第9章無線局域網(wǎng)技術(shù)計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在公司或在家中，我們的多臺設(shè)備同時上網(wǎng)的需求，這些設(shè)備包括臺式機、筆記本電腦、手機、平板等。我們該如何搭建網(wǎng)絡(luò)才能解決這些設(shè)備的上網(wǎng)需求呢？隨著Internet的飛速發(fā)展，智能化設(shè)備的推陳出新，從傳統(tǒng)的布線網(wǎng)絡(luò)發(fā)展到無線網(wǎng)絡(luò)，作為無線網(wǎng)絡(luò)之一的無線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetwork）WLAN，實現(xiàn)了人們進行移動辦公的夢想，創(chuàng)造了一個豐富多彩的“自由天空”。引子【知識目標】1.學習WLAN的概念及其協(xié)議標準。2.學習WLAN的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)。3.學習WLAN的常見設(shè)備。4.學習WLAN的組建與應用。5.學習WLAN安全與防范?！炯寄苣繕恕?.掌握規(guī)劃WLAN的技能。2.具備根據(jù)不同應用場景選擇WLAN設(shè)備的能力。3.掌握WLAN安全防范配置方法?！舅仞B(yǎng)目標】1.培養(yǎng)團隊合作精神。2.培養(yǎng)吃苦耐勞的意志品質(zhì)。3.培養(yǎng)專業(yè)務(wù)實的作風。學習目標9.1WLAN的概念及其協(xié)議標準9.1 概述無線局域網(wǎng)絡(luò)英文全名：WirelessLocalAreaNetworks；簡寫為：WLAN。它是相當便利的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，它利用射頻（RadioFrequency；RF）的技術(shù)，使用電磁波，取代舊式礙手礙腳的雙絞銅線（Coaxial）所構(gòu)成的局域網(wǎng)絡(luò)，在空中進行通信連接，使得無線局域網(wǎng)絡(luò)能利用簡單的存取架構(gòu)讓用戶透過它，達到“信息隨身化、便利走天下”的理想境界。本節(jié)主要講述：1、WLAN的概念2、WLAN的特點3、WLAN的標準9.1.1WLAN的概念WLAN是利用無線通信技術(shù)在一定的局部范圍內(nèi)建立的網(wǎng)絡(luò)，是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它以無線多址信道作為傳輸介質(zhì)，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的功能，使用戶能夠真正地實現(xiàn)隨時、隨地、隨意的寬帶網(wǎng)絡(luò)接入。9.1.2WLAN的特點WLAN開始是作為有線局域網(wǎng)的延伸而存在的，各團體、企事業(yè)單位廣泛地采用了WLAN技術(shù)來構(gòu)建其辦公網(wǎng)絡(luò)，但隨著應用的進一步發(fā)展，WLAN正逐漸從傳統(tǒng)意義上的局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展成為“公共無線局域網(wǎng)”，以及國際互聯(lián)網(wǎng)Internet的寬帶接入手段。WLAN具有易安裝、易擴展、易管理、易維護、高移動性、保密性強、抗干擾等特點。9.1.3WLAN的標準1．IEEE802.11X標準（1）IEEE802.112.4GHz（2）IEEE802.11b2.4GHz（3）IEEE802.11a5GHz（4）IEEE802.11g2.4GHz（5）IEEE802.11n2.4GHz5GHz（6）IEEE802.11ac2.4GHz5GHz9.1.3WLAN的標準2．其他無線局域網(wǎng)標準（1）藍牙技術(shù)(BluetoothTechnology)藍牙技術(shù)是使用2.4GHz頻段傳輸?shù)囊环N短距離、低成本的無線接入技術(shù)，主要應用于近距離的語言和數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。