计算机应用专业毕业论文无线局域网技术现状及其发展趋势.doc

目录 1 无线局域网技术现状及其发展趋势- 1 -2 无线局域网标准- 4 -2.1 802.11协议- 4 -2.2 蓝牙标准- 4 -2.3 HomeRF工业标准- 5 -2.4 HiperLAN2标准- 6 -3 详细解读无线局域网（WLAN）技术- 8 -3.1 WLAN技术的优势- 8 -3.2 WLAN的拓扑结构- 9 -4 工程项目背景及概况- 12 -4.1 项目功能需求分析- 12 -4.2室外建网影响因素- 13 -5 无线网络的设备造型- 15 -5.1 协议的选择- 15 -5.2 网络的规模- 16 -5.3 天线系统的选择- 17 -5.4 与现有系统的连接- 18 -5.5 网络设备选型的其他因素- 19 -5.5.1 Wi-Fi认证- 19 -5.5.2 PoE（Power over Ethernet）- 19 -5.5.3 WPA/IEEE802.11i- 19 -5.5.4 IEEE 802.11e- 20 -5.6 选择无线网络设备- 20 -5.7 无线局域网设备配置- 21 -6 无线局域网安全问题- 23 -6.1无线局域网中常见的安全问题主要有以下几种：- 23 -6.1.1 2.5GHz惹的祸- 23 -6.1.2 WEP还不够强- 23 -6.1.3 拒绝服务攻击与干扰- 23 -6.2 常见安全防范措施- 23 -6.2.1 给无线局域网改名- 23 -6.2.2 加密你的无线网络- 24 -6.2.3 禁止SSID广播- 24 -6.2.4 启用IEEE802.1x验证- 25 -6.2.5 启用MAC过滤- 25 -6.2.6 启用SP2的防火墙功能- 26 -7 无线局域网故障排除- 27 -7.1 检查AP的可连接性- 27 -7.2 WLAN网络配置问题- 28 -7.3 AP无线信号强度- 28 -7.4 改变无线信号频道- 28 -7.5 检验WEP密钥- 28 -7.6 WEP配置问题- 29 -7.7 DHCP配置问题- 29 -7.7.1 对于这种情况，有两种解决方法：- 30 -7.7.2 多个AP的问题：- 30 -7.7.3 注意客户列表- 30 -8 总结- 31 -参考文献- 32 -1 无线局域网技术现状及其发展趋势移动计算网络基本上可以分为两种解决方案:广域解决方案和局域解决方案。广域方案主要是依靠无线蜂窝数据通信网络和卫星通信网络作为移动计算的物理网；而在地域范围上受限制，但速率更高的移动解决方案是无线局域网。无线局域网（Wireless LAN,以下简称WLAN）是90年代计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它提供了使用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、个人化和多媒体应用提供了潜在的手段。自从1977年第一个民用局域网系统ARCnet投入运行以来，局域网以其广泛的适用性和技术价格方面的优势，获得了成功和迅速的发展，已成为数据网络领域中基于宿主机的最流行的网络连接形式。进入90年代以后，随着个人数据通信的发展，功能强大的便携式数据终端以及多媒体终端的广泛应用，为了实现任何人在任何时间、任何地点均能实现数据通信的目标，要求传统的计算机网络由有线向无线，由固定向移动，由单一业务向多多媒体发展，更进一步推动了WLAN的发展。世界上第一个实验性无线局域网是1987年建立的，随后，在医疗、零售、机场等地方，出现了无线局域网，各厂商的无线局域网不能互联，于是1990年11月成立IEEE802.11委员会，着手制定无线局域网标准，并于1997年6月制定出全球第一个无线局域网标准IEEE802.11.IEEE802.11WLAN标准又使得不同供应商的产品具有了互操作性。目前1Mbps和2Mbps的WLAN技术和产品已相当成熟，整个系统的实现成本也正逐渐下降。但与以太网（10Mbps）相比，WLAN较慢的数据传输率成了其进一步发展的瓶颈。