無線局域網(wǎng)技術(shù)

第四章無線局域網(wǎng)技術(shù)無線局域網(wǎng)基礎(chǔ)校園中的無線網(wǎng)絡(luò)一般都是建立有線網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，是對(duì)進(jìn)行有線網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)充。無線網(wǎng)絡(luò)包含的區(qū)域一般主要分布在辦公樓、新區(qū)辦公樓、教學(xué)樓、足球場、體育館、圖書館、國際交流中心、研究生宿舍、教職工公寓、校園廣場等有線網(wǎng)絡(luò)未能覆蓋和接入的眾多區(qū)域，需要采用無線技術(shù)進(jìn)行全方位、立體式無線覆蓋，讓師生們可以隨時(shí)隨地、無拘無束地連接到整個(gè)校園網(wǎng)絡(luò)，享受隨時(shí)隨地、移動(dòng)式網(wǎng)絡(luò)接入服務(wù)。無線局域網(wǎng)絡(luò)工作場景無線局域網(wǎng)絡(luò)工作拓?fù)錈o線局域網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目林業(yè)大學(xué)已經(jīng)互相連通的校園網(wǎng)絡(luò),為了使網(wǎng)絡(luò)遍布校園的每一個(gè)角落,真正享受互聯(lián)互通的網(wǎng)絡(luò)，希望操場\體育館\學(xué)校的假山\所有的教師都能接入互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)?？紤]到林業(yè)大學(xué)學(xué)校分布情況，建議在以上這些區(qū)域使用無線技術(shù),接入互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)。無線局域網(wǎng)絡(luò)知識(shí)準(zhǔn)備為了順利構(gòu)建校園無線局域網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目，需要具備的知識(shí)技能有：

知識(shí)目標(biāo)：什么無線網(wǎng)絡(luò)；無線網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)知識(shí)； 無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的知識(shí)；無線網(wǎng)卡;安裝無線網(wǎng)卡;

識(shí)別無線網(wǎng)絡(luò)的接入設(shè)備AP;無線網(wǎng)絡(luò)模式;

建立簡單的家庭無線網(wǎng)絡(luò)…………無線局域網(wǎng)絡(luò)知識(shí)介紹（1）什么是無線網(wǎng)絡(luò)無線網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備什么是無線網(wǎng)絡(luò)

無線網(wǎng)絡(luò)不使用電子或光學(xué)導(dǎo)體。大多數(shù)情況下地球的大氣便是數(shù)據(jù)的物理性通路。從理論上講，無線網(wǎng)絡(luò)最好應(yīng)用于難以布線的場合或遠(yuǎn)程通信。無線媒體有三種主要類型：無線電、微波及紅外線。采用電磁波承載技術(shù)，無需線纜，特點(diǎn)是價(jià)格較貴，聯(lián)網(wǎng)方式靈活，常用于輔助聯(lián)網(wǎng)筆記本電腦的普及校園內(nèi)仍然存在沒有布線的區(qū)域－－快速部署部分校園區(qū)域部署有線網(wǎng)絡(luò)成本較高可移動(dòng)式的訪問校園網(wǎng)將提高信息化水平為什么需要WLAN哪些場合需要無線網(wǎng)絡(luò)體育場辦公樓專家樓公寓廣場會(huì)議廳圖書館實(shí)驗(yàn)室

