毕业设计（论文）-WLAN的方案设计及优化.doc

金肯学院毕业论文 1 摘摘 要要 无线局域网(wlan)是一个比较火热的话题，越来越多的人开始从有线网络转向无线网 络，尝试没有束缚所带来的全新体验。与此同时，许多企业为了提高员工的工作效率，也 开始部署无线网络；另一方面，包括中学及大学在内的许多学校也开始实施无线网络，在 家庭方面，随着家庭电脑的普及和住房装修的高档化，家庭无线网络也成为一个潜在的市 场。 随着科技的高速发展，有线局域网使用的局限性不断地表现出来：布线繁琐，办公室 电缆线泛滥；无法从移动体访问局域网，原本精致的室内装潢不得不因为布线而显的毫无 美观可言等；办公点的增加，原有的网络接口已不能满足需求。因此现代科技对无线局域 网的需求则显得尤为迫切。 使用 z-com 无线局域网产品可以实现建筑群网络连接、宽带互连网络接入以及移动获 取网络服务等功能。z-com 的无线网络产品具有传输距离远、可以在建筑物之间或建筑物 内施工困难的环境下使用、支持移动漫游等特点，没有布线的困扰，完全可以使用它来替 代传统的电信线缆。 无线数据通信不仅可以作为有线数据通信的补充及延伸，极大的缩短施工周期，避免 破坏建筑物，为用户提功一个自由的上网环境。而且还可以与有线网络环境互为备份，从 而大大提高线路的稳定性与可用性。在某种特殊环境下，无线通信是主要的甚至唯一的可 行的通信方式。从通信方式上考虑，多元化通信方式是现代化网络通信的重要特征。 关键词：无线局于域网 无线通信 信息电子化 金肯学院毕业论文 2 abstract wireless lan is a relatively fiery topic, more and more people have turned to wireless networks from wired networks to unfettered brought new experience. at the same time, many enterprises in order to increase staff productivity, have also begun to deploy wireless networks; on the other hand, secondary schools and universities, including many schools have begun to implement wireless networks in the family, with the popularity of computers and family housing renovation gaodanghua, wireless networks are also a potential domestic market. with the rapid development of technology, the limitations of the use of the lan cable continuously demonstrated : cumbersome wiring, cable lines proliferation office; unable to visit from the mobile lan hardware, but because the original exquisite indoor decoration hin wiring and the lack of focus at all; office point increase in the existing network interface can not meet demand. so modern technology to the needs of the wireless lan it is all the more urgent. uses the z-com wireless local area network product to be possible to realize the architectural complex network connection, the wide band interconnecting network turns on as well as function and so on motion gain network service. the z-com wireless network product has the transmitting range to be far, may once in a while in the building to construct in the building under the difficult environment to use, the support migration roams and so on the characteristic, does not have the wiring the puzzle, definitely may use it to substitute traditional the electric fuse