为此，IEEE Group又相继推出了新的高速标准802.11b和802.11a两个新标准，并且在不久前又推出了相当于前两者的混合标准802.11g，使得WLAN的速度又向前迈进了一大步，欧洲电信标准化协会（ETSI）的宽带无线电接入网络（BRAN）小组着手制定Hiper（High Performance Radio）接入标准，研究任务之一是Hiper LAN标准，已推出HiperLAN1 和HiperLAN2. HiperLAN1 对应IEEE802.11b，HipwerLAN2与IEEE802.11a具有相同的物理层。目前，在无线标准和规范方面，由不同厂商支持的不同标准和规范争夺激烈，主要有IEEE802.11家族、HomeRF、HyperLAN2以及蓝牙技术等，他们各有特点，其应用领域也不尽相同。物竞天择，谁主沉浮？目前，无线局域网仍处于众多标准共存时期。每一标准的背后都有大公司或者大集团的支持。在美国和欧洲，形成了几个互不相让的高速无线标准：802.11b（也有称Wi-Fi）由3Com、Lucent、Apple、Cisco等公司支持，这个标准目前在北美非常流行；与其竞争的标准是由Intel、Proxim、MotorolCompaq支持的HomeTRF标准；美国IEEE创建了另外一种高速无线标准802.11a，比当前的802.11b技术快近5倍；欧洲电信标准委员会创建了一个很有竞争力的高速标准HyperLAN2，爱立信公司是主要的支持者，目前欧洲普遍采用HyperLAN2标准。现在，没有人能够解决无线互联标准不统一的问题，主要是因为行业发展太快而标准跟不上，造成标准“百花齐放”。有专家估计，最坏的情况是北美使用802.11a标准而欧洲使用hyperlan2标准。据悉，Intel、Microsoft和Compaq公司就下一代无线标准成立了一个机构，试图把欧美双方拉到一起，解决他们在标准上的分歧。还有一种说法，将来无线互联网的标准都会归结到“蓝牙”。虽然多种标准共存，但并没有制约产业的迅速发展，原因是，目前无线局域网一般还不能单独应用，只是作为局域网的备用或补充。就像宽带接入市场有ADSL、ISDN、Cable Modem等接入方式并没有妨碍用户的宽带上网一样，同一局域网中很少会用到不同标准的无线局域网，因此，不存在不同标准的WLAN之间互连的问题。从这个意义上来说。各大厂商坚持推出自己的产品和标准有其自身的道理，一般来讲，统一标准的产生都滞后于产品和市场，谁家的产品市场覆盖面最广，谁就有可能成为事实的标准。另外值得一提的是，目前在中国大陆市场中推得比较成功的无线局域网产品，如Cisco和3Com的产品，均是支持802.11b协议。在世界大学生运动会上和在APEC会议期间，802.11b都有成功的运用，这是否预示着802.11b会成为中国的主流无线局域网标准呢？无线局域网的发展过程可以用“更快、更便宜”来形容。无线局域网技术已经相当成熟：速率从1Mbps增长到了54Mbps。但这还仅仅是个开始：无线局域网的标准出现也就是四个年头，高速无线局域网标准才刚刚度过其两周岁生日。随着标准的发展与无线网络产品的成熟，局域网能够覆盖有限网络所无法顾及的领域，它能够用传统联网成本的一个零头来进行高速连接。当然，无线局域网会在实用中发展，肯定不断还会有新的技术出现，如Atm无线局域网。总之，无线局域网应用、市场大，前景不可估量。2 无线局域网标准802.11协议、蓝牙标准和HomeRF工业标准是无线局域网所有标准中最主要的竞争对手。它们各有优势，各有自己擅长的应用领域，有的适合于办公环境，有的适合于个人应用，有的则一直被家庭用户推崇。下面就介绍一下三种标准的具体情况：2.1 802.11协议802.11是IEEE最初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与用户终端的无线接入，主要限于数据存取，速率最高只能达到2Mbps。由于它在速率和传输距离上都不能满足人们的需要，因此，IEEE（电气和电子工程师协会）随后又相继推出了802.11b和802.11a两个标准，2010年11月，第三个新的标准802.11g也已面世。尽管目前802.11a和802.11g倍受业界关注，但从实际的应用上来讲，802.11b已成为无线局域网的主流标准，被多数厂商所才用，并且已经有成熟的无线产品推向市场。这些产品包括：集成支持802.11b无线功能的PC、支持网络接入的802.11b无线网络适配器以及相对应的网络桥接器等。