无线局域网技术与应用文档格式.docx
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无线局域网(WirelessLAN,WLAN),顾名思义,是一种利用无线方式,提供无线对等(如PC对PC、PC对集线器或打印机对集线器)和点到点(如LAN到LAN)连接性的数据通信系统。
随着以太网的广泛应用,因特网的日益普及,以及移动终端的不断增加,人们对移动设备接入网络的需求迅速增长。
无线局域网WLAN(WirelessLocalAreaNetwork)作为有线以太网的延伸,一定程度上满足了这种需求。
无线网络的运用其实最早可以追溯到二战时期军事运用上,它真正跨入民用领域那已经是七十年代的事情了。
当然,无线网络的出现的必要条件是以太网络的全面普及,企业化,以及家庭化
最早的有线网络标准IEEE802.3(IEEE=InstituteofElectricalandElectronicsEngineers)于1983年面向公众正式发布。
1990年无线局域网产品在市场出现,但是价格昂贵,标准混乱。
于是国际电气电子工程师学会(IEEE)开始着手制定行业标准,直至1997年才有了第一个无线网络标准IEEE802.11标准问世。
不过这一标准传输速率只有2Mbps,与当时的有线网络的10Mbps主流相比没有任何优势,而且价格不菲,所以市场冷淡。
经过两年的改良,1999年,802.11b无线网络标准才的确立才开始了真正意义上的无线推广阶段。
它比最初的无线网络标准更可靠、更快捷,同时其成本不高。
所以它开始被运用于家庭与企业局域网的架设中,那个时候不少的P3高端笔记本会配备无线网卡,或者一些超便携的机器也是如此,比如SONY境外机器C1系列机器。
此时的无线网络能够提供11Mbps的最高传输速率。
为了将无线网络速度作进一步提升,部分商家自行推出802.11b+的无线设备,不过这类产品并未获得成功。
不久802.11a无线网络标准问世,但是它并不向下兼容,导致市场接纳程度有限而无法铺开。
为了很好的解决这一困境,802.11g标准跟随着发布。
在提供高速无线连接的同时,还向下兼容802.11b标准。
随着INTEL公司迅驰系统的出台以及WI-FI组织的成立促进了无线局域网产品的兼容化、标准化以及市场化。
伴随着INTEL第四代迅驰技术的推出无线局域网技术WLAN又达到了一个新的高度。
第二章无线局域网技术
WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,它以无线多址信道作为传输媒介,提供传统有线局域网LAN(Local
Area
Network)的功能,能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。
无线局域网(WLAN)技术于20世纪90年代逐步成熟并投入商用,既可以作传统有线网络的延伸,在某些环境也可以替代传统的有线网络。
无线局域网具有以下显著特点:
简易性:
WLAN网桥传输系统的安装快速简单,可极大的减少敷设管道及布线等繁琐工作;
灵活性:
无线技术使得WLAN设备可以灵活的进行安装并调整位置,使无线网络达到有线网络不易覆盖的区域;
综合成本较低:
一方面WLAN网络减少了布线的费用,另一方面在需要频繁移动和变化的动态环境中,无线局域网技术可以更好地保护已有投资。
同时,由于WLAN技术本身就是面向数据通信领域的IP传输技术,因此可直接通过百兆白适应网口和企业、学校内部Intranet相连,从体系结构上节省了协议转换器等相关设备;
扩展能力强:
WLAN网桥系统支持多种拓扑结构及平滑扩容,可以十分容易地从小容量传输系统平滑扩展为中等容量传输系统。
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,作为传统布线网络的一种替代方案或延伸,无线局域网把个人从办公桌边解放了出来,使他们可以随时随地获取信息,提高了员工的办公效率。
无线局域网(WirelessLAN)技术是相对有线网络的局域网组建技术,在网络的灵活性和可扩展性等方面显示出无可替代的优越性。
1.独一无二的特征
无线局域网是利用电磁波发送和接受数据的非线缆介质型局部区域网络。
