补充-无线网络实践课件.ppt

1、无线网络实践无线网络实践内容提要v1 无线网络设备介绍v2 无线局域网的组网1 无线网络设备介绍 无线网络的硬件设备主要包括：网卡、接入点、网桥和路由器。其中，无线网卡也叫无线局域网(WLAN)适配器，是无线网络系统中最基本的硬件。无线接入点也称无线AP（Access Point，AP），其基本功能是集合无线或有线终端，类似于有线网络中的集线器和交换机。如果为无线AP加入更多功能，可使之成为无线网桥和无线路由器。无线网桥可看成是一个室外无线接入点，其作用是连接几个不同网段，实现较远距离的无线通信。加入路由功能的无线接入点可成为无线路由器，其最常见的用途是使无线局域网用户可访问因特网，而无需在无

2、线局域网系统中安装或设置代理服务器。无线网卡和接入点v无线网卡无线网卡 对大多数台式机来说，无线网卡仍需另外配置。台式机无线网卡集微波收发、信号调制和网络控制于一体，设置相应软件即可工作。它具有天线接口、信号收发处理系统、扩频调制系统，具有有线网卡同样的网络功能。它的网络控制器为微处理器，用来实现CSMA/CA介质访问控制、分组传输、地址过滤、差错控制及数据缓存管理。其扩频、解频等数字信号处理部分用专用芯片实现，在输出信号时进行扩频调制，提供避免碰撞协议支持。接收信号时，进行扩频解扩相关处理、回波路径处理和自动增益控制。每一块无线网卡都像普通网卡一样，具有唯一MAC地址,还有一个唯一的设备号（

3、P/N），印制在产品标签上。目前常见无线网卡采用两种不同标准:IEEE 802.11b和802.11g。其中802.11g向下兼容802.11b。目前国内市场上较常见的无线网卡品牌有:Cisco、D-Link、Linksys、Avaya、Intel、Netgear、Nortel、Proxim等。无线网卡按接口类型可分为PCMCIA、PCI、USB和MiniPCI接口无线网卡等。PCMCIA接口无线网卡接口无线网卡PCMCIA接口是无线网卡的主要接口形式，其它接口的无线网卡通常都通过对PCMCIA接口网卡转换而得到。PCI接口无线网卡PCI接口无线网卡的优点是几乎可在所有台式机上安装且价格低廉。

4、缺点是安装稍显复杂，可能造成驱动程序冲突。USB接口无线网卡USB接口无线网卡的优点是均兼容台式机和笔记本电脑，可以灵活放置以增强信号的接收能力。缺点是价格较高。MiniPCI接口无线网卡MiniPCI接口无线网卡的优点是非常轻便，缺点是信号接收能力较弱。它通常被安装在笔记本电脑内部的MiniPCI插槽中。如果想在台式机中使用MiniPCI接口的无线网卡，可另外购置一块MiniPCI转PCI接口的转换卡。v无线接入点无线接入点 AP的作用类似于有线网络中的集线器，在逻辑上它是一个无线网络的中心点。该网络内的所有无线信号都通过它进行交换，它是无线局域网中必不可少的设备。使用AP后不仅可得到永久性

5、无线连接服务，还能集中管理用户并大大提高无线网络安全性。AP可以和无线网桥、路由器连用，以支持一个整体区域的无线连接，而无需考虑距离限制。AP上提供了和有线网络相连的多种插座，可将多种线缆连入有线网。AP分为企业经济型、经济型和经济型带路由功能。v企业经济型AP企业级经济型AP可保证较大范围内为无线终端用户提供稳定的连接速率，多用户使用时可在不同信道（通常8个）间自动漫游。此类AP管理措施较严密，发射功率较大（通常100mw），支持多信道并行，可提供更好的服务，可满足较多用户使用。v经济型AP这是一种在无线PCMCIA卡上的扩展解决方案，内部集成了一片具有单对多MAC地址能力的无线卡，由外围嵌

