无线设备与无线系统集成.ppt

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1、第四章无线设备与无线系统集成,无线系统集成,无线系统结构：IEEE802.11仅规范了带有无线适配器和AP的无线局域网的功能，其实，实现一个完整的无线系统还需要其它必备的部件：网络分布式系统漫游协议通信协议连接软件,无线系统结构,一个完整的无线系统不仅仅只由IEEE802.11所定义的部件组成，它还要必备一些用于满足应用需求的部件。除了IEEE802.11部件，无线系统还包括分布式系统、通信协议（例如TCP/IP）、连接软件和网络管理协议：,无线系统结构,网络分布式系统现成的分布式系统是以太网（LAN）和广域网的连接漫游协议如果实施的是一个多AP的无线系统，那么就必须保障漫游协议的使用通信协议

2、只有无线网络适配器、AP和分布式系统是不能与运行在服务器上的应用系统和数据库进行通信的，TCP/IP、移动IP和DHCP可以实现这些设备和服务器之间的通信联系连接软件,无线设备,WLAN设备是指具有无线通信能力的设备：无线中继器和无线Modem（物理层）WLAN网卡、AP和无线网桥（WLAN基本设备）无线路由器和无线网关（高层设备）无线接入控制器、接入服务器、AAA服务器（ISP管理）,AAA概述,Authentication，Authorization，and Accounting三种安全功能，简称AAA：Authentication：认证，用于判定用户是否可以获得访问权，限制非法用户Aut

3、horization：授权，授权用户可以使用哪些服务，控制合法用户的权限Accounting：计账，记录用户使用网络资源的情况；为收费提供依据,WLAN产品基本组成,笔记本专用无线网卡,室外型无线接入点/网桥,双频室外天线,转接馈线,USB无线网卡,室内型无线接入点,室内型无线宽带路由器,以太网供电适配器,无线中继器,参见P500,无线Modem,无线Modem一般由基带数字处理单元、无线收发单元和发射接收天线组成：,参见P502,无线网卡,无线网卡（网络适配器），是WLAN的最基本的设备。无线网卡与用户终端设备一起构成无线（移动）网络的主机（Host）。,参见P505,无线网卡的组成,无线网

4、卡的硬件结构：网络接口控制器（NIC）基带处理器（BBP）中频（IF）和射频（RF）处理单元收发转换和天线无线网卡的软件结构：网卡固件（Firmware）驱动程序（Driver）配置管理软件,参见P505506,无线网卡,多种型号满足用户需求PCMCIA、PCI总线CardBus、USB总线串行口低功耗节约移动用户电量独特的内置天线防止折断支持多种通讯方式点对点/点对多点满足用户需求,RG-WG54U,802.11g无线局域网外置USB网卡 RG-WG54U,无线接入点（AP）,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

5、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及，目前的情况下如没有特别的说明，我们一般还是只将所称呼的无线AP理解为单纯性无线AP，以示和无线路由器加以区分。它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。,单纯性无线AP,单纯性无线AP就是一个无线的交换机，提供无线信号发射接收的功能。单纯性无线AP的工作原理是将网络信号通过双绞线传送过来，经过AP产品的编译，将电信号转换成为无线电讯号发送出来，形成无线网的覆盖

6、。根据不同的功率，其可以实现不同程度、不同范围的网络覆盖，一般无线AP的最大覆盖距离可达500米。多数单纯性无线AP本身不具备路由功能，包括DNS、DHCP、Firewall在内的服务器功能都必须有独立的路由或是计算机来完成。目前大多数的无线AP都支持多用户（30-100台电脑）接入，数据加密，多速率发送等功能，在家庭、办公室内，一个无线AP便可实现所有电脑的无线接入。单纯性无线AP亦可对装有无线网卡的电脑做必要的控制和管理。单纯性无线AP即可以通过10BASE-T（WAN）端口与内置路由功能的ADSL MODEM或CABLE MODEM（CM）直接相连，也可以在使用时通过交换机/集线器、宽带

7、路由器再接入有线网络。,单纯性无线AP,无线AP跟无线路由器类似，按照协议标准本身来说IEEE 802.11b和IEEE 802.11g的覆盖范围是室内100米、室外300米。这个数值仅是理论值，在实际应用中，会碰到各种障碍物，其中以玻璃、木板、石膏墙对无线信号的影响最小，而混凝土墙壁和铁对无线信号的屏蔽最大。所以通常实际使用范围是：室内30米、室外100米（没有障碍物）。因此，作为无线网络中重要的环节无线接入点、无线网关也就是无线AP（Access Point），它的作用其实就类似于我们常用的有线网络中的集线器。在那些需要大量AP来进行大面积覆盖的公司使用得比较多，所有AP通过以太网连接起来