cable. wireless data communications not only serve as an extension of and complement wireline data communications, greatly shortening the construction cycle and avoid damage buildings for the internet users to a free credit environment. but also with cable network environment mutually backup, thus greatly improving the stability and availability of lines. in certain special circumstances, wireless is the main or even the only viable means of communication. from the correspondence, consider a modern communications network communications is an important characteristic. keywords: wireless local network; wire communication; info-electronic 金肯学院毕业论文 3 目目 录录 摘摘 要要1 第一章第一章 无线网络基础无线网络基础4 1.1 概述.4 1.2 无线局域网.5 1.3 无线网络的拓扑结构.5 1.3.1 无线局域网组网主干网络分三种拓扑结构5 1.3.2 无线局域网组网接入层分两类情况6 第二章第二章 无线网络无线网络 ieee802.11ieee802.11 标准体系标准体系7 2.1 概述.7 2.2 ieee 802.11 系列协议标准体系 .8 2.2.1 ieee802.11 协议标准.8 2.2.2 ieee802.11a 协议标准.9 2.2.3 ieee802.11b 协议标准.9 2.2.4 ieee802.11e 协议标准.10 2.2.5 ieee802.11g 协议标准.10 2.2.6 ieee802.11i 协议标准.10 第三章第三章 无线局域网的构建与优化无线局域网的构建与优化12 3.1 无线局域网的选择12 3.1.1 产品类型的选择12 3.1.2 功能界面的选择13 3.1.3 性能价格比的选择13 3.2 无线局域网的构建 14 3.2.1 网络的规划与设计.14 3.2.2 网络的测试与安装16 3.2.3 网络的验收与维护17 3.3 无线局域网的优化 18 3.3.1 网络性能的优化.18 3.3.2 干扰的存在与避免.18 第四章第四章 金肯学院无线教学网金肯学院无线教学网21 4.1 网络设计原则及原理.21 4.1.1 网络设计原则.21 4.1.2 无线局域网的几个主要工作过程及原理.21 4.2 无线网络详细设计方案.22 4.2.1 用户需求分析.22 4.2.2 网络选型.23 4.3 产品介绍.25 参考文献参考文献33 金肯学院毕业论文 4 第一章第一章 无线无线网络基础网络基础 1.11.1 概述概述 无线局域网(wireless local area network，wlan)出现于 1990 年。它一出现，就 有人预示完全取消电缆和线路连接方式的新时代即将来临。但是，事物的发展并不像人 们预想的那么好，无线局域网的发展较为缓慢，其主要原因有： 人们认识、理解与支持的程度并没有预想的那么好 销售市场不太火爆 价格相对高 计算机局域网络是把分布在数千米范围内的不同物理位置的计算机连在一起，在网 络软件的支持下可以相互通信和共享资源的网络系统。有线网络的传输主要依靠电缆和 光缆构成一个计算机局域网络。有线局域网络需要布线或改线，工程量大，而且容易遭 到损坏，网中的各站点位置不可移动。如果要把相距数千米到数十千米距离的远程站点 连入网络，或者要把这样距离的两个局域网相连，或要采用电话线路作为传输媒介，就 会出现传输速率低、误码等问题。在这种背景下，推出了新型计算机无线通信和无线计 算机网络系统，即无线局域网络系统。 无线局域网络是指以无线信道作为传输媒介的计算机局域网 (wlan)。 计算机无线通信和计算机无线联网不是一个概念，其功能和实现技术有相当大的差 异。计算机无线通信只要求两台计算机之间能传输数据即可；而计算机无线联网则进一 步要求以无线方式相连的计算机之间资源共享，具有有线网络系统所支持的各种功能。 应该说，计算机无线联网方式是有线联网方式的一种补充，它是在有线网的基础上 发展起来的，使网上的计算机具有可移动性，能快速、方便地解决有线方式不易实现的 缆络信道的连通问题。 1 1. .网网络络通通信信协协议议 c cs sm ma a/ /c ca a 带有避免冲突的载波侦听多路访问 多路冲突时随机延迟后重新接受 2 2网网络络的的安安全全保保密密性性( (多多级级保保密密) ) 扩频频谱保密 nos 级保密 网桥访问控制 金肯学院毕业论文 5 1.21.2 无线无线局域网局域网 随着信息技术的发展，人们对网络通信技术的要求不断提高，希望不论在何时、何 地，都能够与任何人进行包括数据、语音和图像等任何内容的通信，井希望主机在网络 环境中移动和漫游。