1、研究出版社 高等教育 “ 十一五 ” 规划教材第 8章 无线局域网随着计算机网络的发展，人们对网络的依赖也越来越强。局域网能带来人们很多方便，但它有着高速连接速度的同时，也有无可避免的缺陷，就是物理连接的局限性。因此，人们就开始研制无线局域网。虽然无线局域网存在相关配套技术的不足，但无线局域网的很多优点是有线局域网所不可代替的。现在就让我们来学习有关无线局域网的知识。研究出版社 高等教育 “ 十一五 ” 规划教材8.1 无线局域网概述1. WLAN 介绍WLAN（ Wireless LAN），即无线局域网，是采用无线连接方式的局域网。与有线局域网相比，无线局域网有如下优势：1）安装便捷2）使用
2、灵活3）易于扩展2. WLAN 技术1） IEEE802.112）蓝牙技术蓝牙的主要技术特点如下：（ 1）蓝牙的指定范围是 10m，在加入额外的功率放大器后，可以将距离扩展到 100m。研究出版社 高等教育 “ 十一五 ” 规划教材（ 2）提供低价、大容量的语音和数据网络，数据传输速率可达 1Mb/s。（ 3）使用快速跳频（ 1600跳 /s）避免干扰，在干扰下使用短数据帧来尽可能增大容量。（ 4）组网简单方便。支持单点和多点连接，可采用无线方式将若干蓝牙设备连成一个或多个微波网，从而实现各类设备之间的快速通信。（ 5）任一蓝牙设备，都可根据 IEEE 802标准得到一个惟一的 48 bit的
3、地址码，保证完成通信过程中的鉴权和保密安全。3） HomeRF技术4） IrDA（ Infrared Data As sociation，红外线数据标准协会）它在技术上的主要优点有：（ 1）无需专门申请特定频率的使用执照，这一点，在当前频率资源匮乏，频道使用费用增加的背景下是非常重要的。（ 2）具有移动通信设备所必需的体积小、功率低的特点。 HP公司目前已推出结合模块应用的约从 2.58.02.9mm3到 5.313.03.8mm3的专用器件，与同类技术相比，耗电量也是最低的。（ 3）传输速率在适合于家庭和办公室使用的微微网（ Piconet）中是最高的，由于采用点到点的连接，数据传输所受到的
4、干扰较少，速率可达 16Mb/s。研究出版社 高等教育 “ 十一五 ” 规划教材（ 4）除了在技术上有自己的技术特点外， IrDA的市场优势也是十分明显的。目前，全世界有 5000万台设备采用 IrDA技术，并且仍然每年以50%的速度增长。有 95%的手提电脑安装了 IrDA接口。在成本上，红外线 LED及接收器等组件远较一般 RF组件来得便宜， IrDA端口的成本在 5美元以内，如果对速度要求不高甚至可以低到 1.5美元以内，相当于日前蓝牙产品的十分之一，如图 8-1所示。图 8-1 无线接入技术对比研究出版社 高等教育 “ 十一五 ” 规划教材8.2 802.11总述8.2.1 协议与技术
5、作为局域网的全球权威机构， IEEE 802协会于 1990开始着手制定无线局域网标准，经过 7年的努力，于 1997年发布了无线局域网领域第一个在国际上被认可的协议 802.11 协议。 IEEE 802.11执行委员会在制定了 IEEE 802.11标准之后，马上就意识到需要一个更加健壮快捷而且能支持连通性的技术。于是，该委员会马上开始研究制定 802.11的扩展版，该版本将满足未来带宽和更广泛的接受性的要求。随后，该工作组又陆续推出了基于 IEEE 802.11协议并且非常适用于高速率传输的两种物理层的扩展版。这两个版本都是为现有 MAC层协议的 IEEE 802.11标准所设计的。这两
6、个标准就是工作在 2.4GHz的 IEEE 802.11b和另外一个工作于 5GHz的 IEEE 802.11a， 研究出版社 高等教育 “ 十一五 ” 规划教材8.2.2 802.11bIEEE 802.11b和 IEEE 802.11标准很相似，该标准能够支持红外线传播和在 2.4GHz频段的 FHSS和 DSSS无线电传播方式。802.11b采用补码键控（ CCK）调制方式，使用 2.4GHz频带，其对无线局域网通信的最大贡献是可以支持两种速率 5.5Mb/s 和11Mb/s。从性能上看， IEEE 802.11b的带宽为 11Mb/s，实际传输速率在5Mb/s左右，与普通的 10Bas
