wlan培训课程.pdf

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1、本课程主要内容本课程主要内容WLAN设备简介设备简介WLAN设备设备WLAN工程工程WLAN工程考虑工程考虑WLAN技术技术WLAN技术简介技术简介WLAN原理原理WLAN原理介绍原理介绍WLAN(Wireless Local Area Network)无线局域网无线局域网无线局域网络简称无线局域网络简称WLAN,是计算机网络与无线通信技术相结合的产物是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,是不采用传统电缆的同时是不采用传统电缆的同时,提供传统有线网络的所有功能提供传统有线网络的所有功能.何谓无线局域网何谓无线局域网何谓无线局域网何谓无线局域网?无线局域网络（Wireless Local Ar

2、ea Networks；WLANs）利用射频（Radio Frequency；RF）或是红外线（InfraRed；IR）的技术，以无线的方式连接二部或多部需要交换资料的计算机设备，利用无线的高移动性来应用于各个需要的应用领域之中。WLAN应用 1:展览和会议:在大型会议和展览等临时场合，可使工作人员在极短的时间内方便地得到计算机网络的服务，与 连接并获得所需要的资料，也可以使用移动计算机互通信息、传递稿件和制作报告。2:金融服务 银行和证券、期货交易业务可以通过无线网络的支持将各机构相连。即使已经有了有线计算机网，为了避免由于线路等出现的故障，仍需要使用无线计算机网做备份。在证券和期货交易业务

3、中的价格以及“买”和“卖”信息变化极为迅速频繁，利用手持通信设备输入信息，通过计算机无线网络迅速传递到计算机、报价服务系统和交易大厅的显示板，管理员、经纪人和交易者可以迅速利用信息进行管理或利用手持通信设备直接进行交易，避免了由于手势、送话器、人工录入等方式而产生的不准确信息和时间延误所造成的损失。3:旅游服务 旅馆采用，可以做到随时随地为顾客进行及时周到的服务。登记和记账系统一经建立，顾客无论在区域范围内的任何地点进行任何活动，比如在酒吧、健身房、娱乐厅或餐厅等，都可以通过服务员的手持通信终端来更新记账系统，而不必等待复杂的核算系统的结果。4:移动办公系统 在办公环境中使用，可以使办公用计算

4、机具有移动能力，在网络范围内可实现计算机漫游。各种业务人员、部门负责人和工程技术专家，只要有移动终端或笔记本电脑，无论是在办公室、资料室、洽谈室，甚至在宿舍都可通过随时查阅资料、获取信息。领导和管理人员可以在网络范围的任何地点发布指示、通知事项、联系业务。也就是说可以随时随地进行移动办公。WLAN产生原因通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆，构成有线局域网。但有线网络在某些场合要受到布线的限制：布线、改线工程量大，线路容易损坏，网中的各节点不可移动。特别是当要把相离较远的节点联接起来时，敷设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长，对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈。而（无线局

5、域网）的出现就可以很好地解决有线网络存在的许多问题。WLAN完美解决方案完美解决方案AccessPointstation with wireless cardRepeater移动办公室 WLAN历史:说到无线局域网的历史起源.无线局域网的初步应用，可以追朔到五十年前的第二次世界大战期间，当时美国陆军就采用了无线电信号做资料的传输，他们研发出了一套无线电传输技术，并且采用非常高的加密技术。二战时期，美军和盟军都广泛使用了这项技术，并让学者从中得到了灵感。1971年，夏威夷大学（University of Hawaii）的研究人员创造了第一个基于封包式技术的无线电通讯网络，被称为ALOHNET网络

6、，是最早的无线局域网络（wireless local area network，WLAN）。这个WLAN包括了7台计算机，采用双向星型拓扑（bi-directional star topology）横跨四座夏威夷的岛屿，中心计算机放置在瓦胡岛（Oahu Island）上。从这时开始，无线局域网可以说是正式诞生了。WLAN技术特点技术特点 WLAN的优势：WLAN的优势：?减少挖沟打洞,综合布线费用低,网络扩展方便减少挖沟打洞,综合布线费用低,网络扩展方便?用户开通方便,无需事先敷线,投资沉淀少用户开通方便,无需事先敷线,投资沉淀少?维护成本低维护成本低 WLAN的不足：WLAN的不足：?共享带