无线局域网是实现移动网络的关键技术之一。随着ieee 等国际机 构对于无线局域网标准的制定，市场上无线局域网产品的兼容性大大提高，这极大地促 进了无线局域网产品和市场的发展。众多低价位无线局域网产品的出现，使得越来越多 的用户考虑使用无线局域网产品来满足应用上的需求。 总的来说，无线局域网在以下几个方面有非常现实的意义： 在不能使用传统布线或者是使用传统布线困难很大的地方。 租用专线耗资高的地方。 需要重复建立临时的网络环境，使用有线网络不方便、成本高、耗时长的地方。 局域网用户需要在一定范围内进行移动通信的环境。 无线局域网最常用的标准 ieee802.11、ieee802.11a、ieee802.11b、ieee802.11g 等几种。目前市场上的产品绝大部分均遵循 ieee802.1lb 标准，数据传输速率可达 5llmbps。ieee802.l1b 标准的发布使得无线局域网的应用和普及发展到了一个新阶段。 标准使无线局域网的用户能够自由、灵活地选择不同厂家的产品。无线局域网的主流厂 商组成了一个称做无线以太网兼容性联盟 (weca)的国际性组织。weca 的任务是负责认证 无线局域网产品的互操作性和兼容性，井推动无线局域网在企业和家庭的应用。继 ieee802.1lb 后，具有 54mbps 传输速率并符合 ieee802.1la 和 ieee802.ilg 标准的无 线局域网技术及其产品正在发展中。此外，家居无线网络 home rf2 等无线局域网技术 也在不断发展中。 1.1.3 3 无线无线网络的拓扑结构网络的拓扑结构 1.3.11.3.1 无线局域网组网主干网络分三种拓扑结构无线局域网组网主干网络分三种拓扑结构 1 1 点对点结构：点对点结构：该类型常用于固定的要联网的两个位置之间，是无线联网的常用方式， 使用这种联网方式建成的网络，优点是传输距离远，传输速率高，受外界环境影响较小。 2 2 点对多点结构：点对多点结构：该类型常用于有一个中心点，多个远端点的情况下。其最大优点是 组建网络成本低、维护简单；其次，由于中心使用了全向天线，设备调试相对容易。该种 网络的缺 点也是因为使用了全向天线，波束的全向扩散使得功率大大衰减，网络传输速率 低，对于较远距离的远端点，网络的可靠性不能得到保证。 3 3 多点中继结构：多点中继结构：这种类型适用于所建网络中有远距离的点、近距离的点，还有建筑 物或山脉阻挡的点。在组建这种网络时，综合使用上述几种类型的网络方式，对于远距离 的点使用点对点方式，近距离的多个点采用点对多点方式，有阻挡的点采用中继方式。 金肯学院毕业论文 6 1.3.21.3.2 无线局域网组网接入层分两类情况无线局域网组网接入层分两类情况 1 1 独立的无线局域网：独立的无线局域网：这是指整个网络都使用无线通信的情形。在这种方式下可以使 用 ap，也可以不使用 ap。在不使用 ap 时，各个用户之间通过无线直接互联。但缺点是各 用户之间的通信距离较近，且当用户数量较多时，性能较差。 2 2 非独立的无线局域网非独立的无线局域网: :在大多数情况下，无线通信是作为有线通信的一种补充和扩 展。我们把这种情况称为非独立的无线局域网。在这种配置下，多个 ap 通过线缆连接在有 线网络上，以使无线用户即能够访问网络的各个部分,它由无线访问点（ap） 、无线工作站 （sta）以及分布式系统（dss）构成，覆盖的区域分基本服务区（bss）和扩展服务区 （ess） 。无线访问点也称无线 hub，用于在无线 sta 和有线网络之间接收、缓存和转发数 据。无线访问点通常能够覆盖几十至几百用户，覆盖半径达上百米。 基本服务区由一个无线访问点以及与其关联（associate）的无线工作站构成，在任何 时候，任何无线工作站都与该无线访问点关联。换句话说，一个无线访问点所覆盖的微蜂 窝区域就是基本服务区。无线工作站与无线访问点关联采用 ap 的基本服务区标示符 （bssid） ，在 802.11b 中，bssid 是 ap 的 mac 地址。扩展服务区是指由多个 ap 以及连接 它们的分布式系统组成的结构化网络，所有 ap 必需共享同一个扩展服务区标示符（essid） ， 也可以说扩展服务区 ess 中包含多个 bss。分布式系统在 802.11 标准中并没有定义，但是 目前大都是指以太网。扩展服务区是一个 layer 2 网络结构，对于高层协议比如 ip 来说， 它是一个子网。 金肯学院毕业论文 7 第二章第二章 无线网络无线网络 ieee802.11ieee802.11 标准体系标准体系 2.12.1 概述概述 1990 年，ieee 执行委员会成立了 802.11 工作组，其目标是创建无线局域网 (wlan) 标准，规定为：“所提议的无线 lan 标准的作用范围是为局域网固定的、便携式和可移 动站点的无线连接开发的规范。 ”最终的标准，即正式称为 ieee 无线 lan 介质访问控制 (mac)和物理层(phy)规范，并像的 ieee802 标准一样(如 802.3、802.5)。为此，规定了 一些至关重要的技术机制。 