2023年四级网络工程师教材.doc

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1、第8章 无线局域网技术本章要点：8.1 无线局域网概念8.2 无线局域网的标准8.3 无线局域网的安装技术8.4 无线局域网的组网模式8.5 无线局域网的设计8.1 无线局域网概念 8.1.1 基本概念 WLAN（Wireless Local Area Network，无线局域网），也称为无线Ethernet，它是一种计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它运用射频技术来提供传统有线局域的所有功能，是一种能支持较高速率，采用蜂窝或微蜂窝的自我管理的计算机局域网技术。 WLAN的数据传输速率现在已经可以达成11Mb/s，传输距离可远至20km以上，它是对有线联网方式的一种补充和扩展，从而使网络的

2、构建和终端的移动更加灵活，并且能更快速、方便的解决有线方式不易实现的网络连通问题。8.1.2 无线局域网的工作原理无线局域网采用直序扩频接入技术，使用户可以在2.4GHz的ISM频段上进行无线Internet连接。无线局域网络的系统涉及无线网络接入管理系统、无线中心路由器、用户端无线路由器。网络接入管理系统可认为网络运营商提供如用户管理功能和网络安全等方面的操作与维护支持；无线中心路由器同时提供多个无线接口，并采用扇区覆盖方式，提供多用户大容量的IP接入，它可以进行用户验证、访问服务控制、动态IP地址分派等。同时，它比传统的无线网络接入设备增长了强大的IP组网和路由功能，提高了无线宽带网络的扩

3、展性、传输速率以及安全性。8.1.3 无线局域网常用设备1 无线网卡 无线网卡在无线局域网中的作用相称于有线网卡在有线局域网中的作用。两台计算机只要各自插上无线网卡，就可以实现通信。 2无线网桥、路由器及网关 无线网桥重要用于无线或有线局域网之间的互连。当两个局域网无法实现有线连接或使用有线连接存在困难时，就可使用无线网桥实现点对点的连接。在这里无线网桥起到了协议转换的作用。无线路由器则集成了无线AP 的接入功能和路由器的第三层途径选择功能。3 无线接入点无线接入点也称为无线AP，它是在无线局域网环境中，进行数据发送和接受的集中设备，它的作用相称于有线网络中的集线器。通常，一个AP可以在几十至

4、上百米的范围内连接多个无线用户4天线 天线的功能则是将信号源发送的信号藉由天线自身的特性传送至远处。天线一般有所谓定向性与全向性之分，前者较适合于长距离使用；而后者则较适合区域性之应用。无线天线有多种类型，最常见的有两种，即室内天线和室外天线。8.2 无线局域网的标准8.2.1 蓝牙标准 1 蓝牙技术 蓝牙技术是一种支持设备短距离通信的无线电技术，它的通信距离一般为10m以内。蓝牙技术能在涉及移动电话、PDA、无线耳机、笔记本电脑、相关外设等众多设备之间进行无线信息互换。蓝牙技术的标准是IEEE802.15，工作在2.4GHz 频带，带宽为1Mb/s。 蓝牙技术是由东芝、爱立信、IBM、Int

5、el和诺基亚于1998年5月共同提出的近距离无线数字通信的技术标准。 蓝牙技术的优势在于： （1）支持语音和数据传输。 （2）采用无线电技术，传输范围大，可穿透不同物质以及在物质间扩散。 （3）采用跳频展频技术，抗干扰性强。 （4）使用的频谱在各国都不受限制，理论上不存在干扰问题。 （5）功耗低。 （6）成本低。 蓝牙的劣势即是它的传输速度较慢。 2蓝牙的技术性能参数 有效传输距离为10cm10m，增长发射功率可达成100m，甚至更远。蓝牙收发器工作频率为2.45GHz ，覆盖范围是相隔1MHz的79个通道，其速率分别从2.402GHz到2.480GHz。蓝牙数据传输技术使用短封包，跳频展频技