7、宽,用户隔离和计费实现复杂共享带宽,用户隔离和计费实现复杂?空中接口的开放性使用户安全问题突出空中接口的开放性使用户安全问题突出 在无法布线的场合在无法布线的场合,WLAN可作为有线接入的补充可作为有线接入的补充 WLAN优点详解:利用电磁波在空气中发送和接收数据，而无需线缆介质。的数据传输速率现在已经能够达到，传输距离可远至以上。它是对有线联网方式的一种补充和扩展，使网上的计算机具有可移动性，能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络联通问题。与有线网络相比，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

8、、穿线架管。而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（）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，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦建成后，在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。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地考虑未来发展的需要，所以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。而可以避免或减少以上情况的发生。4:易于扩展-有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，就能胜任从只有几个用户的小型网络到上千用户的大型网络，

9、并且能够提供像“漫游（）”等有线网络无法提供的特性。WLAN与有线接入技术比较办公室座位重新调整初次布线弱,受环境限制强,使用者可任意移动机动性复杂费时,查线困难简单线路故障维护客户端须全部重新布线无成本较低成本较高成本须施工布线不须布线新增用户复杂,除骨干网之外,客户端也必须布线简单,只需建置骨干布线方式有线网络无线网络有线网络无线网络课程内容WLAN设备简介设备简介WLAN设备设备WLAN工程工程WLAN工程考虑工程考虑WLAN技术技术WLAN技术简介技术简介WLAN原理原理WLAN原理介绍原理介绍WLAN主要设备主要设备AP（Acess Point):用户接入设备用户接入设备,支持支持2

10、0-30个终端用户个终端用户PC接口卡接口卡:包括包括USB接口卡接口卡,PCMCIA接口卡接口卡 AC(Acess Control):无线接入控器,WLAN的控制中心设备.AC提供包括严密的访问控制、集中式管理、无缝漫游等关键性服务，并且整合了计费功能。AP无线网络中的HUBAP本身具有网关功能,针对有无线网卡的PC作必要管理,在WLAN中,是无线网络和有线网络的接口.任何装有无线网卡的PC都可以通过AP分享网络资源.WLAN-AP安装方式安装方式1、桌面安装2、挂墙安装3、隐蔽安装：1）AP隐藏放置于房间吊顶上（天花板里）；2）大厅横梁上；3)房间的屋顶角落Access PointLAN

11、NetworkAntenna ConnectorPC Card/NIC媒介:网卡,无线网卡媒介:网卡,无线网卡Access Point衔接有线 收发资料衔接有线 收发资料Antenna Connector讯号加强 延伸范围讯号加强 延伸范围最常用的组网模式最常用的组网模式本课程主要内容本课程主要内容WLAN产品简介产品简介WLAN产品产品WLAN工程工程WLAN工程考虑工程考虑WLAN技术技术WLAN技术简介技术简介WLAN原理原理WLAN原理介绍原理介绍无线基础知识无线基础知识频谱频谱音频AM无线电VHFFMUHF微波红外线可见光紫外线X射线宇宙射线伽玛射线其中WLAN运行在2.4到2.48

12、35G的微波频段上 标准化组织标准化组织国际标准化组织OSI电子电器工程师协会IEEE美国国家标准局ANSI电子工业协会EIA/TIA国际电信联盟ITUINTERNET行动委员会IAB ISO国际标准化组织：为网络提供一套完备的理论模型，实际中很少用到 电子电器工程师协会：提供网络硬件标准，使全球网络硬件设备互联互通，定义了802协议簇，802.3以太网标准，802.5令牌网标准802.11无线网标准 美国国家标准局：ANSI 定义了FDDI光纤分布式数据接口标准 电子工业协会：EIA/TIA 定义了网络连接线缆的标准，RS232及布放标准EIA 国际电信联盟：ITU 定义了作为广域网连接电信