1. csma/ca 协议 我们知道总线型局域网在 mac 层的标准协议是 csma/cd，即载波侦听多点接入 /冲突 检测(carrier sense multiple access/collision detection)。但由于无线产品的适 配器不易检测信道是否存在冲突，因此 802.11 全新定义了一种新的协议，即载波侦听 多点接入/避免冲撞 csmaca(collision avoidance)。一方面，载波侦听查看介 质是否空闲； 另一方面，避免冲撞通过随机的时间等待，使信号冲突发出的概率减到最小，当介 质被侦听到空闲时，优先发送。不仅如此，为了系统更加稳定， 802.1l 还提供了带确认 帧 ack 的 csmaca。一旦遭受其他噪声干扰，或者由于侦听失败，信号冲突就有可能发 生，而这种工作于 mac 层的 ack 此时能够提供快速的恢复能力。 2. rtscts 协议 rts/cts 协议即请求发送/允许发送协议，相当于一种握手协议，主要用来解决 “隐藏终端”问题。 “隐藏终端”(hidden stations)是指基站 a 向基站 b 发送信息，基 站 c 未侦测到 a 也向 b 发送，故 a 和 c 同时将信号发送至 b，引起信号冲突，最终导致 发送至 b 的信号都丢失了， “隐藏终端”多发生在大型单元中(一般在室外环境)，这将 带来效率损失，并且需要错误恢复机制。当需要传送大容量文件时，尤其需要杜绝 “隐 藏终端”现象的发生。wavelan802.1l 提供了如下解决方案。在参数配置中，使用 rtscts 协议，同时设置传送上限字节数 一旦待传送的数据大于此上限值，即启动 rts/cts 握手协议：首先，a 向 b 发送 rts 信号，表明 a 要向 b 发送若干数据，b 收到 rts 后，向所有基站发出 cts 信号，表明已准备就绪， a 可以发送，其余基站暂时 “按 兵不动” ；然后，a 向 b 发送数据，晕后，b 接收完数据后，即向所有基站广播 ack 确认 帧，这样，所有基站又重新可以平等侦听、竞争信道了。 3信包重整 金肯学院毕业论文 8 当传送帧受到严重干扰时，必定要重传。因此一个信包越大时，所需重传的耗费 (时间、控制信号、恢复机制 )也就越大；这时，若减小帧尺寸 把大信包分割为若干 小信包，即使重传，也只是重传一个小信包，耗费相对小得多。这样就能大大提高 wirelesslan 新产品在噪声干扰地区的抗干扰能力。当然，作为一个可选项，用户若在 一个“干净”地区，也可关闭这项功能。 4多信道漫游 人类是无限追求自由的，随着移动计算设备的日益普及，我们希望出现一种真正无 所羁绊的网络接入设备。 wavelan802.1l 就是这样的一种设备。传输频带是在接入设备 ap(access point)上设置的，而基站不需设置固定频带，并且基站具有自动识别功能， 基站动态调频到 ap 设定的频带，这个过程称之为扫描 (scan)。 ieee802.11 定义了两 种模式，即被动扫描和主动扫描。被动扫描是指，基站侦听 ap 发出的指示信号，并切 换到给定的频带。wavelan802.1l 采用的是主动扫描，并且能结合天线灵敏度，经信号 最佳的信道确定为当前传输信道。这样，当原来位于接入点 ap(a)覆盖范围内的基站漫 游到接入点 ap(b)时，基站能自适应，重新以 ap(b)为当前接入点。 2.22.2 ieeeieee 802.802.1111 系列协议标准体系系列协议标准体系 2.2.12.2.1 ieee802.11ieee802.11 协议标准协议标准 ieee 802.11 是第一代无线局域网标准之一，也是国际电气和电子工程师联合会(1eee)发 布的第一个无线局域网标准，是其他 ieee 802.11 系列标准的基础标准。该标准定义了物 理层和介质访问控制(mac)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。常常把 ieee 802.11 作为无线局域网的代名词。ieee 802.11 标准有 两个版本：1997 年版和后来补充修订的 1999 年版。 ieee 802.11 无线网络标准规定了 3 种物理层传输介质工作方式。其中两种物理层传 输介质工作方式在 242483 5ghz 微波频段(根据各国当地法规或规定不同，频段的具 体定义也有所不同)，采用扩频传输技术进行数据传输，包括跳频序列扩频传输技术(fhss) 和直接序列扩频传输技术(dsss)。另一种方式以光波段作为其物理层，也就是利用红外线 光波传输数据流。需要注意的是，虽然红外线同样适用于 ieee 802.11 标准，但它是光学 技术，并不使用 24ghz 频段。 在 ieee 802.11 的规定中，这些物理层传输介质中，fhss 及红外线技术的无线网络则 可提供 1mbps 传输速率(2mbps 为可选速率)，而 dsss 则可提供 1mbps 及 2mbps 工作速率多 数 fhss 厂家仅能提供 1mbps 的产品，而符合 ieee 802.11 无线网络标准并使用 dsss 厂家 的产品则全部可以提供 2mbps 的速率，因此 dsss 在无线局域网产品中得到了广泛应用。虽 然采用跳频序列扩频传输技术(fhss)与采用 dsss 的设备都工作在相同的频段中，但是由于 它们运行的机制完全不同，所以这两种设备没有互操作性。 