生产这些产品的厂商大致可以分为两类，一类是著名的网络集成商，如：3Com、Cisco等，他们的产品主要集中在适配器和桥接器领域：另外，很多PC厂商借助网络终端的先天优势，提供全面的无线局域网设备，IBM凭借其在笔记本电脑上的绝对优势和参与制定无线标准的领导地位提供最全面的无线解决方案，并已经在全球范围内大规模地推出了相应的产品。目前，802.11b无线局域网技术已经在美国得到了广泛的应用，它已经进入了写字间、饭店、咖啡厅和候机室等场所。没有集成无线网卡的笔记本电脑用户只需插进一张PCMCIA卡或USB卡，便可通过无线局域网连到因特网。在国内，支持802.11b无线局域网协议的产品不仅全面上市，而且像IBM，还特别为用户和专业人士搭建了“体验中心”，让用户和媒体可以亲身体验无线局域网的便利和高效。2.2 蓝牙标准蓝牙这个颇为奇怪的名字来源于十世纪丹麦国王哈洛德（Harold）的外号。据说，这位丹麦国王靠出色的沟通和说服能力统一了当时的丹麦和挪威。因为他非常爱吃蓝梅，牙齿经常被染蓝，所以得了蓝牙这个外号。1998年5月，爱立信、诺基亚、IBM、东芝和英特尔公司五家著名IT厂商，在联合开展短程无线通信技术的标准化活动时提出了蓝牙技术，其宗旨是提供一种短距离，低成本的无线传输应用技术。1999年下半年，著名的业界巨头微软、摩托罗拉、3Com、朗讯与蓝牙特别小组BluetoothSIG等五家公司共同发起成立了蓝牙技术推广组织。从那时起，全球便开始掀起了蓝牙热潮。蓝牙技术是一种用于替代便携或固定电子设备上使用的电缆或连线的短距离无线连接技术。其设备使用全球通行的、无需申请许可的2.45GHz频段，可实时进行数据和语音传输，其传输速率可达10Mbps，在支持3个语音频道的同时还支持高达723.2Kbps的数据传输速率。也就是说，在办公室、家庭、和旅途中，无需在任何电子设备间布设专用线缆和连接器，通过蓝牙遥控装置可以形成一点到多点的连接，即在该装置周围组成一个“微网”，网内任何蓝牙收发器都可与该装置互通信号。而且，这种连接无需复杂的软件支持。蓝牙收发器的一般有效通信范围为10米，强的可以达到100米左右。由于蓝牙在无线传输距离上的限定，它和个人网络通讯用品有着不解之缘。因此，生产蓝牙产品的厂除了网络集成厂商和传统PC厂商意外，还包括很多移动电话厂商。近一年，随着全球无线市场的不断扩大，蓝牙手机成为移动电话用户的新宠。实际上，依据目前的无线技术水平，一台蓝牙笔记本加上一部蓝牙手机就可以实现无线登陆互联网。但是，在市场中能够同时支持802.11b和蓝牙的笔记本电脑确实不多，只有少数厂商拥有这样的技术与解决方案，IBM ThinkPad XTRA个系列笔记本电脑的大多数产品和TOSHIBA部分笔记本电脑可以提供这样的支持。2.3 HomeRF工业标准HomeRF是由HomeRF工作组开发的，适合家庭区域范围内，在Pche用户电子设备之间实现无线数字通信的开放性工业标准。作为无线技术方案，它代替了需要铺设昂贵传输线的有线家庭网络，为网络中的设备，如笔记本电脑和Internet应用提供了漫游功能。在美国联邦通信委员会（FCC）正式批准HomeRF标准之前，HomeRF工作组已在家庭范围内实现语音和数据的无线通信制定出一个规范，这就是共享无线访问协议（SWAP）。SWAP规范定义了一个新的通用空中接口，此接口支持家庭范围内语音、数据的无线通信。用户使用符合SWAP规范的电子产品可实现如下功能：在PC的外设、无绳电话等设备之间建立一个无线网络，以共享语音和数据：在家庭区域范围内的任何地方，可以利用便携式微型显示设备浏览Internet：在PC和其他设备之间共享同一个ISP连接：家庭中的多个PC可共享文件、调制解调器和打印机；前端智能导入电视机可呼叫多个无绳电话听筒、传真机和语音信箱；从无绳电话听筒可以再现导入的语音、传真和E-mail信息；将一条简单的语音命令输入PC无绳电话听筒，便可以启动其他家庭电子系统；可实现基于PC或Internet的“多玩家”游戏SWAP规范问世以后，除了扩展高性能、多波段无绳电话技术以外，还极大地促进了低成本无线数据网络技术的发展。