无线局域网的数据传输速率现在已达到108Mbps,传输距离可达20km以上。
它是对有线组网方式的补充和扩展,实现了网络内计算机的便携性和可移动性。
2.便捷的安装
通常有线网络的布线施工工程在网络建设中施工周期较长、对周边环境影响较大,而无线局域网则避免或减少了网络布线的工作量,一般只要安装一个或多个接入点(AccessPoint)设备,就可以建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。
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。
3.灵活使用
有线网络中设备的安放位置受网络信息点位置的限制,而无线局域网在信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。
由于没有线缆的限制,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。
4.节约成本
求网络规划尽可能地考虑未来发展的需要,缺少灵活性,不可避免地导致预设大量利用率较低的信息点,一旦网络的发展超出了设计要求,就需要花费较多费用进行网络改造,而无线局域网技术可以避免或减少这种现象。
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。
5.扩展容易
能够根据需要进行灵活、多样的配置,能够胜任从只有几个用户的小型局域网扩展到上千用户的大型网络。
6.可以实现安全
内部网络可以不允许任何来自内网、外网的安全威胁。
WEP的设定为手工配置到AP和无线网卡中,管理员同时要将密码通知所有的用户,实现密钥共享。
如果要更换WEP密码,则需要重复上面的过程。
第三章无限局域网的基础知识
3.1无线局域网的理论基础
1.无限局域网传输
目前,无线局域网采用的传输媒体主要有两种,即红外线和无线电波。
按照不同的调制方式,采用无线电波作为传输媒体的无线局域网又可分为扩频方式与窄带调制方式。
红外线(InfraredRays,IR)局域网
采用红外线通信方式与无线电波方式相比,可以提供极高的数据速率,有较高的安全性,且设备相对便宜而且简单。
但由于红外线对障碍物的透射和绕射能力很差,使得传输距离和覆盖范围都受到很大限制,通常IR局3.1无线局域网的理论基础域网的覆盖范围只限制在一间房屋内。
扩频(SpreadSpectrum,SS)局域网
如果使用扩频技术,网络可以在ISM(工业、科学和医疗)频段内运行。
其理论依据是,通过扩频方式以宽带传输信息来换取信噪比的提高。
扩频通信具有抗干扰能力和隐蔽性强、保密性好、多址通信能力强的特点。
扩频技术主要分为跳频技术(FHSS)和直接序列扩频(DSSS)两种方式。
所谓直接序列扩频,就是用高速率的扩频序列在发射端扩展信号的频谱,而在接收端用相同的扩频码序列进行解扩,把展开的扩频信号还原成原来的信号。
而跳频技术与直序扩频技术不同,跳频的载频受一个伪随机码的控制,其频率按随机规律不断改变。
接收端的频率也按随机规律变化,并保持与发射端的变化规律一致。
跳频的高低直接反映跳频系统的性能,跳频越高,抗干扰性能越好,军用的跳频系统可达到每秒上万跳。
窄带微波局域网
这种局域网使用微波无线电频带来传输数据,其带宽刚好能容纳信号。
但这种网络产品通常需要申请无线电频谱执照,其它方式则可使用无需执照的ISM频带。
2.无线局域网的不足之处
无线局域网在能够给网络用户带来便捷和实用的同时,也存在着一些缺陷。
无线局域网的不足之处体现在以下几个方面:
性能。
无线局域网是依靠无线电波进行传输的。
这些电波通过无线发射装置进行发射,而建筑物、车辆、树木和其它障碍物都可能阻碍电磁波的传输,所以会影响网络的性能。
速率。
无线信道的传输速率与有线信道相比要低得多。
目前,无线局域网的最大传输速率为54Mbit/s,只适合于个人终端和小规模网络应用。
安全性。
本质上无线电波不要求建立物理的连接通道,无线信号是发散的。
从理论上讲,很容易监听到无线电波广播范围内的任何信号,造成通信信息泄漏。
3.2无限局域网的基础设备
STA(Station,工作站):
是一个配备了无线网络设备的网络节点。