6、入式系统实现AP管理，内部无线卡的天线被引出到AP外面，具有更高 的 灵 敏 度。其 发 射 功 率 较 小（通 常100mw），只提供简单的接入功能，管理由嵌入式系统实现，价格低廉，升级方便，能为一定数量用户提供无线接入服务。v经济型带路由功能AP此种AP加装了功率放大器，可满足更大范围的使用，产品定位介于以上两者之间。v无线路由器无线路由器 无线路由器就是带有无线覆盖功能的路由器，它主要应用于用户上网和无线覆盖。市场上流行的无线路由器一般都支持专线XDSL、Cable、动态XDSL和PPTP四种接入方式，它还具有其它一些网络管理功能，如DHCP服务、NAT防火墙、MAC地址过滤等。它不仅具

7、备无线AP所有功能，而且还包括了NAT功能。它支持局域网用户的网络连接共享，可实现家庭无线网络中的Internet连接共享，实现ADSL和小区宽带的无线共享接入。协议标准目前无线路由器产品支持的主流协议标准为IEEE802.11g，且向下兼容IEEE802.11b，二者最大的区别就是支持的传输速率不同，前者可以支持11Mb/s，而后者只能支持54Mb/s。数据传输速率无线网络中，数据传输速率和环境有很大关系。因为在无线网络中，数据传输通过信号进行，而实际使用环境或多或少都会对传输信号造成一定的干扰。实际情况是，无线局域网的实际传输速度只能达到产品标称最大传输速度的一半以下。因此选购产品时，在需

8、要的传输速率基础上，还应作上浮考虑。信号覆盖顾名思义也就是说只有在无线路由器的信号覆盖范围内，其它计算机才能进行无线连接。通常室内在50米范围内都可有较好的无线信号，而室外一般都能达到100-200米左右。无线路由器信号强弱同样受环境的影响较大，如墙壁会削弱信号强度。增益天线在无线网络中，天线可以达到增强无线信号的目的，可以把它理解为无线信号的放大器。天线对空间不同方向具有不同的辐射或接收能力，而根据方向性的不同，天线有全向和定向两种。机身接口常见的无线路由器一般都有一个RJ-45口为WAN口，也即上连到外部网络的接口，其余2-4个口为LAN口，用来连接普通局域网，内部有一个网络交换机芯片，专

9、门处理LAN接口之间的信息交换。通常无线路由的WAN口和LAN之间的路由一般都采用NAT工作模式。所以，无线路由器也可以作为有线路由器使用。2 无线局域网的组网无线局域网（WLAN）是利用无线技术构成的局域网络，不铺设线缆，不受节点布局限制，网络拓扑结构灵活性很大。应用范围广，可用于无线办公、远程医疗、远程教育、无线社区、SOHO、无线监控、无线会议等场合。WLAN使用扩频技术，使用FCC（美国联邦通信委员会）规定的ISM（工业、科学和医疗）频段，即902928MHz和2.42.48GHz两个频段。WLAN利用电磁波代替传统线缆传递信息，可作为传统有线网络的延伸、补充或替代。WLAN具有以下许

10、多优点。移动性无线意味着可能移动，WLAN的通信范围不再受环境条件的限制，有效拓宽了网络传输地理范围。灵活性安装容易，使用简便，组网灵活。WLAN可将网络延伸到线缆无法连接的地方，并可方便地增减、移动和修改设备。可伸缩性在适当的位置放置或添加接入点或扩展点，就可满足组网的扩展需要。经济性WLAN可用于物理布线困难或不适合物理布线的地方，如危险区和古建筑等场合，节省了线缆及附件的费用。它可省去布线工作，快速组网，节省人员费用，并能将网络快速投入使用，提高了经济效益。WLAN并非完美无缺，它也有许多局限性需要解决，这些局限性实际上也是WLAN必须克服的技术难点，主要表现如下：可靠性WLAN采用无线

