工作單元4組建小型無線網(wǎng)絡(luò)

工作單元4組建小型無線網(wǎng)絡(luò)第一頁，共20頁。本單元主要內(nèi)容任務(wù)4.1認(rèn)識無線局域網(wǎng)任務(wù)4.2組建BSS無線局域網(wǎng)習(xí)題4第二頁，共20頁。任務(wù)4.1認(rèn)識無線局域網(wǎng)

【任務(wù)目的】（1）了解常用的無線局域網(wǎng)技術(shù)；（2）了解常用的無線局域網(wǎng)的設(shè)備?！竟ぷ鳝h(huán)境與條件】（1）能夠接入Internet的PC；（2）典型的無線局域網(wǎng)組網(wǎng)案例。第三頁，共20頁?！鞠嚓P(guān)知識】無線局域網(wǎng)（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。簡單的說，無線局域網(wǎng)就是在不采用傳統(tǒng)電纜線的同時，提供傳統(tǒng)有線局域網(wǎng)的所有功能。即無線局域網(wǎng)采用的傳輸介質(zhì)不是雙絞線或者光纖，而是紅外線或者無線電波。無線網(wǎng)絡(luò)是有線網(wǎng)絡(luò)的補充，適用于不便于架設(shè)線纜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。第四頁，共20頁。4.1.1無線局域網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

最早的無線局域網(wǎng)產(chǎn)品運行在900MHz的頻段上，速度大約只有1～2Mb/s。1992年，工作在2.4GHz頻段上的產(chǎn)品問世，之后的大多數(shù)無線局域網(wǎng)產(chǎn)品也都在此頻段上運行。無線局域網(wǎng)常用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)、家用射頻工作組提出的HomeRF、歐洲的HiperLAN2協(xié)議以及Bluetooth（藍(lán)牙）等，其中IEEE802.11系列標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用最為廣泛，已經(jīng)成為目前事實上占主導(dǎo)地位的無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。

第五頁，共20頁。1.IEEE802.11bIEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)對IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)進行了修改和補充，規(guī)定無線局域網(wǎng)的工作頻段為2.4GHz~2.4835GHz，一般采用直接系列擴頻（DSSS）和補償編碼鍵控（CCK）調(diào)制技術(shù)，在數(shù)據(jù)傳輸速率方面可以根據(jù)實際情況在11Mb/s、5.5Mb/s、2Mb/s、1Mb/s的不同速率間自動切換。2.IEEE802.11aIEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定無線局域網(wǎng)的工作頻段為5.15~5.825GHz，采用正交頻分復(fù)用（OFDM）的獨特擴頻技術(shù)，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到54Mb/s。IEEE802.11a與工作在2.4GHz頻率上的IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)互不兼容。

第六頁，共20頁。3.IEEE802.11gIEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)可以視作對IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)的升級，該標(biāo)準(zhǔn)仍然采用2.4GHz頻段，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到54Mb/s。IEEE802.11g支持2種調(diào)制方式，包括IEEE802.11a中采用的OFDM與IEEE802.11b中采用的CCK。IEEE802.11g標(biāo)準(zhǔn)與IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)完全兼容，遵循這兩種標(biāo)準(zhǔn)的無線設(shè)備之間可相互訪問。4.IEEE802.11nIEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)可以工作在2.4GHz和5GHz兩個頻段，實現(xiàn)與IEEE802.11b/g以及IEEE802.11a標(biāo)準(zhǔn)的向下兼容。IEEE802.11n標(biāo)準(zhǔn)使用MIMO（multiple-inputmultiple-output，多輸入多輸出）天線技術(shù)和OFDM技術(shù)，其數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)300Mb/s以上，理論速率最高可達(dá)600Mb/s。第七頁，共20頁。4.1.2無線局域網(wǎng)的硬件設(shè)備

1.無線網(wǎng)卡無線網(wǎng)卡在無線局域網(wǎng)中的作用相當(dāng)于有線網(wǎng)卡在有線局域網(wǎng)中的作用。無線網(wǎng)卡主要包括NIC（網(wǎng)卡）單元、擴頻通信機和天線三個功能模塊。