藍牙設(shè)備的工作頻段選用全世界范圍內(nèi)都可自由使用的2.4GHzISM頻段，其數(shù)據(jù)傳輸率為1Mbps，藍牙系統(tǒng)具有足夠高的抗干擾能力，設(shè)備簡單性能優(yōu)越。根據(jù)其發(fā)射功率的不同，藍牙設(shè)備之間的有效通訊距離大約為10-100m。9.1.3WLAN的標準2．其他無線局域網(wǎng)標準（2）UWB(Ultra-Wideband)UWB是一種新興的高速短距離通信技術(shù)，在短距離(10m左右)有很大優(yōu)勢，最高傳輸速度可達1Gbps。UWB技術(shù)覆蓋的頻譜范圍很寬，是實現(xiàn)個人通信和無線局域網(wǎng)的一種理想調(diào)制技術(shù)，完全可以滿足短距離家庭娛樂應用需求，直接傳輸寬帶視頻數(shù)碼流。9.1.3WLAN的標準2．其他無線局域網(wǎng)標準（3）ZigBee(IEEE802.15.4)ZigBee是一種新興的短距離、低功率、低速率無線接入技術(shù)。工作在2.4GHzISM頻段，速率為10M-250Kb/S，傳輸距離為10-75m，技術(shù)和藍牙接近，ZigBee采用基本的主從結(jié)構(gòu)配合靜態(tài)的星型網(wǎng)絡(luò)，因此更適合于使用頻率低、傳輸速率低的設(shè)備。由于激活時延短，僅15ms，低功耗等特點，將成為未來自動監(jiān)控、遙控領(lǐng)域的新技術(shù)。9.1.3WLAN的標準2．其他無線局域網(wǎng)標準（4）WiMax技術(shù)WiMax(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess)，即全球微波互聯(lián)接入。WiMAX是一項新興的寬帶無線接入技術(shù)，能提供面向互聯(lián)網(wǎng)的高速連接，數(shù)據(jù)傳輸距離最遠可達50km。WiMax是又一種為企業(yè)和家庭用戶提供“最后一英里”的寬帶無線連接方案，使WiMAX在最近一段時間備受業(yè)界關(guān)注。9.1.3WLAN的標準2．其他無線局域網(wǎng)標準（5）IrDA(Infrared)紅外技術(shù)紅外通信一般采用紅外波段內(nèi)的近紅外線、波長0.75μm～25μm。由于波長短，對障礙物的衍射能力差，所以更適合應用在需要短距離無線的點對點場合。9.1.3WLAN的標準2．其他無線局域網(wǎng)標準（6）HomeRFHomeRF工作組是由美國家用射頻委員會領(lǐng)導于1997年成立的，其主要工作任務(wù)是為家庭用戶建立具有互操作性的話音和數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。作為無線技術(shù)方案，它代替了需要鋪設(shè)昂貴傳輸線的有線家庭網(wǎng)絡(luò)，為網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，如筆記本電腦和Internet應用提供了漫游功能。9.1.3WLAN的標準2．其他無線局域網(wǎng)標準（7）NB-IoTNB-IoT聚焦于低功耗廣覆蓋（LowPowerWideAera，LPWA）物聯(lián)網(wǎng)市場，是一種可在全球范圍內(nèi)廣泛應用的新興技術(shù)。因為NB-IoT自身具備的低功耗、廣覆蓋、低成本、大容量等優(yōu)勢，使其可以廣泛應用于多種垂直行業(yè)，如遠程抄表、資產(chǎn)跟蹤、智能停車、智慧農(nóng)業(yè)等。9.1.3WLAN的標準3．中國WLAN規(guī)范中華人民共和國工業(yè)和信息化部制定了WLAN的行業(yè)配套標準，包括《無線局域網(wǎng)工程設(shè)計規(guī)范》和《無線局域網(wǎng)工程驗收規(guī)范》等。該標準涉及的技術(shù)標準包括IEEE802.11X系列（IEEE802.11、IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g、IEEE802.11h、IEEE802.11i）。9.1.4WLAN的關(guān)鍵技術(shù)在IEEE802.11中采用了CSMA/CA協(xié)議(CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionAvoidance，帶有沖突避免的載波偵聽多路訪問)，發(fā)送包的同時不能檢測到信道上有無沖突，只能盡量“避免”。