a亚洲精品_精品国产91乱码一区二区三区_亚洲精品在线免费观看视频_欧美日韩亚洲国产综合_久久久久久久久久久成人_在线区

首頁 > 網管 > 局域網 > 正文

無線局域網技術漫談

2019-11-04 11:10:34
字體:
來源:轉載
供稿:網友

  近幾年來,計算機網絡技術的逐漸成熟和飛速發展使之迅速地滲透和普及到了社會的各個領域,并在許多方面改變了人們原有的生活方式和生活觀念。無線局域網(WLAN)技術作為計算機網絡技術的一個分支也漸漸地浮出水面,得到了眾多業內人士的關注。目前已經有多家廠商推出了他們各自的WLAN產品,例如3COM、Aironet、Cabletron、LUCent、Intel、IBM和Compaq,這些產品在一定程度上已經投入了應用。盡管如此,WLAN技術的成熟和普及仍然需要一個不斷磨合的過程,原因是多方面的,其中包括技術標準、安全保密和性能。本文將就WLAN技術的有關標準、組網方式和存在的問題作簡要的介紹。

  一、WLAN的技術標準
  最早的WLAN產品運行在900MHz的頻段上,速度大約只有1~2Mbps。1992年,工作在2.4GHz頻段上的WLAN產品問世,之后的大多數WLAN產品也都在此頻段上運行。目前的WLAN產品所采用的技術標準主要包括:IEEE802.11、IEEE802.11b、HomeRF、IrDA和藍牙。由于2.4GHz的頻段是對所有無線電系統都開放的頻段,因此使用其中的任何一個頻段都有可能碰到不可猜測的干擾源,例如某些家電、無繩電話、汽車房開門器、微波爐等等。為此,無線通信技術中非凡設計了快速確認和跳頻方案以確保鏈路穩定。跳頻技術是把頻帶分成若干個跳頻信道,在一次連接中,無線電收發器按一定的碼序列(即一定的規律,技術上叫做"偽隨機碼")不斷地從一個信道跳到另一個信道,只有收發雙方是按這個規律進行通信的,而其他的干擾不可能按同樣的規律進行干擾;跳頻的瞬時帶寬是很窄的,但通過擴展頻譜技術使這個窄帶寬成百倍地擴展成寬頻帶,使干擾可能產生的影響變得很小。
  (一)IEEE802.11
  1997年6月,IEEE推出了第一代無線局域網標準—IEEE802.11。該標準定義了物理層和介質訪問控制子層(MAC)的協議規范,答應無線局域網及無線設備制造商在一定范圍內建立互操作網絡設備。任何LAN應用、網絡操作系統或協議(包括TCP/ip、NovellNetWare)在遵守IEEE802.11標準的無線LAN上運行時,就像它們運行在以太網上一樣輕易。
  1、物理層
  IEEE802.11在物理層定義了數據傳輸的信號特征和調制方法,定義了兩個無線電射頻(RF)傳輸方法和一個紅外線傳輸方法,這里主要介紹無線電射頻(RF)傳輸方法,有關紅外線傳輸方法的內容將在IrDA標準中介紹。RF傳輸標準包括直接序列擴頻技術(DirectSequenceSPReadSpectrum,DSSS)和跳頻擴頻技術(FrequencyHoppingSpreadSpectrum,FHSS)。
直接序列擴頻技術(DSSS)采用了一個長度為11比特的Barker序列來對以無線方式發送的數據進行編碼。每個Barker序列表示一個二進制數據位(1或0),它將被轉換成可以通過無線方式發送的波形符號。這些波形符號假如使用二進制相移鍵控(BPSK)技術,可以以1Mbps的速率進行發射,假如使用正交相移鍵控(QPSK)技術,發射速率可以達到2Mbps。
跳頻擴頻技術(FHSS)利用GFSK二級或四級調制方式可以達到2Mbps的工作速率。
  2、介質訪問控制(MAC)子層