2.無線訪問接入點無線訪問接入點（AccessPoint，AP）是在無線局域網(wǎng)環(huán)境中進行數(shù)據(jù)發(fā)送和接收的集中設(shè)備，相當(dāng)于有線網(wǎng)絡(luò)中的集線器。通常，一個AP能夠在幾十至幾百米的范圍內(nèi)連接多個無線用戶。AP可以通過標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)電纜與傳統(tǒng)的有線網(wǎng)絡(luò)相連，從而可以作為無線網(wǎng)絡(luò)和有線網(wǎng)絡(luò)的連接點。AP還可以執(zhí)行一些安全功能，可以為無線客戶端及通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行認(rèn)證和加密。

第八頁，共20頁。3.無線路由器無線路由器實際上是無線AP與寬帶路由器的結(jié)合，借助于無線路由器，可實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)中的Internet連接共享，實現(xiàn)ADSL、CableModem和小區(qū)寬帶的無線共享接入。4.天線天線（Antenna）的功能是將信號源發(fā)送的信號傳送至遠(yuǎn)處。天線一般有定向性和全向性之分，前者較適合于長距離使用，而后者則較適合區(qū)域性的使用。

第九頁，共20頁。【任務(wù)實施】操作1分析無線局域網(wǎng)使用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)具體的條件，找出一項無線局域網(wǎng)應(yīng)用的具體實例，根據(jù)所學(xué)的知識，分析該網(wǎng)絡(luò)所采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。操作2認(rèn)識常用的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備（1）根據(jù)具體的條件，找出一項無線局域網(wǎng)應(yīng)用的具體實例，根據(jù)所學(xué)的知識，了解并熟悉該網(wǎng)絡(luò)使用的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，列出該網(wǎng)絡(luò)所使用的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的品牌、型號和主要性能指標(biāo)。（2）訪問主流無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備廠商的網(wǎng)站，查看該廠商生產(chǎn)的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備產(chǎn)品，記錄其型號、價格以及相關(guān)技術(shù)參數(shù)。第十頁，共20頁。任務(wù)4.2組建BSS無線局域網(wǎng)

【任務(wù)目的】（1）了解無線局域網(wǎng)的組網(wǎng)模式；（2）熟悉單一BSS結(jié)構(gòu)無線局域網(wǎng)的組網(wǎng)方法。【工作環(huán)境與條件】（1）AP或無線路由器（本任務(wù)以Cisco系列無線產(chǎn)品為例，也可選用其他產(chǎn)品，部分內(nèi)容也可使用CiscoPacketTracer、BosonNetsim等模擬軟件完成）；（2）安裝Windows操作系統(tǒng)的PC（帶有無線網(wǎng)卡）；（3）組建無線局域網(wǎng)的其他相關(guān)設(shè)備和部件。第十一頁，共20頁。【相關(guān)知識】4.2.1無線局域網(wǎng)的組網(wǎng)模式

將各種無線局域網(wǎng)設(shè)備結(jié)合在一起使用，就可以組建出多層次、無線與有線并存的計算機網(wǎng)絡(luò)。在IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)中，一組無線設(shè)備被稱為服務(wù)集（ServiceSet），這些設(shè)備的服務(wù)集標(biāo)識（SSID）必須相同。服務(wù)集標(biāo)識是一個文本字符串，包含在發(fā)送的數(shù)據(jù)幀中，如果發(fā)送方和接收方的SSID相同，這兩臺設(shè)備將能夠通信。

第十二頁，共20頁。1.BSS組網(wǎng)模式基本服務(wù)集（BSS）包含一個接入點（AP），負(fù)責(zé)集中控制一組無線設(shè)備的接入。要使用無線網(wǎng)絡(luò)的無線客戶端都必須向AP申請成員資格，客戶端必須具備匹配的SSID、兼容的WLAN標(biāo)準(zhǔn)、相應(yīng)的身份驗證憑證等才被允許加入。若AP沒有連接有線網(wǎng)絡(luò)，則可將該BSS稱為獨立基本服務(wù)集（IBSS）；若AP連接到有線網(wǎng)絡(luò)，則可將其稱為基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)BSS。若不使用AP，安裝無線網(wǎng)卡的計算機之間直接進行無線通信，則被稱作臨時性網(wǎng)絡(luò)（Ad-hocNetwork）。

