計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)無線局域網(wǎng)簡介 ppt講解)

1、無線局域網(wǎng)Wi-Fi (Wireless Fidelity) 什么是Wi-Fi Wi-Fi (Wireless Fidelity)是無線局域網(wǎng)聯(lián)盟(WLANA)的一個(gè)商標(biāo)。該商標(biāo)僅保障使用該商標(biāo)的商品互相之間可以合作。WIFI是指由AP(Access Point)和無線網(wǎng)卡組成的無線網(wǎng)絡(luò)。Wi-Fi使用的是IEEE標(biāo)準(zhǔn)。 802.11 局域網(wǎng)的物理層 802.11 無線局域網(wǎng)可再細(xì)分為不同的類型。 現(xiàn)在最流行的無線局域網(wǎng)是 兩種802.11a 和 802.11g,產(chǎn)品廣泛存在幾種常用的 802.11 無線局域網(wǎng) 標(biāo)準(zhǔn)頻段數(shù)據(jù)速率物理層優(yōu)缺點(diǎn)802.11b2.4 GHz最高為11 Mb/sHR-

2、DSSS 最高數(shù)據(jù)率較低，價(jià)格最低，信號傳播距離最遠(yuǎn)，且不易受阻礙 802.11a5 GHz最高為54 Mb/sOFDM最高數(shù)據(jù)率較高，支持更多用戶同時(shí)上網(wǎng)，價(jià)格最高，信號傳播距離較短，且易受阻礙802.11g2.4 GHz最高為54 Mb/sOFDM最高數(shù)據(jù)率較高，支持更多用戶同時(shí)上網(wǎng)，信號傳播距離最遠(yuǎn)，且不易受阻礙，價(jià)格比 802.11b貴802.11 局域網(wǎng)的 MAC 幀 802.11 幀共有三種類型，即控制幀、數(shù)據(jù)幀和管理幀。 下面是數(shù)據(jù)幀的主要字段。 字節(jié) 2 2 6 6 6 2 6 0 2312 4幀控制持續(xù)期地址 1地址 2地址 3序號控制地址 4幀主體FCS協(xié)議版本類型子類型到

3、DS從DS更多分片重試功率管理更多數(shù)據(jù)WEP 順序位 2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 1MAC 首部802.11 數(shù)據(jù)幀的三大部分 MAC 首部，共 30 字節(jié)。幀的復(fù)雜性都在幀的首部。 幀主體，也就是幀的數(shù)據(jù)部分，不超過2312 字節(jié)。這個(gè)數(shù)值比以太網(wǎng)的最大長度長很多。不過 802.11 幀的長度通常都是小于 1500 字節(jié)。 幀檢驗(yàn)序列 FCS 是尾部，共 4 字節(jié) 1. 關(guān)于 802.11 數(shù)據(jù)幀的地址 802.11 數(shù)據(jù)幀最特殊的地方就是有四個(gè)地址字段。地址 4 用于自組網(wǎng)絡(luò)。我們在這里只討論前三種地址。 到 DS從 DS地址 1地址 2地址 3地址 401目的地址AP 地址源

4、地址11AP 地址源地址目的地址返回2.序號控制字段、持續(xù)期字段和幀控制字段 序號控制字段占 16 位，其中序號子字段占 12 位，分片子字段占 4 位。 持續(xù)期字段占 16 位。 幀控制字段共分為 11 個(gè)子字段。 協(xié)議版本字段現(xiàn)在是 0。 類型字段和子類型字段用來區(qū)分幀的功能。 更多分片字段置為 1 時(shí)表明這個(gè)幀屬于一個(gè)幀的多個(gè)分片之一。 有線等效保密字段 WEP 占 1 位。若 WEP = 1，就表明采用了 WEP 加密算法。 分片的發(fā)送舉例 ttt源站目的站 其他站RTSCTS分片 1ACK分片 2ACK分片 3ACKSIFSNAV (RTS)NAV (CTS)長的幀劃分為許多分片9.