  由于在無線網絡中沖突檢測較困難,IEEE802.11規定介質訪問控制(MAC)子層采用沖突避免(CA)協議,而不是沖突檢測(CD)協議。為了盡量減少數據的傳輸碰撞和重試發送,防止各站點無序地爭用信道,無線局域網中采用了與以太網CSMA/CD相類似的CSMA/CA(載波監聽多路訪問/沖突防止)協議。CSMA/CA通信方式將時間域的劃分與幀格式緊密聯系起來,保證某一時刻只有一個站點發送,實現了網絡系統的集中控制。因傳輸介質不同,CSMA/CD與CSMA/CA的檢測方式也不同。CSMA/CD通過電纜中電壓的變化來檢測,當數據發生碰撞時,電纜中的電壓就會隨著發生變化;而CSMA/CA采用能量檢測(ED)、載波檢測(CS)和能量載波混合檢測三種檢測信道空閑的方式。
  IEEE802.11定義基本服務群(BSS)是無線局域網的基本單元,它的功能包括分布式協調功能(DCF)和無線訪問接入點協調功能(PCF)。協調功能是決定在BSS內工作的一個站,通過無線介質何時答應發送和可能接收協議單元的邏輯功能。DCF是IEEE802.11標準中MAC協議的基本介質訪問方法,它作用于基本服務群和基本網絡結構中,可在所有站實現,它支持競爭型異步業務。而PCF可支持無競爭型時限業務及無競爭型異步業務,在PCF模式中,將由一個無線訪問接入點(accessPoint,AP)來控制對介質的所有訪問。在系統處于PCF模式期間,負責控制訪問的無線訪問接入點將接納每個端站的數據,經過給定的時間后轉移到下一站。除非某個端站被接納,否則它不答應進行發射,也只有當端站被接納以后,它們才接收來自無線訪問接入點的數據。由于PCF按預定的方式給每個端站確定了一個發射順序,因此保證了每條數據流的最大延遲。PCF的不足之處是它的可伸縮性較差,因為是由單一的無線訪問接入點來控制媒體訪問,且必須接納所有端站的通信,所以這種做法在較大的網絡中效率較低。
  IEEE802.11MAC層負責客戶端與無線訪問接入點之間的通信。當一個802.11客戶端進入一個或多個無線訪問接入點的覆蓋范圍時,它將根據信號強度和監測到的包錯誤率,選擇其中性能最好的一個無線訪問接入點并與之聯系。一旦被該無線訪問接入點接受,客戶端會將無線信道調整到設置無線訪問接入點的無線信道。它定期檢測所有的802.11信道,以便確定是否有其他的無線訪問接入點能夠提供更好的性能。假如檢測到存在這樣一個無線訪問接入點,它將與新的無線訪問接入點重新建立聯系,客戶端將調整到設置該無線訪問接入點的無線信道。出現這樣的重新連接通常是由于無線端站在物理位置上離開了原始無線訪問接入點,導致信號變弱。此外,當建筑物中的無線特性發生變化,或者原始無線訪問接入點的網絡通信量過高時,也會出現重新聯系的情況。在后一種情況下,這個功能一般稱為“負載平衡”,因為它的主要作用是將總體的無線LAN負載最有效地分布到可用的無線基礎設施中。
  IEEE802.11中MAC提供的服務有:安全服務、MSDU重新排序服務和數據服務。其中安全服務提供的服務范圍局限于站與站之間的數據交換,其內容為:加密、驗證、與層治理實體相聯系的訪問控制。IEEE802.11標準中提供了WEP(WiredEquivalentPrivacy)加密算法,其目標是為無線LAN提供與有線網絡相同級別的安全保護。另外,為了進行訪問控制,ESSID(也稱為無線LAN服務區別號)將被放置在到每個無線訪問接入點中,它是無線客戶端與無線訪問接入點聯系所必不可少的。除此之外,每個無線訪問接入點中還包括一個有關MAC地址的訪問控制列表,只有那些MAC地址在這個列表中的客戶端才能對無線訪問接入點進行訪問。MSDU重新排序服務是為了提高成功發送的可能性,只有在節電方式工作下的站,且不處于激活狀態,才可先將MSDU緩存起來,等站激活時再突發出去,對緩存數據進行重新排序。MAC數據服務可使對等LLC實體進行數據單元的交換,本地MAC利用下層的服務將一個MSDU傳給一個對等的MAC實體,然后又傳給對等的LLC實體。
