无线局域网及其设备课件

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1、 8.6 无线局域网技术 1 无线局域网概述 2 无线局域网络使用的场合 3 无线局域网络的构成方式 4 无线网络的种类 5 无线局域网拓扑结构 6 无线局域网的几个主要工作过程 7 无线局域网所遵循的标准及访问方法 8 无线局域网络的安全性 9 无线网络设备 10 无线设备的连接 12.1 无线局域网概述 无无线线局局域域网网络络(Wireless Local Area Networks，简简称称WLAN)是是利利用用射射频频(Radio Frequency，简简称称RF)技技术术取取代代传传统统的的线线缆缆传传输输所所构构成成的的局局域域网网络络，简简称称无无线线局局域域网网。随随着着In

2、ternet应应用用的的迅迅猛猛发发展展，以以及及便便携携机机等等移移动动智智能能终终端端使使用用的的日日益益增增长长，无无线线局局域域网网也也得得到到了了迅迅猛猛发发展展，成成为为新新一一代代高速无线接入网络。高速无线接入网络。无无线线的的数数据据传传输输系系统统，可可使使用用户户摆摆脱脱线线缆缆的的束束缚缚，在在其其覆覆盖盖的的范范围围内内，实实现现自自由由的的移移动动和和漫漫游游。无无线线局局域域网网(WLAN)具具有有不不受受环环境境的的局局限限、灵灵活活便便捷捷、不不影影响响原原有有的的装装修修布布局局、建建网网周周期期短短等等优优点点，与与传传统统的的有有线线接接入入方方式式相相比

3、比，它它不不仅仅可可以以实实现现许许多多新新的的应应用用，还还可可以以克克服服线线缆缆限限制制引引起起的的不不便便，其其优优点点主主要要表表现现在在以以下几个方面：下几个方面：移移动动性性：在在服服务务区区域域，无无线线局局域域网网用用户户可可随随时时随随地地访问信息；访问信息；设设备备安安装装快快速速、简简单单、灵灵活活：无无线线局局域域网网系系统统消消除除了布线的繁琐工作，网络可遍及线缆不能到达的地方；了布线的繁琐工作，网络可遍及线缆不能到达的地方；减减少少投投资资：无无线线网网络络减减少少了了布布线线的的费费用用，可可应应用用在在频繁移动和变化的动态环境中，投资回报高；频繁移动和变化的动

4、态环境中，投资回报高；扩扩展展能能力力：无无线线局局域域网网可可组组成成多多种种拓拓扑扑结结构构，容容易易从少数用户的对等网络模式扩展到上千用户的结构化网络。从少数用户的对等网络模式扩展到上千用户的结构化网络。12.2 无线局域网络使用的场合 哪哪些些场场合合需需要要使使用用无无线线局局域域网网络络？无无线线局局域域网网络络并并不不是是用用来来取取代代有有线线局局域域网网络络，而而是是用用来来弥弥补补有有线线局局域域网网络络的的不不足足，进进一一步步扩扩展展有有线线局局域域网网络络的的应应用用范范围围的的。有有线线局局域域网网络络和和无无线线局局域域网网络络的的混混合合使使用用往往往往是是用用

5、户户的的最最佳佳选选择择。以以下下场场合适用于无线局域网络：合适用于无线局域网络：(1)移移动动用用户户或或无无固固定定工工作作场场所所的的用用户户。无无线线网网络络非非常常适适用用于于移移动动用用户户和和无无固固定定工工作作场场所所的的用用户户，如如图图12-1所示。所示。(2)临临时时搭搭建建的的网网络络，如如展展会会、客客户户演演示示等等，如如图图12-2所示。所示。(3)有有线线局局域域网网络络无无法法布布线线的的场场合合，如如图图12-3所所示。示。图图12-1 移动或无固定场所用户使用的无线网络示意图移动或无固定场所用户使用的无线网络示意图 图图12-2 临时搭建的网络临时搭建的网