金肯学院毕业论文 9 2.2.22.2.2 ieee802.11aieee802.11a 协议标准协议标准 在 1999 年 9 月，ieee 批准了 ieee 802.11a 标准，ieee 802.11a 是 ieee 802.11 标准 的物理层扩展之一。ieee 802.11a 标准指导工作在 5ghz 频段(unii 频段)的设备，表 2-2 展示了 ieee 802.11a 工作的频段范围。ieee8021la 标准设备不能与其他工作在 24ghz 频段的 ieee 802.11 标准设备通过无线方式进行数据交换，原因在于使用 5ghz 频率的系统 不能同使用 24ghz 频率的系统进行通信，但这并不妨碍两种设备在同一个区域内共存， 因为它们之间不会产生干扰。事实上，采用频段的不同，也可以使两种类型(24ghz 和 5ghz)的网络在构建网络中进行互补。 表表 2-22-2 ieee802.11a 工作频段 国家或地区使用频段 中国 5.7255.850ghz 美国5.155.35ghz、5.7255.825ghz 欧洲5.155.35ghz、5.470ghz5.725 ghz 日本 5.155.25ghz ieee 802.11a 完全抛弃了在 ieee 802.11 中采用的扩频传输技术，使用一种叫做正交 频分复用(ofdm)的多载波调制技术。ieee 802.11a 标准数据交换速率可达到 6、9、12、18、24、36 和 54mbps。虽然如此，由于其兼容性的问题和没有规模优势导致的 成本居高不下，ieee 802.11a 成为主流 54mbps 速率标准的希望已经很小，但相信对这种 标准的支持还会持续很长一段时间。 2.2.32.2.3 ieee802.11bieee802.11b 协议标准协议标准 在 1999 年 9 月，ieee 也批准了 ieee 802.11b 标准，它的批准时间要比 ieee 802.11a 早一些该协议标准也是对 ieee 802.11 标准的物理层扩展。符合 ieee 802.11b 的产品被默 认为 ieee80211 设备，因此除了支持 55mbps 和 11mbps 以外，还会向下兼容 ieee80211 规定的 1 mbps 和 2mbps 两个速率(当系统工作在直接序列扩频系统时)。在 ieee 802.11a 与 ieee80211b 单一环境下有两种标准共存是可能的，因为两者没有波段 的重叠。 ieee80211b 对无线局域网通信的最大贡献是支持两种速率55mbps 和 11mbps。这使得无线局域网的数据传输技术已经可以成为事实意义上的局域网技术，因为 在这个传输速率下，基本上可以获得与传统的 10mbps 以太网相当的网络性能、吞吐量和可 用性。我们也可以无缝地将多种局域网技术集成起来，形成一种能够更广泛地满足其商业 和用户需求的网络。也正因为如此，遵循 ieee 802.11b 技术的产品得到了大规模的使用， 成为主流无线局域网技术。现在符合 ieee 802.11b 产品是最常见的无线局域网产品， 由 于无线以太网联盟(weca)对其进行专门的兼容性测试，称为 wi-fi 测试，所以也用“wi- fi”产品来称谓符合 ieee80211b 的产品。 为了支持更高的速率，ieee 802.11b 选择直接序列扩频传输技术(dsss)作为惟一的物 理层技术，在 ieee 802.11b 的协议标准中没有描述跳频序列扩频传输技术(fhss)。ieee 802.11b 设备的高速源于使用了不同的编码技术。虽然它和 ieee 802.11 都规定了 dsss， 但是它们的芯片编码及信息调制方式允许 ieee 802.11b 在同一框架中传送大量数据。 金肯学院毕业论文 10 2.2.42.2.4 ieieee802.ee802.11e11e 协议标准协议标准 该协议正在制定之中，它将服务质量(qos)功能加入到无线局域网上，它用时分多址方 式(tdma)取代现有的 mac 子层管理，为重要的数据增加额外的纠错功能。现有的无线局域 网产品采用的是基于 csmaca 方式分配信号发送权的。在这一方式中没有优先权的概念所 有无线客户端都是以帧为单位根据先到者优先发送的原则互相争夺信号发送权。因此当多 个无线客户端同时进行通信时，每条通信的通信速率都会出现波动。ieee 802.11e 改进了 每个无线局域网终端获得信号发送权的顺序，可根据数据的种类决定优先顺序确保传输影 视以及声音数据的带宽，而不至于使数据在传输中途间断。也就是说，ieee 802.11e 是给 特定的通信以优先权，根据该优先权决定信号发送权。该技术名为“whitecap”的协议。 在 whitecap 中采用了称为 tdma 的方式。tdma 通过采用每隔一定时间分配信号发送权的方 式，按数据种类改变分配的时机，确保优先数据的带宽。whitecap 是安装在无线客户端的 个人电脑之间直接进行通信的点对点型协议(peertopeer)。在开始通信时的第一台终端成 为主机，由它向其他终端发送用来分配带宽的控制信息。数据优先顺序分为 4 挡。数据流 数据(例如动态图像等不可间断的数据)将自动成为优先传输的数据类型。 