13、网标准 X.25 INTERNENT委员会：IAB 负责各种INTERNENT标准的定义，最具影响力。IEEE联盟(IEEE RROUP):非营利性的国际性工业组织,任务是对基于IEEE 802.11标准的无线局域网产品进行互操作性认证,推广WLAN技术在全球的应用,保证各厂家互通和无缝连接.WLAN协议标准:为了让WLAN技术能够被广为接受和使用，必须要建立一种业界标准，以确保各厂商生产的设备都能具有兼容性与稳定性。于是IEEE（电机电子工程师协会，The Institute of Electrical and Electronics Engineers）开始着手指定WLAN标准。这些业界标

14、准定义了无线通讯的物理层（physical/PHY layer）以及媒介存取控制层（Media Access Control/MAC layer）。在这里所谓的“层（layer）”简单来说就是一些相关功能的集合，这些功能与其他各自相关的功能有所区别。而在无线网络中层代表的意义，我们用个比喻来说明好了：假设您现在要把一本书（代表数据封包）从房间一角的书架上，拿到另一角的书桌上，那么媒介存取控制层就可以当成是一个人把书给拿起来的动作，而物理层则代表了人在房间中走动的动作。802.11 WLAN协议栈LLC子层MAC子层物理层提示：802.11只规定了WLAN的物理层和数据链路层的MAC子层，可以透

15、明的使用802.3LLC子层802.11标准范畴 信息包分片和重整：当传送帧受到严重干扰时，必定要重传。因此若一个信息包越大，所需重传的耗费也就越大；这时，若减小帧尺寸，把大信息包分割为若干小信息包，即使重传，也只是重传一个小信息包，耗费相对小的多。这样就能大大提高无线网在噪声干扰地区的抗干扰能力。IEEE802.11IEEE802.11是IEEE在1997年提出的第一个无线局域网标准，由于传输速率最高只能达到2Mbps，所以，主要被用于数据的存取。鉴于IEEE802.11在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，要知道图片、声音和电影资料是无法在这样低速的环境下传输的！因此，IEEE小组又相继

16、推出了IEEE802.11b、IEEE802.11a和IEEE802.11g三个新标准。IEEE802.11bIEEE802.11b工作于2.4GHz频带，物理层支持5.5 Mbps 和 11 Mbps两个新速率。它的传输速率可因环境干扰或传输距离而变化，在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps之间切换，而且在2 Mbps、1 Mbps速率时与IEEE802.11兼容。IEEE802.11aIEEE802.11a工作于更高的频带，物理层速率可达54Mbps，这就基本满足了我们现行局域网绝大多数应用的速度要求。而且，对数据加密方面，采用了更为严密的算法。但是，IEEE802

17、.11a芯片价格昂贵、空中接力不好、点对点连接很不经济。空中接力就是较远距离点对点的传输。需要注意的是，IEEE802.11b和工作在5GHz频带上的IEEE802.11a标准不兼容。IEEE802.11g2002年11月15日，IEEE试验性地批准一种新技术IEEE802.11g，使无线网络传输速率可达54Mbps，比现在通用的IEEE802.11b要快出5倍，但工作频带和IEEE802.11b相同，这就保证了与IEEE802.11b完全兼容。不过，由于IEEE802.11g标准刚刚推出，所以，目前真正的产品较少见。IEEE802.11bIEEE802.11b+是一个非正式的标准，称为增强型

18、IEEE802.11b。它跟IEEE802.11b完全兼容，只是采用了特殊的数据调制技术，所以，能够实现高达22Mbps的通讯速率，这要比原来的老标准快上一倍呢！此外，D-LInk等一些公司还推出了同时兼容IEEE802.11b和IEEE802.11a的接入点产品和网卡产品，提供双频无线接入，从而支持IEEE802.11a、IEEE802.11b或者是同时支持两种方式。理解:做个不太恰当的比喻：如果说IEEE802.11好比郊区的乡间小道，IEEE802.11b就是城市中的快速路，而IEEE802.11b就是双车道的快速路，至于IEEE802.11a和IEEE802.11g就是全封闭的高速公路