6、术，切换速率为1600次/秒，因此可以防止偷听且避免干扰；每次传送一个封包，封包的大小为126287bit；封包的内容可以是包含数据或者语音等不同服务的资料。同步连接的数据传输带宽为可达成每个方向32.6Kb/s，而异步连接的数据传输速率允许一个方向达成721kb/s，用于上传或下载，这时相反方向的速率是57.6kb/s；数据传输通道为留出3条并发的同步语音通道，每条带宽64kb/s；语音与数据也可以混合在一个通道内，提供一个64kb/s同步语音连接和一个异步数据连接。8.2.2 HiperLAN标准1HiperLAN标准的基本概念 HiperLAN标准是基于ETSI所规定的一些具体的功能规定

7、的，如数据速率、覆盖范围、具有多跳Ad-hoc网络能力，支持时间限制业务和节能功率管理等，它是应用于欧洲的无线局域网通信标准的。HiperLAN-1标准是在1997年完毕的，当时没有制造商采用这个标准来用于产品的生产，因此它被认为是不成功的标准。该标准采用5GHz射屡屡率，上行速率可达20Mb/s。在HiperLAN-1标准之后，推出了HiperLAN-2标准，它分别用于是2.4GHz与5GHz的不同频段，可分别与IEEE 802.11b、IEEE 802.11a相相应 。2HiperLAN-2标准的特点（1）数据传输速率高（2）面向连接的机制（3）QoS支持（4）自动频率分派（5）安全性无线

8、网络（6）移动性（7）网络与应用无关（8）节能8.2.3 IEEE 802.11标准1IEEE 802.11系列 1997年6月，IEEE发布了针对无线局域网的802.11标准，该标准定义了物理层和媒体访问控制协议的规范，允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。 802.11标准在物理层定义了数据传输的信号特性和调制方法，定义了两个射频（RF）传输方法和一个红外线传输方法。 无线局域网所使用的协议重要涉及802.11b、802.11a、802.11g等。（1）802.11b协议 802.11b协议的无线网络工作在2.4GHz频率下，最大传输速率可以达成11Mb/s，它可以

9、实现速率在1Mb/s、2Mb/s、5.5Mb/s以及11Mb/s之间的自动切换 。（2）802.11a协议 802.11a协议在1999年制定完毕，其重要工作在5GHz的频率下，数据传输速率可以达成54Mb/s，传输距离在10 100m 。（3）802.11g协议 802.11g协议在2023年6月推出，它是在802.11b协议的基础上改善的协议，支持2.4GHz工作频率以及DSSS技术 ，它可以实现11Mb/s传输速率，同时保持着对802.11b的兼容，又可以实现54Mb/s高传输速率 表8-1 802.11系列标准的比较2IEEE 802.11b IEEE 802.11b是IEEE 802

10、.11标准的另一个扩充，它规定采用2.4GHz频带，不需要申请就可以使用，它既可作为对有线网络的补充，也可独立组网，从而实现真正意义上的移动应用。 802.11b的运作模式基本分为两种：点对点模式和基本模式（1）点对点模式 点对点模式是指无线网卡之间的通信方式。两台插上无线网卡的PC，即可进行连接。这种连接方式对于小型的网络来说是非常方便的，它最多可以允许256台PC连接。表8-2 IEEE 802.1b的优点（2）基本模式 基本模式是指无线网络规模扩充或无线和有线网络并存时的通信方式，这也802.11b现在最普及的方式。在基本模式中，插上无线网卡的PC要通过接入点与另一台PC连接。 802.