但是，HomeRF占据了与802.11b和Bluetooth相同的2.4G频率段，并且在功能上过于局限家庭应用，再考虑到802.11b在办公领域已取得的地位，恐怕在今后难以有较大的作为。调查显示，该标准在2000年得普及率高达45%，但到了2001年已降至30%，且逐渐丧失市场优势。特别是很多PC厂商并没有在自己的PC产品中队该项标准加以支持，也造成了其扩展上的障碍。看来，HomeRF这项工业标准注定不会冲出“Home”。2.4 HiperLAN2标准无线和移动通信的快速发展、多媒体应用的出现以及Internet接入的需要都刺激着无线宽带接入网络的进一步开发。第二代移动无线系统的改进以及正在大力开发的第三代无线通信网的目的就在于使网络能够提供无线信道上最高可达2Mbps的瞬时用户比特率，从而大大提高分组数据和移动多媒体应用。同时对于局域网采用一些新的无线技术甚至可获得更高的数据率。其中新一代WLAN技术HiperLAN/2标准就是一例。HiperLAN/2是目前最为完善的WLAN协议。它的特点是：高速传输、面向连接、支持QoS、自动频率配置、支持小区切换、安全保密、网络与应用无关。HiperLan/2标准是对目前无线接入系统的补充，与其它蜂窝系统比较，它的户外移动性虽然受到限制，但适用面广，可在典型的应用环境如办公室、家庭、展览厅、机场、火车站等热点地区，向终端用户提供高速数据率和高性能。 3 详细解读无线局域网（WLAN）技术一个无线局域网可当作有线局域网的扩展来使用，也可以独立作为有线局域网的替代设施，因此无线局域网提供了很强的组网灵活性。无线局域网技术的成长始于20世纪80年代中期，它是由美国联邦通信委员会（FCC）为工业、科研和医学（ISM）频段的公共应用提供授权而产生的。这项政策是各大公司和终端用户不需要获得FCC许可证，就可以应用无线产品，从而促进了WLAN技术的发展和应用。与有线局域网通过铜线或光纤等导体传输不同的是，无线局域网使用电磁频谱来传递信息。同无线广播和电视类似，无线局域网使用频道（Airwave）发送信息。传输可以通过使用无线微波或红外线实现，但要求使用的有效频率且发送功率电平标准，在政府机构允许的范围之内。3.1 WLAN技术的优势WLAN是指以无线信道作传输媒介的计算机局域网网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输的媒介，提供传统有线局域网的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接入。WLAN技术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网络信道的连通问题。WLAN利用电磁波在空气中发送和接受数据，而无需线缆介质。与有线网络相比，WLAN具有以下优点：(1) 安装便捷：无线局域网的安装工作简单，它无需施工许可证，不需要不嫌或开挖沟槽。它的安装时间只是安装有线网络时间的零头。(2) 覆盖范围广：在有线网络中，网络设备的安防位置受网络信息点位置的限制。而无线局域网的通信范围，不受环境天剑的限制，网络的传输范围大大拓宽，最大传输范围可达到几十公里。(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，所以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。WLAN不受不限接点位置的限制，具有传统局域网无法比拟的灵活性，可以避免或减少以上情况的发生。(4) 易于扩展：WLAN有多种配置方式，能够根据需要灵活选择。这样，WLAN就能胜任从只有几个用户的小型网络到上千用户的大型网络，而且能够提供像“漫游”（Roaming）等有限网络无法提供的特性。(5) 传输速率高：WLAN的数据传输速率现在已经能够达到11Mbps/s,传输距离可远至20km以上。应用到正交频分复用（OFDM）技术的WLAN，甚至可以达到54Mbit/s。此外，无线局域网的抗干扰性强、网络保密性好。对于有线局域网中的诸多安全问题，在无线局域网中基本上可以避免。而且相对于有线网络，无线局域网的组建、配置和维护较为容易，一般计算机工作人员都可以胜任网络的管理工作。由于WLAN具有多方面的优点，其发展十分迅速。