19、。标准对比标准对比 802.11的组网:1:WLAN物理层（一）物理层（一）WLAN物理信号传递方式跳频扩频（跳频扩频（FHSS）直接序列扩频（）直接序列扩频（DSSS）红外线物理层（）红外线物理层（IR）工作在）工作在2.4G-2.4835G频带上频带上直接序列扩频（DSSS）方式802.11b规定的唯一一种物理传输方式目前产品都是采用该传输方式功率相对大，但容量高规定的唯一一种物理传输方式目前产品都是采用该传输方式功率相对大，但容量高WLAN物理层物理层(二二)WLAN MAC子层（一）子层（一）分布试访问采用CSMA/CA的访问方式RTSCTSDATAACKNAV（RTS）NAV（CTS

20、）数据源接收端其它站CSMA/CA协议协议：有线以太局域网在MAC层的标准协议是CSMA/CD，即载波侦听多点接入/冲突检测。但由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突，因此IEEE802.11全新定义了一种新的协议，即载波侦听多点接入/冲突避免（CSMA/CA）。一方面，载波侦听查看介质是否空闲；另一方面，通过随机的时间等待，使信号冲突发生的概率减到最小，当介质被侦听到空闲时，则优先发送。不仅如此，为了使系统更加稳固，IEEE802.11还提供了带确认帧ACK的CSMA/CA协议。分布式访问特殊情况分析站A站B站C站A和站C同时发数据若采用CSMA/CD访问方式，则产生冲突若采用CSMA

21、/CA访问方式，因为站A听到了站B的CTS帧，故不会产生冲突WLAN MAC子层（二）子层（二）中心控制访问各站把要发送的数据帧，首先发送给中心控制器，由控制器进行转发各站只有接收到了中心控制器的授权后才能发送数据。媒体完全有控制器控制。CP客户客户客户WLAN MAC子层（三）子层（三）MAC层帧结构控制字段：16BIT，起控制目的持续时间：该数据正持续发送的时间，端站用来更新NAV地址14：根据访问控制方式不同，取不同的值序列控制：用在分段场合，区分分片数据帧在整个数据帧中的位置控制字段持续时间地址1地址2地址3序列控制地址4内容，CRCWLAN MAC子层（四）子层（四）AP操作模式（一

22、）操作模式（一）访问点模式无线桥节模式AP操作模式（二）操作模式（二）访问点客户模式AP操作模式（三）操作模式（三）目前典型使用方式访问点模式作为有线网络和无线网络的网关相当于一个两端口网桥访问点模式作为有线网络和无线网络的网关相当于一个两端口网桥AP操作模式（四）操作模式（四）MAC层桥接过滤和访问控制层桥接过滤和访问控制DHCP客户端支持客户端支持WEP加密功能加密功能EAP动态加密算法动态加密算法AP网络功能网络功能远程供电带远程供电带ADSL接口的接口的AP 支持支持RADIUS客户端支持客户端支持SNMP协议限制用户接入个数流量统计服务质量支持协议限制用户接入个数流量统计服务质量支持

23、IPSec支持支持AP其它特性其它特性第一步：主动扫描和被动扫描第二步：认证过程第三步：关联过程第一步：主动扫描和被动扫描第二步：认证过程第三步：关联过程端站加入无线网络WLAN运行过程（一）运行过程（一）WLAN运行过程（二）运行过程（二）漫游过程第一步：端站检测到到第一步：端站检测到到AP的信号逐渐变差第二步：使用扫描过程定位 另外一个的信号逐渐变差第二步：使用扫描过程定位 另外一个AP第三步：发连接请求给找到的第三步：发连接请求给找到的AP，若收到连接响应，则完成漫游第四步：端站通知原来，若收到连接响应，则完成漫游第四步：端站通知原来AP，自己已经与原来，自己已经与原来AP切断连接切断连

24、接本课程主要内容本课程主要内容WLAN产品简介产品简介WLAN产品产品WLAN工程工程WLAN工程考虑工程考虑WLAN技术技术WLAN技术简介技术简介WLAN原理原理WLAN原理介绍原理介绍 频道间隔（至少频道间隔（至少5个）个）方向考虑（定向天线和无向天线）方向考虑（定向天线和无向天线）位置考虑（尽量放在天花板上）位置考虑（尽量放在天花板上）覆盖面积考虑覆盖面积考虑 频道间隔频道间隔:无线局域网的无线设备的无线局域网的无线设备的2.4GHz工作频段为：工作频段为：2400-2483.5MHz。信道间隔为。信道间隔为5MHz,每个子信道带宽为每个子信道带宽为22MHz。最多可以设置。最多可以设

