海互联网技能竞赛培训.doc

WLAN 技术原理基础及特点无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它利用射频（RF）技术，取代旧 式的双绞线构成局域网络，提供传统有线局域网的所有功能。无线网络所需的基础设施不 需再埋在地下或隐藏在墙里，并且可以随需移动或变化。WLAN 已经成为宽带接入的有效手段之一，使用 WLAN 的区域及其承载的业务愈来愈多。 为了更好地构建理想中的无线网络，我们需要了解无线网络的技术体系、熟悉构建无线网络的设备的功能。- 42 - 1.1 WLAN基础知识1.1.1 为什么要使用 WLAN 网络无线让网络使用更自由凡是自由空间均可连接网络，不受限于线缆和端口位置。办公大楼候机大厅渡假山庄商务酒店6和传统的有线接入方式相比无线局域网让网络使用更自由：1、无线局域网彻底摆脱了线缆和端口位置的束缚，用户不在为四处寻找有线端口和网线而苦恼，接入网络如喝咖啡般轻松和惬意。2、无线局域网具有便于携带，易于移动的优点，无论是在办公大楼、机场候机大厅、酒 店，用户都可以随时随地自由接入网络办公、娱乐。无线让网络建设更经济，通信更便利l 终端与交换设备之间省去布线，有效降低布线成本。l 适用于特殊地理环境下的网络架设，如隧道、港口码头、高速公路。地理环境不适合布设有线网络终端与设备之间不方便通过线缆连接一般在网络建设当中，施工周期最长、对周边环境影响最大的就是网络布线的施工。在施工过程时，往往需要破墙掘地、穿线架管。而 WLAN 最大的优势就是免去或减少了这部分 繁杂的网络布线的工作量，一般只要安放一个或多个接入点(Access Point)设备就可建立覆 盖整个建筑或地区的局域网络。另外对于地铁、公路交通监控等难于布线的场所，无线局 域网的应用越来越广泛。和有线相比，无线局域网的启动和实施相对简单，后期维护容易，整个建网和维护的成本更低廉 。无线让工作更高效不受限于时间和地点的无线网络，满足各行各业对于网络应用的需求。体育场馆新闻中心展馆与证券大厅制造车间物流运输8无线局域网正在成为某些行业不可或缺的帮手。例如在物流行业，员工可以通过手持的无线数据终端进行货物核对；在医疗行业护士可以在查房时利用无线业务终端来查询病人的病例，记录病人的健康状态以及服药情况；在地铁行业可以通过无线局域网来承载列车控制系统的指令。1.1.2 几种主要WLAN技术 IrDA（Infrared Data Association）是一种利用红外线进行点到点通讯的技术。其优点是体积小，功率低，传输速率可达 16Mbps，成本低。超过 95%的手提电脑安装了IrDA 接口。市场上还推出了可以通过 USB 接口与 PC 相连的 USB-IrDA 设备。IrDA 是一种视距传输技术，通信设备之间不能有阻挡物。不适合多点通信。另外 IrDA 设备的核心部件红外线 LED 还不是一种耐用器件。BlueTooth 技术是一种用于数字化设备之间的低成本、近距离传输的无线通信连接技术。 其程序写在微型芯片上，可以方便地嵌入到设备之中。BlueTooth 技术工作在 2.4GHz 频段上。采用跳频技术，理想连接范围为 10cm10m，带宽为1Mb/s。采用 802.11 协议族的 WLAN 设备以其覆盖距离广、传输速率高的特点，成为了市面上的主流产品，将是我们后面介绍的重点。1.1.3 802.11 协议的发展进程802.11协议的发展进程802.11802.11b802.11a802.11g标准发布时间July 1997Sept 1999Sept 1999June 2003合法频宽83.5MHz83.5MHz325MHz83.5MHz频率范围2.400-2.483GHz2.400-2.483GHz5.150-5.350GHz5.725-5.850GHz2.400-2.483GHz非重叠信道33123调制技术FHSS/DSSSCCK/ DSSSOFDMCCK/OFDM物理发送速率1, 21,2,5.5, 116, 9, 12, 18,24, 36, 48, 546, 9, 12, 18,24, 36, 48, 54无线覆盖范围N/A100M50M优先级队列 2优先级队列 3优先级队列 4EDCA 的高优先级报文通过设置较短的 IFS 和 Contention window 来优先获取无线空口的访问能力：IFS1 时间 IFS2 时间 IFS3 时间 IFS4 时间,CW1 窗口 CW2 窗口 CW3窗口 CW4 窗口。