8.6 无线局域网技术
1 无线局域网概述 2 无线局域网络使用的场合 3 无线局域网络的构成方式 4 无线网络的种类 5 无线局域网拓扑结构
6 无线局域网的几个主要工作过程 7 无线局域网所遵循的标准及访问方法 8 无线局域网络的安全性 9 无线网络设备 10 无线设备的连接
12.1 无线局域网概述
(2) 临时搭建的网络，如展会、客户演示等，如 图12-2所示。
(3) 有线局域网络无法布线的场合，如图12-3所 示。
图12-1 移动或无固定场所用户使用的无线网络示意图
图12-2 临时搭建的网络
图12-3 有线局域网络无法布线的场合
(4) 有线局域网络的后备系统。我们每天都要和 计算机打交道，越来越离不开计算机网络了，无论是 信息共享、合作伙伴交流，还是移动用户办公，都要 使用网络。
(2) 物理地址(MAC)过滤：每个无线工作站网卡 都由唯一的物理地址标示，因此可以在AP中手工维护 一组允许访问的MAC地址列表，实现物理地址过滤。
(3) 有线等同保密(WEP)：在链路层采用RC4对 称加密技术，钥匙长40位，从而防止非授权用户的监 听以及非法用户的访问。
(4) 端口访问控制技术(802.1x)：该技术也是用 于无线局域网的一种增强性网络安全解决方案。
图12-5 PCI接口网卡
图12-6 PCMCIA接口网卡
图12-7 USB接口网卡
2. 无线网桥
无线网桥(也称Access Point，简称AP)用于在 一定距离内将具有无线网卡的计算机连接起来，也就 是起到集线器的作用，所以无线网桥也叫无线集线器。 通过无线网桥还可以与有线网络进行连接，实现无线 网络连接范围的扩展。图12-8所示是无线网桥的示意 图。
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 识符(BSSID)，在802.11中，BSSID是AP的MAC地址。
图12-11 利用无线网卡直接连接
2. 利用无线网桥接入
前面讲过，利用无线网桥主要是为了使计算机间更 好地连接，同时也可以与有线网络连接，实现网络间的 扩展，因此，利用无线网桥是组建无线局域网常用的设 备。利用无线网桥接入的无线网络示意图如图12-12所 示。
图12-12 利用无线网桥接入
12.3 无线局域网络的构成方式
无线局域网络系统主要有三种构成方式：点对点型，点对多点型和 分布覆盖型。
点对点型：点对点型结构简单，可在中远距离上获得高速率的数据 传输，典型的应用是通过无线网络来连接两个固定的有线局域网络。
点对多点型：点对多点型由一个中心节点和若干外围节点组成。外 围节点既可以是独立的工作站，也可与多个用户相连，是典型的集中控 制方式。
12.9 无线网络设备
1. 无线网卡 无线网卡的作用与普通网卡一样，用于提供网络接口， 将计算机接入无线网络。无线网卡也有三种不同类型的接口， 即PCI接口、USB接口和PCMCIA接口。
PCI接口网卡适用于安装至普通台式机的扩展槽 内。图12-5所示为PCI接口网卡。PCMCIA接口网卡 可插入笔记本电脑的PC卡插槽内，该卡支持热插拔。 图12-6所示为PCMCIA接口网卡。USB接口网卡则既 适用于台式机，也适用于笔记本电脑，只要计算机提 供USB接口即可，也支持热插拔。图12-7所示为USB 接口网卡。
扫频：无线工作站在加入服务区之前要查找哪个 频道有数据信号，分主动和被动两种方式。
关联(Associate)：用于建立无线访问点和无线 工作站之间的映射关系，实际上是把无线变成有线网 的连线。
重关联(Reassociate)：当无线工作站从一个扩 展服务区中的一个基本服务区移动到另外一个基本服 务区时，要与新的AP点关联整个过程，重关联总是由 移动无线工作站发起的。
4. 无线宽带路由器
无线宽带路由器并不是无线网络中必不可少的设 备，它的作用主要是为了使移动用户更加方便地接入 Internet。无线宽带路由器如图12-10所示。
图12-9 室内外各种天线
图12-10 无线宽带路由器
12.10 无线设备的连接
1. 利用无线网卡接入
对于个人用户而言，将无线网卡安装至计算机即可完成无线接入的 硬件安装过程。接下来要做的无非就是安装驱动程序，并进行相应的网 络设置而已。无线网卡的安装过程与普通网卡毫无二致，故不再赘述。 当然，如果用户与局方相距较远，则应当安装室外定向天线，并通过馈 线连接至无线网卡。利用无线网卡直接连接的计算机示意图如图12-11 所示。
分布覆盖型：分布覆盖型类似于分组无线网， 所有相关节点在数据传输中都起着控制路由选择的作 用。每个节点都参与路由，将数据传送到目的节点。 分布式结构移动能力强，但网络节点多，结构复杂， 成本高，同时存在多径干扰等问题。
12.4 无线网络的种类
无线网络具体解决方案主要包括：无线个人网(WPAN)、无线局 域网(WLAN)、无线局域网间网桥(LAN to LAN Bridge)、无线城域 网(WMAN)和无线广域网(WWAN)。