25、置13个信道。个信道。在多个频道同时工作的情况下，为保证频道之间不相互干扰，要求两个频道的中心频率间隔不能低于在多个频道同时工作的情况下，为保证频道之间不相互干扰，要求两个频道的中心频率间隔不能低于25MHz。因此，在一个蜂窝区内，直序扩频技术最多可以提供。因此，在一个蜂窝区内，直序扩频技术最多可以提供3个不重叠的频道同时工作，提供高达个不重叠的频道同时工作，提供高达33Mbps的吞吐量。的吞吐量。IEEE802.11b信道划分频率规划频率规划三AP全覆盖设计负载平衡和冗余设计负载平衡和冗余设计负载均衡和冗余涉及：负载均衡和冗余涉及：当AP变得负载过大或信号减弱时，NIC能更改与之连接的访问点

26、AP，自动转换到最佳可用的AP，以提高性能。典型应用2403F深圳电信城域网2403FAccess PiontMA5200Portal ServerAAA Server 客房有线用户客房无线用户会议室无线用户酒吧无线上网大堂等其它公共场所无线上网酒店前台业务终端FEFE10base-T10base-T10base-T10base-T100Base-TAccess PiontAccess Piont10base-T1.传输功率;2.天线类型和方向；3.噪声和干扰：非授权用户，微波炉，有意干扰等；4.建筑物结构：引发多路经，遮挡等；5.AP摆放的位置。1.传输功率;2.天线类型和方向；3.噪声和干

27、扰：非授权用户，微波炉，有意干扰等；4.建筑物结构：引发多路经，遮挡等；5.AP摆放的位置。影响影响影响影响WLANWLAN网络性能的因素网络性能的因素网络性能的因素网络性能的因素AP规划规划首先明确用户对覆盖和数据吞吐量的具体要求：?预计覆盖面积?预计用户数量?安装选址一、需确定接入点一、需确定接入点AP的数量和位置的数量和位置 室内容许最大覆盖距离为35100米 室外容许最大距离100400米AP覆盖范围：2.4G电磁波对于各种建筑材质的穿透损耗的经验值如下：A.水泥墙(1525cm):衰减1012dBB.木板墙(510cm):衰减56dBC.玻璃窗(35cm):衰减57dBAP覆盖范围：

28、各种建筑材料对无线讯号的影响如下：当AP与终端隔一座水泥墙时,AP 的可传送覆盖距离约剩下 5米 有效距离。当AP与终端中间隔一座木板墙时,AP 的传送距离约剩下 15米 有效距离。当AP与终端中间隔一座玻璃墙时,AP 的传送距离约剩下=35db。根据经验值，当相邻AP设定相同频点时,要求间隔25米以上；当相邻AP设定相邻频点时,要求AP间隔16米以上；当AP设定相隔频点时,要求间隔12米以上。频率规划频率规划要维持一个质量较好的WLAN，需要考虑覆盖范围内用户数量，单个AP的联机终端用户数不应超过30个频率规划频率规划AP每隔100ms发送一次探测信号，用户端可据此判断网络连接质量，然后决定

29、接入哪一个AP。当终端在多个AP间的漫游时，由新的服务AP通过有线的形式通知原服务AP，已建立新的连接。无线AP的漫游协议不包含在802.11中，而IAPP（Inter access point protocol）很有可能成为标准的漫游协议。AP间漫游间漫游通过对AP输出功率的调整，可以控制覆盖范围内的用户数量，以保证网络质量。AP产品出厂时功率统一，当用户需要更改功率时，可下载相应软件，对输出功率进行调整。在当前WLAN的建设初期，主要满足覆盖需求，较少对AP功率进行控制。AP功率控制功率控制 干扰源的种类干扰源的种类?微波炉?防盗设施（商场门检）?其它大功率的电子设备外界干扰外界干扰所以所以AP应该远离干扰源应该远离干扰源12米米