无线局域网管理

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2023年12月31日发(作者：)

无线局域网络管理正如移动电话是固定电话的有力补充一样，无线网络也以其灵活便利的接入方式搏得了众多移动用户的喜欢。勿容置疑，无线网络在远程接入，移动接入和临时接入中都拥有无与伦比的优势，随着无线网络价格的平民化，无线网络的实际应用会越来越广泛，例如，当你躺在床上，打开自己的笔记本电脑，进入因特网遨游时，那电脑少不了要拖着一根长长的网线，当你想去客厅时，就得进行网线的大迁移，所有的一切是如此大煞风景，，如果有了无线网络，一切的不便将迎刃而解。当然，无线网络的应用远不止这些……由于种种原因，现阶段无线网络主要应用在局域网络，无线局域网（WLAN）是指以无线信道作舆介质的计算机局域网。WLAN出现于1990年，它一出现就有人预言，完全取消电缆和线路连接方式的时代即将来临。但是，无线网络的发展并不像人们想像的那么好，WLAN的发展一直较为缓慢。其主要原因有：1、人们认识、理解与支持的程度并没有预想的那么好。2、销售市场不太火爆。3、价格相对较高。近年来，由于无线通信技术的发展，出现了移动上网、无线Internet。尤其是10M无线局域网的推出，使无线网络出现了新的生机。无线网络采用与有线网络同样的工作方法，它们按PC、工作站、网络操作系统、无线适配器和访问点通过电缆连接建立网络。有线网络的技术非常成熟，由于有线网络的介质主要靠电缆和光缆构成的计算机局域网络，有线局域网络需要布线或改线，工程量大，而且容易遭到损坏。网络中的各站点位置很难移动，如果是反向相距数公里到数十公里距离的远程站点连入网络，或者是把这种距离的两个局域网相连，或采用电话线路作舆介质时，出现了速率低、误码率高和线路可靠性差的问题。而且在对专用线路布线时施工难度大，费用高，施工的过程中还会遇到预想不到的困难。在这种情况下，就凸显了无线局域网络系统的优点。无线网络的概念所谓无线网络就是利用无线介质作为信号的传输介质，从应用的角度来看，它与有线网络的用途完全相似，两者最大不同的地方在于传输信息的媒介不同。除此之外，正因它是无线，因此无论是在硬件架设或使用的机动性方面均比有线网络有更大的优势。采用无线技术构建的局域网就是无线局域网（Wireless Local Area Network,WLAN），无线局域网络是相当便利的数据传输系统，它利用无线传输技术，取代铜线所构成的局域网络，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户方便的使用，尤其是在移动办公方面体现的更为明显。无线局域网络绝不是用来取代有线局域网络，而是用来弥补有线局域网络之不足，以达到网络延伸之目的。拓扑结构无线网络的网络拓扑结构、网络接口及对移动计算的支持与传统的有线网络相比有着明显 的不同。无线局域网的拓扑结构可归为两类：无中心或叫对等式（PEER TO PEER）拓扑、有中心（HUB-BASED）拓扑。无中心拓扑无中心拓扑的网络要求网中任意两个站点均可直接通信。采用这种拓扑结构的网络一般使用公用广播信道，各站点均可竞争公用信道，而信道接入控制（MAC）协议大多采用CSMA(载波侦听多路访问)类型的多址接入协议。这种结构的优点是网络抗毁性好、建网容易且费用较低。但当网中用户数（站点数）过多时，信道竞争成为限制网络性能的要害。

