无线局域网概念及其优劣分析.doc

1 期 作者一等：文章题目 3无线局域网概念及其优劣性分析陈家对 陈梓妍 王何元 袁涛 (按拼音排名)理学院 信息与计算科学 0702 人文学院 广告0901 理学院 信息与计算科学 0702 理学院 信息与计算科学 0701 摘要：本文对无线局域网进行了阐述，说明了无线局域网的历史发展、特点、网络结构及网络协议标准。接着介绍了传统有线局域网的缺点和特征。通过无线和有线的比较，从而说明在未来，无线局域网的高速传输能力和灵活性发挥更加重要的作用，解决有线网络无法克服的困难，弥补了有线网络的不足，应用在各领域，将与有线网络一样成为网络技术中不可或缺的一种技术。最后笔者更大胆猜测，随着科技的不断进步，无线局域网终将取代有线局域网，完全无形地融合与人们生活中。关键词：无线局域网；有线局域网；比较；替代Wireless Local Area Network Concept and Analysis of pros and cons ofChen Jiadui , Chen Ziyan , Wang Heyuan , Yuan TaoCOLLEGE OF SCIENCE Information And Computing Science 0702 COLLEGE OF HUMANITY Advertisement 0901 COLLEGE OF SCIENCE Information And Computing Science 0702 COLLEGE OF SCIENCE Information And Computing Science 0701 Abstract:In this paper, the wireless LAN are described to illustrate the historical development of wireless local area network, characteristics, network structure and network protocol standards.Then introduced the shortcomings of the traditional wired LAN and characteristics.Comparison of wireless and wireline, which shows in the future, high-speed wireless local area network transmission capacity and flexibility to play a more important role in resolving the wired network can not overcome difficulties, make up for the lack of wired networks, applications in various fields, will work with Cable network as a network technology in a technology indispensable.Finally I guess more daring, as technology advances, wireless LAN will eventually replace the wired LAN, completely invisible to integration and peoples lives.Key words: WLAN;Wired LAN;comparatively;substitute0引言在这个“网络就是计算机”的时代，伴随着有线网络的广泛应用，以快捷高效、组网灵活为优势的无线网络技术也在飞速发展。无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。通常，计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆构成有线局域网，但有线网络在某些场合要受到布线的限制：布线、改线工程量大；线路容易损坏；网中的各节点不可移动。特别是当要把相离较远的节点连接起来时，敷设专用通信线路的布线施工难度大、费用高、耗时长，对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞。无线局域网就是解决有线网络以上问题而出现的。(5仿宋)1 无线局域网1.1 无线局域网概述无线局域网 （Wireless Local Area Network，缩写为“WLAN”)是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。