预计 2004 年 11 月份将完成该规范第一个方案。 2.2.52.2.5 ieee802.ieee802.11g11g 协议标准协议标准 该协议标准在 2003 年 7 月正式发布，主要是提高了基于 24ghz 频段的数据传输速率， ieee 802.11g 标准速率上限同 ieee 802.11a 标准一致，最高速度可以达到 54mbps。为了 能达到 ieee 802.11a 标准的高速，ieee 802.11g 标准也使用了正交频分复用(ofdm)调 制技术在 ieee 802.11g 协议标准中，其速度为 6、12 和 24mbps(强制速度)，同时还有 18、 36、48 和 54mbps(可选速率)。 可以认为 ieee 802.11g 技术是与 ieee80211b 技术兼容的，原因是 ieee 802.11g 也 工作在 24ghz 频段，所以它可以实现与 ieee 802.11b 标准向后兼容并同时工作，这样使 无线局域网的升级更简便和廉价。但是，对于两者“兼容”的说法其实并不是十分准确， 尽管 ieee 802.11b 和 ieee 802.11g 的设备都工作在 24ghz，但是它们采用了不同的调 制技术：ieee80211b 设备采用了补码键控(cck)编码直接序列扩频传输技术(dsss)， ieee 802.11g 采用了正交频分复用(ofdm)技术(在后面的章节中做详细的介绍)。这就相当 于两个人只能听到对方说什么而不明白对方说什么，不能进行沟通，因为两人是说不同的 语言。 ieee 802.11g 的缺点跟 ieee8021lb 几乎是一样的，例如，只有 3 组非重叠频道， 容易受到来自无线电话与微波的干扰。所以如果 ieee80211b 网络有干扰问题，当使用 ieee80211g 设备时，干扰问题还是会出现。 2.2.62.2.6 ieee802.11iieee802.11i 协议标准协议标准 该协议还在制定过程之中，主要的目的是修订和增强 ieee 802.11 标准中安全机制。 ieee80211i 不仅是有线等效加密(wep)的加强版本，而且在验证和数据加密上进行了全 面加强对于 ieee80211i 的问题。 金肯学院毕业论文 11 gbl5629gbl56291111 系列协议标准系列协议标准 2003 年 5 月 12 日，由中国宽带无线 ip 标准工作组相关成员单位起草完成的无线局域 网两项国家标准 gb 1562911信息技术 系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网 特定要求第 11 部分：无线局域网介质访问(mac)和物理(phy)层规范和 gb 156291102 信息技术 系统间远程通信和信息交换 局域网和城域网特定要求第 11 部分无线局域网 介质访问(mac)和物理(phy)层规范：24ghz 频段较高速物理层扩展规范正式由国家标 准化管理委员会发布。出台的两项标准只是无线局域网国家系列标准的基础标准，以及它 的一个扩展子项，今后还将有许多无线局域网标准相继出台。与新发布的两项标准一起起 草的还有无线局域网介质访问控制和物理层规范：5ghz 频段高速物理层扩展规范 、 应 用于无线 ip 技术的网络安全规范 、 移动 ip 技术规范和宽带无线 ip 技术规范等 4 个无线 ip 领域国家和行业标准，会在后期陆续发布出来。图 2-6 展示了无线局域网在国家 标准 (gb)网络协议体系中位置。 gbl5629gbl56291111 协议标准协议标准 gbl562911 标准是无线局域网技术体系的基础性标准，与 ieee 802.11 的作用是一 样的。事实上，gbl562911(国家标准)和 ieee80211(国际标准)的内容十分相近，对于 无线局域网的物理层、mac 子层做了同样的规定。国家标准 gbl562911 对于 ieee 802.11 标准并不是完全照搬的，它们之间存在很大的差异。国家标准与国际标准的差异主要在于 安全问题和无线电频率管理问题。特别是对于安全问题，它们的主要的区别在于网络设备 之间鉴别过程和数据传输过程中的加密技术，也就是常说的无线局域网鉴别和加密基础结 构(wapl)技术。 图 2-6 无线局域网在国家标准(gb)网络协议体系中位置 gbl5629gbl562911021102 协议标准协议标准 gbl56291102 是 gbl562911 标准的子项，相当于 ieee 802.11b 协议标准。规定了 24ghz 频段较高速无线局域网介质访问控制(mac)和物理层(phy)规范，是适用于 24ghz 频段无线局域网的较高速物理层扩展规范。gb 156291102 标准的范围与国家标准 gb 1562911 的范围基本一致，但增加了用于 24 ghz 频段的直接序列扩频传输技术(dsss) 的物理层规范以及相应的接口等。调制解调方式为补码键控(cck)，速率为 11 mbps 和 55mbps，下兼容在 gb 1562911 中规定的 1mbps 和 2mbps 速率，可在 金肯学院毕业论文 12 11mbps、55mbps、2mbps 和 1mbps 之间自动切换。 