在最近几年里，WLAN已经在医院、商店、工厂和学校等不适合网络布线的场合得到了广泛的应用。3.2 WLAN的拓扑结构WLAN有两种主要的拓扑结构，即自组织网络（也就是对等网络，即人们常称的Ad-Hoc 网络）和基础结构网络（InfrastructureNetwork）。自组织型WLAN是一种对等模型的网络，它的建立为了满足暂时需求的服务。自组织网络是由一组有无线接口卡的无线终端，特别是移动电脑组成。这些无线终端以相同的工作组名、扩展服务集标识号（ESSID）和密码等对等的方式相互直连，在WLAN的覆盖范围之内，进行点对点，或点对多点之间的通信。组建自组织网络不需要增添任何网络基础设施，仅需要移动节点及配置一种普通的协议。在这种拓扑结构中，不需要有中央控制器的协调。因此，自组织网络使用非集中式的MAC协议，例如CSMA/CA.但由于该协议所有节点具有相同的功能性，因此实施复杂并且造价昂贵。自组织WLAN另一个重要方面，在于它不能采用全连接的拓扑结构。原因是对于两个移动节点而言，某一个节点可能会暂时处于另一个节点传输范围以外，它接收不到另一个节点的传输信号，因此无法在这两个节点之间直接建立通信。基础结构型WLAN利用了高速的有线或无线骨干传输网络。在这种拓扑结构中，移动节点在基站（BS）的协调下接入到无线信道。基站的另一个作用是将移动节点与现有的有线网络连接起来。当基站执行这项任务时，它被称为接入点（AP）。基础结构网络虽然也会使用非集中式MAC协议，如基于竞争的802.11协议可以用于基础结构的拓扑结构中，但大多数的协议过程都由接入点执行，移动节点只需要执行一小部分的功能，所以其复杂性大大降低。在基础结构网络中，存在许多基站及基站覆盖范围下的移动节点形成的蜂窝小区。基站在小区内可以实现全网覆盖。在目前的实际应用中，大部分无线WLAN都是基于基础结构网络。一个用户从一个地点移动到另一个地点，应该被认定为离开一个接入点，进入另一个接入点，这种情形称为“漫游”。漫游功能要求小区之间必须有合理的重叠，以便用户不会中断正在通信的链路连接。接入点之间也需要相互协调，以便用户透明地从一个漫游到另一个小区。发生漫游时，必须执行切换操作。切换既可以通过交换局，以集中的方式来控制，也可以通过移动节点，监测节点的信号强度来实现控制，也就是非集中式切换。在基础结构型网络中，小区大小一把都比较小。小区半径的减小，意味着移动节点范围的缩短，这样可以减少功率损耗。并且，小的蜂窝小区可以采用频率复用技术，从而提高系统频谱利用率。目前，提高频谱利用率的常用策略有：固定信道分配（FCA）、动态信道分配（DCA）和功率控制（PC）等。在使用FCA策略是，每个小区分配有固定的资源，但与移动节点数量无关。这种策略的问题在于，它没有充分考虑移动用户的分布。在人口稀少的地区，同样分配相同数量的带宽资源给小区，但小区可能仅包含几个或者是根本不包含任何移动节点，使资源被浪费。因此，在这种情况下，频谱的利用率并不是最优的。在移动节点采用DCA、PC技术，或者是集成DCA和PC的技术，可以提高整个蜂窝系统的容量，减少信道干扰，并减少发射功率。DCA技术将所有可能的信道放置在一个公共信道池中，并根据小区当前的负载，将这些信道动态地分配给小区。移动节点向基站报告其干扰水平，基站以最小干扰方式实现信道复用。PC方案通过减小发送功率的方法，来减少系统中干扰，并减少移动节点的电池能量消耗。当某一个小区内收到的干扰增加时，PC方案通过增加发送节点的功率，来提高接收信号的信噪比（SIR）。当节点受到的干扰减小时，发送节点通过降低发送功率来节约能量。除以上两种应用比较广泛的拓扑结构之外，还有另外一种正处于理论研究阶段的拓扑结构，即完全分布式网络拓扑结构。这种结构要求，相关节点在数据传输过程中完成一定的功能，类似于分组无线网的概念。对每一个节点而言，它可能只知道网络的部分拓扑结构（也可通过安装专门软件获取全部拓扑知识），但它可与临近节点按某种方式哦共享对拓扑结构的认识，来完成分布路由算法，即路由网络上的每一节点要互相协助，以便将数据传送至目的节点。