从专业角度讲，无线局域网利用了无线多址信道的一种有效方法来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个性化和多媒体应用提供了可能。通俗地说，无线局域网就是在不采用传统缆线的同时，提供以太网或者令牌网络的功能。由于具有多方面的优点，无线局域网已经存医院、商店、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛应用。1.2 无线局域网的历史和发展无线网络的初步应用，可以追溯到六十多年前的第二次世界大战期间美围陆军采用无线电信号做资料的传输。当刚 美国研发出了一套无线电传输技术并且采用相当高强度的加密技术美军和盟军都广泛使用这项技术。这项技术让许多学者得到了灵感，在1971年时夏威夷大学(University of Hawaii)的研究员创造了第一个基于封包式技术的无线电通信网络，这被称作ALOHNET的网络，可以算是相当早期的无线局域网络(WLAN)。这最早的WLAN包括了7台计算机，它们采用双向星型拓扑(bi-directional star topology)，横跨夏威夷的四座岛屿，中心计算机放置在瓦胡岛(Oahu Island)上。从这时开始，无线网络可说是正式诞生了。虽然目前几乎所有的局域网络(LAN)都仍旧是有线的架构，不过近年来无线网络的应用却日渐增加，而且相关的技术也一直在进步，对企业而言要转换到无线网络也更加容易、更加便宜f无线局域网利用电磁波在空气中发送和接收数据，传输速率现在已经能够达到l1Mbit/s-2Mbit/s可选，传输距离可远至50km (与放大器和定向天线连用)以上。它使网上的计算机能快速方便地解决使用有线方式不易实现的网络联通问题。1.3 无线局域网的特点1.3.1 安装便捷一般在网络建设中，施工周期最长、对周边环境影响最大的，就是网络布线施工工程。在施工过程中，往往需要破墙掘地、穿线架管。而无线局域网最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量，一般只要安装一个或多个接入点AP(Access Point)设备，就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。1.3.2 使用灵活在有线网络中，网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制，而一旦无线局域网建成后，在无线网的信号覆盖区域内，任何一个位置都可以接入网络。1.3.3 经济节约由于有线网络缺少灵活性，这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要，这就往往导致预设大量利用率较低的信息点，而一旦网络的发展超出了设计规划，又要花费较多费用进行网络改造，而无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。1.3.4 易于扩展 无线局域网有多种配置方式，每个AP可支持100多个用户的接入，能够根据需要灵活选择。这样，无线局域网就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络，并且能够提供像“漫游(Roaming)”等有线网络无法提供的特性。1.3.5 安全性较高由于最早是作为军事应用的背景，无线局域网通常内置的安全监测特性使其比大多的布线局域网都要安全得多。通信以空气为介质，传输信号可以跨越很宽的频段而且与自然背景噪音十分的相似，这就使得窃听者用普通的方式难以偷听到数据。 “加密”也是无线网络必备的一环。能有效提高其安全性。所有无线网络都可加设安全密码，窃听者即使千方百计地接收到数据，若无密码，想打开信息系统亦无计可施。1.4、无线局域网的结构根据不同局域网的应用环境与需求的不同，无线局域网可采取不同的网络结构来实现互联。常用的具体有如下几种：1.4.1 网桥连接型不同的局域网之间互联时，由于物理上的原因，若采取有线方式不方便，则可利用无线网桥的方式实现二者的点对点连接，无线网桥不仅提供二者之间的物理与数据链路层的连接，还为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换。1.4.2 基站接入型当采用移动蜂窝通信网接入方式组建无线局域网时，各站点之间的通信是通过基站接入、数据交换方式来实现互联的。各移动站不仅可以通过交换中心自行组网，还可以通过广域网与远地站点组建自己的工作网络。1.4.3 HUB接入型利用无线Hub可以组建星型结构的无线局域网，具有与有线Hub组网方式相类似的优点。在该结构基础上的WLAN，可采用类似于交换型以太网的工作方式，要求Hub具有简单的网内交换功能。1.4.4 无中心结构要求网中任意两个站点均可直接通信。此结构的无线局域网一般使用公用广播信道，MAC层采用CSMA类型的多址接人协议。