并且为了满足任意两个站点可直接通信，网络中的站点布局受环境限制较大。因此这种无中心拓扑结构适用于用户数相对较少的工作群。有中心拓扑在有中心拓扑结构中，要求一个无线站点充当中心站，所有站点对网络的访问均由其控制。由于每个站点只要在中心站覆盖范围内就可以与其他站点通信，故网络中心点布局受环境限制较小。此外，中心站为接入有线主干网提供了一个逻辑接入点。但是，随着网络业务量增大，网络吞吐性能及网络延时性能会急剧恶化。有中心网络拓扑结构的弱点是抗毁性差，中心站点的故障容易导致整个网络瘫痪，并且中心站点的引入增加了网络成本。在实际应用中，无线局域网往往与有线主干网结合起来使用。这时，中心站点充当无线局域网与有线主干网的转接器。网络接口通常网络拉口可以选择在OSI参考模型的物理层或数据链路层。所谓物理层接口指使用无线信道 替代通常的有线信道，而物理层以上各层不变。这样做的最大优点是上层的网络操作系统及相应的驱动程序可不做任何修改。这种接口方式，在使用时，一般作为有线局域网的集线器和无线转发器，以实现有线局域网间互联或扩大有线局域网的覆盖范围。另一种接口方法是从数据链路层接入网络。这种接口方法并不沿用有线局域网的MAC（介质访问控制）协议，而采用更适合无线传输环境的MAC协议。这种情况下，MAC层及其以下层对上层是透明的，配置相应的驱动程序来完成与上层的接口，这样可保证现有的有线局域网操作系统或应用软件可在无线域网上正常运行。目前，大部分无线局域网厂商都采用数据链路层接口方法。对移动计算网络的支持在无线局域网发展的初期阶段，无线局域网的最大特征是用无线媒体替代缆线，这样可省去布线，网络安装简便。随着笔记本型、膝上型、掌上型电脑、个人数字助手（PDA）、以及便携式终站等的普及应用，支持移动计算网络的无线局域网就显得尤为重要。从移动通信的观点来讲，移动计算网络应提供以下几个功能：小区内的站点可移动；不同小区内站点可经过网络接入点及主干网进行通信；当某一站点由一个小区移动至另一个小区时，通过越区切换协议或算法，该站点被切换至新的小区。在新的小区中该站点仍和以前小区时一样保持与外界的连接；小区中的站点可通过主干网上的路由器，访问公共网或被 公共网访问。无线局域网主要应用于移动网络中，对于移动应用环境，又可分为室内应用和室外应用。室内应用在室内环境中，无线局域网作为有线局域网的补充，与有线局域网并存。由于无线局域网的价格比有线局域网高，故在室内环境下，无线局域网在以下应用情况可发挥其无线特长：大型办公室、车间、超级市场、智能仓库、临时办公室、会议室、证券市场等。室外应用在难于布线的室外环境中，无线局域网可充分发挥其高速率、组网灵活的优点。尤其在公共通信网不发达的状态下，无线局域网可作为区域网（覆盖范围几十公里）使用。下面列出几种应用情况：城市建筑群间通信、学校校园网络、工矿企业厂区自动化控制与管理网络、银行与金融证券网络、城市交通信息网络、矿山水利、油田等区域网络、港口码头、江河湖坝区网络、野外勘测、实验等流动网络、军事、公安无线网络等。无线通信技术 无线通信技术主要有：无线电波、微波、红外线、激光4种。无线电波

无线电波（Radio）作为传输介质，既可以用于无线电和电视广播，也可用于计算机网络与计算机网络之间数据信号的传输。网络通信设备之间通过天线来发送和接收无线电波实现数据传输，我们称之为射频传输（Radio Frequency Transmission）。 射频对应的无线电波不能随地球表面弯曲传输，但可以通过卫星转播传输。通常一颗卫星装有许多对相互独立的发射器和接收器，每一对发射器和接收器使用各自的频道，因此可以同时实现多路通信。微波微波（MicroWave）使用高于广播与电视所用的电磁波频率，它也可以用作信号传输。微波通信可用于长途电话，也可用于数据通信传输。与无线电波向所有方向发射不同，微波只可以向某个固定方向传输，并且其带宽要大得多。由于微波不能进入金属结构，因此在微波发射器与接收器之间不应有障碍物，微波也可以使用卫星转播传输。红外线红外线（Infrared）使用远高于微波的频率，微波频率接近于可见光的频率，常用于小范围（例如在一个房间里）的信号传输，它不需要天线，使用时要求发射器直接对准接收器。它常用于笔记本计算机，例如我们可以在一个房间里的计算机网络中使用红外线来让笔记本计算机在房间内移动均可保持与网络连接。激光激光（L aser）除了可以光缆中用作传输数据信号的载体外，也可以直接作为传输的手段在空气中传输数据。与微波传输类似，激光只能向一个固定方向传播，它不能穿过金属、植物、雪、雾，因此直接用激光作为传输介质在使用上受到限制。无线局域网的特点WLAN利用电磁波在空气中发送和接收数据，而无需线缆介质，WLAN的数据传输速率现在已经能够达到11Mbps,传输距离可远至20KM以上，它是对有线连网方式的一种补充和扩展，使网上的计算机具有可移动性，能快速方便地解决有线方式不易实现的网络连通问题。与有线网络相比，WLAN具有以下优点：1、安装便捷 一般在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的就是网络布线施工工程。在施工过程中，往往需要破墙掘地、穿线架管。而WLAN最大的优势就是免去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（AP）设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。2、使用灵活 在有线网络中，网络设备的安装位置受网络信息点位置的限制。而一旦WLAN建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置可以接入网络。3、经济节约 由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能的考虑未来的需要，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点，而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造。而WLAN可以避免或减少以上情况发生。4、易于扩展 WLAN有多种配置方式，能根据需要灵活选择。这样，WLAN就能胜任从n个用户的小型局域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游（Roaming）”等有线网络无法提供的特性。由于WLAN具有多方面的优点，其发展十分迅速。在最近几年里，WLAN已经在医院、商店、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛的应用。