第第三章三章 无线局域网的构建与优化无线局域网的构建与优化 3.13.1 无线局域网的选择无线局域网的选择 在无线局域网技术的发展过程中，其技术规格、产品的功能和形态都一直在不断地变 化， 现在，我们可以从电脑配件(或电子)市场上轻松地寻找到许多晶牌的系列产品。这些系列 产品中的每一个型号都有自己的功能特点，并适用于不同的场合。怎样才能从这些产品中 选 择适合自己的产品呢?对于如何选择产品的问题，重要的在于根据自己的应用环境和实现功 能来选择满足需求的产品。 像选择其他产品一样，应该尽量选择有一定品牌知名度的产品，由于这类厂商提供的 产 品会采用名牌正品的无线芯片和电子元件，质量可靠，性能稳定。功率过小，则无线网络 的信号覆盖范围和传输稳定性较差；功率过大，会对人体和数据的通信安全都会产生不利 的影响，按照国家的规定，无线局域网设备的功率不能超过 100mw，即 20db。另外，具有 品牌知名度的厂商或提供的良好售后服务，也是放心使用无线局域网产品的一个保障。 3.1.13.1.1 产品类型的产品类型的选择选择 无线局域网的产品选择流程图如图 4-1 所示，它虽然不能够全面体现产品类型的选择 过程，但是普通用户只要遵循着这个流程图，就可以选择到功能适合于自己的产品。 图 4-1 无线局域网产品选择流程图 选择无线局域网的产品首先确定安装无线局域网产品的作用是什么，主要是实现什么 样 金肯学院毕业论文 13 的功能。一般情况下，我们可以从两种应用方向考虑：链路桥接和区域覆盖。 如果是链路桥接的功能，那么肯定需要无线网桥来实现功能。对于链路桥接来说，一 般又分为点对点和点对多点两种。绝大部分的无线网桥同时支持点对点和点对多点的功能， 有的则专门对于其中一类应用做了优化，所以需要在选择的时候注意对功能的判断。 如果是区域覆盖，然后再选择用于覆盖的无线基站设备。对于无线客户端的选择，主 要是考虑被接入设备的接口。一般，笔记本电脑多采用 pcmcia 或 cardbus 接口的无线网卡， pda 采用小型轻便的 cf 无线网卡，台式机则采用内置式的 pci 接口的无线网卡。还有， usb 无线网卡可以普遍适用于凡是具有 usb 接口的台式机和笔记本电脑。如果需要在无线 基站上实现一些增强型的功能，比如针对一个普通家庭或小规模的企业的宽带接入，需要 nat 转换实现多个用户同时共享上网，并希望有一定的网络安全功能，而且整个网络没有 对于无线基站的专门管理设备(服务器等)，那么可能需要一个无线路由器设备就足够了。 而对于企业网络中，后端常具备访问控制器(ac)(能够提供 dhcp 和防火墙等功能)，无线基 站设备被弱化为一个无线链路的提供者时，选择简单的无线接入点就可以了。 在图 51 中，还有很多产品类型的选择情况没有被描述出来。比如，同样是区域覆盖 应用，室内和室外的应用环境不同，对于产品的天线安装方式(是否可以连接外天线)和设 备 防水的要求都有特别的要求。天线的可拆卸，便于用户更换增益天线。因为无线基站受到 电 源和网线长度的限制，可能不一定处于信号发射的最有利位置，可以考虑在无线基站上 更换 必要的天线来增强区域覆盖的信号质量和信号的有效覆盖范围。 3.1.23.1.2 功能界面的选择功能界面的选择 对于无线局域网产品来说，除了实现其功能以外，对于用户来说有一个良好的应用界 面 也是必不可少的。无线局域网产品作为一个网络设备，需要相应的设备安装、设置和管理。 功能界面的选择主要包括 4 个方面：丰富的安装配件、简便的安装过程、友好的配置界面， 以及有效的使用和维护机制。 安装的简便性主要体现在如何让用户或安装施工人员能够方便地将设备固定和连接必 要的线缆。设备厂商都会在产品包装之中增加一份简单的安装指导，帮助用户进行安装。 对于不熟悉无线局域网技术的人来说，无线局域网设备的配置过程往往是使用过程中 最复杂和最难的一个环节。这是因为，即使是对于最简单的无线客户端(比如一块无线网卡)的 配置，也需要了解和填写 ssid、wep 密钥等信息才可以使用：对于无线基站，可能涉及 到有线局域网、无线局域网和宽带接入多种技术的应用其配置过程就更为复杂。在 malll 中网卡配置软件提供的环境扫描功能使用户在选定需要关联的无线基站后以最少的配置内 容实现连接。而在 wgr614 中，不仅对宽带接入方式配置提供了自动侦测功能(smartwizard 的一部分)，还为每一个配置页面中的项目进行随机注释。这样，即使是不熟悉该产品的人 也能够很快了解产品的配置功能。 设备配置完成之后，如何更有效地使用和维护设备是用户最关心的问题之一。比如， 无 线局域网设备一般都会提供一些状态显示来帮助我们及时了解设备的工作状态；同时，也 会 金肯学院毕业论文 14 提供一些软件或硬件方式的功能复位功能，使我们可以在设备出现问题时恢复出厂默认设 置。当然，我们不希望网络设备在使用过程中出现问题，但是提供的这些功能可以尽早地 发现并解决可能存在的设备故障。 3.1.33.1.3 性能价格比的选择性能价格比的选择 性能价格比(或性价比)是人们在选择产品时常常提到的。性能的好坏和功能的实现是 个产品的两个方面，即使是肯能够实现同样功能的产品在技术性能上也可能是有所差别 的。虽然现在无线局域网产品的价格在不断下降，但是在选择一款无线局域网产品时，并 不是只要功能得到实现，越便宜就是越好的，也不是越贵越好， 寻求最好的性价比才是 最好的。