STA（Station，工作站）：是一個(gè)配備了無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。具有無線網(wǎng)絡(luò)適配器的個(gè)人計(jì)算機(jī)稱為無線客戶端。無線客戶端能夠直接相互通信或通過AP進(jìn)行通信。WLAN無線基本設(shè)備WirelessLANCard（無線網(wǎng)卡）：一般有PCMCIA、USB、PCI等幾種，主要有用于便攜機(jī)的PCMCIA無線網(wǎng)卡，和用于臺(tái)式機(jī)的USB無線終端安裝到PC上。筆記本專用無線網(wǎng)卡USB無線網(wǎng)卡PCI無線網(wǎng)卡WLAN無線基本設(shè)備WirelessBridge（無線橋接器）：主要是用來進(jìn)行長距離傳輸（如兩棟大樓間連接）時(shí)使用，由AP和高增益定向天線組成。無線局域網(wǎng)AP天線可選擇定向型（Uni-direction）和全向型（Omni-direction）兩種。室外型無線接入點(diǎn)/網(wǎng)橋WLAN無線基本設(shè)備AP（AccessPoint無線接入點(diǎn)）：AP相當(dāng)于基站，主要作用將無線網(wǎng)絡(luò)接入以太網(wǎng)，其次要將各無線網(wǎng)絡(luò)客戶端連接到一起，相當(dāng)于以太網(wǎng)的集線器，使裝有無線網(wǎng)卡的PC，通過AP共享有線局域網(wǎng)絡(luò)甚至廣域網(wǎng)絡(luò)的資源，一個(gè)AP能夠在幾十至上百米的范圍內(nèi)連接多個(gè)無線用戶。WLAN無線基本設(shè)備室內(nèi)型無線接入點(diǎn)室內(nèi)型無線寬帶路由器雙頻室外天線WLAN無線基本設(shè)備定向天線室內(nèi)壁掛扇區(qū)天線

全向天線WLAN無線基本設(shè)備無線局域網(wǎng)絡(luò)知識(shí)介紹（2）無線網(wǎng)絡(luò)信號(hào)知識(shí)無線網(wǎng)絡(luò)接入?yún)f(xié)議WLAN傳輸使用的頻段802.11標(biāo)準(zhǔn)中的物理層WLAN傳輸方式有紅外線(InfraRed,IR)和無線電射頻兩種紅外系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)：不受無線電干擾；視距傳輸，檢測和竊聽困難，保密性好。缺點(diǎn)是：對(duì)非透明物體的透過性極差，傳輸距離受限；易受日光、熒光燈等干擾；半雙工通信。無線電射頻系統(tǒng)采用擴(kuò)頻(SpreadSpectrum)技術(shù)進(jìn)行調(diào)制。擴(kuò)頻技術(shù)的頻率范圍開放在ISM頻段，此頻段不需申請(qǐng)：

2.4~2.4835GHz(83.5MHz)5.15~5.35GHzand5.725~5.825GHz(300MHz)擴(kuò)頻技術(shù)主要又分為跳頻和直接序列兩種技術(shù)。使用擴(kuò)頻技術(shù)的好處

擴(kuò)頻是一種在信號(hào)傳輸前先將信號(hào)的帶寬進(jìn)行擴(kuò)展的技術(shù)。采用擴(kuò)頻的好處是：抗干擾。若使用窄頻，容易受到使用相同頻率的通信干擾導(dǎo)致完全無法通信。對(duì)于非特定的目的接收器，擴(kuò)展了帶寬的信號(hào)混在背景噪聲中，讓蓄意想偵聽竊取數(shù)據(jù)資料的人不易判別真正的信號(hào)，避免了他人的截聽。提供了供多個(gè)用戶使用同一傳輸波段的方法，保證了無線設(shè)備在頻段上的可用性和可靠的吞吐量，也保證使用同一頻段的設(shè)備不互相影響。IEEE802.11物理層FHSS－FrequencyHoppingSpreadSpectrum，跳頻擴(kuò)頻DSSS－DirectSequenceSpreadSpectrum，直接序列擴(kuò)頻OFDM－OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交頻分復(fù)用（也叫多載波調(diào)制技術(shù)，載波數(shù)可多達(dá)52個(gè)），802.11a/g用，信號(hào)經(jīng)相應(yīng)的各種調(diào)制（如PSK、QAM等）后，速率可達(dá)54/48/36/24/18/12/9/6MbpsHR-DSSS－HighRateDSSS，802.11b用，信號(hào)經(jīng)相應(yīng)的各種調(diào)制（如PSK、CCK等）后，傳輸速度可達(dá)11/5.5/2/1MbpsOFDM/DSSSPhysicalLayer距離越遠(yuǎn)、信號(hào)越弱、速率越低11Mbps5.5Mbps2Mbps1Mbps距離