8、并连到独立的。,无线AP与无线路由器的区别,无线AP:它主要是提供无线工作站对有线局域网和从有线局域网对无线工作站的访问，在访问接入点覆盖范围内的无线工作站可以通过它进行相互通信。通俗的讲，无线AP是无线网和有线网之间沟通的桥梁。无线路由器：是单纯型AP与宽带路由器的一种结合体；它借助于路由器功能，可实现家庭无线网络中的Internet连接共享，实现ADSL和小区宽带的无线共享接入，另外，无线路由器可以把通过它进行无线和有线连接的终端都分配到一个子网，这样子网内的各种设备交换数据就非常方便。无线路由器就是AP、路由功能和交换机的集合体，支持有线无线组成同一子网，直接接上MODEM。无线AP相当

9、于一个无线交换机，接在有线交换机或路由器上，为跟它连接的无线网卡从路由器那里分得IP。,RG-WG54P,室内型无线局域网接入器 RG-WG54P,RG-P-780,双路双频三模室外型无线接入 RG-P-780,校园办公楼内部署的示意图,会议室,楼层配线间,房间,房间,楼层交换机,校园办公楼内部署的示意图,无线接入点,无线接入点,楼层交换机,户外覆盖解决方案有线无线,户外覆盖解决方案全无线,无线网桥,无线网桥的主要作用是扩展WLAN的范围，它是一种将一个WLAN网段与另一个WLAN网段连接起来的MAC层设备；无线网桥的主要功能：扩展网络；提高网络安全性；提高网络的通信性能。,参见P530,无线

10、网桥的工作原理,无线网桥采用透明网桥工作方式；无线网桥具有学习、过滤和转发功能，通过识别信息帧的目的地址来实现网段分隔；网桥的相关算法：固定路径选择算法（类似以太网交换机）生成树算法（IEEE802.1d）无线网桥的工作模式：点到点方式点到多点方式中继方式,参见P532534,点对点方式,点对多点方式,无线网系统,RG-P-780,双路双频三模室外型无线接入 RG-P-780,RG-P-780介绍,双路：,双频：,三模：,+,=,AP1,AP2,双路AP,1:覆盖,2:桥接（单路AP）,2:桥接（单路AP）,3:双路完全桥接,4:一路桥接，另一路覆盖,5:一路做一对多桥接，另一路做中继,无线路

11、由器,无线路由器是一种工作在OSI参考模型网络层（IP）上的设备，从原理上与有线路由器没有本质区别：无线路由器提供无线局域网和广域网接口，用于网络互连，实现广播域分隔；支持多协议的传输，如IEEE802.11和IEEE802.3；具有无线和有线的物理接口；支持终端移动性；能够支持网络拓扑结构的变化；支持无线路由协议。,RG-WSG108R,PoE,PoE(Power Over Ethernet)以太网供电技术现有的以太网CAT-5布线基础架构在不用作任何改动的情况下就能保证在为如IP电话机、无线局域网接入点AP、安全网络摄像机以及其他一些基于IP的终端传输数据信号的同时，还能为此类设备提供直流

12、供电的能力。PoE技术用一条通用以太网电缆同时传输以太网信号和直流电源，将电源和数据集成在同一有线系统当中，在确保现有结构化布线安全的同时保证了现有网络的正常运作。PoE使用的协议：802.3af,参见P543545,PoE系统组成,供电端设备（Power Source Equipment，PSE）如PoE设备受电端设备（Powered Device，PD）如AP设备,第一种PoE设备,PSE设备的技术名词叫Endspan，中文的意思就是内置支持PoE技术的以太网交换机,第二种PoE设备,专业英文名称叫做Midspan，用中文说叫做“用于传统以太网交换机和受电端PD设备之间的具备PoE功能的设

13、备”，它也是目前全世界普遍采用的方式。,PoE,802.3af协议规定：PD受电设备需要接受48V的直流电压、350-400mA的电流才能工作，这就要求PSE供电设备必须为每个PD设备输出最大15.4W的功率；考虑到经过网线长途跋涉的传输中的线缆损耗，到达PD设备时的输出功率要到12.95W才能支持其正常的工作。,双绞线如何供电,我们都知道，传统的8芯4对的以太网双绞线线，只使用了1/2/3/6四根线来传输数据信号：方式一：利用剩余的4根芯线来传输电力，那就是4/5/7/8，一共是两对，其中平时只有一路在工作，另一路为电力备份。这种使用剩余芯线来传输的方式，被几乎全部的厂商采用，也是标准的规定