STA To PC的QoS映射过程802.1p MPDUPCLayer 2COS802.1p IP DSCP 802.11e MPDU无线交换 机Layer 3802.1p IP DSCP 802.11e MPDUCOSAP1AP2802.11e MPDUSTA1STA2www .45STATION TO PC 情况下的优先级映射过程：l无线用户 STA1 发送带 802.11e 信息的 802.11Mac 报文到 AP1；lAP1 根据无线端口（基于 BSSID、在 AC 的 ESS 上配置）的信任模式设置报文的内部优先级；如果信任报文的 802.11e 优先级，则根据入报文的802.11e 设置报文的内部优先级 COS，否则，根据无线端口的缺省优先级设置报文的缺省优先级；lAP1 对 STA1 发送过来的 802.11Mac 报文进行 CAPWAP 隧道封装， CAPWAP 隧道是 UDP 报文，在封装隧道的 IP 头时，将内部优先级 COS 映射到 IP 的 DSCP 域；l在出方向上，将 IP 的 DSCP 映射到外层以太头的 802.1p 域；l根据 QoS 策略将报文映射到不同的优先级队列；l调度 QoS 队列，发送报文到 AC1。lAC1 收到 AP1 发送过来的 CAPWAP 封装的 802.11Mac 报文；l802.11Mac 报文去 CAPWAP 封装后，根据入无线端口的信任模式设置报文的内部优先级 COS；如果信任报文的 802.11e 优先级，则根据入报文的802.11e 设置报文的内部优先级 COS，否则，根据无线端口的缺省优先级设置报文的缺省优先级；l在出方向上，将根据报文的内部优先级 COS 设置出报文的 802.1p 域；l根据 QoS 策略将报文映射到不同的优先级队列；l调度 QoS 队列，发送报文到 PC1。PC To STA的QoS映射过程PCLayer 2802.1pMPDU802.3MACMPDUCOS802.1p IP DSCP 802.11e MPDU无线交换 机Layer 3802.1p IP DSCP 802.11e MPDUAP1AP2802.11e MPDUSTA1STA2www .46PC TO STATION 情况下的 QoS 映射过程AC1 收到 PC1 发送过来的 802.3Mac 报文；根据物理端口的信任模式设置报文的内部优先级 COS。如果信任报文的802.1p 优先级且报文带 TAG 则取报文，则根据入报文的 802.1p 设置报文的内部优先级 COS，否则，根据端口的缺省优先级设置报文的缺省优先级；在出无线端口上封装 802.11Mac 报文，并根据报文的内部优先级 COS 值封装报文的 802.11e 域；对封装后的 802.11Mac 报文进行 CAPWAP 隧道封装，CAPWAP 隧道是 UDP 报文，在封装隧道的 IP 头时，将内部优先级 COS 映射到 IP 的 DSCP 域；将 IP 的 DSCP 映射到 802.1p；在出方向上，将 IP 的 DSCP 映射到外层以太头的 802.1p 域；根据 QoS 策略将报文映射到不同的优先级队列；调度 QoS 队列，发送报文到 AP1。AP1 收到从 AC1 上发过来的 CAPWAP 隧道封装的报文；AP1 去 CAPWAP 封装，得到携带了 802.11e 信息的 802.11Mac 报文；将 802.11e 映射到本地优先级 COS根据 QoS 策略将报文映射到不同的队列进行调度；调度 QoS 队列，发送报文到 STA1STA To STA的QoS映射过程PCLayer 2COS802.1p IP DSCP 802.11e MPDU无线交换 机802.1p IP DSCP 802.11e MPDUCOSLayer 3AP1802.1p IP DSCP 802.11e MPDUAP2802.11e MPDUSTA1802.11e MPDUSTA2www .47STATION TO STATION 情况下的 QoS 映射过程l无线用户 STA1 发送带 802.11e 信息的 802.11Mac 报文到 AP1；lAP1 根据无线端口（基于 BSSID、在 AC 的 ESS 上配置）的信任模式设置报文的内部优先级；如果信任报文的 802.11e 优先级，则根据入报文的80