11、信道进行通信，而无线信道是一个不可靠信道，存在各种干扰和噪声，引起信号的衰落和误码，进而导致网络吞吐性能的下降和不稳定。此外，由于无线传输的特殊性，还可能产生“隐藏终端”、“暴露终端”和“插入终端”等现象，影响系统的可靠性。带宽与系统容量由于频率资源有限，WLAN的信道带宽远小于有线网的带宽；由于无线信道数量有限，即使可以复用，WLAN的系统容量通常也要比有线网容量小。因此，WLAN的一个重要发展方向就是提高系统的传输带宽和系统容量。兼容性与共存性兼容性包括多个方面：兼容现有的有线局域网；兼容现有的网络操作系统和网络软件；多种WLAN标准，如IEEE802.11g对IEEE802.11b的兼容

12、；不同厂家间WLAN产品的兼容。共存性也包括多个方面：同一频段的不同制式（标准）的无线网的共存，如2.4GHz频段的WLAN和蓝牙系统的共存；不同频段、不同制式的无线网的共存（多模共存），如2.4GHz频段的WLAN和5.8GHz频段WLAN的共存，WLAN与GPRS系统的共存等。覆盖范围WLAN的低功率和高频率限制了其覆盖范围。为了扩大覆盖范围，需引入蜂窝或微蜂窝网络结构，或通过中继与桥接等其它措施来实现。干扰外界干扰可对无线信道和设备形成干扰，WLAN系统内部也会形成自干扰；同时，WLAN系统还会干扰其它无线系统。因此，在设计与使用WLAN时，要综合考虑电磁兼容性能和抗干扰性能，并采用相应

13、措施。安全性因为信道的封闭性，有线网络中存在固有的安全保障。但在WLAN中，鉴于无线电波不能局限于网络设计的范围内，因此有被偷听和恶意干扰的可能性。目前，WLAN系统中存在着一些安全漏洞。无线电管理部门需规定WLAN的使用频段，规定发射功率和带外辐射等各项技术指标。节能管理由于WLAN的终端设备是便携设备，如笔记本计算机、PDA等，为减少电池消耗，延长设备使用时间和提高电池寿命，网络应具有节能管理功能。当终端不处于数据收发状态时，应使机内收发处于休眠状态，需要收发数据时，再激活。多业务与多媒体现有WLAN标准和产品主要面向数据业务，而对于语音、图像等多媒体业务的适应性很差，需要开发保证多业务和

14、多媒体服务质量的相关标准和产品。移动性WLAN虽然可以支持站点的移动，但对大范围移动的支持机制还不完善，还不能支持高速移动。即使在小范围低速移动过程中，性能也要受影响。无线局域网的组成结构无线局域网的组成结构WLAN的组成结构由站(STA)、无线介质(WM)、基站(BS)或接入点和分布式系统(DS)等几部分组成。v站站也称主机或终端，是WLAN的最基本组成单元,站在WLAN中通常用作客户端，它是具备无线网络接口的计算机设备。在WLAN中，站之间的通信距离由于天线辐射能力有限和应用环境的不同而受限制。通常把WLAN能覆盖的区域范围称为服务区域（Service Area，SA），而把由WLAN中移

15、动站的无线收发信机及地理环境确定的通信覆盖区域（服务区域）称为基本服务区（Basic Service Area，BSA），也常称小区（cell），它是构成WLAN的最小单元。一个BSA内彼此间相互联系、相互通信的一组主机组成了一个基本业务区（Basic Service Set，BSS）。v无线介质无线介质是WLAN中站或AP间通信的传输介质，空气是无线电波和红外线传播的良好介质。WLAN中的无线介质由物理层标准定义。v无线接入点无线AP类似于蜂窝移动电话结构中的基站，是WLAN的重要组成单元，通常处于BSA中心，固定不动。无线AP至少要包括与分布式系统的接口（至少一个）、无线网络接口（至少一个

16、）和相关软件、桥接软件、接入控制软件、管理软件等AP软件和网络软件。v分布式系统 用来连接不同BSA的通信信道，称为分布式系统介质（Distribution System Medium，DSM）。DSM可以是有线信道，也可以是频段多变的无线信道。DS通过入口（Portal）连接骨干网。从WLAN发往骨干网（通常是有线局域网）的数据都必须经过Portal；反之亦然。无线局域网的拓扑结构无线局域网的拓扑结构 WLAN拓扑结构有以下分类。根据物理拓扑可分为单区网和多区网；根据逻辑拓扑可分为对等式、基础结构式和线形、星形、环形等；根据控制方式可分为无中心分布式和有中心集中控制式两种；根据与外网的连接性