6、络图图12-3 有线局域网络无法布线的场合有线局域网络无法布线的场合 (4)有线局域网络的后备系统。我们每天都要和有线局域网络的后备系统。我们每天都要和计算机打交道，越来越离不开计算机网络了，无论是计算机打交道，越来越离不开计算机网络了，无论是信息共享、合作伙伴交流，还是移动用户办公，都要信息共享、合作伙伴交流，还是移动用户办公，都要使用网络。使用网络。12.3 无线局域网络的构成方式 无无线线局局域域网网络络系系统统主主要要有有三三种种构构成成方方式式：点点对对点点型型，点点对对多多点点型型和和分布覆盖型。分布覆盖型。点点对对点点型型：点点对对点点型型结结构构简简单单，可可在在中中远远距距离

7、离上上获获得得高高速速率率的的数数据据传输，典型的应用是通过无线网络来连接两个固定的有线局域网络。传输，典型的应用是通过无线网络来连接两个固定的有线局域网络。点对多点型：点对多点型由一个中心节点和若干外围节点组成。外点对多点型：点对多点型由一个中心节点和若干外围节点组成。外围节点既可以是独立的工作站，也可与多个用户相连，是典型的集中控围节点既可以是独立的工作站，也可与多个用户相连，是典型的集中控制方式。制方式。分分布布覆覆盖盖型型：分分布布覆覆盖盖型型类类似似于于分分组组无无线线网网，所所有有相相关关节节点点在在数数据据传传输输中中都都起起着着控控制制路路由由选选择择的的作作用用。每每个个节节

8、点点都都参参与与路路由由，将将数数据据传传送送到到目目的的节节点点。分分布布式式结结构构移移动动能能力力强强，但但网网络络节节点点多多，结结构构复复杂杂，成成本本高，同时存在多径干扰等问题。高，同时存在多径干扰等问题。12.4 无线网络的种类 无无线线网网络络具具体体解解决决方方案案主主要要包包括括：无无线线个个人人网网(WPAN)、无无线线局局域域网网(WLAN)、无无线线局局域域网网间间网网桥桥(LAN to LAN Bridge)、无无线线城城域域网网(WMAN)和无线广域网和无线广域网(WWAN)。无无线线个个人人网网：主主要要用用于于个个人人用用户户工工作作空空间间，典典型型距距离离

9、为为覆覆盖盖几几米米，可可以以与与计计算算机机同同步步传传输输文文件件，访访问问本本地地外外围围设设备备，如如打打印印机机等等。目目前前主主要技术包括蓝牙要技术包括蓝牙(Bluetooth)和红外线和红外线(IrDA)。无无线线局局域域网网：主主要要用用于于宽宽带带家家庭庭、大大楼楼内内部部以以及及园园区区内内部部，典典型型距距离离为为覆覆盖盖几几十十米米至至上上百百米米。目目前前主主要要技术为技术为802.11系列。系列。无无线线局局域域网网间间网网桥桥：主主要要用用于于大大楼楼之之间间的的联联网网通通信信，典典型型距距离离为为几几千千米米。许许多多无无线线网网桥桥采采用用802.11b技技

10、术。术。无线城域网和无线广域网：覆盖城域和广域环境，无线城域网和无线广域网：覆盖城域和广域环境，主要用于主要用于Internet/Intranet间的访问，但提供的带宽间的访问，但提供的带宽比无线局域网技术要低很多。比无线局域网技术要低很多。12.5 无线局域网拓扑结构 无无线线局局域域网网分分两两种种拓拓扑扑结结构构：对对等等网网络络和和结结构构化化网网络。络。对对等等网网络络(Peer to Peer)也也称称Ad-hoc网网络络，它它覆覆盖盖的的服服务务区区称称为为独独立立基基本本服服务务区区。对对等等网网络络用用于于一一台台计计算算机机(无无线线工工作作站站)和和另另一一台台或或多多台