4 工程项目背景及概况某学校有三个校区和一个校办工厂，三个校区和校办工厂均位于某市郊它们的分布情况大致如图4-1所示：图4-1 学校校区及工厂分布目前三个校区和工厂都建有相应的计算机网络，而且应用比较好，但各校区之间以及小区与工厂之间没有连局域网，相互之间的信息交流以及上报材料都是通过电子邮件方式或通过人工磁盘来传递，自动化程度较低，并且易受磁盘质量、信息大小、病毒的影响，从很大程度上影响了校区之间的资源共享以及办公的质量，浪费了大量的人力、物力和财力。综上所述，该学校的计算机网络还有待于提高。4.1 项目功能需求分析根据现场的调查了解，主校区位于中间位置，其他校区及工厂大致处于主校区四周，分校区及工厂到主校区的距离大约是4到5km之间，其中A校区与B校区及工厂可以直接相互目视，没有视线阻隔，但是A校区与主校区之间有山阻隔，并且距离较远。为了信息的交流与共享，要求主校区与分校区、工厂之间进行网络互连，并且能够有较高的连接带宽，较少的资金投入。各校区及工厂间的无线网络设计与实施还必须依照下列原则进行设计：前瞻性 网络的设计要有一定的前瞻性，采用先进的设备和技术手段，保证在一段时间内不会随着技术的发展而变更网络的核心架构和关键技术，并能满足以后新技术扩展的需求。实用性 网络的设计应考虑项目的实际情况和用户的实际需求，以免技术过于超前而造成投资的浪费。可靠性 网络结构的设计是否合理、网路设备的选型是否妥当、工程施工的质量否规范等都会影响到网络运行的可靠性，因此保证网络的可靠性是网络设计的重要原则。另外，要求重要的设备要有一定冗余备份。开放性 在设计过程中，一定要考虑所运用的技术标准和通信协议是否符合国际规范或工业标准，以确保新设计的网络系统有良好的兼容性和扩展性。无线局域网技术目前所遵循的就是IEEE802.11T系列国际标准。避免干扰 无线局域网使用2.4GHz和5GHz频段均为开放频段，无须注册即可使用，无线信号易受到外界环境和其他信号的干扰，因此要考虑微波炉、其他大楼的无线系统2.4GHz的电话等设备可能造成的干扰。安全性 无线网络支持多种安全特性，采用集中认证方式，对每个数据包进行加密。通过对射频的实时监测，发现并定位恶意的无线访问接入点（AP）。对恶意AP的扫描配合采用安全无线认证协议，以解决AP和无线认证协议间的相互信任问题。4.2室外建网影响因素在遵循无线局域网设计原则的基础上，设立室外WLAN还需要考虑一下因素:视距传输 需要连接的建筑物必须要能视距可达，因此，像高大的树木和建筑物等障碍物都会直接影响无线电波的传输。距离问题 在降低速率的情况下，可以增加建筑物之间的传输距离，进行远距离传输。目前，无线传输的距离在无障碍的情况下最长可以达到80km，但是在应用中，实际距离可能会远于80km，因此在多山地区，或者有障碍物的时候，距离不宜过长。实在需要的话，可以在中间设立中继中转站，绕过障碍。WLAN近距离传输时，为了获得最大的传输速率，可以将无线网桥连接到支持冗余通道的路由器上，这样就可将三个无线网桥集成在一起，并且天线高度基本没有影响。天线问题 由于WLAN连网设备大都要求“视距”传输，因此天线高度的设定很重要。如果天线的高度不够，靠增加功率放大或增大天线增益的方法得到的效果将非常有限。5 无线网络的设备造型从广义上来看，无线移动通信可分为无线个人网络（Wirless PAN）、无线局域网络（Wireless LAN）和无线广域网络（Wireless WAN ）三类。其中Wireless PAN一般是指一个Ad Hoc网络，它主要是在10米范围，目前比较流行的技术是蓝牙技术（Bluetooth），IEEE将其定为IEEE 802.16.1；Wireless LAN主要是在100米范围，目前比较流行的技术是IEEE802.11；Wireless WAN采用GPRS、EDGE和CDMA。本文所说的无线网络，主要是指WirelessLAN，也就是说IEEE802.11. 如图5-1所示：图5-1 局域网5.1 协议的选择目前，大部分的无线局域网采用IEEE802.11系列标准。IEEE802.11标准于1997年通过，目前的标准文本为IEEE802.11-1999.IEEE802.11有三个很重要的扩展，分别是IEEE802.11b、IEEE802.11a和IEEE802.11g，IEEE802.11b和IEEE802.11a于1999年七月通过，而IEEE802.11g于2003年6月正是通过从目前的终端设备来看，绝大部分都支持IEEE802.11b.