CSMA/CA利用ACK信號來避免沖突的發(fā)生，也就是說，只有當客戶端收到網(wǎng)絡(luò)上返回的ACK信號后才確認發(fā)送的數(shù)據(jù)已經(jīng)到達正確目的站。9.1.4WLAN的關(guān)鍵技術(shù)CSMA/CA協(xié)議及其退避算法。CSMA/CA協(xié)議規(guī)定，站點在進行通信之前，必須先監(jiān)聽信道狀態(tài)：（1）若檢測到信道空閑，則再等待一個DIFS（DistributedInter-frameSpacing，分布式幀間間隙）后，如果這段時間內(nèi)信道一直是空閑的，就開始發(fā)送Data幀，并等待確認。（2）目的站若正確收到此幀，則在等待一個SIFS（Shortinterframespace，短幀間間隔）后，就向源站發(fā)送確認幀ACK。當發(fā)送站收到ACK幀就表示本次傳輸過程完成。（3）另外，在站點發(fā)送Data幀時，其他所有的站點都已經(jīng)設(shè)置好了NAV（NetworkAllocationVector，網(wǎng)絡(luò)分配向量），在這整個通信過程完成前其他站點只能執(zhí)行CSMA/CA的退避算法，并隨機選擇一個退避時間，推遲發(fā)送。9.1.4WLAN的關(guān)鍵技術(shù)（4）站點選擇好退避時間就等效于設(shè)定好了一個退避計時器(BackOffTimer)。于是在計時器減小到0之前，站點會每經(jīng)歷一個時隙時間就檢測一次信道狀態(tài)。若檢測到信道忙，則暫停倒計時；若檢測到信道空閑，就表示先前的通信過程已完成，這時其他站點設(shè)置的NAV時間也就結(jié)束了。再經(jīng)過一個DIFS，爭用窗口到來，退避計時器就從暫停處重新開始倒計時，在每個時隙的起始時刻減1，一旦退避計時器的時間減小到0就代表可以進行通信了，開始發(fā)送整個數(shù)據(jù)幀。在爭用窗口期間，由于可能不止一個站點要執(zhí)行退避算法，因此爭用信道的情況比較復雜。CSMA/CA協(xié)議的退避機制9.2WLAN網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)9.2 概述WLAN基本服務(wù)集有兩種類型：一種是獨立模式的基本服務(wù)集，由若干個移動臺組成，稱為Ad-Hoc結(jié)構(gòu)；另一種是基礎(chǔ)設(shè)施模式的基本服務(wù)集，包含一個AP和若干個移動臺，稱為Infrastructure結(jié)構(gòu)。本節(jié)主要講述：1、點對點Ad-Hoc結(jié)構(gòu)2、基于AP的Infrastructure結(jié)構(gòu)9.2 WLAN網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)1．點對點Ad-Hoc結(jié)構(gòu)點對點Ad-Hoc對等結(jié)構(gòu)就相當于有線網(wǎng)絡(luò)中的多機直接通過無線網(wǎng)卡互聯(lián)，信號是直接在兩個通信端點對點傳輸，這種網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點自主對等工作，對于小型的無線網(wǎng)絡(luò)來說，是一種方便的連接方式。點對點Ad-Hoc結(jié)構(gòu)9.2 WLAN網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)2．基于AP的Infrastructure結(jié)構(gòu)Infrastructure結(jié)構(gòu)與有線網(wǎng)絡(luò)中的星型交換模式差不多，屬于集中式結(jié)構(gòu)類型。此時，需要無線接入點（AP：AccessPoint）的支持，其中的無線AP相當于有線網(wǎng)絡(luò)中的交換機，起著集中連接和數(shù)據(jù)交換的作用。AP負責監(jiān)管一個小區(qū)，并作為移動終端和主干網(wǎng)之間的橋接設(shè)備?；贏P的Infrastructure結(jié)構(gòu)9.3WLAN的常見設(shè)備9.3 概述無線局域網(wǎng)的工作流程是通過計算機的無線網(wǎng)卡→無線天線→無線AP→無線交換機（無線網(wǎng)橋、無線路由器等）→Internet。本節(jié)主要講述：1、無線網(wǎng)卡2、無線天線3、無線AP4、無線網(wǎng)橋5、無線路由器9.3WLAN的常見設(shè)備1．無線網(wǎng)卡無線網(wǎng)卡的作用類似于以太網(wǎng)中的網(wǎng)卡，作為無線局域網(wǎng)的接口，實現(xiàn)與無線局域網(wǎng)的連接。

