第四章無線局域網(wǎng)技術無線局域網(wǎng)基礎校園中的無線網(wǎng)絡一般都是建立有線網(wǎng)絡基礎上，是對進行有線網(wǎng)絡擴充。無線網(wǎng)絡包含的區(qū)域一般主要分布在辦公樓、新區(qū)辦公樓、教學樓、足球場、體育館、圖書館、國際交流中心、研究生宿舍、教職工公寓、校園廣場等有線網(wǎng)絡未能覆蓋和接入的眾多區(qū)域，需要采用無線技術進行全方位、立體式無線覆蓋，讓師生們可以隨時隨地、無拘無束地連接到整個校園網(wǎng)絡，享受隨時隨地、移動式網(wǎng)絡接入服務。無線局域網(wǎng)絡工作場景無線局域網(wǎng)絡工作拓撲無線局域網(wǎng)絡項目林業(yè)大學已經(jīng)互相連通的校園網(wǎng)絡,為了使網(wǎng)絡遍布校園的每一個角落,真正享受互聯(lián)互通的網(wǎng)絡，希望操場\體育館\學校的假山\所有的教師都能接入互聯(lián)網(wǎng)絡。考慮到林業(yè)大學學校分布情況，建議在以上這些區(qū)域使用無線技術,接入互聯(lián)網(wǎng)絡。無線局域網(wǎng)絡知識準備為了順利構建校園無線局域網(wǎng)絡項目，需要具備的知識技能有：

知識目標：什么無線網(wǎng)絡；無線網(wǎng)絡的基礎知識； 無線網(wǎng)絡產(chǎn)品的知識；無線網(wǎng)卡;安裝無線網(wǎng)卡;

識別無線網(wǎng)絡的接入設備AP;無線網(wǎng)絡模式;

建立簡單的家庭無線網(wǎng)絡…………無線局域網(wǎng)絡知識介紹（1）什么是無線網(wǎng)絡無線網(wǎng)絡接入設備什么是無線網(wǎng)絡

無線網(wǎng)絡不使用電子或光學導體。大多數(shù)情況下地球的大氣便是數(shù)據(jù)的物理性通路。從理論上講，無線網(wǎng)絡最好應用于難以布線的場合或遠程通信。無線媒體有三種主要類型：無線電、微波及紅外線。采用電磁波承載技術，無需線纜，特點是價格較貴，聯(lián)網(wǎng)方式靈活，常用于輔助聯(lián)網(wǎng)筆記本電腦的普及校園內仍然存在沒有布線的區(qū)域－－快速部署部分校園區(qū)域部署有線網(wǎng)絡成本較高可移動式的訪問校園網(wǎng)將提高信息化水平為什么需要WLAN哪些場合需要無線網(wǎng)絡體育場辦公樓專家樓公寓廣場會議廳圖書館實驗室

STA（Station，工作站）：是一個配備了無線網(wǎng)絡設備的網(wǎng)絡節(jié)點。具有無線網(wǎng)絡適配器的個人計算機稱為無線客戶端。無線客戶端能夠直接相互通信或通過AP進行通信。WLAN無線基本設備WirelessLANCard（無線網(wǎng)卡）：一般有PCMCIA、USB、PCI等幾種，主要有用于便攜機的PCMCIA無線網(wǎng)卡，和用于臺式機的USB無線終端安裝到PC上。筆記本專用無線網(wǎng)卡USB無線網(wǎng)卡PCI無線網(wǎng)卡WLAN無線基本設備WirelessBridge（無線橋接器）：主要是用來進行長距離傳輸（如兩棟大樓間連接）時使用，由AP和高增益定向天線組成。無線局域網(wǎng)AP天線可選擇定向型（Uni-direction）和全向型（Omni-direction）兩種。室外型無線接入點/網(wǎng)橋WLAN無線基本設備AP（AccessPoint無線接入點）：AP相當于基站，主要作用將無線網(wǎng)絡接入以太網(wǎng)，其次要將各無線網(wǎng)絡客戶端連接到一起，相當于以太網(wǎng)的集線器，使裝有無線網(wǎng)卡的PC，通過AP共享有線局域網(wǎng)絡甚至廣域網(wǎng)絡的資源，一個AP能夠在幾十至上百米的范圍內連接多個無線用戶。WLAN無線基本設備室內型無線接入點室內型無線寬帶路由器雙頻室外天線WLAN無線基本設備定向天線室內壁掛扇區(qū)天線

