毕业设计(论文)安徽省淮南市无线局域网建设的技术与应用.doc
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1、摘 要无线局域网(Wireless LAN)技术可以非常便捷地以无线方式连接网络设备,人们可随时、随地、随意地访问网络资源。在推动网络技术发展的同时,无线局域网也在改变着人们的生活方式。本文分析了无线局域网的优缺点极其理论基础,介绍了无线局域网的协议标准,阐述了无线局域网的体系结构,探讨了无线局域网的研究方向。关键词: IEEE802.11;无线局域网;网络技术;网络架设ABSTRACTWireless local area network (Wireless LAN) technology can be very easy to wirelessly connect to the netwo
2、rk device, it may at any time, anywhere, free access to network resources. In the same time promoting the development of network technology, wireless LAN is also changing the way people live. This paper analyzes the advantages and disadvantages of the wireless LAN is extremely theoretical basis, int
3、roduced wireless local area network protocol standards, describes a wireless local area network architecture of a wireless LAN research.Keywords: IEEE802.11; Wireless LAN; Network technology; Network set up目 录第一章无线局域网的概念11.1无线局域网的简介11.2无线局域网的历史11.3无线局域网的技术特点与优点21.3.1无线局域网的技术特点21.3.2无线局域网的技术优点21.4 无线
4、局域网的技术相关标准31.4.1 无线局域网协议标准31.4.2 其他相关协议4第二章无线局域网设备简介无线局域网的概念62.1 无线网卡基本介绍62.2 无线路由器/AP基本介绍8第三章无线局域网的应用113.1 无线局域网的应用领域113.2 无线局域网的类型11第四章无线局域网在安徽的应用134.1 无线局域网的建设实例134.2 无线局域网在安徽的应用14第五章结论21结束语22致谢23参考文献24第一章 无线局域网的概念1.1 无线局域网的简介无线局域网(Wireless LAN,WLAN),顾名思义,是一种利用无线方式,提供无线对等(如PC对PC、PC对集线器或打印机对集线器)和点
5、到点(如LAN到LAN)连接性的数据通信系统。随着以太网的广泛应用,因特网的日益普及,以及移动终端的不断增加,人们对移动设备接入网络的需求迅速增长。无线局域网WLAN(Wireless Local Area Network )作为有线以太网的延伸,一定程度上满足了这种需求。1.2 无线局域网的历史无线网络的运用其实最早可以追溯到二战时期军事运用上,它真正跨入民用领域那已经是七十年代的事情了。当然,无线网络的出现的必要条件是以太网络的全面普及,企业化,以及家庭化。最早的有线网络标准IEEE 802.3(IEEE=Institute of Electrical and Electronics En
6、gineers)于1983年面向公众正式发布。1990年无线局域网产品在市场出现,但是价格昂贵,标准混乱。于是国际电气电子工程师学会(IEEE)开始着手制定行业标准,直至1997年才有了第一个无线网络标准IEEE802.11标准问世。不过这一标准传输速率只有2Mbps,与当时的有线网络的10Mbps主流相比没有任何优势,而且价格不菲,所以市场冷淡。经过两年的改良,1999年,802.11b无线网络标准才的确立才开始了真正意义上的无线推广阶段。它比最初的无线网络标准更可靠、更快捷,同时其成本不高。所以它开始被运用于家庭与企业局域网的架设中,那个时候不少的P3高端笔记本会配备无线网卡,或者一些超便
7、携的机器也是如此,比如SONY境外机器C1系列机器。此时的无线网络能够提供11Mbps的最高传输速率。为了将无线网络速度作进一步提升,部分商家自行推出802.11b+的无线设备,不过这类产品并未获得成功。不久802.11a无线网络标准问世,但是它并不向下兼容,导致市场接纳程度有限而无法铺开。为了很好的解决这一困境,802.11g标准跟随着发布。在提供高速无线连接的同时,还向下兼容802.11b标准。 随着INTEL公司迅驰系统的出台以及WI-FI组织的成立促进了无线局域网产品的兼容化、标准化以及市场化。伴随着INTEL第四代迅驰技术的推出无线局域网技术WLAN又达到了一个新的高度。1.3 无线
