毕业设计(论文)WLAN的方案设计及优化.doc
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1、摘要无线局域网(WLAN)是一个比较火热的话题,越来越多的人开始从有线网络转向无线网络,尝试没有束缚所带来的全新体验。与此同时,许多企业为了提高员工的工作效率,也开始部署无线网络;另一方面,包括中学及大学在内的许多学校也开始实施无线网络,在家庭方面,随着家庭电脑的普及和住房装修的高档化,家庭无线网络也成为一个潜在的市场。随着科技的高速发展,有线局域网使用的局限性不断地表现出来:布线繁琐,办公室电缆线泛滥;无法从移动体访问局域网,原本精致的室内装潢不得不因为布线而显的毫无美观可言等;办公点的增加,原有的网络接口已不能满足需求。因此现代科技对无线局域网的需求则显得尤为迫切。使用Z-COM无线局域网
2、产品可以实现建筑群网络连接、宽带互连网络接入以及移动获取网络服务等功能。Z-COM的无线网络产品具有传输距离远、可以在建筑物之间或建筑物内施工困难的环境下使用、支持移动漫游等特点,没有布线的困扰,完全可以使用它来替代传统的电信线缆。无线数据通信不仅可以作为有线数据通信的补充及延伸,极大的缩短施工周期,避免破坏建筑物,为用户提功一个自由的上网环境。而且还可以与有线网络环境互为备份,从而大大提高线路的稳定性与可用性。在某种特殊环境下,无线通信是主要的甚至唯一的可行的通信方式。从通信方式上考虑,多元化通信方式是现代化网络通信的重要特征。关键词:无线局于域网 无线通信 信息电子化 AbstractWi
3、reless LAN is a relatively fiery topic, more and more people have turned to wireless networks from wired networks to unfettered brought new experience. At the same time, many enterprises in order to increase staff productivity, have also begun to deploy wireless networks; On the other hand, secondar
4、y schools and universities, including many schools have begun to implement wireless networks in the family, with the popularity of computers and family housing renovation Gaodanghua, wireless networks are also a potential domestic market. With the rapid development of technology, the limitations of
5、the use of the LAN cable continuously demonstrated : cumbersome wiring, cable lines proliferation office; Unable to visit from the mobile LAN hardware, but because the original exquisite indoor decoration Hin wiring and the lack of focus at all; Office point increase in the existing network interfac
6、e can not meet demand. So modern technology to the needs of the wireless LAN it is all the more urgent.Uses the Z-COM wireless local area network product to be possible to realize the architectural complex network connection, the wide band interconnecting network turns on as well as function and so
7、on motion gain network service. The Z-COM wireless network product has the transmitting range to be far, may once in a while in the building to construct in the building under the difficult environment to use, the support migration roams and so on the characteristic, does not have the wiring the puz
8、zle, definitely may use it to substitute traditional the electric fuse cable.Wireless data communications not only serve as an extension of and complement wireline data communications, greatly shortening the construction cycle and avoid damage buildings for the Internet users to a free credit enviro
9、nment. But also with cable network environment mutually backup, thus greatly improving the stability and availability of lines. In certain special circumstances, wireless is the main or even the only viable means of communication. From the correspondence, consider a modern communications network com
10、munications is an important characteristic.Keywords: Wireless local network; Wire communication; Info-electronic目录摘要1第一章无线网络基础41.1概述41.2无线局域网51.3无线网络的拓扑结构51.3.1 无线局域网组网主干网络分三种拓扑结构51.3.2 无线局域网组网接入层分两类情况6第二章 无线网络IEEE802.11标准体系72.1概述72.2 IEEE 802.11系列协议标准体系82.2.1 IEEE802.11协议标准82.2.2 IEEE802.11a协议标准92.