全向天線WLAN無線基本設備無線局域網(wǎng)絡知識介紹（2）無線網(wǎng)絡信號知識無線網(wǎng)絡接入?yún)f(xié)議WLAN傳輸使用的頻段802.11標準中的物理層WLAN傳輸方式有紅外線(InfraRed,IR)和無線電射頻兩種紅外系統(tǒng)的優(yōu)點：不受無線電干擾；視距傳輸，檢測和竊聽困難，保密性好。缺點是：對非透明物體的透過性極差，傳輸距離受限；易受日光、熒光燈等干擾；半雙工通信。無線電射頻系統(tǒng)采用擴頻(SpreadSpectrum)技術進行調制。擴頻技術的頻率范圍開放在ISM頻段，此頻段不需申請：

2.4~2.4835GHz(83.5MHz)5.15~5.35GHzand5.725~5.825GHz(300MHz)擴頻技術主要又分為跳頻和直接序列兩種技術。使用擴頻技術的好處

擴頻是一種在信號傳輸前先將信號的帶寬進行擴展的技術。采用擴頻的好處是：抗干擾。若使用窄頻，容易受到使用相同頻率的通信干擾導致完全無法通信。對于非特定的目的接收器，擴展了帶寬的信號混在背景噪聲中，讓蓄意想偵聽竊取數(shù)據(jù)資料的人不易判別真正的信號，避免了他人的截聽。提供了供多個用戶使用同一傳輸波段的方法，保證了無線設備在頻段上的可用性和可靠的吞吐量，也保證使用同一頻段的設備不互相影響。IEEE802.11物理層FHSS－FrequencyHoppingSpreadSpectrum，跳頻擴頻DSSS－DirectSequenceSpreadSpectrum，直接序列擴頻OFDM－OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing，正交頻分復用（也叫多載波調制技術，載波數(shù)可多達52個），802.11a/g用，信號經(jīng)相應的各種調制（如PSK、QAM等）后，速率可達54/48/36/24/18/12/9/6MbpsHR-DSSS－HighRateDSSS，802.11b用，信號經(jīng)相應的各種調制（如PSK、CCK等）后，傳輸速度可達11/5.5/2/1MbpsOFDM/DSSSPhysicalLayer距離越遠、信號越弱、速率越低11Mbps5.5Mbps2Mbps1Mbps距離

802.11b采用了動態(tài)速率漂移技術，可以根據(jù)環(huán)境噪聲變化對傳輸速率進行自動調整。在理想情況下，發(fā)送節(jié)點以最高速率11Mb/s進行發(fā)射。當設備移動到覆蓋范圍之外，或者出現(xiàn)重大干擾時，發(fā)送節(jié)點將自動逐次降低速率，以

5.5Mb/s、2Mb/s

或1Mb/s等速率進行發(fā)射。類似地，如果無線設備從低速率環(huán)境進入高速率環(huán)境，發(fā)射速率將會隨之自動逐次提高。這種動態(tài)速率漂移技術對上層協(xié)議是透明的。使用不同的調制方法，得到不同的速率。無線網(wǎng)絡協(xié)議：CSMA/CA協(xié)議總線型局域網(wǎng)在MAC層的標準協(xié)議是CSMA/CD，即載波偵聽多點接入/沖突檢測。但由于無線產(chǎn)品的適配器不易檢測信道是否存在沖突。IEEE802.11全新定義了一種新的協(xié)議，即載波偵聽多點接入/避免沖撞（CSMA/CA）。一方面，載波偵聽查看介質是否空閑；另一方面，通過隨機的時間等待，使信號沖突發(fā)生的概率減到最小，當介質被偵聽到空閑時，則優(yōu)先發(fā)送。為了系統(tǒng)更加穩(wěn)固，IEEE802.11還提供了帶確認幀ACK的CSMA/CA。無線網(wǎng)絡安全SSID