无线局域网室内组网方式无线网络硬件设备包括：无线AP（访问接入点，相当于传统局域网中的

HUB）、无线路由器、无线网卡和无线天线（主要用在放大信号，以接收更远距离的无线信号。从而延长无线网络的覆盖范围，相当于有线网中的中继器）。无线局域网的工作模式一般分为两种：Infrastructure 和Ad-Hoc。第一种是指通过AP互连的工作模式，这种模式，带有无线接入点，通过数张无线网卡USB，PCI或PCM（IA接口）及一台无线网桥（AP），通过AP实现无线网络内部及无线网络与有线网络之间的互通；Ad-Hoc模式是点对点无线网，数张无线网卡可以自成网络，无需AP，组成一种临时性的松散的网络组织方式。实现点对点与点对多点连接，不过这种方式就不能连接外部网络。无线网络技术在局域组网中的应用无线化和宽带化是当今通信业乃至整个信息业的热点。一方面，在局域网组网上，速率可以达到千兆，但“接入点的固定和有限”伴随着用户“移动办公”的需求逐渐强烈，有线接入也有“心有余而力不足”的时候；另一方面，多个局域网的互连，或者由于布线的多方限制，或者因为租用专线的高昂成本，经常使网际互连遇到障碍。无线局域网也就应运而生了，它所提供的“一点对多点接入”、“点对点中继”等工作模式为用户提供了一种替代有线的高效高速的解决方案。1、无线局域网技术简介无线局域 网络（Wireless Local Area Network ;WLAN）是相当便利的数据传输系统，它以无线信道为传输媒介，利用射频（RF）或红外线技术，取代双绞线所构成的局域网络，使得无线网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到“信息随身化，便利走天下”的境界。目前，WLAN主要包括IEEE802.11系列（802.11、802.11a、802.11b、802.11g）、蓝牙、HomeRF、HiperLAN2等几种主要技术标准。IEEE802.11系列技术标准IEEE802.11 1997年6月，IEEE802.11无线局域网标准工作组制订了该标准。它是第一代无线局域网标准之一。主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps。该标准定义物理层和媒体访问控制（MAC）规范，允许无线局域网及无线设备制造商建立互操作网络设备。而逻辑链路控制层（LLC）是一致的，即MAC层以下以下对网络作用是透明的。 随着IEEE802.11标准的制定，在速率和传输距离上逐渐不能满足人们的需要。因此，IEEE小组又相继推出IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g等三个标准。 最流行版本IEEE802.11b 工作在ISM波段的2.4GHz频段，在物理层上是802.11的扩展版本，支持5.5Mbps和12Mbps两个新速率。802.11b规定的是动态速率，可根据噪音状况自动调整数据速率，可以在1Mbps、2Mbps、5.5Mbps、11Mbps等多种速率间转换，在1Mbps、2Mbps速率时与802.11兼容。其有效传输范围可达到100m-300m。 最有希望版本IEEE802.11a 工作在5GHz U-NII频带。可提供25Mbps的无线 ATM接口和10Mbps以太网无线帧结构接口，以及TDD/TDMA的空中接口；支持语音、数据、图像业务；一个扇区可接入多个用户，每个用户可带多个用户终端。对数据加密方面，采用了更为严密的算法。与工作在2.4GHz频带上的IEEE802.11b标准不兼容。 最新混合标准IEEE802.11g 802.11g其实是一种混合标准，它既能适应传统的802.11b标准，在2.4GHz频率下提供每秒11Mbit/s数据传输率，也

