專業(yè)論文-無線局域網及應用

無線局域網及應用

隨著人們生活和工作方式的轉變，生活工作地點的移動也越來越頻繁，因此移動電話、筆記本電腦、PDA等移動設備大行其道。另外人們對網絡的依賴越來越強，現如今局域網越來越普及，不僅各公司、企業(yè)、事業(yè)單位建立了局域網，許多辦公室、家庭里面的小型局域網也紛紛出現，建立一個局域網已經不是一個很專業(yè)的事情了--自己買一些網絡設備如網卡、HUB或交換機什么的，像攢電腦一樣，一個局域網就建成了。但其中也存在一些問題，比如布線就是其中最麻煩的。如果建筑物中沒有預留線路，你就要從設計線路的走向開始，開挖布線槽，鋪設線路，調試……花費很多人力財力不說，光時間就至少要花個把月的。在布線完成以后，進行維護也不是件簡單的事；如果遇上搬家、擴容或者有什么比較大的改變，那可就更要大大地費時、費力了。至于移動辦公，在這種網絡環(huán)境里幾乎不可能。傳統(tǒng)局域網絡已經越來越不能滿足人們對移動和網絡的需求，無線局域網應運而生。雖然如今無線局域網還不能完全脫離有線網絡，但近年來，無線局域網產品逐漸走向成熟，正在以它的高速傳輸能力和靈活性發(fā)揮日益重要的作用。什么是無線局域網

無線局域網(WirelessLocalAreaNetwork，縮寫為"WLAN")是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物。從專業(yè)角度講，無線局域網利用了無線多址信道的一種有效方法來支持計算機之間的通信，并為通信的移動化、個性化和多媒體應用提供了可能。通俗地說，無線局域網就是在不采用傳統(tǒng)纜線的同時，提供以太網或者令牌網絡的功能。

在同一建筑物之內，無線局域網使得信息交換、協(xié)作無論在線或者移動狀態(tài)下都能進行。只要在筆記本或PC上安裝PCCard適配器，用戶就能夠在無線網絡覆蓋區(qū)內自由移動而保持與網絡的聯結。將無線局域網技術應用到臺式機系統(tǒng)，則具有傳統(tǒng)局域網無法比擬的靈活性。桌面用戶能夠安放在纜線所無法到達的地方，臺式機的位置能夠隨時隨地進行變換。

按與有線局域網的關系，無線局域網分為獨立式和非獨立式兩種。獨立式無線局域網指整個網絡都使用無線通信的無線局域網，非獨立式無線局域網指局域網中無線網絡設備與有線網絡設備相結合使用的局域網。目前非獨立式無線局域網居于無線局域網的主流，在有線局域網的基礎上通過無線訪問節(jié)點、無線網橋、無線網卡等設備使無線通信得以實現，其本身還要依賴于有線局域網，是有線局域網的擴展和補充，而不是有線局域網的替代產品。非獨立式無線局域網的拓撲圖如圖1所示。

圖1中，帶有無線網卡的電腦與接入點(AccessPoint，簡稱"AP")實現無線通信，訪問點通過線纜與網絡的其他部分相連接。一個接入點覆蓋的半徑在35~100米之間，實際連接距離和速度視環(huán)境有無障礙物而定。什么情形需要無線局域網絡

無線局域網絡絕不是用來取代有線局域網絡，而是用來彌補有線局域網絡之不足，以達到網絡延伸之目的，現在有線局域網技術已經發(fā)展得比較完善，但是什么情形需要使用無線局域網呢？因為無線局域網無線的特性具有常規(guī)網絡無可比擬的優(yōu)點。下面就是無線局域網大顯身手的幾種場合。移動辦公

有了無線局域網，你就可以充分享受無線的自由：到辦公室后，打開自己的筆記本電腦，就可以擺脫煩人的雙絞線，在公司內自由移動辦公了。而且，如果你來到分公司，如果他們也有無線局域網，你也可以直接聯入網絡，再也不用為找一個臨時座位和雙絞線而發(fā)愁了。會議

會場布置過程中最令人頭痛的就是網絡布線，因為演示者很可能需要聯入網絡環(huán)境才能得心應手。如果拉雙絞線到會場，則會非常麻煩，既不美觀，也不方便，還存在來往人員被線纜絆倒或將線纜損壞的可能。此時，如果在會場附近架設無線局域網，使無線局域網覆蓋會場，筆記本電腦借助無線網卡上網，那么問題就會迎刃而解。布線困難的場所地方利用無線局域網進行信息的交流；零售商、空運和航運公司高峰時間所需的額外工作站等。