因此如何能够更好的适应当前已有IEEE802.11b的用户，是无线网络设备选型的一个很重要的问题。我们可以发现，IEEE802.11g在低速率传输时采用与IEEE802.11b相同的CCK编码，它向下完全兼容IEEE802.11b。因此，从理论上看，任何一个支持IEEE802.11b的终端设备，也可以直接连接到IEEE802.11g无线网络中。但是，从另一方面我们也可以发现，这样的向下兼容也付出了很大的代价。在一个纯粹IEEE802.11g的网络环境中，我们可以得到最高24.7Mbps的吞吐率：但是一旦在网络环境中有任何一个只支持IEEE802.11b终端设备时，整个网络的吞吐率会急剧下降到14.7Mbps，甚至是11.8Mbps，网络吞吐率要比标准中规定的54Mbps理想带宽有很大的差距。同时，我们也发现，即使在一个纯粹的IEEE802.11g的网络中，我们也只能得到最高24.7Mbps的吞吐率，这与54Mbps理想带宽有很大的差距。当然，一些设备的厂商也在着力解决这一问题，目前看到的一个很重要的方案就是Broadcom提出的54g，54g在保证与IEEE802.11g完全兼容的情况下，将网络吞吐率提升到54Mbps，同时保证在各种安全机制下（WPA和WPA2）也能达到54Mbps，实现了IEEE802.11g 设计之初提出的54Mbps理想带宽值。目前Broadcom公司已经有相应的芯片支持，但是这样的解决方案是否能够最终成为现实网络普遍支持的标准，仍然需要一定时间的考察。在无线网路的设计时，我们一定要分析具体的应用环境，从而选择一个合适的协议。在一个带宽要求不高、用户数量不大的环境中，我们可以仅提供对IEEE802.11b支持；在需要实现高速无线网络连接的地方，同时需要考虑向下兼容时，我们可以选择IEEE802.11g，这样我们可以同时支持IEEE802.11b和IEEE802.11g的用户：而当有大量的用户需要在同一网络环境中使用，又希望实现高速的无线网络连接时，我们可以同时提供IEEE802.11a和IEEE802.11g，这样可以同时支持IEEE802.11a、IEEE802.11b和IEEE802.11g用户，最大限度的提供网络的连接带宽。5.2 网络的规模目前的AP设备根据提供无线网络服务的规模不同，大致可分为三类：SOHO级、工作组级和企业级。不同类型的AP，提供的功能也大不相同。如果只是在一个很小地理范围内，希望实现对很少量用户提供无线网络连接服务，只要提供基本的无线网络接入和简单的身份认证，就已经能够满足所有的需要了。典型的例子就是家庭的网络接入，现在不少的住宅小区都为用户提供了网络的接入服务，一般来说这样的网络接入都是通过以太网以有线网络的方式提供，如果用户自己购买一个SOHO级AP，完全可以满足全家人对随时随意上网的需要。而这样的AP目前市场上很多，大部分都是500元人民币左右。但是，对于校园网或者企业网来说，我们可能更关心的是网络服务的质量。为了保证服务的质量，我们需要对网络有一个整体的设计，网络的管理者需要考虑如何建立和维护一个可扩展的网络，建立用户管理系统，提供适当的网络安全，提供有效的网络管理和维护机制。这些问题无论是对有线网络还是无线网络，都是很关键的考虑因素。由于设计思路的不同，SOHO级AP支持的用户数量相对来说是比较少的，而设备的稳定性和实际传输提供的吞吐率等参数，与企业级AP相差很远。SOHO级AP只支持一些最基本得管理功能，大部分的AP都会支持通过Web方式查询和配置一些简单的参数，对于网管系统的支持极为有限。显然，SOHO级的设备不能满足我们对大型网络的要求，特别是在网络管理方面。试想如果在一个校园网中有200台AP提供无线网络接入服务，而这些AP全部采用了不支持SNMP的SOHO级设备，我们如何能够有效地监控设备的运转情况？ 因此，在大型的网络环境中，为了保证今后网络的可管理性，我们有必要采用企业级的无线网路设备。5.3 天线系统的选择 天线系统是无线网络中的一个很重要的组成部分。目前在无线局域网的实施中，大量采用了全向天线，对无线信号通过天线增加 适当的增益，可以使无线信号的覆盖效果更好。合理地通过选择不同的天线对需要提供无线信号的区域，提供室内或者室外的覆盖，一时无线网络设计和实施中的一个很重要的部分。