具有无线网络适配器的个人计算机称为无线客户端。
无线客户端能够直接相互通信或通过AP进行通信。
WirelessLANCard(无线网卡):
一般有PCMCIA、USB、PCI等几种,主要有用于便携机的PCMCIA无线网卡,和用于台式机的USB无线终端安装到PC上。
AP(AccessPoint无线接入点):
AP相当于基站,主要作用将无线网络接入以太网,其次要将各无线网络客户端连接到一起,相当于以太网集线器,使装有无线网卡的PC,通过AP共享有线局域网络甚至广域网络的资源,一个AP能够在几十至上百米的范围内连接多个无线用户。
WirelessBridge(无线桥接器):
主要是用来进行长距离传输(如两栋大楼间连接)时使用,由AP和高增益定向天线组成。
无线局域网AP天线可选择定向型(Uni-diretcion)和全向型(Omni-direction)两种。
3.3无线局域网的技术相关标准
1.IEEE简介
InstituteofElectricalandElectronicsEngineers(IEEE):
美国电气和电子工程师协会:
美国电气和电子工程师协会(IEEE)是一个国际性的电子技术与信息科学工程师的协会,是世界上最大的专业技术组织之一(成员人数),拥有来自175个国家的36万会员(到2005年)。
1963年1月1日由美国无线电工程师协会(IRE,创立于1912年)和美国电气工程师协会(AIEE,创建于1884年)合并而成,它有一个区域和技术互为补充的组织结构,以地理位置或者技术中心作为组织单位(例如IEEE费城分会和IEEE计算机协会]])。
它管理着推荐规则和执行计划的分散组织(例如IEEE-USA明确服务于美国的成员,专业人士和公众)。
总部在美国纽约市。
IEEE在150多个国家中它拥有300多个地方分会。
透过多元化的会员,该组织在太空、计算机、电信、生物医学、电力及消费性电子产品等领域中都是主要的权威。
专业上它有35个专业学会和两个联合会。
IEEE发表多种杂志,学报,书籍和每年组织300多次专业会议。
IEEE定义的标准在工业界有极大的影响。
IEEE(读做eye-triple-ee,I-3E)。
学会成立的目的在于为电气电子方面的科学家、工程师、制造商提供国际联络交流的场合,为他们交流信息。
并提供专业教育和提高专业能力的服务。
2.IEEE802委员会下设分支机构
802委员会目前有12个分委员会,他们研究的内容如下:
802.1局域网概述,体系结构,网络管理和性能测量等;
——802.1d(生成树协议SpanningTree)
——802.1p(GeneralRegistrationProtocol)
——802.1q(虚拟局域网VirtualLANs:
VLan)
——802.1x(基于端口的访问控制PortBasedNetworkAccessControl)
802.2
逻辑链路控制LLC;
802.3
总线网介质访问控制协议CSMA/CD及物理层技术规范;
——802.3u(快速以太网FastEthernet)
——802.3z(千兆以太网GigabitEthernet)
802.4
令牌环总线Token-PassingBus(单一/多信道速率1,5,10MBit/s)网介质访问控制协议及其物理层技术规范;
802.5
令牌环Token-PassingRing(基带速率1,4,16MBit/s)网介质访问控制协议及其物理层技术规范;
802.6
城域网(MetropolitanAreaNetworks)MAN介质访问控制协议DQDB及其物理层技术规范;
802.7
宽带技术咨询组,为其他分委员会提供宽带网络技术的建议;
802.8
光纤技术咨询组,为其他分委员会提供光纤网络技术的建议;
802.9
综合话音/数据的局域网(IVDLAN)介质访问控制协议及其物理层技术规范;
——802.9a(IsoENET(proposed))
802.10局域网安全技术标准;
802.11无限局域网的介质访问控制协议CSMA/CA及其物理层技术规范;
——802.11b11Mbps
——802.11g54Mbps
——802.11n108Mbps
802.12100Mb/s高速以太网按需优先的介质访问控制协议100VG-AnyLAN(VoiceGrade-Sprachegeeignet)