802.11b采用了動(dòng)態(tài)速率漂移技術(shù)，可以根據(jù)環(huán)境噪聲變化對(duì)傳輸速率進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整。在理想情況下，發(fā)送節(jié)點(diǎn)以最高速率11Mb/s進(jìn)行發(fā)射。當(dāng)設(shè)備移動(dòng)到覆蓋范圍之外，或者出現(xiàn)重大干擾時(shí)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)將自動(dòng)逐次降低速率，以

5.5Mb/s、2Mb/s

或1Mb/s等速率進(jìn)行發(fā)射。類似地，如果無線設(shè)備從低速率環(huán)境進(jìn)入高速率環(huán)境，發(fā)射速率將會(huì)隨之自動(dòng)逐次提高。這種動(dòng)態(tài)速率漂移技術(shù)對(duì)上層協(xié)議是透明的。使用不同的調(diào)制方法，得到不同的速率。無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議：CSMA/CA協(xié)議總線型局域網(wǎng)在MAC層的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議是CSMA/CD，即載波偵聽多點(diǎn)接入/沖突檢測。但由于無線產(chǎn)品的適配器不易檢測信道是否存在沖突。IEEE802.11全新定義了一種新的協(xié)議，即載波偵聽多點(diǎn)接入/避免沖撞（CSMA/CA）。一方面，載波偵聽查看介質(zhì)是否空閑；另一方面，通過隨機(jī)的時(shí)間等待，使信號(hào)沖突發(fā)生的概率減到最小，當(dāng)介質(zhì)被偵聽到空閑時(shí)，則優(yōu)先發(fā)送。為了系統(tǒng)更加穩(wěn)固，IEEE802.11還提供了帶確認(rèn)幀ACK的CSMA/CA。無線網(wǎng)絡(luò)安全SSID

ssid/essid（servicesetidentifier）也就是“服務(wù)區(qū)標(biāo)識(shí)符匹配”、“業(yè)務(wù)組標(biāo)識(shí)符”的簡稱，最多可以有32個(gè)字符，通俗的說，它就好比有線局域網(wǎng)中的“工作組”標(biāo)識(shí)一樣或好比是無線客戶端與無線路由器之間的一道口令一樣，只有在完全相同的前提下才能讓無線網(wǎng)卡訪問無線路由器，這也是保證無線網(wǎng)絡(luò)安全的重要措施之一。配備無線網(wǎng)卡的無線工作站必須填寫正確的無線ssid標(biāo)識(shí)，并與無線訪問點(diǎn)（ap或無線路由器）的ssid相同，才能訪問ap；如果出示的ssid與ap或無線路由器的ssid不同，那么ap將拒絕他通過本服務(wù)區(qū)/工作組上網(wǎng)。因此可以認(rèn)為ssid是一個(gè)簡單的口令，從而提供口令認(rèn)證機(jī)制，實(shí)現(xiàn)一定的安全。物理地址過濾在ap中手工維護(hù)一組允許訪問的MAC地址列表，實(shí)現(xiàn)物理地址過濾。物理地址過濾屬于硬件認(rèn)證，而不是用戶認(rèn)證，只適合小型規(guī)模網(wǎng)絡(luò)。WPAWPA全名為Wi-FiProtectedAccess，有WPA和WPA2兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，是一種保護(hù)無線電腦網(wǎng)絡(luò)(Wi-Fi)安全的系統(tǒng)，它是應(yīng)研究者在前一代的系統(tǒng)有線等效加密（WEP）中找到的幾個(gè)嚴(yán)重的弱點(diǎn)而產(chǎn)生的。

WPA通過使用一種名為TKIP（暫時(shí)密鑰完整性協(xié)議）的新協(xié)議來解決上述問題。使用的密鑰與網(wǎng)絡(luò)上每臺(tái)設(shè)備的MAC地址及一個(gè)更大的初始化向量合并，來確信每一節(jié)點(diǎn)均使用一個(gè)不同的密鑰流對(duì)其數(shù)據(jù)進(jìn)行加密。隨后TKIP會(huì)使用RC4加密算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，但與WEP不同的是，TKIP修改了常用的密鑰，從而使網(wǎng)絡(luò)更為安全，不易遭到破壞。