8、局域网的技术特点与优点1.3.1 无线局域网的技术特点无线局域网利用电磁波在空气中发送和接受数据,而无需线缆介质。无线局域网的数据传输速率现在已经能够达到108Mbps,传输距离可远至20km以上。它是对有线联网方式的一种补充和扩展,使网上的计算机具有可移动性,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。 无线局域网与有线网络相比,有很多优势:直接采用电缆会受到物理条件的限制,且安装成本较高,如果距离过长通常需要当地政府批准,在部署完成以后,改动不够灵活。若采用电话线连接,每月服务费用高,而且安装成本和设备成本都很高。若采用微波连接,一般需要申请许可证,不便安装,使用价格和设备价格也很
9、昂贵。而无线连接通过空气传输数据,避免了道路使用权问题。而且,WLAN的网络扩容性很好,不易受到地理位置的限制。例如,单位搬了,局域网移动了,只要重新安装一下网络接入设备以及天线的位置,便可恢复网络的畅通连接。由于无线传输提供的仅仅是一个完全透明的链路(符合IEEE802.11),所以符合并支持所有的网络协议(如TCP/IP),兼容各种网络接口标准,满足了各种操作系统的需要。利用WLAN,企业对网络具有完全的控制权,组建和安装硬件的初期投资很快会通过节约服务费用补偿回来。1.3.2 无线局域网的技术优点与有线网络相比,无线局域网具有以下优点: 架设便捷一般在网络架设中,布线的工期最长、而且对周
10、边环境影响也是最大的,这恰好就是无线局域网设计的一个初衷,就是免去施工过程中,往往需要进行的破墙掘地、穿线架管等一系列工作。而无线局域网优势就是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。接入灵活 在传统局域网中,网络设备的接入受网络接入点位置的限制。一旦网络布线完成,很难不在增加成本的情况下大范围的移动接入点。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。 经济节约 由于有线网络的接入缺少灵活性,这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要,尽可能的再成本允许的情况下增多网络接入点的覆盖范围。这就往往导致预
11、设大量利用率较低的接入点。一方面增加了不必要的开支,另一方面如果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。抛开节点数量不谈,如果要完成一栋五层高的信息化办公楼的基础网络扑拓,其花费的线缆也将会是一笔不小的开支。1.4 无线局域网的技术相关标准1.4.1 无线局域网协议标准无线局域网技术(包括IEEE802.11、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。1IEEE802.11系列协
12、议1997年IEEE802.11标准的制定是无线局域网发展的里程碑,它是由大量的局域网以及计算机专家审定通过的标准。IEEE802.11标准定义了单一的MAC层和多样的物理层,其物理层标准主要有IEEE802.11b,a和g。2003年7月802.11工作组批准了802.11g标准,新的标准终于浮出水面成为人们对无线局域网关注的焦点。IEEE802.11工作组开始定义新的物理层标准IEEE802.11g。该草案与以前的802.11协议标准相比有以下两个特点:其在2.4G频段使用OFDM调制技术,使数据传输速率提高到20Mbps以上;IEEE802.11g标准能够与802.11b的WIFI系统互
13、相连通,共存在同一AP的网络里,保障了后向兼容性。这样原有的WLAN系统可以平滑的向高速无线局域网过渡,延长了IEEE802.11b产品的使用寿命,降低用户的投资。IEEE已经成立802.11n工作小组,以制定一项新的高速无线局域网标准802.11n。802.11n工作小组是由高吞吐量研究小组发展而来的,由802.11g工作小组主席Matthew B. Shoemaker担任主席一职。该工作小组计划在2003年9月召开首次会议。IEEE802.11n计划将WLAN的传输速率从802.11a和802.11g的54Mbps增加至108Mbps以上,最高速率可达320Mbps,成为802.11b、8
14、02.11a、802.11g之后的另一场重头戏。和以往地802.11标准不同,802.11n协议为双频工作模式(包含2.4GHz和5GHz两个工作频段)。这样11n保障了与以往的802.11a b, g标准兼容。1.4.2 其他相关协议IEEE802工作组今后将继续对802.11系列协议进行探讨,并计划推出一系列用于完善无线局域网应用的协议,其中主要包括802.11e(定义服务质量和服务类型)、802.11f(AP间协议)、802.11h(欧洲5GHz规范)、802.11i(增强的安全性&认证)、802.11j(日本的4.9GHz规范)、802.11k(高层无线/网络测量规范)以及高吞吐量研究