符合802.11a标准在5GHz频率下提供54Mbit/s数据传输率，比现在通用的802.11b要快出五倍。支持者声称802.11g一旦获得认可，它将有助于进一步推动802.11无线局域网飞速发展的势头。 蓝牙（Bluetooth） 蓝牙技术工作在2.4GHz ISM频段，提供低价、强壮的、大容量的语音和数据网络。其实质内容是要建立通用的无线空中接口及及其控制软件的公开标准，使通信和计算机进一步结合，使不同厂家生产的便携式设备在没有电线或电缆相互连接的情况下，能在近距离范围内具有互用、互操作的性能。可实现最高数据速率11Mb/s(有效速率为721kb/s)、最大传输距离为10m的数据传输。其优势在于它的无线性、开放性、产品的互操作性和兼容性以及微小的电磁辐射等。 1.09 Home RF 工作组于1998年制定了共享无线网络协议SWAP(Share Wireless Access Protocol).该协议主要针对家庭无线局域网，提供PC和用户电子设备之间的无线数字通信，采用简化的IEEE802.11协议标准和DECT，使用这个技术能降低语音数据成本，调整速率为50跳/s，共有75个宽带为1MHz的跳频信道。可提供最低1Mbps、峰值10Mbps数据的传输速率。几种主要WLAN技术标准的比较WLAN几种技术的比较见表1表1 几种WLAN技术标准的比较 802.11 802.11b 802.11g 802.11a HomeRF 蓝牙频段/GHz 2.4 2.4 2.4 5 2.4 2.4带宽/mbps 2/1 11/5.5/2/1 54 54 1~10 23

速率/(Mbit/s) 2 1/2/5.5/11 11~54 6~54 2~10 2~11

距离/m 100 100~3000 5000~10000 5000~10000 50 10 业务 数据 数据图 语音数据图像 语音数据图像 语音数据 语音数据 除了此几种主要协议标准，HIPERLAN是到目前为止最完善的WLAN协议。它的特点是：高速传输、面向连接、支持Qos，自动频率配置，支持小区切换，安全保密，网络与应用无关。HIPERLAN系统用户平面的功能是在已经连接的信道上传输数据，控制平面则用于控制连接的建立、释放与监控。2　无线局域网的应用模式　　无线局域网有两类拓扑结构:无中心或称对等式(ＰＥＥＲＴＯＰＥＥＲ)拓扑和有中心(ＨＵＢ-ＢＡＳＥＤ)拓扑。针对其基本的拓扑结构,有以下几种基本组网模式。无线局域网的组网方式在802.11标准中,ＭＡＣ帧中有四个ＭＡＣ地址,配合控制字段中的两个控制位选择,能够表示源地址、目的地址、中转地址和扩展地址,使无线网接入灵活自由,组网方式可依需求多变。结合ＷＬＡＮＩＥＥＥ802.11,以下介绍几种具体组网方式。对等方式的ＷＬＡＮ　 对等方式下的局域网,不需要单独的具有总控接转功能的接入设备ＡＰ,所有的基站都能对等地相互通信。接入方式的ＷＬＡＮ　 这种方式以星型拓扑为基础,以接入点ＡＰ为中心,所有的基站通信要通过ＡＰ接转,相当于以无线链路作为原有的基干网或其中一部分。相应地在ＭＡＣ帧中,同时有源地址、目的地址和接入点地址。

通过各基站的响应信号,接入点ＡＰ能在内部建立一个像路由表那样的桥接表,将各个基站和端口一一联系起来。当接转信号时,ＡＰ就通过查询桥接表进行。由于ＷＬＡＮ的ＡＰ有以太网接口,这样,既能以ＡＰ为中心独立建一个无线局域网,当然也能将ＡＰ作为一个有线网的扩展部分。　　　　　　图2　对等方式的ＷＬＡＮ 图3　接入方式的ＷＬＡＮ　　　图4　中继方式的ＷＬＡＮ接入方式和中继方式支持ＴＣＰ/ＩＰ和ＩＰＸ等多种协议,是ＩＥＥＥ802.11重视的无线局域网主要应用方式。　实现互连　对于不同的应用环境与需求,无线局域网可采取不同的网络结构来实现互连。1、网桥连接型:不同的局域网之间互连,可采用无线网桥的方式实现二者的点对点连接,无线网桥不仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接,还为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换。2、基站接入型:当采用移动蜂窝通信网接入方式组建无线局域网时,各站点之间的通信通过基站接入、数据交换方式实现互连。各移动站不仅可以通　

中继方式的ＷＬＡＮ 中继是建立在接入原理之上的,它以两个ＡＰ点对点链接。由于独享信道,这种方式较适合两个局域网的远距离互连(架设高增益定向天线后,传输距离可达到50公里),局域网既可以是有线,也可以是无线。ＷＬＡＮ采用中继方式的组网模式多种多样,我们统称为无线分布系统。在这种模式下,ＭＡＣ帧使用了四个地址,即源地址、目的地址、中转发送地址、中转接收地址。