7、e-T规格有线局域网持平。从工作方式上看， IEEE 802.11b的运作模式分为两种：点对点模式和基本模式。点对点模式是指无线网卡和无线网卡之间的通信方式，即两台装配了无线网卡的计算机可以实施相互通信，对于小型无线网络来说，这是一种非常方便的互联方案；而基本模式则是指无线网络的扩充或无线和有线网络并存时的通信方式，这也是 IEEE 802.11b最常用连接方式。 研究出版社 高等教育 “ 十一五 ” 规划教材8.2.3 802.11a802.11a 采用正交频分（ OFDM）技术调制数据，使用 5GHz 的频带，避开了当前微波、蓝牙以及大量工业设备广泛采用的 2.4GHz频段，因此其产品在无
8、线数据传输过程中所受到的干扰大为降低，抗干扰性较 IEEE 802.11b更为出色。IEEE 802.11a的开展主要面临以下问题：（ 1） IEEE 802.11a标准所使用的频段是 5GHz，该频段与原有的 IEEE 802.11使用频段不相同。（ 2） IEEE 802.11a标准的组成部分和原理和以前工作在 2.4GHz频段的无线设备工作不兼容。（ 3） IEEE 802.11a标准工作在高频上，使得 IEEE 802.11a标准比较容易受到无线电信号衰减的影响，而且可以覆盖更大的范围。（ 4） IEEE 802.11a标准的调制方案相对比较难实现，消耗功率也比较大。而在产品化和市场推
9、广上， IEEE 802.11a还要面临以下两个问题：（ 1）厂商的保守态度。（ 2）地域分割和频域限制。研究出版社 高等教育 “ 十一五 ” 规划教材8.2.4 802.11gIEEE 802.11g作为一种新的无线局域网技术，它的优势非常明显，主要表现在如下几个方面：（ 1）运行速度快。（ 2）传输距离远。（ 3）兼容性好。（ 4）多传输速率选择。关于 IEEE 802.11g的缺点主要有如下：（ 1）存在信道干扰问题。（ 2）存在信道受限问题。IEEE 802.11标准的无线网络所采用的是争用型网络，所有网络节点对介质的访问和使用都具有完全相等的机会，如图 8-2所示。图 8-2 IEE
10、E 802.11a， b和 g的对比研究出版社 高等教育 “ 十一五 ” 规划教材8.2.5 802.11iWPA是 Wi-Fi联盟考虑到 IEEE要到今年年底才有望获得批准，长期等待会阻碍市场发展而推出的一个标准安全机制。 WPA主要是通过固件和驱动程序的升级来防范设备的一些安全漏洞。 WPA使用了一个叫 “暂时密钥整体性协议 ”（ Temporal Key Integrity protocol），此协议和算法改进了 WEP密钥的安全性。它可以不停地改变密钥和得到密钥的方法，而且还增加了消息整体性检查功能。“坚固安全网 ”（ Rigid Safe Network）在接入点和移动设备之间使用动
11、态的认证和加密算法进行认证。认证和加密算法的动态认证能使 RSN不断发展，随着安全技术的进步，可以加入新的算法，来应对新的安全挑战。通过使用动态认证、 IEEE 802.1X、 EAP和 AES等技术， RSN明显比 WEP和 WPA具有更强大的功能。但是在老式设备上， RSN运行起来的效果却不理想。只有那些拥有加速处理算法硬件的新设备，才能显示出 WLAN产品所能期望的性能。研究出版社 高等教育 “ 十一五 ” 规划教材8.2.6 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）、 802.11j（日本的 4.9GHz 规范）、 802.11k（高层无线 / 网络测量规范）以及高吞吐量研究工作组的相关协议。