11、2.3 IEEE802.11b协议标准92.2.4 IEEE802.11e协议标准102.2.5 IEEE802.11g协议标准102.2.6 IEEE802.11i协议标准10第三章 无线局域网的构建与优化123.1 无线局域网的选择123.1.1 产品类型的选择123.1.2 功能界面的选择133.1.3 性能价格比的选择133.2 无线局域网的构建143.2.1网络的规划与设计143.2.2 网络的测试与安装163.2.3 网络的验收与维护173.3 无线局域网的优化183.3.1网络性能的优化183.3.2干扰的存在与避免18第四章 金肯学院无线教学网214.1网络设计原则及原理214
12、.1.1网络设计原则214.1.2无线局域网的几个主要工作过程及原理214.2无线网络详细设计方案224.2.1用户需求分析224.2.2网络选型234.3产品介绍25参考文献33第一章无线网络基础1.1概述无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN)出现于1990年。它一出现,就有人预示完全取消电缆和线路连接方式的新时代即将来临。但是,事物的发展并不像人们预想的那么好,无线局域网的发展较为缓慢,其主要原因有:l 人们认识、理解与支持的程度并没有预想的那么好l 销售市场不太火爆l 价格相对高计算机局域网络是把分布在数千米范围内的不同物理位置的计算机连在一起,在
13、网络软件的支持下可以相互通信和共享资源的网络系统。有线网络的传输主要依靠电缆和光缆构成一个计算机局域网络。有线局域网络需要布线或改线,工程量大,而且容易遭到损坏,网中的各站点位置不可移动。如果要把相距数千米到数十千米距离的远程站点连入网络,或者要把这样距离的两个局域网相连,或要采用电话线路作为传输媒介,就会出现传输速率低、误码等问题。在这种背景下,推出了新型计算机无线通信和无线计算机网络系统,即无线局域网络系统。 无线局域网络是指以无线信道作为传输媒介的计算机局域网(WLAN)。 计算机无线通信和计算机无线联网不是一个概念,其功能和实现技术有相当大的差异。计算机无线通信只要求两台计算机之间能传
14、输数据即可;而计算机无线联网则进一步要求以无线方式相连的计算机之间资源共享,具有有线网络系统所支持的各种功能。 应该说,计算机无线联网方式是有线联网方式的一种补充,它是在有线网的基础上发展起来的,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缆络信道的连通问题。1.网络通信协议CSMA/CAl 带有避免冲突的载波侦听多路访问l 多路冲突时随机延迟后重新接受 2网络的安全保密性(多级保密)l 扩频频谱保密l NOS级保密l 网桥访问控制1.2无线局域网随着信息技术的发展,人们对网络通信技术的要求不断提高,希望不论在何时、何地,都能够与任何人进行包括数据、语音和图像等任何内容的通
15、信,井希望主机在网络环境中移动和漫游。无线局域网是实现移动网络的关键技术之一。随着IEEE等国际机构对于无线局域网标准的制定,市场上无线局域网产品的兼容性大大提高,这极大地促进了无线局域网产品和市场的发展。众多低价位无线局域网产品的出现,使得越来越多的用户考虑使用无线局域网产品来满足应用上的需求。 总的来说,无线局域网在以下几个方面有非常现实的意义:l 在不能使用传统布线或者是使用传统布线困难很大的地方。l 租用专线耗资高的地方。l 需要重复建立临时的网络环境,使用有线网络不方便、成本高、耗时长的地方。l 局域网用户需要在一定范围内进行移动通信的环境。无线局域网最常用的标准IEEE802.11
16、、IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11g等几种。目前市场上的产品绝大部分均遵循IEEE802.1lb标准,数据传输速率可达5llMbps。IEEE802.l1b标准的发布使得无线局域网的应用和普及发展到了一个新阶段。标准使无线局域网的用户能够自由、灵活地选择不同厂家的产品。无线局域网的主流厂商组成了一个称做无线以太网兼容性联盟(WECA)的国际性组织。WECA的任务是负责认证无线局域网产品的互操作性和兼容性,井推动无线局域网在企业和家庭的应用。继IEEE802.1lb后,具有54Mbps传输速率并符合IEEE802.1la和IEEE802.Ilg标准的无线局域网
17、技术及其产品正在发展中。此外,家居无线网络Home RF2等无线局域网技术也在不断发展中。1.3无线网络的拓扑结构1.3.1 无线局域网组网主干网络分三种拓扑结构1点对点结构:该类型常用于固定的要联网的两个位置之间,是无线联网的常用方式,使用这种联网方式建成的网络,优点是传输距离远,传输速率高,受外界环境影响较小。2点对多点结构:该类型常用于有一个中心点,多个远端点的情况下。其最大优点是组建网络成本低、维护简单;其次,由于中心使用了全向天线,设备调试相对容易。该种网络的缺 点也是因为使用了全向天线,波束的全向扩散使得功率大大衰减,网络传输速率低,对于较远距离的远端点,网络的可靠性不能得到保证。