802.1X它是一種通過認(rèn)證保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的端口訪問協(xié)議。此類型的驗(yàn)證方法在無線環(huán)境中因該媒體的性質(zhì)而特別有用。如果無線用戶通過802.1x網(wǎng)絡(luò)訪問驗(yàn)證，接入點(diǎn)上會(huì)打開一個(gè)用于通信的虛擬端口。如果驗(yàn)證不成功，則不會(huì)提供虛擬端口，并將阻斷通信。

802.1x驗(yàn)證分為3個(gè)基本部分：請(qǐng)求者—在無線工作站上運(yùn)行的軟件客戶端驗(yàn)證者—無線接入點(diǎn)認(rèn)證服務(wù)器—一個(gè)認(rèn)證數(shù)據(jù)庫，通常是一個(gè)Radius服務(wù)器（遠(yuǎn)程用戶撥號(hào)認(rèn)證）

802.11b802.11b工作于2.4GHz由于最初的802.11標(biāo)準(zhǔn)存在諸多缺陷，1999年IEEE進(jìn)行了很多更新，推出了802.11b標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)工作在2.4GHz頻帶，最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)11Mbps。802.11a802.11a工作于5.8GHz802.11b工作于公共頻段，容易與同一工作頻段的藍(lán)牙、微波爐等設(shè)備形成干擾，且速度較低，為了解決這個(gè)問題，在802.11b通過的同年，802.11a標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)運(yùn)而生。該標(biāo)準(zhǔn)工作于5.8GHz頻段，最大數(shù)據(jù)傳輸速率提高54Mbps。802.11b與802.11a的兼容性問題802.11a802.11b只工作于2.4GHz只工作于5.8GHz用戶從802.11b標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域進(jìn)入802.11a標(biāo)準(zhǔn)的區(qū)域中，無法與AP節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)系。解決問題一：雙頻雙模雙頻雙模（雙頻指同時(shí)支持2.4GHz和5.8GHz，雙模指同時(shí)支持802.11b、802.11a二種模式）的AP可支持二種不同標(biāo)準(zhǔn)的WLAN網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡(luò)。802.11b/a802.11b/a2.4GHz/5.8GHz無線網(wǎng)的“雙頻自適應(yīng)”，就好象有線網(wǎng)的“10/100M自適應(yīng)”一樣。解決問題二：