11、台计计算算机机(其其他他无无线线工工作作站站)的的直直接接通通信信，该该网网络络无无法法接接入入到到有有线线网网络络中中，只只能能独独立立使使用用，如图如图12-4所示。所示。图图12-4 对等无线网络对等无线网络 结结 构构 化化 网网 络络(Infrastructure)由由 无无 线线 访访 问问 点点AP(Access Point)、无无线线工工作作站站STA(Station)以以及及分分布布式式系系统统(DSS)构构成成，覆覆盖盖的的区区域域分分基基本本服服务务区区 BSS(Basic Service Set)和和 扩扩 展展 服服 务务 区区 ESS(Extended Servic

12、e Set)。无无线线访访问问点点也也称称无无线线集集线线器器(Hub)，用用于于在在无无线线工工作作站站(STA)和和有有线线网网络络之之间间接接收收、缓缓存存和和转转发发数数据据。无无线线访访问问点点通通常常能能够够覆覆盖盖几十至几百用户，覆盖半径达上百米。几十至几百用户，覆盖半径达上百米。基本服务区由一个无线访问点以及与其关联基本服务区由一个无线访问点以及与其关联(Associate)的的无线工作站构成，在任何时候，任何无线工作站都与该无线访问无线工作站构成，在任何时候，任何无线工作站都与该无线访问点关联。换句话说，一个无线访问点所覆盖的微蜂窝区域就是基点关联。换句话说，一个无线访问点所

13、覆盖的微蜂窝区域就是基本服务区。无线工作站与无线访问点关联采用本服务区。无线工作站与无线访问点关联采用AP的基本服务区标的基本服务区标识符识符(BSSID)，在，在802.11中，中，BSSID是是AP的的MAC地址。地址。扩扩展展服服务务区区是是指指由由多多个个AP以以及及连连接接它它们们的的分分布布式式系系统统组组成成的的结结构构化化网网络络，所所有有AP必必须须共共享享同同一一个个扩扩展展服服务务区区标标识识符符(ESSID)，也也可可以以说说扩扩展展服服务务区区ESS中中包包含含多多个个BSS。分分布布式式系系统统在在802.11标准中并没有定义，但是目前大都是指以太网的扩展服务。标准

14、中并没有定义，但是目前大都是指以太网的扩展服务。12.6 无线局域网的几个主要工作过程 扫频：无线工作站在加入服务区之前要查找哪个扫频：无线工作站在加入服务区之前要查找哪个频道有数据信号，分主动和被动两种方式。频道有数据信号，分主动和被动两种方式。关联关联(Associate)：用于建立无线访问点和无线：用于建立无线访问点和无线工作站之间的映射关系，实际上是把无线变成有线网的工作站之间的映射关系，实际上是把无线变成有线网的连线。连线。重重关关联联(Reassociate)：当当无无线线工工作作站站从从一一个个扩扩展展服服务务区区中中的的一一个个基基本本服服务务区区移移动动到到另另外外一一个个基

15、基本本服服务务区区时时，要要与与新新的的AP点点关关联联整整个个过过程程，重重关关联联总总是是由由移动无线工作站发起的。移动无线工作站发起的。漫游漫游(Roaming)：是指无线工作站在一组无线访：是指无线工作站在一组无线访问点之间移动，并提供对于用户透明的无缝连接，包问点之间移动，并提供对于用户透明的无缝连接，包括基本漫游和扩展漫游。括基本漫游和扩展漫游。在在以以上上工工作作过过程程中中，有有很很多多因因素素影影响响无无线线局局域域网网的的性能，主要有以下几个方面：性能，主要有以下几个方面：传输功率：发射功率的大小、天线类型和方向；传输功率：发射功率的大小、天线类型和方向；噪噪声声和和干干扰