18、3多点中继结构:这种类型适用于所建网络中有远距离的点、近距离的点,还有建筑物或山脉阻挡的点。在组建这种网络时,综合使用上述几种类型的网络方式,对于远距离的点使用点对点方式,近距离的多个点采用点对多点方式,有阻挡的点采用中继方式。1.3.2 无线局域网组网接入层分两类情况1 独立的无线局域网:这是指整个网络都使用无线通信的情形。在这种方式下可以使用AP,也可以不使用AP。在不使用AP时,各个用户之间通过无线直接互联。但缺点是各用户之间的通信距离较近,且当用户数量较多时,性能较差。2 非独立的无线局域网:在大多数情况下,无线通信是作为有线通信的一种补充和扩展。我们把这种情况称为非独立的无线局域网。
19、在这种配置下,多个AP通过线缆连接在有线网络上,以使无线用户即能够访问网络的各个部分,它由无线访问点(AP)、无线工作站(STA)以及分布式系统(DSS)构成,覆盖的区域分基本服务区(BSS)和扩展服务区(ESS)。无线访问点也称无线hub,用于在无线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。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的基本服务区标示符(BSSID)
20、,在802.11b中,BSSID是AP的MAC地址。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必需共享同一个扩展服务区标示符(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。扩展服务区是一个Layer 2网络结构,对于高层协议比如IP来说,它是一个子网。第二章 无线网络IEEE802.11标准体系2.1概述 1990年,IEEE执行委员会成立了802.11工作组,其目标是创建无线局域网(WLAN)标准,规定为:“所提议的无线LAN标准的作用范围是为局域网固定的、便携式和可移动站点的无线连接
21、开发的规范。”最终的标准,即正式称为IEEE无线LAN介质访问控制(MAC)和物理层(PHY)规范,并像的IEEE802标准一样(如802.3、802.5)。为此,规定了一些至关重要的技术机制。 1. CSMA/CA协议 我们知道总线型局域网在MAC层的标准协议是CSMA/CD,即载波侦听多点接入/冲突检测(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection)。但由于无线产品的适配器不易检测信道是否存在冲突,因此802.11全新定义了一种新的协议,即载波侦听多点接入/避免冲撞CSMACA(Collision Avoidance)。一方面,载波侦听
22、查看介质是否空闲;另一方面,避免冲撞通过随机的时间等待,使信号冲突发出的概率减到最小,当介质被侦听到空闲时,优先发送。不仅如此,为了系统更加稳定,802.1l还提供了带确认帧ACK的CSMACA。一旦遭受其他噪声干扰,或者由于侦听失败,信号冲突就有可能发生,而这种工作于MAC层的ACK此时能够提供快速的恢复能力。 2. RTSCTS协议 RTS/CTS协议即请求发送/允许发送协议,相当于一种握手协议,主要用来解决“隐藏终端”问题。“隐藏终端”(Hidden Stations)是指基站A向基站B发送信息,基站C未侦测到A也向B发送,故A和C同时将信号发送至B,引起信号冲突,最终导致发送至B的信号
23、都丢失了,“隐藏终端”多发生在大型单元中(一般在室外环境),这将带来效率损失,并且需要错误恢复机制。当需要传送大容量文件时,尤其需要杜绝“隐藏终端”现象的发生。WaveLAN802.1l提供了如下解决方案。在参数配置中,使用RTSCTS协议,同时设置传送上限字节数一旦待传送的数据大于此上限值,即启动RTS/CTS握手协议:首先,A向B发送RTS信号,表明A要向B发送若干数据,B收到RTS后,向所有基站发出CTS信号,表明已准备就绪,A可以发送,其余基站暂时“按兵不动”;然后,A向B发送数据,晕后,B接收完数据后,即向所有基站广播ACK确认帧,这样,所有基站又重新可以平等侦听、竞争信道了。3信包
24、重整 当传送帧受到严重干扰时,必定要重传。因此一个信包越大时,所需重传的耗费(时间、控制信号、恢复机制)也就越大;这时,若减小帧尺寸把大信包分割为若干小信包,即使重传,也只是重传一个小信包,耗费相对小得多。这样就能大大提高WirelessLAN新产品在噪声干扰地区的抗干扰能力。当然,作为一个可选项,用户若在一个“干净”地区,也可关闭这项功能。4多信道漫游 人类是无限追求自由的,随着移动计算设备的日益普及,我们希望出现一种真正无所羁绊的网络接入设备。WaveLAN802.1l就是这样的一种设备。传输频带是在接入设备AP(Access Point)上设置的,而基站不需设置固定频带,并且基站具有自动
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