15、工作组的相关协议。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,其目的是实现短距离无线语音和数据通信。蓝牙技术工作于2.4GHz的ISM频段,基带部分的数据速率为1Mbit/s,有效无线通信距离为10100m。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。其是一种改进的无线局域网技术,但其设备尺寸更小,成本更低。在任意时间,只要蓝牙技术产品进入彼此有效范围之内,它们就会立即传输地址信息并组建成网,这一切工作都是设备自动完成的,无需用户参与。3HomeRF标准在美国联邦通信委员会(FCC
16、)正式批准HomeRF标准之前,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,其数据通信采用简化的IEEE802.11协议标准。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IEEE802.11与泛欧数字无绳电话标准(DECT)相结合的一种开放标准。HomeRF标准采用扩频技术,工作在2.4GHz频带,可同步支持4条高质量语音信道并且具有低功耗的优点,适合用于笔记本电脑。4HyperLAN/2标准2002年2月,ETI的宽带无线接入网络(Br
17、oadband Radio Access Networks,BRAN)小组公布了HiperLAN/2标准。HiperLAN/2标准由全球论坛(H2GF)开发并制定,在5GHz的频段上运行,并采用OFDM调制方式,物理层最高速率可达54Mbit/s,是一种高性能的局域网标准。HyperLAN/2标准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。基于HyperRF标准的网络有其特定的应用,可以用于企业局域网的最后一部分网段,支持用户在子网之间的IP移动性。在热点地区,为商业人士提供远端高速接入因特网的服务,以及作为W-CDMA系统的补
18、充,用于3G的接入技术,使用户可以在两种网络之间移动或进行业务的自动切换,而不影响通信。第二章 无线局域网设备简介无线局域网的概念2.1 无线网卡基本介绍无线网卡标准上区分无线网卡按无线标准可定为IEEE 802.11b、IEEE 802.11a、IEEE 802.11g、IEEE 802.11n。在频段频段上来说802.11a标准为5.8GHz频段,802.11b、802.11g标准为2.4GHz频段。从传输速率上来说802.11b使用了DSSS(直接序列扩频)或CCK(补码键控调制),传输速率为11Mbps,而802.11g和802.11a使用相同的OFDM(正交频分复用调制)技术,使其传
19、输速率是b的5倍,也就是54Mbps。兼容上来说802.11a不兼容802.11b,但是可以兼容802.11g,而802.11g和802.11b两种标准可以相互兼容使用,但在使用时仍需注意,802.11g的设备在802.11b的网络环境下使用只能使用802.11b标准,其数据数率只能达到11Mbps。无线网卡接口上区分无线网卡按照接口的不同可以分为多种。一种是台式机专用的PCI接口无线网卡。图1为D-link DWL-G520 PCI接口无线网卡一种是笔记本电脑专用的PCMICA接口网卡。图2为贝尔金公司F6D3010型PCMICA接口网卡一种是USB无线网卡,这种网卡不管是台式机用户还是笔记
20、本用户,只要安装了驱动程序,都可以使用。在选择时要注意的一点就是,只有采用USB2.0接口的无线网卡才能满足802.11g或802.11g+的需求。图3为思科LINKSYS WUSB54GSCUSB无线网卡除此而外,还有笔记本电脑中应用比较广泛的MINI-PCI无线网卡。MINI-PCI为内置型无线网卡,迅驰机型和非迅驰的无线网卡标配机型均使用这种无线网卡。其优点是无需占用PC卡或USB插槽,并且免去了随时身携一张PC卡或USB卡的麻烦。图4为因特尔公司的2100 MINI-PCI无线网卡2.2 无线路由器/AP基本介绍无线AP(Access Point):即无线接入点,它是用于无线网络的无线
21、交换机,也是无线网络的核心。无线AP是移动计算机用户进入有线网络的接入点,主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部,典型距离覆盖几十米至上百米,目前主要技术为802.11系列。大多数无线AP还带有接入点客户端模式(AP client),可以和其它AP进行无线连接,延展网络的覆盖范围。图5为思科LINKSYS WRT54G 无线路由器无线AP(AP,Access Point,无线访问节点、会话点或存取桥接器)是一个包含很广的名称,它不仅包含单纯性无线接入点(无线AP),也同样是无线路由器(含无线网关、无线网桥)等类设备的统称。 各种文章或厂家在面对无线AP时的称呼目前比较混乱,但随着无线路由器的普
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