ssid/essid（servicesetidentifier）也就是“服務區(qū)標識符匹配”、“業(yè)務組標識符”的簡稱，最多可以有32個字符，通俗的說，它就好比有線局域網(wǎng)中的“工作組”標識一樣或好比是無線客戶端與無線路由器之間的一道口令一樣，只有在完全相同的前提下才能讓無線網(wǎng)卡訪問無線路由器，這也是保證無線網(wǎng)絡安全的重要措施之一。配備無線網(wǎng)卡的無線工作站必須填寫正確的無線ssid標識，并與無線訪問點（ap或無線路由器）的ssid相同，才能訪問ap；如果出示的ssid與ap或無線路由器的ssid不同，那么ap將拒絕他通過本服務區(qū)/工作組上網(wǎng)。因此可以認為ssid是一個簡單的口令，從而提供口令認證機制，實現(xiàn)一定的安全。物理地址過濾在ap中手工維護一組允許訪問的MAC地址列表，實現(xiàn)物理地址過濾。物理地址過濾屬于硬件認證，而不是用戶認證，只適合小型規(guī)模網(wǎng)絡。WPAWPA全名為Wi-FiProtectedAccess，有WPA和WPA2兩個標準，是一種保護無線電腦網(wǎng)絡(Wi-Fi)安全的系統(tǒng)，它是應研究者在前一代的系統(tǒng)有線等效加密（WEP）中找到的幾個嚴重的弱點而產(chǎn)生的。

WPA通過使用一種名為TKIP（暫時密鑰完整性協(xié)議）的新協(xié)議來解決上述問題。使用的密鑰與網(wǎng)絡上每臺設備的MAC地址及一個更大的初始化向量合并，來確信每一節(jié)點均使用一個不同的密鑰流對其數(shù)據(jù)進行加密。隨后TKIP會使用RC4加密算法對數(shù)據(jù)進行加密，但與WEP不同的是，TKIP修改了常用的密鑰，從而使網(wǎng)絡更為安全，不易遭到破壞。

802.1X它是一種通過認證保護網(wǎng)絡的端口訪問協(xié)議。此類型的驗證方法在無線環(huán)境中因該媒體的性質而特別有用。如果無線用戶通過802.1x網(wǎng)絡訪問驗證，接入點上會打開一個用于通信的虛擬端口。如果驗證不成功，則不會提供虛擬端口，并將阻斷通信。

802.1x驗證分為3個基本部分：請求者—在無線工作站上運行的軟件客戶端驗證者—無線接入點認證服務器—一個認證數(shù)據(jù)庫，通常是一個Radius服務器（遠程用戶撥號認證）

802.11b802.11b工作于2.4GHz由于最初的802.11標準存在諸多缺陷，1999年IEEE進行了很多更新，推出了802.11b標準，該標準工作在2.4GHz頻帶，最大數(shù)據(jù)傳輸速率可達11Mbps。802.11a802.11a工作于5.8GHz802.11b工作于公共頻段，容易與同一工作頻段的藍牙、微波爐等設備形成干擾，且速度較低，為了解決這個問題，在802.11b通過的同年，802.11a標準應運而生。該標準工作于5.8GHz頻段，最大數(shù)據(jù)傳輸速率提高54Mbps。802.11b與802.11a的兼容性問題802.11a802.11b只工作于2.4GHz只工作于5.8GHz用戶從802.11b標準的區(qū)域進入802.11a標準的區(qū)域中，無法與AP節(jié)點進行聯(lián)系。解決問題一：雙頻雙模雙頻雙模（雙頻指同時支持2.4GHz和5.8GHz，雙模指同時支持802.11b、802.11a二種模式）的AP可支持二種不同標準的WLAN網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡。802.11b/a802.11b/a2.4GHz/5.8GHz無線網(wǎng)的“雙頻自適應”，就好象有線網(wǎng)的“10/100M自適應”一樣。解決問題二：