14、。方式二：还用1/2/3/6四根线，同时跑数据和电力，通过不同的信号频率来叉开，这种方式，很少厂家在使用，因为稍不注意就会产生信号串扰，结果数据和电力都传不好，但是这种方式对将来在千兆铜缆网线上传输电力是有用的，目前PD设备还不具备千兆上联的能力。,PoE的工作过程,当PSE设备和PD设备（例如RG-P-780）之间用网线连上之后，PSE设备就要开始检测；一开始PSE设备只是先输出非常小非常小的电压，直到它能监测到相连的的确是标准的支持802.3af协议的PD设备的时候才开始供电；PSE设备还要对PD设备的功率损耗进行评估，以得出到底给它输出多少精确的电压电流信号到网线上去（同时还要监测网线上

15、的功率损耗是多少），才不会导致PD设备的功率过高（PSE要求最大输出不能超过15.4W）；PSE会在一个不到15微秒的时间内开始陆续把电压升到48V，提供正常的供电。,PoE的工作过程,平时正常供电的时候，PSE一直在监测着PD设备是否正常工作，这时候一旦把PD设备上的网线拔掉，PSE设备会在300-400毫秒内监测到，并快速停止为PD设备供电；同时，又回归到开始监测网线上是否存在支持802.3af的PD设备插上来。,Q&A,如果万一有一个只支持5V供电的交换机，不支持PoE，不小心被接到了可以传输电力的网线上，过来的可是48V的电压啊，那还不烧得啥也不剩了？,无线系统结构,网络分布式系统现成

16、的分布式系统是以太网（LAN）和广域网的连接漫游协议如果实施的是一个多AP的无线系统，那么就必须保障漫游协议的使用通信协议只有无线网络适配器、AP和分布式系统是不能与运行在服务器上的应用系统和数据库进行通信的，TCP/IP、移动IP和DHCP可以实现这些设备和服务器之间的通信联系,漫游协议,多小区WLAN（ESS）的一个关键功能是漫游，漫游功能使得无线用户可以无缝的从一个小区移动到另一个小区；最初IEEE802.11没有提供漫游的规范，由设备供应商来定义漫游协议；迫使WLAN用户为保证漫游而只能采用某个厂商的产品；,目前，无线厂商已经规范了通用的漫游协议，从而提高不同厂家访问结点的互用性。,专

17、用漫游协议,通常，厂商使用专用漫游协议，这类协议工作在802.11接口的分布式系统上，每个802.11站点会定期评估可接收AP的信号强度，工作站将和信号最强的AP重新建立连接；朗讯的WaveROUND就是一个典型的专用漫游协议，用于实现WaveLAN产品功能；在WaveROUND工作模式下，各小区无需重叠，在重叠位置，WaveLAN在终止与前一个AP的连接之前就已经连接到新的AP上，从而提供稳定的网络连接；AP以固定的时间间隔广播信标消息（SSID、WaveLAN网络ID、通信质量信息和搜索键值）；监听信标的移动站点只会解释相同SSID的信标消息，当通信质量下降时，就开始搜索其它AP。,Wav

18、eARUND的工作机理,漫游站点设置响应参数（信标间隔时间和信标超时），当超过一定时间没有收到信标时，站点计时器就会启动搜索模式。响应被分为三种级别：放松（Relaxed），信标频率较低，可避免站点浪费解释信标的处理，减少网络开销；普通（Normal），信标频率中等，是处理能力和对信号质量变化反应能力的折衷，适应大多数系统；快速（Fast），信标频率较高，站点对通信质量的恶化反应迅速，主要用于交互式移动系统，但增加网络开销；,WaveARUND的工作机理,移动站点切换AP的反应能力决定于灵敏度，由小区搜索键值设置，包括三个指标：正常小区搜索指标：移动站点开始搜索另一个AP的通信质量水平，只有与

19、新的AP的通信质量比终止小区搜索指标高时，才切换新的AP；快速小区搜索指标：移动站点立即搜索任何具备可接受通信水平的AP，并快速切换到质量最好的AP上；终止小区搜索指标：移动站点停止搜索AP时的通信质量水平；灵敏度的设置级别：低、标准、高。,访问结点间协议,无线设备厂商的协作工作是由朗讯领导的，访问结点间协议IAPP（Inter-Access Point Protocol）提供了通用的漫游协议，能支持多种品牌的AP；IAPP定义了两个基本的协议：声明协议（Announce Protocol），用于协调工作站：告知其它工作站有新的激活的AP加入；告知工作站整个网络的配置信息；移交协议（Handover Protocol）：向一个AP通知它的一个工作站已经与另一个AP连接；原来的AP将该站的缓冲帧转交给新的AP；新的AP更新过滤表，确保MAC层过滤器正确发送帧；,