5、2 無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng) WPAN (Wireless Personal Area Network) 在個(gè)人工作地方把屬于個(gè)人使用的電子設(shè)備用無線技術(shù)連接起來自組網(wǎng)絡(luò)，不需要使用接入點(diǎn) AP。 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的范圍大約在 10 m 左右。 無線個(gè)人區(qū)域網(wǎng) WPAN 和個(gè)人區(qū)域網(wǎng) PAN (Personal Area Network)并不完全等同，因?yàn)?PAN 不一定都是使用無線連接的。 WPAN 和 WLAN 并不一樣。 WPAN 是以個(gè)人為中心來使用的無線人個(gè)區(qū)域網(wǎng)，它實(shí)際上就是一個(gè)低功率、小范圍、低速率和低價(jià)格的電纜替代技術(shù)。WPAN 都工作在 2.4 GHz 的 ISM 頻段。 但 WLAN 卻是同

6、時(shí)為許多用戶服務(wù)的無線局域網(wǎng)，它是一個(gè)大功率、中等范圍、高速率的局域網(wǎng)。 1. 藍(lán)牙系統(tǒng)(Bluetooth) 最早使用的 WPAN 是 1994 年愛立信公司推出的藍(lán)牙系統(tǒng)，其標(biāo)準(zhǔn)是 IEEE 802.15.1 。 藍(lán)牙的數(shù)據(jù)率為 720 kb/s，通信范圍在 10 米左右。 藍(lán)牙使用 TDM 方式和擴(kuò)頻跳頻 FHSS 技術(shù)組成不用基站的皮可網(wǎng)(piconet)。皮可網(wǎng)(piconet) Piconet 直譯就是“微微網(wǎng)”，表示這種無線網(wǎng)絡(luò)的覆蓋面積非常小。 每一個(gè)皮可網(wǎng)有一個(gè)主設(shè)備(Master)和最多7個(gè)工作的從設(shè)備(Slave)。 通過共享主設(shè)備或從設(shè)備，可以把多個(gè)皮可網(wǎng)鏈接起來，形成

7、一個(gè)范圍更大的擴(kuò)散網(wǎng)(scatternet)。 這種主從工作方式的個(gè)人區(qū)域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)起來價(jià)格就會比較便宜。 藍(lán)牙系統(tǒng)中的皮可網(wǎng)和擴(kuò)散網(wǎng) MMSSPSSSSSP皮可網(wǎng) 2擴(kuò)散網(wǎng)皮可網(wǎng) 1M 主設(shè)備S 從設(shè)備P 擱置的設(shè)備2. 低速 WPAN 低速 WPAN 主要用于工業(yè)監(jiān)控組網(wǎng)、辦公自動(dòng)化與控制等領(lǐng)域，其速率是 2 250 kb/s。 低速 WPAN 的標(biāo)準(zhǔn)是 IEEE 802.15.4。最近新修訂的標(biāo)準(zhǔn)是 IEEE 802.15.4-2006。 低速 WPAN 中最重要的就是 ZigBee。 ZigBee 技術(shù)主要用于各種電子設(shè)備（固定的、便攜的或移動(dòng)的）之間的無線通信，其主要特點(diǎn)是通信距離短（1

8、0 80 m），傳輸數(shù)據(jù)速率低，并且成本低廉。 ZigBee 的特點(diǎn) 功耗非常低。在工作時(shí)，信號的收發(fā)時(shí)間很短；而在非工作時(shí)，ZigBee 結(jié)點(diǎn)處于休眠狀態(tài)，非常省電。對于某些工作時(shí)間和總時(shí)間之比小于 1% 的情況，電池的壽命甚至可以超過10 年。 網(wǎng)絡(luò)容量大。一個(gè) ZigBee 的網(wǎng)絡(luò)最多包括有255 個(gè)結(jié)點(diǎn)，其中一個(gè)是主設(shè)備，其余則是從設(shè)備。若是通過網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)最多可以支持超過 64000 個(gè)結(jié)點(diǎn)。 ZigBee 的標(biāo)準(zhǔn) 在 IEEE 802.15.4 標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。 所有 ZigBee 產(chǎn)品也是 802.15.4 產(chǎn)品。 IEEE 802.15.4 只是定義了 ZigBe