在无线通信中，信噪比是一个很重要的指标。我们在选择天线和增益时，不能一味地强调通过增加增益或者通过放大器来扩大覆盖范围，单纯通过放大器扩大覆盖范围，不仅是放大了信号本身，也在很大程度上放大了干扰噪音，对于信噪比来说，可能提高的效果并不很明显。 天馈系统在移动通信领域是一个重要的组成部分，随着无线局域网的不断发展，一些原来用于移动通信领域的概念逐渐移植到了无线局域网中，目前已经有不少无线局域网络系统开始用到得天馈系统。通过天馈系统可以将AP集中式管理，我们可以把AP和有线网络的交换机放在统一的网络设备间内，而只将天线馈线引出配线间，并将天线安装在合适的位置上即可。天馈系统的最大的优点是所有在设备间外的系统全部是无源系统，这样省却了很多因为AP供电而带来的麻烦，更有效地管理AP。 当然，天馈系统也有自己的问题。天馈系统延伸了网络的覆盖范围，随之而来的就是潜在用户数量的增加。目前无线网络只能提供共享式带宽，用户数量的增加，直接的效果就是用户可使用的平均带宽的减少和冲突的增加，这些都不利于无线网络的扩张性和稳定性。解决的方法之一就是在一套天馈系统上复用多通道，这样在IEEE802.11b的环境下，最多可以同时提供1/6/11三个通道，提供3*11Mbps的网络连接。目前天馈系统的价格还比较昂贵，在能够提供相同带宽的条件下，使用分布式AP系统要比天馈系统的方案要节省一些；当然，天馈系统之后的维护和管理相对来说要比分布式AP系统要更容易，更便捷。因此，根据不同的需求，采用不同的天线解决方法，这也是无线网络设计的一个很关键的组成部分。5.4 与现有系统的连接与现有系统的连接主要包括两个方面：如何与有线网络进行连接，如何与已有的用户管理系统进行连接。无线网络与有线网络的连接可也采用两种方式：直接通过AP的以太网口与有线网络的交换机进行连接，或者AP之间采用无线进行桥接。在实际的无线网络规划设计中，我们应该尽量采用第一种方式进行连接。大部分无线局域网络的实施都会在很大的程度上依赖于已有的有线局域网络的规模和布局。在一些新建的楼群中，布线系统遍及所有角落，实现无线局域网络和有线局域网络的连接就很简单，相反，在一些尚未进行布线系统改造的楼群，这样的布线工作会占据了大部分的施工时间。因此，新楼的布线系统设计和老楼布线系统的改造中，需要在设计中添加对未来无线局域网络的布局和实施的考虑。无线网络和有线网络对于最终用户而言，应该只是提供网络连接的不同方式而已。为了保证用户的使用方便，无线网络的用户管理和安全策略的实施，一定要和校园内已有的用户管理系统紧密联系 在一起，需要采用与有限网络统一的认证体系，而不能另起炉灶，采用不同的管理认证方式。相关的无线网络接入的用户认证，必须符合已有的校园网用户管理系统的相关标准。目前越来越多的用户管理系统基于LDAP进行认证，因此在设备选型时，应该尽量选择支持Radius和LDAP的无线网络用户管理系统。5.5 网络设备选型的其他因素5.5.1 Wi-Fi认证成立于1999年得Wi-Fi联盟（WECA）是一个非营利性协会，旨在认证基于IEEE 802.11规格的无线局域网产品的互操作性。目前全球已有超过200家公司加入Wi-Fi联盟。在选购无线网络设备时，应该首先看产品是否已经通过了Wi-Fi标志，当然可以通过www.wi-fi.org网站查询某一厂商的某一型号是否已经通过Wi-Fi认证。5.5.2 PoE（Power over Ethernet）在无线网络的部署中，AP的供电问题也是一个很重要的问题。如果采用系统的供电方式，就地取电，有时候会不得不因为无法供电，而改变原先的设计。在实际的无线网络环境中我们发现，在已经覆盖区域如果没有信号，大部分时候是因为电源供电的问题，分散式供电方式，不利于网络的管理，也不利于日后的网络扩展。 集中供电应该是未来无线网络AP的主要供电方式，在无线网络设备选型时，PoE（IEEE802.3af）是一个很重要的选择指标。目前大部分的企业级AP都支持PoE功能，在有线网络的交换机也有直接支持PoE供电的相应型号，对于传统的交换机也有直接支持PoE供电的相应型号，对于传统的交换机，也有单独的PoE模块可以选择。 在经费允许的情况下，应该尽量采用支持PoE的AP。5.5.3 WPA/IEEE802.11i良好的网络服务必须具备两个关键性因素是