Internet及应用课程结课论文姓名：张梦珂院（系）：软件学院专业班级：测试技术12-02学号：541213450253成绩：2014年 5 月 4 日无线局域网技术摘要:随着移动通信设备和网络的发展，人们对便携化的网络通信的需求也越来越大。
无线局域网的发展就是一个典型的例子。
本篇论文首先讲述无线局域网的发展历史和类型，然后叙述其工作原理，最后就无线局域网的安全方面做一个简单的概述，其中还补充了无线个人区域网和无线城域网的概念。
关键词:无线局域网；历史；类型；工作原理；安全：无线个人区域网；无线城域网1 引言近几十年来，无线蜂窝电话通信技术得到了飞速发展。
无论在世界范围还是在我国范围的统计结果都是一样的：仅仅发展了十几年的移动电话数已经超过了发展历史达一百多年的固定电话数。
由此可见，人们对移动通信的这种需求也必然会反映到计算机网络中，我们希望能够在移动设备中也能够使用计算机网络。
随着便携机和个人数字助理PDA（Personal Digital Assistant）的普遍使用，无线计算机网络也逐渐流行起来。
本篇论文主要概述无线局域网的发展历史，类型，工作原理以及安全技术，其中，对无线个人区域网WPAN和无线城域网WMAN也进行一个简单的介绍，希望能够大家对于无线网络有一个具体的认识。
2 无线局域网的概述2.1 无线局域网的发展历史无线网络的初步应用，可以追溯到六十年前的第二次世界大战期间，当时美国陆军采用无线电信号做资料的传输。
他们研发出了一套无线电传输科技，并且采用相当高强度的加密技术。
当初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讯网络，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）,横跨四座夏威夷的岛屿，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。
早在七十年代，无线网的前景就已经为人们注意，并被大力开发，并且在八十年代，以太局域网的迅速发展一方面使为人们的工作和生活都带来了极大的便利，而另一方面也越来越显出自身的不足，于是无线网络以其自身的优势理所当然地也是必然地登上了民用网络的舞台，但由于当时的IEEE802.3标准存在着易受其它微波噪声干扰、性能不稳定、传输速率低、不易升级、不同厂商的产品相互也不兼容等弱点，无线网络的应用和发展都受到很大的制约，还是作为有线以太网的一种补充。
无线网络发展史上的第一块里程碑是1997年6月的IEEE802.11标准的出台，虽然IEEE802.11标准在当时并没有引起革命性的网络变革，但802.11标准提供的“一点对多点接入”、“点对点中继”等工作模式提供了一种替代有线网络的高效高速的方案，为无线网技术的不断发展奠定了基础，在此后的被称为Wi-Fi的802.11b标准统一无线网络标准更是功不可没。
1999年9月，802.11b标准的推出才是无线时代的开始，从2003年1月9日，Intel正式宣布即将推出的无线移动计算技术的品牌名称：迅驰移动计算技术至今，IEEE 802.11b 技术已经成为无线网络统一标准，它不但提供了更快和更稳定的接入方式，而且成本也不高，广泛被应用于家用和企业内部。
但802.11b标准最大的缺点是不能担起大容量数据的传输这个重任，于是更大传输速度的IEEE802.11a标准应运而生，但也因自身存在的不足只是作为802.11b标准的一种补充方式。
兼容802.11b和802.11a标准的802.11g标准的推出才为无线网络的应用提供了一个完善的方案，目前，Intel已经于在2004年8月26日正式发布802.11a/b/g的WLAN芯片。
而在标准上还有更高技术的正在研发中，如802.11e标准、802.11i标准、802.11n标准和UWB标准都随时有可能迅速上市，使无线局域网的发展再次飞跃。
2.2 无线网络的类型无线网络分固定无线网络和移动无线网络，移动无线网络服务的对象是移动终端，如手机，笔记本电脑，即实现移动终端与固定终端，或移动终端之间的信息交换。
移动无线网络早起主要用于解决话音通信，虽然可以提供低速数据传输业务，但应用并不广泛。
对于固定的用户，或仅在小范围内移动的用户，往往采用固定无线网络技术。
无线网络技术类型如下表所示。
表2.1 无线网络技术类型无线网络技术工作频段最大理论传输速率主要应用固定无线LMDS（本地多点分配系统10GHz~40GHz 155Mbit/s 数据、语音MMDS（多点多信道分配系统）3.5GHz/5.8GHz 31.5Mbit/s 数据、视频FSO(自由空间光通信)850nm/1550nm 155Mbit/s~10Gbit/s 数据WUSB（无线通用串行接口）3.1GHz~4.8GHz 480Mbit/s 数据IrDA（红外线数据传输）950nm 4Mbit/s 数据Bluetooth（蓝牙） 2.4GHz 2Mbit/s 数据、语音HomeRF（家庭无线通信）2.4GHz 1.6Mbit/s 音频、数据移动无线WLAN（无线局域网）2.4GHz/5GHz 54Gbit/s 数据DBS（直播卫星系统）5GHz~6GHz 12Mbit/s 数据、视频VSAT（甚小口径地球站系统）5GHz~6GHz 64kbit/s 数据、视频GSM（全球通）885MHz~1880MHz 11.4kbit/s 语音、数据CDMA（码分多址接入）800MHz 153kbit/s 语音、数据GPRS（通用分组无线业务）900MHz 171.2kbit/s 数据、语音CDPD（蜂窝数字分组数据）800MHz 192.kbit/s 数据、语音DECT（欧洲数字无绳电话技术）1.9GHz —语音PHS（日本数字无绳电话技术）1.9GHz —语音PACS（美国个人接入通信系统）1.9GHz —语音2.3 IEEE 802.11 系列标准WLAN是有线局域网的扩展，它在有线局域网的基础上，通过无线访问节点（AP）、无线网桥、无线网卡等设备实现无线通信。