11、11b可以有不同的典型解决方案 （1）对等解决方案 （2）单接入点解决方案 （3）多接入点解决方案 （4）无线中继解决方案 （5）无线冗余解决方案 （6）多蜂窝漫游工作方式 表8-3 IEEE 802.11b的应用及其优点重点提醒：802.11b标准使用的是2.4GHz射屡屡段，不需要申请即可以使用，它的带宽最高可达11Mb/s，也可根据实际情况采用5.5Mb/s，2Mb/s、和1Mb/s的带宽，它既可作为对有线网络的扩充也可以独立组网。802.11b的运作模式分为点对点模式与基本模式两种。8.3 无线局域网的安装技术1无线网卡的安装 （1）在WindowXP中，点击【开始】【控制面板】【网络

12、连接】，显示“网络连接”窗口。（2）右键单击“无线网络连接”图标，在弹出的菜单中选择【属性（R）】，弹出“无线网络连接属性”对话框。（3）点击“无线网络配置”选项卡，假如先前没有连接过无线网络，则点击【查看无线网络】，从显示出的可供选择的无线网络中选中一个，点击【连接】，若已经配置过无线网络，进行可供连接的无线网络。添加无线网络到“首选网络（P）”下的框中，点击【拟定】即可。图8-1 网络连接窗口图8-2无线网络连接属性2 无线接入点的安装1）通过IE浏览器配置 确认PC机获得了10.0.0.x网段的地址 打开IE浏览器，在地址栏中输入无线接入点的IP地址10.0.0.1，连接，桌面将弹出“连

13、接到”对话框，规定输入密码。在“密码（P）”框中输入“Cisco”，点击【拟定】 将进入相关页面，选中页面左上角菜单中的“Express Setup”进入快速配置页面，在各输入框中填入相关的配置信息。 （2）通过Console口配置 在PC机和1200之间连接好控制线，打开PC机Windows操作系统下的超级终端，不出什么问题的会看到“ap”提醒符号。输入“enable”后，界面提醒输入密码 “Cisco”，即可以开始对1200进行具体配置。图8-3 Cisco Aironet 12008.4 无线局域网的组网模式 1. 对等网络 对等网络是最简朴的无线局域网结构。一个对等网络由一组有无线网络

14、接口的计算机组成。这些计算机要有相同的工作组名、ESSID 和密码。任何时间，只要两个或更多的无线网络接口互相都在彼此的范围之内，它们就可以建立一个独立的网络。2. 基础结构网络 由于对等模式在功能上的局限性，在具有一定数量用户或是需要建立一个稳定的无线网络平台时，一般会采用以无线AP为中心的模式，将有限的“信息点”扩展为“信息区”， 这种模式也是无线局域网最为普通的构建模式，即基础结构模式。 图8-4 对等网络 图8-5 以无线AP为中心的基础网络结构8.5 无线局域网的设计 1初步调研 （1）Who谁在使用网络？ （2）What用户使用何种设备来访问该网络？ （3）When用户何时使用该网

15、络？ （4）Where用户在何处使用该网络？ （5）Why用户为什么要使用该网络？ 2综合当前情况分析 无线局域网的设计者应当从当前的情况出发，综合初步调研得到的信息，充足理解现有网络、系统、用户以及应用之间的关系和互相作用，并找出潜在的问题和难点，在满足网络需求的前提下，找出可行的解决方案并论证其可行性。 3初步设计 （1）调研中的问题、困难和解决方案 （2）网络拓扑图 （3）数据流图 （4）设计方案所需要的预算费用4具体设计 当初步设计方案拟定并且得到用户的反馈后，即可以进入具体设计环节。该环节最重要的任务即是拟定用户的解决方案，并把所有的所需要的应用软件和硬件设备记录下来，列成清单。 5设计的实行 当网络的具体设计方案得到审批通过后，将进入设计的实行环节。即将纸面的设计方案付诸于现实。该环节涉及到了无线局域网的安装、配置、测试以及建成该网络系统的所有软硬件设备。 6文档整理 文档中的大部分信息是在整个设计过程中收集积累起来的，它们不仅可以作为用户手册、教学和培训指导，还可以作为故障定位的参考资料。