无线局域网间网桥：主要用于大楼之间的联网通 信，典型距离为几千米。许多无线网桥采用802.11b技 术。
无线城域网和无线广域网：覆盖城域和广域环境， 主要用于Internet/Intranet间的访问，但提供的带宽 比无线局域网技术要低很多。
12.5 无线局域网拓扑结构
无线局域网分两种拓扑结构：对等网络和结构化网 络。
无线访问点摆放的位置。
12.7 无线局域网所遵循的标准及访问方法
无线局域网所遵循的IEEE标准主要是802.11， 802.11又分为三种：802.11a，802.11b，802.11g。遵 循以上三种标准的无线网卡的传输速率分别为11 Mb/s、 22 Mb/s和54 Mb/s。
无线局域网的访问方法与有线的以太网的访问方 法略有不同，我们已经知道802.3标准的以太网使用 带冲突检测的载波侦听多路访问方法(CSMA/CD)。
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 须 共 享 同 一 个 扩 展 服 务 区 标 识 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的扩 展服务。
12.6 无线局域网的几个主要工作过程
无线局域网络(Wireless Local Area Networks，简 称WLAN)是利用射频(Radio Frequency，简称RF)技术取 代传统的线缆传输所构成的局域网络，简称无线局域网。随 着Internet应用的迅猛发展，以及便携机等移动智能终端 使用的日益增长，无线局域网也得到了迅猛发展，成为新一 代高速无线接入网络。
无线个人网：主要用于个人用户工作空间，典型距离为覆盖几米， 可以与计算机同步传输文件，访问本地外围设备，如打印机等。目前主 要技术包括蓝牙(Bluetooth)和红外线(IrDA)。
无线局域网：主要用于宽带家庭、大楼内部以及 园区内部，典型距离为覆盖几十米至上百米。目前主要 技术为802.11系列。
12.8 无线局域网络的安全性
由于无线局域网采用公共的电磁波作为载体，因此与有线线缆不 同，任何人都有条件窃听或干扰信息，因此在无线局域网中，网络安全 很重要。
常见的无线网络安全措施有以下三种。
(1) 服务区标 访问AP，因此可以认为SSID是一个简单的口令，从而提供一定的安全。
无线的数据传输系统，可使用户摆脱线缆的束缚， 在其覆盖的范围内，实现自由的移动和漫游。无线局 域网(WLAN)具有不受环境的局限、灵活便捷、不影 响原有的装修布局、建网周期短等优点，与传统的有 线接入方式相比，它不仅可以实现许多新的应用，还 可以克服线缆限制引起的不便，其优点主要表现在以 下几个方面：
漫游(Roaming)：是指无线工作站在一组无线 访问点之间移动，并提供对于用户透明的无缝连接， 包括基本漫游和扩展漫游。
在以上工作过程中，有很多因素影响无线局域网的 性能，主要有以下几个方面：
传输功率：发射功率的大小、天线类型和方向；
噪声和干扰：由授权用户、微波炉引起或有意干扰 等；
建筑物结构：引发多路径和穿透效应等；
对等网络(Peer to Peer)也称Ad-hoc网络，它覆 盖的服务区称为独立基本服务区。对等网络用于一台计 算机(无线工作站)和另一台或多台计算机(其他无线工作 站)的直接通信，该网络无法接入到有线网络中，只能独 立使用，如图12-4所示。
图12-4 对等无线网络
结 构 化 网 络 (Infrastructure) 由 无 线 访 问 点 AP(Access Point)、无线工作站STA(Station )以及 分 布 式 系 统 (DSS) 构 成 ， 覆 盖 的 区 域 分 基 本 服 务 区 BSS(Basic Service Set) 和 扩 展 服 务 区 ESS(Extended Service Set)。无线访问点也称无线 集线器(Hub)，用于在无线工作站(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。
图12-8 无线网桥
3. 室内外天线
为了延伸无线网络的传输距离，常常需要依靠室内 外天线。同样，当用户距离局方较远时，也必须借助于 室内外天线才能获得足够强的信号，从而实现与网络的 连接。无线网络的室内外天线分为全向和定向两种。
采用室外定向天线，可覆盖近80 km的半径范围； 采用室外全向天线，可覆盖10 km的半径范围；采用 室内定向天线，可覆盖最大半径100 m的范围；采用 室内全向天线，可覆盖最大半径250 m的范围，电波 能穿透几层墙或两层楼的混凝土楼板。不同的网络直 径需选择使用不同功率的天线。当网络范围超出无线 网络所能够支持的最大直径时，可采用中继的方式拓 展无线网络区域。