WALN标准不统一，不同的标准有不同的应用。
目前最具有代表性的WLAN协议是IEEE 802.11无线系列标准。
1.IEEE 802.11IEEE 802.11是最早制定的一个无线局域网标准，主要用于解决办公室局域网和校园网中用户终端的无线接入。
IEEE 802.11 最高传输速率只有2Mbit/s，它采用微蜂窝或微微蜂窝网络拓扑结构。
IEEE 802.11 标准推荐使用工业、科学、医学（Industrial ScientificMedical，ISM）无线网络频段，这个频段在国际上基本是自由频段，但在各国和地区有所不同。
之后，IEEE小组又相继推出了IEEE 802.11b、IEEE 802.11a、IEEE 802.11g等新标准。
它们之间技术上的主要差别在于MAC子层和物理层。
2.IEEE 802.11bIEEE 802.11b又被称为无线保真（Wireless Fidelity，Wi-Fi），使用国际规定的不需收费的2.4GHz自由频段进行直接序列扩频通信，频宽为83.5MHz，最大数据传输速率为11Mbit/s，也可根据信号强弱把传输速率调整为 5.5Mbit/s、2Mbit/s和1Mbit/s。
直线传播最大距离室外为300m，室内有障碍的情况下为100m。
3.IEEE 802.11aIEEE 802.11a是802.11b的后续标准，工作在5GHz频带，从而避开了拥挤的2.4GHz频带，可用频宽高达300MHz，能提供至少12个互不干扰的信道。
即在同一区域可以有至少12个IEEE 802.11a网络同时存在而不会互相干扰。
此外，5GHz 的高频段应用较少，这样IEEE 802.11a受到其他网络无限设备的干扰也就较少。
IEEE 802.11a的物理层传输速率可达54Mbit/s，传输层达到25Mbit/s。
但是，IEEE 802.11a和IEEE 802.11b不兼容，在传输距离和穿透力上远远不如IEEE 802.11b，而且5GHz是收费频段，用户使用需要申请牌照并交费，因此目前该技术难以推广。
4.IEEE 802.11gIEEE 802.11g是一种混合标准，它既能适应传统的IEEE 802.11b标准，在2.4GHz频率下提供11Mbit/s数据传输速率，它也符合IEEE 802.11a标准在5GHz频率下提供56Mbit/s的数据传输速率。
2004年，随着IEEE 802.11g的诞生，一些无线网络厂商与芯片企业联手推出了一种Super G技术。
使用该技术，能使IEEE 802.11g产品达到108Mbit/s的网络吞吐量。
虽然与10吉比特、吉比特甚至100Mbit/s有线网络还无法媲美，但对于市场化的无线网络而言，100Mbit/s的突破也确实是飞跃了。
IEEE 802.11g能够工作在2.4GHz频段，所以技术上兼容IEEE 802.11b，目前已开始成功取代802.11b而成为市场主流。
IEEE 802.11b/g的缺点是频宽都是83.5MHz，只能提供3个互不干扰的信道，同时该频段存在无绳电话、微波炉、蓝牙等无线设备的干扰，另外，IEEE 802.11b用户接入IEEE 802.11g 网络后，会降低整个网络的性能。
3 IEEE 802.11无线局域网工作原理3.1 IEEE 802.11无线局域网基本模型IEEE 802.11工作组定义的WLAN基本模型如图3.1所示。
WLAN的最小组成单元是基本服务集（Basic ServiceSet ，BSS ），它包括使用相同协议的无线站点。
一个BSS 可以是独立的，也可以通过一个接入点（AP ）连接到主干网上。
图3.1 IEEE 无线局域网模型如图所示，扩展服务器（Extended Service Set ，ESS ）由多个BSS 单元以及连接它们的分布式系统（Distribution System ，DS ）组成。
所有ESS 中的AP 共享同一个ESSID （扩展服务区标志码），DS 在IEEE 802.11标准中没有定义，DS 可以是LAN ，也可以是WLAN ，DS 起到连接骨干网络的作用。
扩展服务区只包含物理层和数据链路层，不包含网络层及其以上各层，因此，对于高层协议，如IP ，来说，一个ESS 就是一个IP 子网。
3.2 WLAN 工作方式IEEE 802.11无线局域网有两种通信方式，一种是分布式协调功能（Distributed Coordination Function ，DCF ）方式，另LAN BSS基本 AP服务集 BSS 基本 AP 服务器DS （分布系统）AP一种是点协同功能（Point Coordination Function，PCF）方式。