  (二)IEEE802.11b
  為了支持更高的數據傳輸速率,IEEE于1999年9月批準了IEEE802.11b標準。IEEE802.11b標準對IEEE802.11標準進行了修改和補充,其中最重要的改進就是在IEEE802.11的基礎上增加了兩種更高的通信速率5.5Mbps和11Mbps。
  由于現行的以太網技術可以實現10Mbps、100Mbps乃至1000Mbps等不同速率以太網絡之間的兼容,因此有了IEEE802.11b標準之后,移動用戶將可以得到以太網級的網絡性能、速率和可用性,治理者也可以無縫地將多種LAN技術集成起來,形成一種能夠最大限度地滿足用戶需求的網絡。IEEE802.11b的基本結構、特性和服務仍然由最初的IEEE802.11標準定義。IEEE802.11b規范只影響IEEE802.11標準的物理層,它增加了更高的數據傳輸速率和更健全的連接性。
  IEEE802.11b可以支持兩種速率—5.5Mbps和11Mbps。而要做到這一點,就需要選擇DSSS作為該標準的唯一物理層技術,因為,目前在不違反FCC規定的前提下,采用跳頻擴頻技術無法支持更高的速率。這意味著IEEE802.11b系統可以與速率為1Mbps和2Mbps的IEEE802.11DSSS系統兼容,但卻無法與速率為1Mbps和2Mbps的IEEE802.11FHSS系統兼容。
  為了增加數據通信速率,IEEE802.11b標準不是使用11比特長的Barker序列,而是采用了補充編碼鍵控(CCK),CCK由64個8比特長的碼字組成。作為一個整體,這些碼字具有自已獨特的數據特性,即使在出現重要噪聲和多路干擾的情況下,接收方也能夠正確地予以區別。IEEE802.11b規定在速率為5.5Mbps時使用CCK,對每個載波進行4比特編碼。而當速率為11Mbps時,對每個載波進行8比特編碼。這兩種速率都使用QPSK作為調制技術。
  (三)HomeRF
  HomeRF是專門為家庭用戶設計的一種WLAN技術標準。HomeRF利用跳頻擴頻方式,既可以通過時分復用支持語音通信,又能通過載波監聽多重訪問/沖突避免(CSMA/CA)協議提供數據通信服務。同時,HomeRF提供了與TCP/IP良好的集成,支持廣播、多播和48位IP地址。目前,HomeRF標準工作在2.4GHz的頻段上,跳頻帶寬為1MHz,最大傳輸速率為2Mbps,傳輸范圍超過100米。
美國聯邦通信委員會(FCC)最近采取措施,答應下一代HomeRF無線通信網絡傳送的最高速度提升到10Mbps,這個速度是目前此種網絡速度的5倍,這將使HomeRF的帶寬與IEEE802.11b標準所能達到的11Mbps的帶寬相差無幾,并且將使HomeRF更加適合在無線網絡上傳輸音樂和視頻信息。
除此之外,FCC還接受了HomeRF工作組的要求,將HomeRF/SWAP(共享無線訪問協議,SharedWirelessAccessProtocol)使用的2.4GHz頻段中的跳頻帶寬增加到5MHz。
  (四)藍牙技術(Bluetooth)
  藍牙技術是一種用于各種固定與移動的數字化硬件設備之間的低成本、近距離的無線通訊連接技術。這種連接是穩定的、無縫的,其程序寫在一個9×9mm的微型芯片上,可以方便地嵌入設備之中。這項技術能夠非常廣泛地應用于我們的日常生活中。