16、扰：由由授授权权用用户户、微微波波炉炉引引起起或或有有意意干干扰扰等；等；建筑物结构：引发多路径和穿透效应等；建筑物结构：引发多路径和穿透效应等；无线访问点摆放的位置。无线访问点摆放的位置。12.7 无线局域网所遵循的标准及访问方法 无线局域网所遵循的无线局域网所遵循的IEEE标准主要是标准主要是802.11，802.11又分为三种：又分为三种：802.11a，802.11b，802.11g。遵。遵循以上三种标准的无线网卡的传输速率分别为循以上三种标准的无线网卡的传输速率分别为11 Mb/s、22 Mb/s和和54 Mb/s。无线局域网的访问方法与有线的以太网的访问方无线局域网的访问方法与有线

17、的以太网的访问方法略有不同，我们已经知道法略有不同，我们已经知道802.3标准的以太网使用标准的以太网使用带冲突检测的载波侦听多路访问方法带冲突检测的载波侦听多路访问方法(CSMA/CD)。12.8 无线局域网络的安全性 由由于于无无线线局局域域网网采采用用公公共共的的电电磁磁波波作作为为载载体体，因因此此与与有有线线线线缆缆不不同同，任任何何人人都都有有条条件件窃窃听听或或干干扰扰信信息息，因因此此在在无无线线局局域域网网中中，网网络络安安全全很很重重要。要。常见的无线网络安全措施有以下三种。常见的无线网络安全措施有以下三种。(1)服务区标识符服务区标识符(SSID)：无线工作站必须出示正确

18、的：无线工作站必须出示正确的SSID才能才能访问访问AP，因此可以认为，因此可以认为SSID是一个简单的口令，从而提供一定的安全。是一个简单的口令，从而提供一定的安全。(2)物理地址物理地址(MAC)过滤：每个无线工作站网卡过滤：每个无线工作站网卡都由唯一的物理地址标示，因此可以在都由唯一的物理地址标示，因此可以在AP中手工维护中手工维护一组允许访问的一组允许访问的MAC地址列表，实现物理地址过滤。地址列表，实现物理地址过滤。(3)有线等同保密有线等同保密(WEP)：在链路层采用：在链路层采用RC4对对称加密技术，钥匙长称加密技术，钥匙长40位，从而防止非授权用户的监位，从而防止非授权用户的监

19、听以及非法用户的访问。听以及非法用户的访问。(4)端口访问控制技术端口访问控制技术(802.1x)：该技术也是用：该技术也是用于无线局域网的一种增强性网络安全解决方案。于无线局域网的一种增强性网络安全解决方案。12.9 无线网络设备 1.无线网卡 无线网卡的作用与普通网卡一样，用于提供网络接口，无线网卡的作用与普通网卡一样，用于提供网络接口，将计算机接入无线网络。无线网卡也有三种不同类型的接口，将计算机接入无线网络。无线网卡也有三种不同类型的接口，即即PCI接口、接口、USB接口和接口和PCMCIA接口。接口。PCI接接口口网网卡卡适适用用于于安安装装至至普普通通台台式式机机的的扩扩展展槽槽内

20、内。图图12-5所所示示为为PCI接接口口网网卡卡。PCMCIA接接口口网网卡卡可可插插入入笔笔记记本本电电脑脑的的PC卡卡插插槽槽内内，该该卡卡支支持持热热插插拔拔。图图12-6所所示示为为PCMCIA接接口口网网卡卡。USB接接口口网网卡卡则则既既适适用用于于台台式式机机，也也适适用用于于笔笔记记本本电电脑脑，只只要要计计算算机机提提供供USB接接口口即即可可，也也支支持持热热插插拔拔。图图12-7所所示示为为USB接口网卡。接口网卡。图图12-5 PCI接口网卡接口网卡图图12-6 PCMCIA接口网卡接口网卡图图12-7 USB接口网卡接口网卡 2.无线网桥 无无线线网网桥桥(也也称称