流動工作者可得到信息的區(qū)域：需要在醫(yī)院、零售商店或辦公室區(qū)域流動時得到信息的醫(yī)生、護士、零售商、白領工作者。

辦公室和家庭辦公室（SOHO）用戶，以及需要方便快捷地安裝小型網絡的用戶。

目前，無線局域網已經在教育、金融、健康、旅館以及零售業(yè)、制造業(yè)等各方面有了廣泛的應用。目前的幾種無線網絡技術

目前，實現無線網絡的技術，有藍牙無線接入技術、家庭網絡的HomeRF以及IEEE802.11連接技術。藍牙技術

Bluetooth（藍牙）是一種短距的無線通訊技術，電子裝置彼此可以透過藍牙而連接起來，傳統(tǒng)的電線在這里就毫無用武之地了。透過芯片上的無線接收器，配有藍牙技術的電子產品能夠在十米的距離內彼此相通，傳輸速度可以達到10M/s。以往紅外線接口的傳輸技術需要電子裝置在視線之內的距離，而現在有了藍牙技術，這樣的麻煩也可以免除了。不過Bluetooth產品致命的缺陷是任何藍牙產品都離不開Bluetooth芯片、Bluetooth模塊較難生產，Bluetooth難于全面測試。這三點是藍牙產品發(fā)展的瓶頸。HomeRF技術

HomeRF是由HomeRF工作組開發(fā)的，是在家庭區(qū)域范圍內的任何地方，在PC機和用戶電子設備之間實現無線數字通信的開放性工業(yè)標準。作為無線技術方案，它代替了需要鋪設昂貴傳輸線的有線家庭網絡，為網絡中的設備，如筆記本電腦和Internet應用提供了漫游功能。HomeRF工作頻段是2.4GHz，支持數據和音頻。該協(xié)議的網絡是對等網，也就是說，網上的每一個節(jié)點都是西對獨立的，不受中央節(jié)點的控制。因此，任何一個節(jié)點離開網絡都不會影響到網絡上其他節(jié)點的正常工作。它的另外一個特點是低功耗，很適合筆記本電腦。IEEE802.11

IEEE802.11是IEEE最初制定的一個無線局域網標準，主要用于解決辦公室局域網和校園網中用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務主要限于數據存取，速率最高只能達到2Mb/s。

由于IEEE802.11在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，因此，IEEE小組又相繼推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a兩個新標準。三者之間技術上的主要差別在于MAC子層和物理層。此外還出現了最新802.11g。本文主要討論以802.11b為基礎的無線局域網。無線局域網的標準

20世紀90年代初，無線局域網設備就已經出現，但是由于價格、性能、通用性等種種原因，沒有得到廣泛應用。IEEE802.11標準是IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會)于1997年制定的一個無線局域網標準，主要用于解決辦公室局域網和校園網中設備的無線接入，速率最高只能達到2Mbps。由于IEEE802.11標準在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，1999年IEEE小組又相繼推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a兩個新標準。由于802.11b和802.11a互不兼容，由802.11b升級到802.11a成本非常高，經過長時間的研究,IEEE于近日試驗性的批準了802.11g。802.11

IEEE802.11是最初的一個無線局域網標準，用于用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務主要限于數據存取，速率最高為2Mbps。目前，3Com等公司都有該標準的無線網卡。WLAN的安全性

由于無線局域網采用公共的電磁波作為載體，因此對越權存取和竊聽的行為也更不容易防備。無線局域網必須考慮的安全要素有三個：信息保密、身份驗證和訪問控制。如果這三個要素都沒有問題了，就不僅能保護傳輸中的信息免受危害，還能保護網絡和移動設備免受危害。難就難在如何使用一個簡單易用的解決方案，同時獲得這三個安全要素。影響無線局域網安全的問題主要在以下方面：

數據保密。無線LAN網絡通信安全會受到幾方面的危害，例如傳輸中數據被人查看或捕獲，傳輸中數據被人改動、重新發(fā)送。

訪問和驗證。每個訪問點形成了通向網絡的一個新的入口。正因為如此，你會受到下列漏洞的威脅：首先，未授權實體進入網絡，瀏覽存放在網絡上的信息，或者是讓網絡感染上病毒。其次，未授權實體進入網絡，利用該網絡作為攻擊第三方網絡的出發(fā)點（致使受危害的網絡卻被誤認為攻擊始發(fā)者）。第三，入侵者對移動終端發(fā)動攻擊，或為了瀏覽移動終端上的信息，或為了通過受危害的移動設備訪問網絡。因此，我們在一開始應用無線網絡時，就應該充分考慮其安全性。常見的無線網絡安全技術有以下幾種：服務集標識符（SSID）