  藍牙技術中也采用了跳頻技術,但與其它工作在2.4GHz頻段上的系統相比,藍牙跳頻更快,數據包更短,這使藍牙比其它系統都更穩定。FEC(ForwardErrorCorrection,前向糾錯)的使用抑制了長距離鏈路的隨機噪音。應用了二進制調頻(FM)技術的跳頻收發器被用來抑制干擾和防止衰落。藍牙技術理想的連接范圍為10厘米—10米,但是通過增大發射功率可以將距離延長至100米。
  藍牙基帶協議是電路交換與分組交換的結合。在被保留的時隙中可以傳輸同步數據包,每個數據包以不同的頻率發送。一個數據包名義上占用一個時隙,但實際上可以被擴展到占用5個時隙。藍牙可以支持異步數據信道、多達3個的同時進行的同步話音信道,還可以用一個信道同時傳送異步數據和同步話音。每個話音信道支持64Kbps同步話音鏈路。異步信道可以支持一端最大速率為721Kbps而另一端速率為57.6Kbps的不對稱連接,也可以支持43.2Kbps的對稱連接。
  (五)IrDA(InfraredDataAssociation,紅外線數據標準協會)
  IrDA成立于1993年,是非營利性組織,致力于建立無線傳播連接的國際標準,目前在全球擁有160個會員,參與的廠商包括計算機及通信硬件、軟件及電信公司等。
  簡單地講,IrDA是一種利用紅外線進行點對點通信的技術,其相應的軟件和硬件技術都已比較成熟。它的主要優點是:
  ·體積小、功率低,適合設備移動的需要
  ·傳輸速率高,可達16Mbps
  ·成本低
  ·應用普遍。目前有95%的手提電腦上安裝了IrDA接口,最近市場上還推出了可以通過USB接口與PC機相連接的USB-IrDA設備。
  ·面對其他技術的挑戰,IrDA并沒有停滯不前。除了傳輸速率由原來FIR標準(FastInfrared)的4Mbps提高到最新VFIR標準的16Mbps;接收角度也由傳統的30度擴展到120度。

  但是,IrDA也有其不盡如人意的地方。首先,IrDA是一種視距傳輸技術,也就是說兩個具有IrDA端口的設備之間假如傳輸數據,中間就不能有阻擋物,這在兩個設備之間是輕易實現的,但在多個設備間就必須彼此調整位置和角度等,這是IrDA的致命弱點。其次,IrDA設備中的核心部件—紅外線LED不是一種十分耐用的器件,對于不經常使用的掃描儀和數碼相機等設備還可以,但假如經常用裝配IrDA端口的手機上網,可能很快就不堪重負了。
  總的來講,IEEE802.11系列標準比較適于辦公室中的企業無線網絡,HomeRF較適用于家庭中移動數據/語音設備之間的通信,而藍牙技術則可以應用于任何可以用無線方式替代線纜的場合。目前這些技術還處于并存狀態,從長遠看,隨著產品與市場的不斷發展,它們將走向融合。
  二、WLAN的組網
  (一)無線局域網設備的種類
要組建無線局域網,必須要有相應的無線網設備,這些設備主要包括:無線網卡、無線訪問接入點、無線HUB、和無線網橋,幾乎所有的無線網絡產品中都自含無線發射/接收功能,且通常是一機多用,其中無線訪問接入點在前文中已經講過。
  ·無線網卡主要包括NIC(網卡)單元、擴頻通信機和天線三個功能模塊。NIC單元屬于數據鏈路層,由它負責建立主機與物理層之間的連接;擴頻通信機與物理層建立了對應關系,它通過天線實現無線電信號的接收與發射。
  ·無線HUB既是無線工作站之間相互通信的橋梁和紐帶,同時又是無線工作站進入有線以太網的訪問點。它負責治理其覆蓋區域(無線單元)內的信息流量。覆蓋彼此交疊區域的一組無線HUB,能夠支持無線工作站在大范圍內的連續漫游功能,同時又能始終保持網絡連接,這與蜂窩式移動通信的方式非常相似。另外,在同一地點放置多個無線HUB,可以實現更高的總體吞吐量。
  ·無線網橋主要用于無線或有線局域網之間的互連。當兩個局域網無法實現有線連接或使用有線連接存在困難時,可使用無線網橋實現點對點的連接,在這里無線網橋起到了網絡路由選擇和協議轉換的作用。
