“編輯配置”設置對話框中，用鼠標單擊“網絡類型”下拉按鈕，從彈出的下拉列表中選擇“對等工作組”選項，如圖9-12所示，繼續(xù)用鼠標單擊該界面中的“下

56、一步”按鈕； 隨后在屏幕上將出現如圖9-13所示“標識網絡”的設置界面，在這個界面中，可以用鼠標單擊其中的“掃描”按鈕，這樣Client Manager程序就能自動掃描當前計算機系統(tǒng)中可以被使用的對等無線局域網，同時將結果正確地顯示出來； 無線局域網的配置無線局域網的配置 圖9-14 掃描網絡名 如圖9-15所示，在“設置安全性”的對話框中，選擇“啟用數據安全性”復選框，在數據傳輸時進行加密，確保無線局域網的通訊安全。在“密鑰”設置欄中輸入要設置的密鑰。不過，傳輸的不是重要文件信息的話，也可不選中這個復選框來對信息進行加密。不對信息進行加密傳輸的話，那么信息傳輸將會占用比較少的計算機系統(tǒng)資源。

57、 如圖9-14所示，在搜索結果頁面中，用鼠標選中搜索到的無線局域網，然后再單擊一下搜索頁面中的“確定”按鈕，來退出搜索結果頁面，返回“標識網絡”設置界面中，并單擊“下一步”按鈕； 無線局域網的配置無線局域網的配置圖9-15 編輯配置-設置安全性 圖9-16 編輯配置-電源管理 設置安全參數后，單擊該界面中的“下一步”按鈕，打開一個“電源管理”的設置對話框，如圖9-16所示。如果使用的是筆記本計算機的話，就可以用鼠標選擇這里的“打開”選項，來啟用電源管理功能，以減少對電能的消耗。不過一旦啟動電源管理功能的話，那么局域網的無線傳輸性能就會降低，那么信息傳輸的速率以及對傳輸的距離要求都會降低；無線局

58、域網的配置無線局域網的配置圖9-17 編輯配置- TCP/IP行為 要是關閉電源管理功能的話，盡管信息傳輸會消耗很多的電能，但是網絡的無線傳輸性能就會得到保證，特別是信息的傳輸速率就能達到很快的標準，而且傳輸距離也可以更遠一點； 配置好電源管理功能后，再單擊“下一步”按鈕，打開如圖9-17所示“TCP/IP行為”設置對話框，在這里選中“在選擇此簡介時更新IP地址”這個復選項，這樣計算機在從一個網絡移動到其他不同的網絡中時，就能自動完成IP地址的更新工作了； 無線局域網的配置無線局域網的配置最后用鼠標單擊設置界面中的“完成”按鈕，從而結束局域網無線網絡參數的設置工作了。設置好網絡參數后，就可以在

59、局域網中相互傳輸信息了，在傳輸的時候有可能會出現信號不太穩(wěn)定的現象，此時應該將計算機與計算機之間的距離和位置調整好，如果還出現連接不穩(wěn)定的現象的話，那么很有可能是無線網卡的質量不太過硬，不妨重新更換一下網卡來試試。9.4.2 在Windows XP系統(tǒng)下相比較而言，在Windows XP系統(tǒng)下設置無線網絡參數的步驟要簡單一些，因為Windows XP系統(tǒng)本身就已經為用戶提供了對無線網絡的良好支持，用戶可以直接在“網絡連接”窗口中來設置網絡參數，而不需要另外安裝什么無線網絡管理和配置軟件了。下面，就是具體的參數設置步驟：無線局域網的配置無線局域網的配置圖9-18 網絡連接 在Windows XP

60、系統(tǒng)桌面上，依次單擊“開始”“設置”“控制面板”命令，打開控制面板窗口，在其中雙擊網絡圖標，打開“網絡連接”界面，如圖9-18所示；無線局域網的配置無線局域網的配置 在“網絡連接”界面中，右擊“無線網絡連接”圖標，從打開的快捷菜單中，執(zhí)行“屬性”命令，系統(tǒng)就會自動顯示“無線網絡連接屬性”設置對話框，如圖9-19所示； 在如圖9-20所示“無線網絡連接屬性”設置對話框中，選擇“無線網絡配置”標簽，并在隨后彈出的標簽頁面中，用鼠標選中“用Windows來配置我的無線網絡配置”復選項，這樣就能啟用自動無線網絡配置功能；無線局域網的配置無線局域網的配置圖9-19 無線網絡連接屬性-常規(guī)在首選接入點無線