802.11g無法平滑升級(jí)雖然802.11a標(biāo)準(zhǔn)比起802.11b先進(jìn)不少，但由于802.11b的廣泛使用，無線局域網(wǎng)的部署和升級(jí)必須考慮到客戶的既有投資，業(yè)界迫切需要一種與802.11b工作于同一頻段且更為先進(jìn)的技術(shù)來保證這種妥協(xié)。2001年，工作于2.4GHz頻段數(shù)據(jù)速率最高達(dá)54MHz的802.11g標(biāo)準(zhǔn)獲得通過。802.11a5.8GHz54Mbps802.11b2.4GHz11Mbps解決問題三：雙頻三模隨著802.11g標(biāo)準(zhǔn)的誕生，雙頻產(chǎn)品隨后也將該標(biāo)準(zhǔn)融入其中，成為全方位的無線網(wǎng)絡(luò)解決方案。802.11g802.11a802.11b支持雙頻2.4GHz/5.8GHz雙頻三模（雙頻指同時(shí)支持2.4GHz和5.8GHz，三模指同時(shí)支持802.11b、802.11a、802.11g三種模式）的AP可支持三種不同標(biāo)準(zhǔn)的WLAN網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡(luò)。其他常用協(xié)議與技術(shù)介紹802.11e無線服務(wù)質(zhì)量保證協(xié)議對(duì)于教師、學(xué)生等不同的無線用戶，定義不同的優(yōu)先傳輸級(jí)別，充分利用有限的帶寬。802.11f無線接入點(diǎn)漫游協(xié)議保證移動(dòng)筆記本電腦在校內(nèi)不同的AP之間移動(dòng)不會(huì)中斷，尤其適用于今后的校園無線語音運(yùn)營。802.11h動(dòng)態(tài)頻率與信道調(diào)整協(xié)議根據(jù)校園內(nèi)同頻干擾的實(shí)時(shí)特征動(dòng)態(tài)調(diào)整發(fā)射頻率和占用信道，避免信號(hào)疊加、碰撞造成的衰減。802.11i無線鏈路安全保障協(xié)議采用WPA/WPA2認(rèn)證模式，采用TKIP/AES加密機(jī)制，補(bǔ)充了校園無線鏈路層的安全。802.3af以太網(wǎng)傳輸供電協(xié)議也叫PoE，AP可接受網(wǎng)線傳輸?shù)?8V直流供電，無需外接220V電源，是校園部署AP的必須。802.1X基于邏輯端口的認(rèn)證協(xié)議在校園無線用戶沒有通過認(rèn)證之前沒有上網(wǎng)權(quán)限，相比傳統(tǒng)的Web＋portal方式保證了安全訪問。無線局域網(wǎng)絡(luò)知識(shí)介紹（3）無線網(wǎng)絡(luò)安裝模式無線網(wǎng)絡(luò)接入?yún)f(xié)議無線安裝模式第一種：Ad-Hoc（對(duì)等模式）配備無線網(wǎng)卡的電腦間組成的獨(dú)立無線局域網(wǎng)。在Ad-Hoc模式里，客戶機(jī)是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的，在信號(hào)可達(dá)的范圍內(nèi)，都可以進(jìn)入其他客戶機(jī)獲取資源，而不需要接AccessPoint。對(duì)SOHO建立無線網(wǎng)絡(luò)來說，這是最簡單而且最實(shí)惠的方法。無線安裝模式第二種：Infrastructure（接入模式）使用AccessPoint(AP)。兩臺(tái)電腦間的所有無線連接都必須通過AP，不管AP是有線連接在以太網(wǎng)或者是獨(dú)立的。AP可以扮演中繼器的角色，擴(kuò)展獨(dú)立無線局域網(wǎng)的工作范圍，這樣可以有效地使無線工作站間的距離翻倍。無線安裝模式第三種：橋接模式用無線AP來連接兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)（有線網(wǎng)或無線網(wǎng)）。在AP覆蓋范圍內(nèi)，連接無線網(wǎng)絡(luò)適配器，與“Client”模式工作的無線訪問節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。中心AP設(shè)置成為AP模式，可以提供中心有線局域網(wǎng)絡(luò)的連接和自身無線覆蓋區(qū)域的無線終端接入，遠(yuǎn)端有線局域網(wǎng)絡(luò)或單臺(tái)PC電腦所連接的無線訪問點(diǎn)(AP)設(shè)置成APClient客戶端模式，遠(yuǎn)端無線局域網(wǎng)絡(luò)便可訪問中心AP所連接的局域網(wǎng)絡(luò)。

設(shè)置要求：相同的ESSID、相同網(wǎng)段（IP地址不同）、相同信道(channel)。無線網(wǎng)絡(luò)項(xiàng)目實(shí)施安裝無線網(wǎng)絡(luò)（1）-安裝無線網(wǎng)卡安裝無線網(wǎng)絡(luò)（2）-安裝無線網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序1.把RG-WG54U適配器插入到計(jì)算機(jī)空閑的USB端口，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)搜索到新硬件，并且提示安裝設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序。2.選擇“從列表或指定位置安裝”，并插入驅(qū)動(dòng)光盤或軟盤，選擇驅(qū)動(dòng)所在的相應(yīng)位置(軟驅(qū)或者指定的位置)，然后再點(diǎn)擊“下一步”。3.計(jì)算機(jī)將會(huì)找到設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，按照屏幕指示安裝54Mbps無線USB適配器，再點(diǎn)擊“下一步”。4.點(diǎn)擊“完成”結(jié)束安裝，屏幕的右下角出現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)已連接的圖標(biāo)，包括速率和信號(hào)強(qiáng)度。安裝無線網(wǎng)絡(luò)(3)--配置Ad-Hoc無線網(wǎng)絡(luò)模式配置Ad-Hoc無線網(wǎng)絡(luò)屬性

SSID是用戶連接到無線網(wǎng)絡(luò)的第一步，用戶要連接某一個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)首先必須要得到這個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)的SSID，因?yàn)闊o