17、可分为独立WLAN和非独立WLAN。BSS是WLAN的基本构造模块，有两种基本拓扑结构或组网方式，分别是分布对等式拓扑和基础结构集中式拓扑。单个BSS称为单区网，多个BSS通过DS互连构成多区网。v分布对等式拓扑分布对等式网络是一种独立BSS（IBSS），它至少有两个站。在可直接通信范围内，IBSS中任意站之间可直接通信而无须依赖AP转接。v基础结构集中式拓扑基础结构包括分布式系统介质、AP和端口实体。一个基础结构除DS外，还包含一个或多个AP及零或多个端口。因此，在基础结构WLAN中，至少要有一个AP。只包含一个AP的单区基础结构网络如下所示。v中继或桥接型网络拓扑 两个或多个网络（LAN或

18、WLAN）或网段可通过无线中继器、网桥或路由器等设备连接起来。如果中间只通过一级设备，称为单跳网络。如果中间需要通过多级设备，则称为多跳网络。采用中继或桥接型网络拓扑也是一种拓展WLAN范围的有效方法。无线局域网标准无线局域网标准比较常用的无线局域网标准有IEEE802.11、IEEE802.11b、IEEE802.11a、IEEE802.11g、Bluetooth、HomeRF、IrDA、HiperLAN2等。vIEEE802.111 9 9 0 年 I E E E 8 0 2 标 准 化 委 员 会 成 立IEEE802.11 WLAN标准工作组，任务是研究1M和2Mbps速率、工作在2.

19、4GHz开放频段的无线设备和网络发展的全球标准。工作组于1997年6月公布了该标准，它是第一代WLAN标准之一，定义了物理层和MAC层规范。vIEEE802.11b 为支持更高的数据传输速率，IEEE于1999年9月批准了802.11b标准，其中最重要的改进就是增加了两种更高的通信速率5.5M和11Mbps。当射频情况变差时，可将数据传输速率降至5.5M、2M和1Mbps。IEEE802.11b的基本结构、特性和服务仍然 由 最 初 的 I E E E 8 0 2.1 1 标 准 定 义。IEEE802.11b规范只影响IEEE802.11标准的物理层，它增加了数据传输速率和连接性健全。vIE

20、EE802.11a IEEE802.11a是IEEE802.11b的后续标准，IEEE802.11a的物理层速率可达54Mbps，传输层可达32Mbps，采用正交频分复用（OFDM）的扩频技术，可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口，以及TDD/PDMA的空中接口；支持语音、数据、图像业务；一个扇区可接入多用户，每个用户可带多个用户端。vIEEE802.11g IEEE802小组在2001.11通过802.11g标准，在 确 保 兼 容 现 有 使 用 2.4 G H z 频 带 的IEEE802.11b的同时，实现了54Mbps数据传送速度。IEEE802.1

21、1g中规定的调制方式包括IEEE802.11a中采用的OFDM与IEEE802.11b中采用的CCK。既达到了用2.4GHz频带实现IEEE802.11a水平的数据传送速度，也确保了与装机数量庞大的IEEE802.11b产品的兼容。同时，可实现22Mbps数据传输速度的PBCC-22（CCK-PBCC）。无线局域网的安装和配置 要安装无线局域网，首先要配置无线路由器（以Dlink的DI-624为例）。插好无线路由器电源，将连结至ISP的双绞线或DSL/Cable Modem网络线接到DI-624的WAN端口。然后将计算机连接至其中1个LAN端口，接下来即可配置无线路由器，步骤如下。在终端浏览器