PCMCIA無線網(wǎng)卡USB接口無線網(wǎng)卡PCI無線網(wǎng)卡9.3WLAN的常見設(shè)備2．無線天線計算機與無線AP或其他計算機相距較遠時，須借助于無線天線對所接收或發(fā)送的信號進行增益（放大）。室內(nèi)吸頂天線室外定向天線室外全向天線9.3WLAN的常見設(shè)備3．無線AP無線AP（AccessPoint）即無線接入點，它是用于無線網(wǎng)絡(luò)的無線交換機，也是無線網(wǎng)絡(luò)的核心。4．無線路由器無線路由器（WirelessRouter）好比將單純性無線AP和寬帶路由器合二為一的擴展型產(chǎn)品。H3C無線AP無線路由器9.3WLAN的常見設(shè)備5．無線網(wǎng)橋無線網(wǎng)橋，它可以用于連接兩個或多個獨立的網(wǎng)絡(luò)段，這些獨立的網(wǎng)絡(luò)段通常位于不同的建筑內(nèi)，相距幾百米到幾十公里，它可以廣泛應用在不同建筑物間的互聯(lián)。點到點連接點到多點連接中繼連接9.4WLAN的組建與應用9.4 概述無線局域網(wǎng)的組建方式對于我們的日常生活,有著很重要的作用,在工作的環(huán)境中,辦公室自動化中局域網(wǎng)的使用,能夠為人們的工作、學習帶來極大的方便。人們可隨時、隨地、隨意地訪問網(wǎng)絡(luò)資源。在推動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展的同時,無線局域網(wǎng)也在改變著人們的生活方式。本節(jié)主要講述：1、無線設(shè)備的選購2、組建辦公無線局域網(wǎng)9.4.1無線設(shè)備的選購1．無線網(wǎng)卡選購注意事項（1）接口類型（2）傳輸速率（3）認證標準（4）兼容性（5）傳輸距離（6）安全性9.4.1無線設(shè)備的選購2．無線路由器選購注意事項（1）端口數(shù)目、速率（2）網(wǎng)絡(luò)標準（3）網(wǎng)絡(luò)接入（4）防火墻（5）高級功能9.4.2組建辦公WLAN1．確定網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)我們以擁有8臺計算機的小型辦公網(wǎng)絡(luò)為例，其中包括3個辦公室：經(jīng)理辦公室(2臺)、財務(wù)室(1臺)以及工作室(5臺)，Internet接入采用以太網(wǎng)接入(100M)。辦公室無線局域網(wǎng)拓撲圖9.4.2組建辦公WLAN2．安裝網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3．設(shè)置網(wǎng)絡(luò)環(huán)境（1）設(shè)置無線路由器通過無線路由器組建的局域網(wǎng)中，除了進行常見的基本設(shè)置、DHCP設(shè)置，還需要進行WAN連接類型以及訪問控制等內(nèi)容的設(shè)置。（2）客戶端設(shè)置在客戶端計算機中，右鍵點擊系統(tǒng)任務(wù)欄無線連接圖標，選擇“查看可用的無線連接”命令，在打開的對話框中點擊“高級”按鈕，在打開的對話框中點擊“無線網(wǎng)絡(luò)配置”選項卡，點擊“高級”按鈕，在出現(xiàn)的對話框中選擇“僅訪問點(結(jié)構(gòu))網(wǎng)絡(luò)”或“任何可用的網(wǎng)絡(luò)(首選訪問點)”選項，點擊“關(guān)閉”按鈕即可。9.5WLAN的安全與防范9.5 概述隨著WLAN的發(fā)展，其安全問題開始慢慢顯現(xiàn)出來，任何在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的用戶都可以獲取WLAN的數(shù)據(jù)，向目標發(fā)起攻擊，這在一定程度上也影響到WLAN在專業(yè)領(lǐng)域的推廣和發(fā)展。究其原因，這與WLAN先天設(shè)計有關(guān)，例如IEEE802.11