第十三頁，共20頁。2.ESS組網(wǎng)模式基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)BSS雖然可以實現(xiàn)有線和無線網(wǎng)絡(luò)的連接，但無線客戶端的移動性將被限制在其對應(yīng)AP的信號覆蓋范圍內(nèi)。擴展服務(wù)集（ExtendedServiceSet，ESS）通過有線網(wǎng)絡(luò)將多個AP連接起來，不同AP可以使用不同的信道。無線客戶端使用同一個SSID在ESS所覆蓋的區(qū)域內(nèi)進行實體移動時，將自動切換到干擾最小、連接效果最好的AP。

第十四頁，共20頁。4.2.2無線局域網(wǎng)的用戶接入

1.掃描（Scanning）（1）被動掃描在AP上設(shè)置SSID信息后，AP會定期發(fā)送Beacon幀。在被動掃描模式中，無線客戶端會在各個信道間不斷切換，偵聽所收到的Beacon幀并記錄其信息，以此來發(fā)現(xiàn)周圍存在的無線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。（2）主動掃描在主動掃描模式中，無線客戶端會在每個信道上發(fā)送ProbeRequest幀以請求需要連接的無線接入服務(wù)，AP在收到ProbeRequest幀后會回應(yīng)ProbeResponse幀，其包含的信息和Beacon幀類似，無線客戶端可從該幀中獲取BSS的基本信息。第十五頁，共20頁。2.認(rèn)證（Authentication）（1）認(rèn)證方式IEEE802.11的MAC子層主要支持兩種認(rèn)證方式：開放系統(tǒng)認(rèn)證：無線客戶端以MAC地址為身份證明，要求網(wǎng)絡(luò)MAC地址必須是唯一的，這幾乎等同于不需要認(rèn)證，沒有任何安全防護能力。在這種認(rèn)證方式下，通常應(yīng)采用MAC地址過濾、RADIUS等其他方法來保證用戶接入的安全性。共享密鑰認(rèn)證：該方式可在使用WEP（WiredEquivalentPrivacy，有線等效保密）加密時使用，在認(rèn)證時需校驗無線客戶端采用的WEP密鑰。第十六頁，共20頁。（2）WEPWEP是IEEE802.11b標(biāo)準(zhǔn)定義的一個用于無線局域網(wǎng)的安全性協(xié)議，主要用于無線局域網(wǎng)業(yè)務(wù)流的加密和節(jié)點的認(rèn)證，提供和有線局域網(wǎng)同級的安全性。WEP在數(shù)據(jù)鏈路層采用RC4對稱加密技術(shù)，提供了40位（有時也稱為64位）和128位長度的密鑰機制。（3）IEEE802.11i、WPA和WPA2IEEE802.11i定義了無線局域網(wǎng)核心安全標(biāo)準(zhǔn)，提供了強大的加密、認(rèn)證和密鑰管理措施。該標(biāo)準(zhǔn)包括了兩個增強型加密協(xié)議，用以對WEP中的已知問題進行彌補。

第十七頁，共20頁。WPA（Wi-FiProtectedAccess，Wi-Fi網(wǎng)絡(luò)安全存?。┦荳i-Fi聯(lián)盟制定的安全解決方案，它能夠解決已知的WEP脆弱性問題，并且能夠?qū)褐臒o線局域網(wǎng)攻擊提供防護。WPA使用基于RC4算法的TKIP來進行加密，并且使用預(yù)共享密鑰（PSK）和IEEE802.1x/EAP來進行認(rèn)證。PSK認(rèn)證是通過檢查無線客戶端和AP是否擁有同一個密碼或密碼短語來實現(xiàn)的，如果客戶端的密碼和AP的密碼相匹配，客戶端就會得到認(rèn)證。WPA2是獲得IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)的Wi-Fi聯(lián)盟交互實施方案。WPA2使用AES-CCMP實現(xiàn)了強大的加密功能，也支持PSK和IEEE802.1x/EAP的認(rèn)證方式。