22、输入http:/192.168.0.1，然后按Enter键。在登录窗口输入用户名(admin)和初始密码；然后单击“确定”，进入管理界面。要修改登录密码，需进入“工具”栏“管理者系统”界面，可以重设登录密码。单击左侧的“无线网络”按钮。设置无线端状态、无线网络ID、信道、安全方式、加密方式及共享密码参数，完成后单击”执行”即可。单击左侧的”WAN”按钮，进入WAN口设置界面。根据实际情况选择以太网或ADSL上网方式，选择“PPPoE”，填上用户名和密码。单击左侧的“LAN”按钮，进入LAN口设置界面。可设置LAN口基本网络参数，包括路由器IP地址和子网掩码等，完毕后单击“执行”即可。单击左侧“

23、DHCP”按钮，进入DHCP界面。设置可用IP地址范围、租约时间等参数。为使用DHCP功能，建议重启路由器，且计算机为“自动获得IP地址”。至此，即完成了无线路由器的安装和配置。任何一台计算机通过双绞线或无线连接，可以从该无线路由器获得IP地址，并通过该无线路由器进入因特网访问。家庭无线局域网组网实例 家庭无线局域网的组建，最简单的是两台安装有无线网卡的计算机实施无线互连，其中一台计算机连接着因特网。这样，一个基于Ad Hoc结构的无线局域网便完成组建。但其：范围小、信号差、功能少、使用不便。无线AP的加入，丰富了组网方式，并在功能上满足了家庭无线组网的各种需求。技术的发展，令AP不再是单纯的

24、连接“有线”与“无线”的桥梁。带有各种附加功能的产品层出不穷，这就给目前多种多样的家庭宽带接入方式提供了有力的支持。下面就从上网入手，介绍家庭无线局域网的组网方案。v普通电话线拨号上网普通电话线拨号上网如果家庭采用56K Modem的拨号上网方式，WLAN组建必须依靠两台以上装备了无线网卡的计算机。其中一台计算机充当网关拨号。其它计算机通过接收无线信号来无线上网。v以太网宽带接入以太网宽带接入该方式目前较为常见和普遍采用的，即所有用户都通过主干线接入因特网，每个用户只需将ISP提供的楼层接入端插入计算机，自动获取IP地址、网关以及DNS后，即可连入因特网。v虚拟拨号虚拟拨号+局域网局域网与以太

25、网方式相似，ISP将网线直接接入到用户家中，但用户需用虚拟拨号软件进行拨号，从而获得公有IP地址连接因特网。v以太网以太网ADSL Modem接入接入ADSL是较普及的宽带接入方式，用户只需一块有线网卡，通过网线连接以太接口的ADSL Modem进行虚拟拨号连接上网。v组网实例组网实例 假设选用的宽带接入方式为以太网或ADSL。一共有3台计算机连接因特网。其中，两台笔记本电脑装配无线网卡，通过无线局域网访问因特网，而台式电脑则通过有线方式进行连接.一般而言，在Windows XP下无线网卡无需安装驱动，系统可自动识别无线网卡。但出于兼容性考虑，还是建议安装网卡的最新驱动程序。然后即可配置计算机

26、无线上网，步骤如下。在“控制面板”中“网络和Internet 连接”文件夹中单击“无线网络安装”任务或图标，进入“无线网络安装向导”界面，单击“下一步”进入“创建无线网络名称”界面。单击下一步，进入创建无线网络名称界面。在网络名中输入dlink。“自动分配网络密钥（推荐）”选项表示Windows将自动创建密钥，“手动分配网络密钥”选项表示需自己添加密钥。并选中“使用WPA加密”，创建强网络密钥。单击“下一步”进入“您想如何设置网络”界面。选择“手动设置网络”，单击下一步直至完成，即可完成无线网络配置。无线网络设置完成后，打开“网络连接”窗口，右击无线网络连接，选择“查看可用的无线网络连接”。在打开的窗口中可以对无线网络连接进行各种操作，如断开网络等。还可以进行新建网络、更改首选网络的顺序操作。在连接无线网络“Dlink”时，需要输入和无线路由器端匹配的无线联网设置等。连接好无线网络dlink后，即可观察无线网络的连接状态。在该无线路由器位核心的局域网中，无线端和有线端均能得到有效的网络服务，局域网内的主机可以互相访问，并能方便地访问因特网。