21、Access Point，简简称称AP)用用于于在在一一定定距距离离内内将将具具有有无无线线网网卡卡的的计计算算机机连连接接起起来来，也也就就是是起起到到集集线线器器的的作作用用，所所以以无无线线网网桥桥也也叫叫无无线线集集线线器器。通通过过无无线线网网桥桥还还可可以以与与有有线线网网络络进进行行连连接接，实实现现无无线线网网络络连连接接范范围围的的扩扩展展。图图12-8所所示示是是无无线线网网桥桥的的示示意意图。图。图图12-8 无线网桥无线网桥 3.室内外天线 为为了了延延伸伸无无线线网网络络的的传传输输距距离离，常常常常需需要要依依靠靠室室内内外外天天线线。同同样样，当当用用户户距距离离

22、局局方方较较远远时时，也也必必须须借借助助于于室室内内外外天天线线才才能能获获得得足足够够强强的的信信号号，从从而而实实现现与与网网络络的的连接。无线网络的室内外天线分为全向和定向两种。连接。无线网络的室内外天线分为全向和定向两种。采采用用室室外外定定向向天天线线，可可覆覆盖盖近近80 km的的半半径径范范围围；采采用用室室外外全全向向天天线线，可可覆覆盖盖10 km的的半半径径范范围围；采采用用室室内内定定向向天天线线，可可覆覆盖盖最最大大半半径径100 m的的范范围围；采采用用室室内内全全向向天天线线，可可覆覆盖盖最最大大半半径径250 m的的范范围围，电电波波能能穿穿透透几几层层墙墙或或

23、两两层层楼楼的的混混凝凝土土楼楼板板。不不同同的的网网络络直直径径需需选选择择使使用用不不同同功功率率的的天天线线。当当网网络络范范围围超超出出无无线线网网络络所所能能够够支支持持的的最最大大直直径径时时，可可采采用用中中继继的的方方式式拓拓展无线网络区域。展无线网络区域。4.无线宽带路由器 无线宽带路由器并不是无线网络中必不可少的设无线宽带路由器并不是无线网络中必不可少的设备，它的作用主要是为了使移动用户更加方便地接入备，它的作用主要是为了使移动用户更加方便地接入Internet。无线宽带路由器如图。无线宽带路由器如图12-10所示。所示。图图12-9 室内外各种天线室内外各种天线图图12-

24、10 无线宽带路由器无线宽带路由器12.10 无线设备的连接 1.利用无线网卡接入 对对于于个个人人用用户户而而言言，将将无无线线网网卡卡安安装装至至计计算算机机即即可可完完成成无无线线接接入入的的硬硬件件安安装装过过程程。接接下下来来要要做做的的无无非非就就是是安安装装驱驱动动程程序序，并并进进行行相相应应的的网网络络设设置置而而已已。无无线线网网卡卡的的安安装装过过程程与与普普通通网网卡卡毫毫无无二二致致，故故不不再再赘赘述述。当当然然，如如果果用用户户与与局局方方相相距距较较远远，则则应应当当安安装装室室外外定定向向天天线线，并并通通过过馈馈线线连连接接至至无无线线网网卡卡。利利用用无无线线网网卡卡直直接接连连接接的的计计算算机机示示意意图图如如图图12-11所示。所示。图图12-11 利用无线网卡直接连接利用无线网卡直接连接 2.利用无线网桥接入 前前面面讲讲过过，利利用用无无线线网网桥桥主主要要是是为为了了使使计计算算机机间间更更好好地地连连接接，同同时时也也可可以以与与有有线线网网络络连连接接，实实现现网网络络间间的的扩扩展展，因因此此，利利用用无无线线网网桥桥是是组组建建无无线线局局域域网网常常用用的的设设备备。利利用用无无线线网网桥桥接接入入的的无无线线网网络络示示意意图图如如图图12-12所所示。示。图图12-12 利用无线网桥接入利用无线网桥接入