产品采用的软硬件设计的不同都有可能影响无线局域网设备的性能和价格。性能 当然是越高越好，价格当然是越低越好。常见的无线局域网产品性能参数包括传输速率(标 准)、覆盖范围和吞吐量等。 从价位来说，无线局域网产品一直在不断地进行价格调整，目前的价格从几百元到几 千元不等。一般来说，千元以上的产品，适合于大企业或运营商使用，百元级的产品适合 家庭和小型办公环境使用。对于每一种产品的具体价格比较，因为市场总是在不断变化， 所以本书不作赘述。 3.23.2 无线局域网的构建无线局域网的构建 当选择好了构建无线局域网的产品以后，就应该开始考虑如何构建无线局域网了。由 于 采用的物理连接方式不同，环境影响的因素也不同，所以无线局域网的构建过程与有线局 域 网的构建过程还是有一定差异的。可以将其划分为 3 个阶段：网络的规划与设计阶段、网 络 的测试与安装阶段和网络的验收与维护阶段，如图 4-2 所示。在这 3 个阶段中又包含了两 个 子过程。并不是所有的无线局域网构建过程都有这么明细的阶段划分，对于简单的无线局 域 网，比如在 soho 和家庭中构建的时候，可能只需要其中的几个步骤就可以了。 用户需求调查 规划设计/方案 现场环境测试 网络设备安装 竣工验收 培训与维护 图 4-2 无线局域网构建的 3 个阶段 金肯学院毕业论文 15 3.2.13.2.1 网络的规划与设计网络的规划与设计 网络的规划和设计阶段包括两个子过程：用户需求调查和规划设计方案。这两个子 过程 基本上是同步进行的，其间用户和方案设计工程师之间要有更多的交互过程。 “一切从 问题开始”在开始规划前，应该充分了解客户需求的详细说明，如果可能的话，获得 物业主的允许，进行站点初步调查，现场考察需要布建网络的环境。在无线局域网的规划 设计进行到一定程度时，又需要重新核实用户的需求，最终编写出该网络的规划方案，这 是一个初步的方案，帮助我们顺利地完成下一个阶段的工作。 需要注意的是，在信息搜集的时候，一般采用两种方式获取所需要的一些资料：一种 是 与用户面谈，另一种是使用问题调查表。这两种方式各有特点和偏重，在实际使用中可以 结 合起来一起使用。 用户的目的和要求用户的目的和要求 任何一个单位要建立一个网络总有一定的目的，总是要解决一些问题，明确用户的目 的 和要求就是要确定用户安装和使用该网络要解决什么问题 ，达到什么目的，我们可以称之 为“问题定义” 。 明确用户的目的和要求，这是无线局域网规划中很重要的一步，所以在进行规划之前 必 须回答一些最基本的问题。这个问题虽然可能是非常基本的，但是答案对于以后几天的网 络 测试工作有很大的影响。对于这些问题需要尽可能多和准确地了解，使我们在真正到达现 场 进行实施时，不浪费时间。规划的目的是尽可能全面地考虑在实际实施中可能出现的问题 网络在多大的空间中使用网络在多大的空间中使用? ? 所谓空间要求就是指用户对于构建无线局域网所希望覆盖的区域面积或连接数据链路 的距离。显然，对于区域的覆盖来讲，需要覆盖的面积越大，需要了解的问题就越多。同 样， 对于数据链路来讲，需要连接的两个网络之间距离越远，可能遇到的问题就会越复杂。因 此， 对于网络空间的要求直接影响到网络设备的型号选择和网络框架的形态。 有多少用户会同时使用这个网络有多少用户会同时使用这个网络 所谓用户的数量，是指在所给的网络需要覆盖的区域中有多少用户。对于在所给区域 中 定位多少用户的目的，主要是为了计算每一个用户将拥有多少吞吐量。这个信息也用于决 定 使用哪一种技术，例如 ieee 802.11b，ieee 802.11a 或 ieee 802.11g，这样可能会更适 合于用户的需求。需要注意的是，在一个公司里的不同部分将拥有不同数量级别的用户。 可以根据实际的需要来确定网络构建的设备和结构，必要的时候可以构建一个混合网络， 金肯学院毕业论文 16 比如 ieee80211b 和 ieee 802.11g 混合的网络。 什么样的应用会在网络上实现什么样的应用会在网络上实现 所谓实现的功能，是明确什么类型的应用将被用于这个无线局域网上。对于在无线局 域 网提供的网络环境中实现的网络功能，我们必须明确两点：一是数据的大小，另一个是数 据 的类型。对于数据的大小来说，即使是对于简单的办公网络，可能需要的只是接入 intemet， 收发邮件或数据文档文件的交换，也可能是大型的图文数据交换，这些都需要与用户明确， 否则，在网络构建完成以后，用户可能因为无法有效地传输所需要的数据而不得不放弃使 用 已经建好的无线局域网。 怎样的速率可以满足用户应用，它是如何分布的怎样的速率可以满足用户应用，它是如何分布的 所谓速率的要求，就是在无线局域网环境中对于网络的速度要求。它与网络的带宽要 求 很类似，但也有区别。以 ieee80211b 的技术为例，会从 11mbps 依次变化为 55mbps，2mbps 和 1mbps，也就是说要求的速率越低，单个无线基站所能覆盖的面积就越 大。因此，在一个网络中并不是都需要最好的传输速率，明确主要的高速率和低速率覆盖 区域(或链路)，对于网络规划过程中设备位置和数量的确定都有很大的帮助。绝大部分的 网络需求都可以被分割成几个部分，每一个部门类型在他们的区域可能具有不同使用的无 线局域网。 什么样级别的网络安全性是必要的什么样级别的网络安全性是必要的