1.5 无线局域网协议标准无线局域网技术(包括IEEE8021 1、蓝牙技术和HomeRF等)将是新世纪无线通信领域最有发展前景的重大技术之一。以IEEE(电气和电子工程师协会)为代表的多个研究机构针对不同的应用场合，制定了一系列协议标准，推动了无线局域网的实用化。1.5.1 IEEE8021 1系列协议作为全球公认的局域网权威，IEEE802工作组建立的标准在局域网领域内得到了广泛应用。这些协议包括8023以太网协议、8025令牌环协议和802 3zl 00BASET快速以太网协议等，具体协议如下：802 11a、80211b、80211g及其他相关协议。1.5.2 蓝牙规范(Bluetooth)蓝牙规范是由SIG(特别兴趣小组)制定的一个公共的、无需许可证的规范。蓝牙技术工作于24GHz的ISM频段，基带部分的数据速率为1 Mbits，有效无线通信距离为1 O1 OOm，采用时分双工传输方案实现全双工传输。蓝牙技术采用自动寻道技术和快速跳频技术保证传输的可靠性，具有全向传输能力，但不需对连接设备进行定向，无需用户参与。1.5.3 H0meRF标准；HomeRF工作组于1998年为在家庭范围内实现语音和数据的无线通信制订出一个规范，即共享无线访问协议(SWAP)。该协议主要针对家庭无线局域网。之后，HomeRF工作组又制定了HomeRF标准，用于实现PC机和用户电子设备之间的无线数字通信，是IEEE80211与泛欧数字无绳电话标准(DECT)相结合的一种开放标准。1.5.4 HyperLAN2标准HiperLAN2标准由全球论坛(H2GF)开发并制定，并采用OFDM调制方式，是一种高性能的局域网标准。HyperLAN2标；隹定义了动态频率选择、无线小区切换、链路适配、多波束天线和功率控制等多种信令和测量方法，用来支持无线网络的功能。2 传统有线局域网2.1 有线局域网概述计算机局域网把分布在数公里范围内的不同物理位置的计算机设备连在一起，在网络软件的支持下可以相互通讯和资源共享。通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆，构成有线局域网。2.2 有线局域网缺陷： 通常计算机组网的传输媒介主要依赖铜缆或光缆，构成有线局域网。但有线网络在许多场合会受到布线的限制，无论是组建，还是改造的工程均十分大。局域网络管理主要工作之一，对于铺设电缆或是检查电缆是否断线这种耗时的工作，很容易令人烦躁，也不容易在短时间内找出断线所在。而且有线局域网还存在着线路容易损坏、网络节点不可移动等缺陷。特别是连接相距较远的节点时，铺设专用通讯线路布线的施工难度大，费用、耗时多。这些问题都对正在迅速扩大的联网需求形成了严重的瓶颈阻塞，限制了互联网的发展。3 有线局域网和无线局域网的比较对于组建家庭局域网或者小型企业内网而言，无线或者有线技术都可以轻松实现。传统上，家庭局域网一般使用有线技术，但是，近几年随着无线技术的不断发展和完善，使用无线技术搭建局域网也开始变得流行起来。无线和有线这两种方式都各有其优点和不足，因此，我们在安装、成本、可靠性、性能、安全性以上五个重要方面对无线和有线网络进行对比。3.1 安装与有线网络不一样，无线网络具有两种组建模式，即Ad-hoc与Infrastructure模式。Infrastructure(基础架构模式)指无线局域网与有线局域网通过某一接入点来进行相互间的通讯。Ad-hoc模式指无线备的计算机彼此之间直接进行通讯。这两者之间的取舍依赖于无线网络是否需要与有线网络共享数据或外设。如果无线网络中的计算机需要有线网络的访问或是需要与有线网络的计算机共享外设比如打印机，则无线网络需要以Infrastructure模式进行设置。Infrastructure模式的基础核心为无线路由器或接入点，比如802.11g无线宽带路由器，需要作为无线网络中的主要通讯点。路由器将数据传送到配备有无线网络适配器的个人电脑，可以在特定的路由器半径范围内进行漫游。您可以安装多个接入点连接到路由器，从而扩大漫游的范围，也可以设置无线网络与您的以太网硬件之间的通讯。如果无线网络相对较小，只需要与无线网络中的其它计算机共享资源，则可以用Ad-hoc(点对点)模式。Ad-hoc模式可以使配备有无线发送机与接收机的计算机相互之间直接通讯，从而没有必要使用无线路由器或接入点。Ad-hoc模式的缺点在于配备无线的计算机无法与有线网络上的计算机进行通讯。当然，无线配备的计算机之间的通讯也要受限于它们之间的距离以及干扰。以太网电缆连接电脑可以通过网络结点设备进行连接，也可以电脑与电脑直接互联。考虑到现在家庭一般都走暗线，以太网电缆也就被安装在地板上或者墙壁里，这样不会影响美观。但是问题也来了，这样做会很耗精力和时间，尤其是你家中的电脑分布在不同房间的时候，难度会更大。现在，有些新的家庭里预先埋好了CAT5电缆，极大地简化布线过程，并可以尽量减少对美观的不利影响。