  除了上面講到的幾種設備之外,無線MODEM也可以用于無線接入,例如PDA就可以通過外接無線MODEM的方式來訪問Internet。
  (二)無線局域網的網絡結構
  將以上幾種無線局域網設備結合在一起使用,就可以組建出多層次、無線與有線并存的計算機網絡。總的來說,無線局域網有兩種類型:對等網絡和基礎結構網絡。
  1、對等網絡
  最簡單的無線局域網結構是對等網絡。一個對等網絡由一組有無線接口的計算機組成。這些計算機要有相同的工作組名、ESSID和密碼(假如適用的話)。任何時間,只要兩個或更多的無線接口互相都在彼此的范圍之內,它們就可以建立一個獨立的網絡。這些根據要求建立起來的典型的網絡在治理和預先設置方面沒有要求。
  2、基礎結構網絡
  在基礎結構網絡中,無線中繼站(如無線接入訪問點、無線HUB和無線網橋等設備)把無線局域網與有線網連接起來,并答應用戶有效地共享網絡資源。中繼站不僅僅提供與有線網絡的通訊,也為網上鄰居解決了無線網絡擁擠的狀況。復合中繼站能夠有效擴大無線網絡的覆蓋范圍,實現漫游功能。
  (三)無線局域網設備的安裝及設置
  大家都知道,在組建有線局域網時需要用線纜將計算機、路由器、HUB、交換機等設備連接在一起,而且需要對這些設備進行必要的設置。在組建無線局域網時,同樣需要對有關設備進行安裝和設置。
  1、無線網卡的安裝和設置
  要將計算機連入無線局域網,必須先在計算機上安裝無線網卡:
  ·首先將無線網卡插入到計算機的擴展槽內;
  ·然后在操作系統中安裝該無線網卡的設備驅動程序;
  ·對無線網卡進行設置,其中涉及一些重要的參數及屬性,例如網絡類型(對等結構型或基礎結構型)、ESSID(包括1—31個字符或數字,區分大小寫且不答應空格,用于確認是否答應這個無線網卡進入當前的無線局域網)、網絡加密方式及所用密碼等等,只有當這些參數的設置與相關無線網絡接入設備(如無線訪問接入點和無線網橋)中的參數設置一致時,才能通過該無線網絡接入設備進入相應的無線局域網。
  ·根據應用需要進行必要的網絡設置,如安裝TCP/IP、IPX/SPX或NetBEUI等網絡協議,添加網絡服務和網絡客戶等。

  2、無線網絡接入設備的設置
  大多數無線網絡接入設備(如無線訪問接入點和無線網橋)都是通過RS232串行口進行初始化配置的,這一點與路由器的配置方式相似。
  在進行初始化配置的時候,您可以通過串行電纜將終端連接在無線網絡接入設備的串口上,然后通過終端登錄到該無線網絡接入設備上進行配置;也可以用一根串行電纜將無線網絡接入設備與一臺運行Windows95或NT的計算機連接起來,然后運行Windows95或NT中的超級終端程序登錄到該無線網絡接入設備上進行配置。配置過程主要涉及以下參數:

  ·ESSID:這個標識符可以是任何一串1-31個ASCII字符或數字,區分大小寫且不答應存在空格。這個標識符用來確定一個無線網卡是否能夠獲得許可通過該無線網絡接入設備進入無線局域網。要想獲得訪問,無線網卡必須有相同的ESSID。需要注重的是,假如您使用了多個無線網絡接入設備并且想要進行漫游,那么在每一個無線網絡接入設備中都必須設置相同的ESSID。
  ·無線網絡的加密方式及所用密碼
  ·跳頻次序
  ·設備的IP地址及掩碼
  ·該設備最多答應多少臺工作站接入
  初始化設置完成之后,用戶就可以TELNET到無線網絡接入設備上進行治理和監控了,通過TFTP軟件還可以對設備進行升級。
  在安裝無線網絡接入設備時應盡量避免障礙物的遮擋。
  三、制約WLAN技術發展的幾個問題
  WLAN與傳統的有線網絡相比較有許多優點:
  ·可移動性,用戶可在移動過程中對網絡進行不間斷的訪問,并可以實現漫游
  ·安裝快速且簡單,省去了在墻上和天花板上安裝電纜的要求
  ·減少了費用支出
  既然WLAN有這么多的優點,為什么至今不能象有線網絡那樣普及呢?這主要是因為以下幾個技術方面的問題:
  1、標準不統一,產品不兼容
  目前生產WLAN產品的廠商很多,其中主要的幾家是3COM、Aironet、Cabletron、Lucent、Intel、IBM和Compaq。單獨看這幾家的WLAN產品,其性能都不錯。但是由于這幾家的WLAN產品分別遵循不同的技術標準,而按照不同技術標準生產出來的WLAN產品在兼容性方面往往存在或多或少的問題。因此在實際應用中,非凡在無線網絡的擴容和集成時,用戶一方面要謹慎選擇,防止不兼容問題的發生,另一方面還要對已經存在的不兼容問題進行解決。而有線網絡經過了較長時期的發展,形成了統一的技術標準,產品兼容性問題解決得就比較好。
  2、安全性
  由于無線網絡通過無線介質進行傳輸,因此安全性就顯得更為突出和重要。雖然無線網絡技術標準中大都采用了ESSID、密碼訪問控制和無線加密協議(WEP)等技術來控制無線網絡的安全,但仍然存在著安全隱患。
  最近,加州大學伯克利分校計算機科學部的ISACC研究小組發現用于無線局域網通信的IEEE802.11國際標準所采用的WEP協議存在嚴重安全缺陷,采用該協議的無線設備有可能受到黑客攻擊。研究小組發現的這個缺陷有可能造成從利用IEEE802.11標準的筆記本電腦或PDA發出的無線信息被攔截和解密。因此研究小組建議使用IEEE802.11無線網的任何人不要采用WEP作安全協議,應該采取其他安全措施來保護他們的無線網。
  當然,任何事物都有一個不斷發展的過程,我們不能期望它從一開始就完美無缺。目前的WEP算法已經從最初的40位發展到了128位,其加密性能得到了很大的提高。
  3、可靠性
  無線網絡與有線網絡相比,更輕易受到外界的干擾,因此其可靠性與所處環境的電磁干擾頻率及強度有很大的關系。另一方面,由于數據傳輸對差錯率的要求遠比話音傳輸要高,因此無線網絡的應用暫時還不能象手機那樣普及。
  盡管WLAN有以上技術方面的不足,但其優點是無可否認的。隨著通信技術日新月異的發展,我們相信這些技術問題最終會得到很好的解決,WLAN必將有廣闊的發展前景。


發表評論 共有條評論
用戶名: 密碼:
驗證碼: 匿名發表
主站蜘蛛池模板: 色欧美日韩| 国产又粗又大又爽视频 | 91精品国产欧美一区二区成人 | 国产精品久久久久久久久久妞妞 | 日本aa级毛片免费观看 | 欧美久久久久久久久中文字幕 | 久久黄色 | 国产91成人在在线播放 | 人人草人人干 | 91久久久久| 欧美一级全黄 | 日韩成年视频 | 综合色婷婷一区二区亚洲欧美国产 | 日韩精品一区二区在线观看 | 色噜噜综合网 | 国产乱码精品一品二品 | aaa在线观看 | 久久综合一区二区三区 | 精品无码久久久久国产 | 欧美视频精品 | 午夜视频在线播放 | 一本一本久久a久久精品牛牛影视 | 日本三级黄色大片 | 久久不色 | 国产精品特级毛片一区二区三区 | 午夜久久久 | 久久人人超碰 | 国产成人精品999在线观看 | 国产欧美精品区一区二区三区 | 国产精品久久久久久久久免费丝袜 | 成人在线精品视频 | 这里只有精品在线视频观看 | 色视频网站在线观看 | 波多野结衣 一区二区三区 国产在线中文字幕 | 日本一区二区精品 | 欧美一级片在线 | 国产成人免费在线视频 | 国产成人一区二区三区影院在线 | 国产在线一区二区三区四区 | 一本大道综合伊人精品热热 | 另类久久 |