通過對多個無線接入點AP設置不同的SSID，并要求無線工和站出示正確的SSID才能訪問AP，這樣就可以允許不同群組的用戶接入，并對資源訪問的權限進行區(qū)別限制。這只是一個簡單的口令，只能提供一定的安全；而且如果配置AP向外廣播其SSID，那么安全程度還將下降。物理地址（MAC）過濾

由于每個無線工作站的網卡都有唯一的物理地址，因此可以在AP中手工維護一組允許訪問的MAC地址列表，實現物理地址過濾。這個方案要求AP中的MAC地址列表必需隨時更新，可擴展性差；而且MAC地址在理論上可以偽造，因此這也是較低級別的授權認證。連線對等保密（WEP）

在鏈路層采用RC4對稱加密技術，用戶的加密金鑰必須與AP的密鑰相同時才能獲準存取網絡的資源，從而防止非授權用戶的監(jiān)聽以及非法用戶的訪問。WEP提供了40位（有時也稱為64位）或128位長度的密鑰機制，但是它仍然存在許多缺陷，例如一個服務區(qū)內的所有用戶都共享一個密鑰，一個用戶丟失鑰匙將使整個網絡不安全。虛擬專用網絡（VPN）

VPN是指在一個公共IP網絡平臺上通過隧道以及加密技術保證專用數據的網絡安全性，它不屬于802.11標準定義；倡用戶可以借助VPN來抵抗無線網絡的不安全因素，同時還可以提供Radius的用戶認證以及計費。端口訪問控制技術（802.1x）

該技術也是用于無線局域網的一種增強性網絡安全解決方案。當無線工作站與AP關聯后，是否可以使用AP的服務要取決于802.1x的認證結果。如果認證通過，則AP為用戶打開這個邏輯端口，否則不允許用戶上網。802.1x除提供端口訪問控制能力之外，還提供基于用戶的認證系統(tǒng)及計費，特別適合于公共無線接入解決方案。無線局域網的拓撲結構

無線局域網的拓撲結構可分為兩類：無中心拓撲（對等式拓撲）和有中心拓撲。無中心拓撲的網絡要求網中任意兩點均可直接通信。采用這種結構的網絡一般使用公用廣播信道，而信道接入控制（MAC）協(xié)議多采用載波監(jiān)測多址接入（CSMA）類型的多址接入協(xié)議。有中心拓撲結構中則要求一個無線站點充當中心站，所有站點對網絡的訪問均由中心站控制。

對于不同局域網的應用環(huán)境與需求，無線局域網可采取不同的網絡結構來實現互連。網橋連接型：不同的局域網之間互連時，由于物理上的原因，若采取有線方式不方便，則可利用無線網橋的方式實現二者的點對點連接，無線網橋不僅提供二者之間的物理與數據鏈路層的連接，還為兩個網的用戶提供較高層的路由與協(xié)議轉換。基站接入型：當采用移動蜂窩通信網接入方式組建無線局域網時，各站點之間的通信是通過基站接入、數據交換方式來實現互連的。各移動站不僅可以通過交換中心自行組網，還可以通過廣域網與遠地站點組建自己的工作網絡。Hub接入型：利用無線Hub可以組建星型結構的無線局域網，具有與有線Hub組網方式相類似的優(yōu)點。在該結構基礎上的無線局域網，可采用類似于交換型以太網的工作方式，要求Hub具有簡單的網內交換功能。無中心結構：要求網中任意兩個站點均可直接通信。此結構的無線局域網一般使用公用廣播信道，MAC層采用CSMA類型的多址接入協(xié)議。無線局域網中數據量和接入點數量的關系零售店環(huán)境

WLAN可以實現商場內擺設的靈活調整，并使PC和POS機終端和手持條碼掃描器與網絡隨時相連，由于數據傳輸量不大，２Mbps速率完全可以滿足要求。所以接入點的數量少，以最低帶寬實現最大覆蓋面積?？蓪崿F2Mbps的最大覆蓋，在屋頂布線比較適宜。布置接入