802.11g無法平滑升級雖然802.11a標準比起802.11b先進不少，但由于802.11b的廣泛使用，無線局域網(wǎng)的部署和升級必須考慮到客戶的既有投資，業(yè)界迫切需要一種與802.11b工作于同一頻段且更為先進的技術來保證這種妥協(xié)。2001年，工作于2.4GHz頻段數(shù)據(jù)速率最高達54MHz的802.11g標準獲得通過。802.11a5.8GHz54Mbps802.11b2.4GHz11Mbps解決問題三：雙頻三模隨著802.11g標準的誕生，雙頻產(chǎn)品隨后也將該標準融入其中，成為全方位的無線網(wǎng)絡解決方案。802.11g802.11a802.11b支持雙頻2.4GHz/5.8GHz雙頻三模（雙頻指同時支持2.4GHz和5.8GHz，三模指同時支持802.11b、802.11a、802.11g三種模式）的AP可支持三種不同標準的WLAN網(wǎng)卡接入網(wǎng)絡。其他常用協(xié)議與技術介紹802.11e無線服務質量保證協(xié)議對于教師、學生等不同的無線用戶，定義不同的優(yōu)先傳輸級別，充分利用有限的帶寬。802.11f無線接入點漫游協(xié)議保證移動筆記本電腦在校內不同的AP之間移動不會中斷，尤其適用于今后的校園無線語音運營。802.11h動態(tài)頻率與信道調整協(xié)議根據(jù)校園內同頻干擾的實時特征動態(tài)調整發(fā)射頻率和占用信道，避免信號疊加、碰撞造成的衰減。802.11i無線鏈路安全保障協(xié)議采用WPA/WPA2認證模式，采用TKIP/AES加密機制，補充了校園無線鏈路層的安全。802.3af以太網(wǎng)傳輸供電協(xié)議也叫PoE，AP可接受網(wǎng)線傳輸?shù)?8V直流供電，無需外接220V電源，是校園部署AP的必須。802.1X基于邏輯端口的認證協(xié)議在校園無線用戶沒有通過認證之前沒有上網(wǎng)權限，相比傳統(tǒng)的Web＋portal方式保證了安全訪問。無線局域網(wǎng)絡知識介紹（3）無線網(wǎng)絡安裝模式無線網(wǎng)絡接入?yún)f(xié)議無線安裝模式第一種：Ad-Hoc（對等模式）配備無線網(wǎng)卡的電腦間組成的獨立無線局域網(wǎng)。在Ad-Hoc模式里，客戶機是點對點的，在信號可達的范圍內，都可以進入其他客戶機獲取資源，而不需要接AccessPoint。對SOHO建立無線網(wǎng)絡來說，這是最簡單而且最實惠的方法。無線安裝模式第二種：Infrastructure（接入模式）使用AccessPoint(AP)。兩臺電腦間的所有無線連接都必須通過AP，不管AP是有線連接在以太網(wǎng)或者是獨立的。AP可以扮演中繼器的角色，擴展獨立無線局域網(wǎng)的工作范圍，這樣可以有效地使無線工作站間的距離翻倍。無線安裝模式第三種：橋接模式用無線AP來連接兩個網(wǎng)絡（有線網(wǎng)或無線網(wǎng)）。在AP覆蓋范圍內，連接無線網(wǎng)絡適配器，與“Client”模式工作的無線訪問節(jié)點進行通信。中心AP設置成為AP模式，可以提供中心有線局域網(wǎng)絡的連接和自身無線覆蓋區(qū)域的無線終端接入，遠端有線局域網(wǎng)絡或單臺PC電腦所連接的無線訪問點(AP)設置成APClient客戶端模式，遠端無線局域網(wǎng)絡便可訪問中心AP所連接的局域網(wǎng)絡。

設置要求：相同的ESSID、相同網(wǎng)段（IP地址不同）、相同信道(channel)。無線網(wǎng)絡項目實施安裝無線網(wǎng)絡（1）-安裝無線網(wǎng)卡安裝無線網(wǎng)絡（2）-安裝無線網(wǎng)卡驅動程序1.把RG-WG54U適配器插入到計算機空閑的USB端口，系統(tǒng)會自動搜索到新硬件，并且提示安裝設備的驅動程序。2.選擇“從列表或指定位置安裝”，并插入驅動光盤或軟盤，選擇驅動所在的相應位置(軟驅或者指定的位置)，然后再點擊“下一步”。3.計算機將會找到設備的驅動程序，按照屏幕指示安裝54Mbps無線USB適配器，再點擊“下一步”。4.點擊“完成”結束安裝，屏幕的右下角出現(xiàn)無線網(wǎng)絡已連接的圖標，包括速率和信號強度。安裝無線網(wǎng)絡(3)--配置Ad-Hoc無線網(wǎng)絡模式配置Ad-Hoc無線網(wǎng)絡屬性

SSID是用戶連接到無線網(wǎng)絡的第一步，用戶要連接某一個無線網(wǎng)絡首先必須要得到這個無線網(wǎng)絡的SSID，因為無