——802.14(有线电视(CATV))
——802.15(无线PAN(PersonalAreaNetwork))
——802.17(弹性分组环(ResilientPacketRing))
IEEE802委员会最先出台的标准是802.1~802.6,这6个标准已被ISO采纳为国际标准,包含在ISO8802-1~8802-6等文件中。
美国国家标准协会(ANSI)把IEEE802标准作为美国国家标准。
3.IEEE802.11发展史
1997年IEEE802.11标准的制定是无线局域网发展的里程碑,它是由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准。
IEEE802.11标准定义了单一的MAC层和多样的物理层,其物理层标准主要有IEEE802.11b,a和g。
1999年9月正式通过的IEEE802.11b标准是IEEE802.11协议标准的扩展。
它可以支持最高11Mbps的数据速率,运行在2.4GHz的ISM频段上,采用的调制技术是CCK。
但是随着用户不断增长的对数据速率的要求,CCK调制方式就不再是一种合适的方法了。
因为对于直接序列扩频技术来说,为了取得较高的数据速率,并达到扩频的目的,选取的码片的速率就要更高,这对于现有的码片来说比较困难;
对于接收端的RAKE接收机来说,在高速数据速率的情况下,为了达到良好的时间分集效果,要求RAKE接收机有更复杂的结构,在硬件上不易实现。
IEEE802.11a工作5GHz频段上,使用OFDM调制技术可支持54Mbps的传输速率。
802.11a与802.11b两个标准都存在着各自的优缺点,802.11b的优势在于价格低廉,但速率较低(最高11Mbps);
而802.11a优势在于传输速率快(最高54Mbps)且受干扰少,但价格相对较高。
另外,11a与11b工作在不同的频段上,不能工作在同一AP的网络里,因此11a与11b互不兼容。
为了解决上述问题,为了进一步推动无线局域网的发展,2003年7月802.11工作组批准了802.11g标准,新的标准终于浮出水面成为人们对无线局域网关注的焦点。
IEEE802.11工作组开始定义新的物理层标准IEEE802.11g。
该草案与以前的802.11协议标准相比有以下两个特点:
其在2.4G频段使用OFDM调制技术,使数据传输速率提高到20Mbps以上;
IEEE802.11g标准能够与802.11b的WIFI系统互相连通,共存在同一AP的网络里,保障了后向兼容性。
这样原有的WLAN系统可以平滑的向高速无线局域网过渡,延长了IEEE802.11b产品的使用寿命,降低用户的投资。
IEEE已经成立802.11n工作小组,以制定一项新的高速无线局域网标准802.11n。
802.11n工作小组是由高吞吐量研究小组发展而来的,由802.11g工作小组主席MatthewB.Shoemaker担任主席一职。
该工作小组计划在2003年9月召开首次会议。
IEEE802.11n计划将WLAN的传输速率从802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上,最高速率可达320Mbps,成为802.11b、802.11a、802.11g之后的另一场重头戏。
和以往地802.11标准不同,802.11n协议为双频工作模式(包含2.4GHz和5GHz两个工作频段)。
这样11n保障了与以往的802.11ab,g标准兼容。
蓝牙(IEEE802.15)是一项新标准,对于802.11来说,它的出现不是为了竞争而是相互补充。
“蓝牙”是一种极其先进的大容量近距离无线数字通信的技术标准,其目标是实现最高数据传输速度1Mbps(有效传输速率为721Kbps)、最大传输距离为10厘米~10米,通过增加发射功率可达到100米。
蓝牙比802.11更具移动性,比如,802.11限制在办公室和校园内,而蓝牙却能把一个设备连接到局域网和广域网,甚至支持全球漫游。
此外,蓝牙成本低、体积小,可用于更多的设备。
“蓝牙”最大的优势还在于,在更新网络骨干时,如果搭配“蓝牙”架构进行,使用整体网路的成本肯定比铺设线缆低。