9、e 協(xié)議棧的最低的兩層（物理層和 MAC 層），而上面的兩層（網(wǎng)絡(luò)層和應(yīng)用層）則是由 ZigBee 聯(lián)盟定義的。ZigBee 的協(xié)議棧 物理層MAC 層網(wǎng)絡(luò)層應(yīng)用層IEEE 802.15.4 定義ZigBee 聯(lián)盟定義ZigBee協(xié)議棧ZigBee 的組網(wǎng)方式可采用星形和網(wǎng)狀拓?fù)洌騼烧叩慕M合 FFDFFDFFDFFDFFDRFD端設(shè)備路由器FFDFFD協(xié)調(diào)器有一個(gè)全功能設(shè)備 FFD 充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的協(xié)調(diào)器。ZigBee 網(wǎng)絡(luò)中數(shù)量最多的端設(shè)備是精簡功能設(shè)備 RFD 結(jié)點(diǎn)。 3. 高速 WPAN 高速 WPAN 用于在便攜式多媒體裝置之間傳送數(shù)據(jù)，支持11 55 Mb/s的數(shù)據(jù)率，標(biāo)準(zhǔn)是 802.1

10、5.3， 。 IEEE 802.15.3a 工作組還提出了更高數(shù)據(jù)率的物理層標(biāo)準(zhǔn)的超高速 WPAN，它使用超寬帶 UWB 技術(shù)。 UWB 技術(shù)工作在 3.1 10.6 GHz 微波頻段，有非常高的信道帶寬。超寬帶信號的帶寬應(yīng)超過信號中心頻率的 25% 以上，或信號的絕對帶寬超過 500 MHz。 超寬帶技術(shù)使用了瞬間高速脈沖，可支持 100 400 Mb/s 的數(shù)據(jù)率，可用于小范圍內(nèi)高速傳送圖像或 DVD 質(zhì)量的多媒體視頻文件。 9.3 無線城域網(wǎng) WMAN(Wireless Metropolitan Area Network) 2002 年 4 月通過了 802.16 無線城域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。歐洲

11、的 ETSI 也制訂類似的無線城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn) HiperMAN。 WMAN 可提供“最后一英里”的寬帶無線接入（固定的、移動(dòng)的和便攜的）。 在許多情況下，無線城域網(wǎng)可用來代替現(xiàn)有的有線寬帶接入，因此它有時(shí)又稱為無線本地環(huán)路。 WiMAXWorldwide Interoperability for Microwave Access WiMAX 常用來表示無線城域網(wǎng) WMAN，這與Wi-Fi 常用來表示無線局域網(wǎng) WLAN 相似。 IEEE 的 802.16 工作組是無線城域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制訂者，而 WiMAX 論壇則是 802.16 技術(shù)的推動(dòng)者。 兩個(gè)正式標(biāo)準(zhǔn) 802.16d（它的正式名字是 802.1

12、6-2004），是固定寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)（2 66 GHz頻段）。 802.16 的增強(qiáng)版本，即 802.16e，是支持移動(dòng)性的寬帶無線接入空中接口標(biāo)準(zhǔn)（2 6 GHz頻段），它向下兼容 802.16-2004。 802.16 無線城域網(wǎng)服務(wù)范圍的示意圖 ISPU N I V E R S I T YU N I V E R S I T Y802.11 WLAN802.11 熱點(diǎn)802.11 WLAN802.16802.16802.16 基站802.16因特網(wǎng)802.16 基站802.16802.16電信網(wǎng)覆蓋范圍幾種無線網(wǎng)絡(luò)的比較 1 Gb/s100 Mb/s10 Mb/s1 Mb/s100 kb/s10 kb/s用戶數(shù)據(jù)率PAN LAN MAN WAN802.15.4ZigBee802.15.1藍(lán)牙802.15.3超寬帶802.11g, a802.11b802.162G移動(dòng)通信3G移動(dòng)通信4G移動(dòng)通信Wi-FiWiMAX1. 藍(lán)牙系統(tǒng)(Bluetooth) 最早使用的 WPAN 是 1994 年愛立信公司推出的藍(lán)牙系統(tǒng)，其標(biāo)準(zhǔn)是 IEEE 802.15.1 。 藍(lán)牙的數(shù)據(jù)率為 720 kb/s，通