安装好所有的硬件之后，接下来就是进行系统配置了。在这一层面，无论是有线还是无线网络差别并不大。毕竟它们都要参照互联网协议和网络操作系统配置选项。另外，笔记本电脑或者其他便携式电脑，在无线局域网中具有更多的灵活性，完全不受电缆连接空间的限制。3.2 成本现在的以太网电缆、集线器或者交换机并不贵，而且这些设备（当然并不是指电缆）也含有随机附件共同出售，比如网络连接共享软件ICS(Internet Connection Sharing）。无线网络设备普遍都比有线设备售价要高一些。随着802.11n产品的兴起，802.11g产品售价也开始降的较低。从零售价角度来说，无线网络设备成本一般是有线设备的3到4倍多。3.3 可靠性：以太网、集线器或者交换机都是比较可靠的，毕竟这方面的技术已经十分成熟。要出问题的话，一般也就是电缆连接松散导致网络掉线。当在有线局域网中安装或者去除某个网络设备时，一定要注意电缆的连接情况。在这一方面，无线局域网远没有有线局域网来得好。802.11g比较容易受到外界环境的干扰，比如一般的家电产品，无绳电话、微波炉，以及其它运行在2.4GHz频段上的设备。但如果安装仔细，重点排查这些干扰设备，则可以将不利因素降到最低。3.4 性能：有线局域网性能十分优越。传统的以太网连接只提供10Mbps的带宽，但是现在普遍使用100Mbps的快速以太网带宽，需要的也仅仅是更高一点的成本，但是相比因网速慢而浪费时间哪个更重要呢？而且现在硬件发展迅速，大多支持100Mbps，而且有些也已经开始支持千兆速率了。802.11g标准在理想情况下的传输速率为54mbps，但是在一般使用环境中，其传输速率只有理论速率的一半左右。802.11n草案的理论传输速率均为300mbps。在实际使用中，它们的传输速率也只有理论速度的一半左右。另外，传输距离对Wi-Fi网络性能的影响至关重要。各主机分布范围越广，传输性能就越低。整体而言，802.11g对于日常的网络访问或者文件共享是完全能够胜任的，但是，它们在多人办公或者大数据流传输中，则显得力不从心。 3.5 安全对于接入Internet的任何有线网络来说，防火墙是最首要的考虑因素。众所周知，集线器和交换机本身并没有防火墙功能，对于使用这些网络设备的家庭用户，可以在主机电脑上安装防火墙，比如ZoneAlarm或者诺顿防火墙。而使用路由器的用户，则可以利用路由器本身具有的防火墙模块，在连接路由器的电脑上，打开配置页面进行简单配置即可。理论上，无线局域网也并没有有线局域网那么安全。由于无线通信数据通过大气传输，只要在无线接入点(AP)覆盖的范围内，终端都可以接收到无线信号，很容易被人截获。为了保证安全通信，无线局域网中应采取必要的安全技术，包括访问控制、认证、加密、数据完整性及不可否认性等。4 无线局域网发展趋势无线局域网应用场所包括室内应用和室外应用。室内应用：主要在大型办公室、车间、智能仓库、临时办公室、会议室、证券市场、体育馆、会展中心、酒店、飞机场、医院、酒吧、咖啡屋等。室外应用：包括城市建筑群间通信、学校校园网络、工矿企业厂区自动化控制与管理网络、银行金融证券城区网、税务、矿山、水利、油田、港口、码头、江河湖坝区、野外勘测实验、军事流动网、公安流动网等基于诸多优点，它可广泛应用的领域有：1 接入网络信息系统：电子邮件、文件传输和终端仿真；2 难以布线的环境：老建筑、布线困难或露天区域、城市建筑群、校园和工厂：3 频繁变化的环境：频繁更换丁作地点和改变位置的零售商、生产商，以及野外勘测、试验、军事、 公安和银行等：4 使用便携式计算机等可移动设备进行快速网络连接。5 用于远距离信息的传输：如在林区进行火灾、病虫害等信息的传输，公安交通管理部门进行交通管 理等。6 专门工程或或高峰时间所需的暂时局域网：学校、商业展览、建设地点等人员流动较强的地方：利 用无线局域网进行信息的交流：零售商、空运和航运公司高峰时间所需的额外工作站等。7 流动工作者可得到信息的区域：需要在医院、零售商店或办公室区域流动时得到信息的医生、护士、 零售商、白领工作者；8 办公室和家庭办公室用户，以及需要方便快捷地安装小型网络的用户。5 无线局域网对有线局域网的替代可能性猜测无线局域网技术和产品在国内的实际应用领域即使已有些时间，但很多人对无线局域网还缺乏基本的了解，认同度就更谈不上了。许多管理者认为，假如企业要运用无线局域网办公，那么企业将不得不为设备付出昂贵的价格，因为目前无线局域网设备的价格相对高昂。如果使用无线局域网，就意味着还需要大量的无线网桥和无线网卡，这一切都将使企业为之付出不菲的代价。而且在短时间内，企业很难看见由这些无线局域网设备投入而带来的企业运营成本的降低。无线局域网技术还有一段路要走，但它会成为网络技术中不可或缺的一支，但替代不替代，终究不是一句简单的话能决定的。或许随着科技的发展，无线局域网的缺点会尽量缩小化，到时的无线网络会征服这个世界。 6 总