第四章构建无线网络项目实施
4.1安装无线网络
1.安装网卡
2.安装无线网上驱动程序
把RG-WG54U适配器插入到计算机空闲的USB端口,系统会自动搜索到新硬件,并且提示安装设备的驱动程序。
选择“从列表或指定位置安装”,并插入驱动光盘或软盘,选择驱动所在的相应位置(软驱或者指定的位置),选择驱动所在的相应位置(软驱或者指定的位置),然后再点击“下一步”
计算机将会找到设备的驱动程序,按照屏幕指示安装54MBPS无线USB适配器,再点击“下一步”。
点击“完成”结束安装,屏幕的右下角出现无线网络已连接的,包括速率和信号强度。
3.配置AD-Hoc网络模式
配置AD-HOC无线网络属性
SSID是用户连接到无线网络的第一步,用户要连接某一个无线网络首先必须要得到这个无线网络的SSID,因为无线网络的信号都是广播的,所以存在无线信号的地方都可以接受到广播SSID,用户可以接入网络。
配置网络名(SSID)为RUIJIE;
网络验证:
开放式;
数据加密:
已禁用;
连接模式为:
仅计算机到;
无线网卡地址为:
192.168.1.1255.255.255.0
4.安装无线网络—配置AP无线网络模式
4.2配置网络核心AP
1.连接好AP设备
2.配置连接AP仿真终端,PC的以太网接口地址为192.168.1.23/24,网关配置为连接的AP的地址192.168.1.1,因为一般新习来的AP的管理地址都默认为192.168.1.1/24。
3.从管理PC登陆到AP设备,输入AP的管理地址:
HTTP:
//192.168.1.1登陆到APR的管理界面,输入默认密码为DEFAULT。
4.选择AP管理界面左侧的“常规”菜单设置。
在常规项修改:
接入点名称为AP-TEST(此名称为任意设置),设置无线模式为AP,ESSID为ruijie(ESSID名称可任意设置),信道/频段为01/2412MHz,模式为混合模式(此模式可根据无线网卡类型进行具体设置)。
5.启动客户端机器上的连接AP软件,配置管理:
设置SSID为ruijie,无线网络连接模式为Infrastuctur。
6.将客户计算机上的选择连接AP网络软件上的“SITESURVEY”项上,选择ESSID标识为“ruijie”,把它加入到管理中。
选中ruijie,然后右下角的Join。
7.配置管理客户机上的无线网络地址。
配置PC1地址为1.1.1.2/24,PC2地址为1.1.1.36/24,保证在同一网段即可。
第五章无线局域网的安全技术
5.1扩展频谱技术
扩展频谱技术在50年前第一次被军方公开介绍,它用来保密传输。
从一开始就设计成抗噪音,干扰,阻塞和未授权检测。
扩展频谱发送器用一个非常弱的信号在一个很宽的频率范围内发射,与窄带射频相反,它将所有的能量集中到一个单一的频点。
扩展频谱的实现方式很多,最常用的两种是直接序列和跳频序列。
5.2用户认证-口令设置
在无线网的站点上使用口令控制,当然为必要局限于无线网,诸如NovellNetWare和MicrosoftNT等网络操作系统和服务器提供了包括管理在内的内建多级安全服务。
口令应处于严格的控制下并经常予以变更。
由于无线网的用户要包括移动用户,而移动用户又倾向于把他们的笔记本移来移去,因此,严格的口令策略等于增加了一个安全级别,它有助于确认网站是否被合法的用户使用。
5.3数据加密
数据要求极高的安全性,如果是商用网或军用网上的数据,那么就可能会采取一些特殊的措施。
最高级别的安全措施就是在网络上整体使用加密产品。
数据包中的数据在发送到之前要用硬件或软件的方法进行加密。
只有那些拥有正确密匙的站点才可能读到这些数据。
如果需要全面的安全保障,加密是最好的办法。
一些网络操作系统具有加密功能。
基于每个用户或者服务器,价位较低的第三方加密产品也可以胜任。
5.4其他无线网络方面考虑
无线局域网还有其他的安全特性。
首先,无线网接入点会滤过那些相关网点而言毫无用处的网络数据,这就意味着大部分的无线网络数据根本不会以电波的形式发送出去;
其次,无线网的接点和接入点由于环境有关的转发范围限制,这个范围一般是几英尺。
这是窃听者必须处于节点或接入点附近
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