过交换中心自行组网,还可以通过广域网与远地站点组建自己的网络。3、 Ｈｕｂ接入型:利用无线Ｈｕｂ可以组建星型结构的无线局域网,具有与有线Ｈｕｂ组网方式相类似的优点。在该结构基础上的无线局域网,可采用类似于交换型以太网的工作方式,要求Ｈｕｂ具有简单的网内交换功能。4、 无中心结构:要求网中任意两个站点均可直接通信。此结构的无线局域网一般使用公用广播信道,ＭＡＣ层采用ＣＳＭＡ类型的多址接入协议。2.2.2　无线局域网在室外依据不同的应用场合,主要有以下几种互连结构:点对点型、点对多点型、多点对点型和混合型。1、点对点型:该类型常用于固定的要连网的两位置之间,是无线连网的常用方式,使用这种连网方式建成的网络,优点是传输距离远,传输速率高,受外界环境影响较小。2、点对多点型:该类型常用于有一个中心点,多个远端点的情况下。其最大优点是组建网络成本低、维护简单,其次,由于中心使用了全向天线,设备调试相对容易。该种网络的缺点也是因为使用了全向天线,波束的全向扩散使得功率大大衰减,网络传输速率低,对于较远距离的远端点,网络的可靠性得不到保证。此外,由于多个远端站共用一台设备,网络延迟增加,导致传输速率降低,且中心设备损坏后,整个网络就会停止工作。其次,所有的远端站和中心站使用的频率相同,在有一个远端站受到干扰的情况下,其他站都要更换相同的频率,如果有多个远端站都受到干扰,频率更换更加麻烦,且不能互相兼顾。3、多点对点型:该类型实际上是多个点对点的组合,在有一个中心点多个远端点的网络中经常使用,每一个远端点在中心点都有各自对应的设备。这种方式组成的网络由于每个点采用的都是点对点方式,所以,中心点的一台设备损坏后,只会影响相关的一个点,不会使整个网络受到影响。在组建一个较大的网络时,如果每个点都使用点对点方式,增加了网络成本。此外,由于点对点方式在两个方向上都使用了定向天线,在设备安装调试过程中会有一些困难。但是,网络建成后具有很好的稳定性和可靠性,建议使用此方式组网。4、混合型:这种类型适用于所建网络中有远距离的点,近距离的点,还有建筑物或山脉阻挡的点,在组建这种网络时,综合使用上述几种类型的网络方式,对于远距离的点使用点对点方式,近距离的多个点采用点对多点方式。无线局域网的安全　　无线局域网的性能、互操作性和易管理性在不断改善,而安全性已经成为一个迫切需要解决的问题。　传输介质的脆弱性无线局域网的传输媒体———大气空间很难受到有效地物理控制。导致无线局域网与有线网的安全性不在一个水准。　ＷＥＰ存在不足由于无线局域网固有的安全缺陷,802.11委员会引入了ＷＥＰ。但ＷＥＰ不能完全保证加密传输的有效性,不具备认证、访问控制和完整性校验功能。一旦ＷＥＰ遭到破坏,这类机制的安全也就不复存在。ＷＬＡＮ无线网技术引入了以下4级安全性定义：1、扩频、跳频无线传输技术本身使盗听者难以捕捉到有用的数据;2、采取网络隔离及网络认证措施;3、设置严密的用户口令及认证措施,防止非法用户入侵;

4、设置附加的第三方数据加密方案,即使信号被盗听也难以理解其中的内容。　ＷＬＡＮ的未来　　无线局域网的发展过程可以用“更快、更便宜”来形容。无线局域网技术已经相当成熟,速率从1Ｍｂｐｓ增长到了54Ｍｂｐｓ。但这还仅仅是个开始:无线局域网的标准出现仅有四个年头,高速无线局域网标准才刚刚度过其两周岁生日。随着标准的发展与无线网络产品的成熟,局域网能够覆盖有线网络所无法顾及的领域,它能够用传统联网成本的一个零头来进行高速连接。当然,无线局域网会在实用中发展,肯定还会不断有新的技术出现,如ＡＴＭ无线局域网。总之,无线局域网应用广、市场大,前景不可估量。参考文献:[1]白杉子荫,罗鉴,陈玉本.无线局域网(ＷＬＡＮ)应用方案[Ｊ].西部广播电视,2003,(2):17～21.[2]杨以凤.无线局域网及其应用[Ｊ].电力系统通信,2001,(1):50～52.[3]陈军,傅昕.无线局域网技术和应用[Ｊ].微型机与应用,1997,(1):37～39.[4]朱洪波,傅海阳.无线接入网[Ｍ].北京:人民邮电出版社,2000.

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