网络互连技术课件12 WLAN

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,-,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,-,*,第12章 无线局域网WLAN,本章内容,无线技术根底理论,WLAN的应用,IEEE802.11标准,WLAN传输技术,WLAN组件,WLAN拓扑,WLAN平安性,课程议题,无线技术根底理论,WLAN的开展历程,开展历程,20世纪80年代,1991年联合成立了WECAWireless Ethernet compatibility alliance,无线以太网兼容性联盟，后来更名为Wi-Fi联盟,1997年，IEEE发布了无线局域网的802.11系列标准,1999年IEEE批准了IEEE802.11a频段5GHz，速度54Mbit/s标准和IEEE802.11b频段2.4GHz，速度11Mbit/s标准,2003年6月，又批准了IEEE802.11g(频段2.4G，速度54Mbit/s)标准,目前IEEE802.11系列的标准仍在补充当中，WLAN技术的速率也从1Mbit/s提高到54Mbit/s,2021年9月11日，802.11n标准出台，速率到达300Mbps600Mbps,WLAN技术分类,数据无线网络分类,WPAN,WLAN,WMAN,2.4GHz ISM,免费频段,低功耗、低成本,短距离通信,(10,米,),低速传输,(723Kbps),点到点及点到多点组网,连接便携及固定设备,2.4/5.8GHz ISM,免费频段,高传输速率（,600Mbps,）,中近距离通信（,100-300,米）,动态速率调整,支持,MESH,组网,支持慢速移动,2,66G,频段,2-11GHz,应用于非视距传输,10-66GHz,应用于视距传输,较高传输速率,802.16-2009,最大速率,144Mbps,802.16e,最大下载速率,6Mbps,远距离通信,802.16-2009,传输距离,50km,802.16e,传输距离,3-5km,支持车速移动,(802.16e),WLAN相关组织,IEEE,只定义,OSI,两层以下的协议,3GPP,WLAN,与,3G,结合的网络结构及信令交互,WLAN的主要技术,红外,低本钱红外数据互连，通信距离最长3米，接收角度30度。,蓝牙,通信距离远、无角度限制，数据速率低，本钱高，误码率高，保密性差。一般1Mbps。,HomeRF,速率到达100Mbps，与802.11b不兼容，多使用于家庭网络。,IEEE802.11,最新版本的无线网络标准。,WLAN的传输介质,无线信号是能够空气进行传播的电磁波，无线信号不需要任何物理介质，它在真空环境中也能够传输,电磁波的区别仅仅在于频率不同。功率波、无线电波、微波、红外光波、可见光波、紫外光波、,X,射线、伽马射线等具有以下共同的重要特征,WLAN的技术优势,安装便捷,覆盖范围广,经济节约,易于扩展,传输速率高,WLAN的应用,计算机无线网技术适用范围：,在不能使用传统走线方式的地方、传统布线方式困难、布线破坏性很大或因历时等原因不能布线的地方；,有水域或不易跨过的区域阻隔的地方；,重复地临时建立设置和安排通讯的地方；,无权铺设线路或线路铺设环境可能导致线路损坏；,时间紧急，需要迅速建立通讯，而使用有线不便、本钱高或耗时长；,局域网的用户需要更大范围进行移动计算的地方；,行业应用：包括企业应用、交通运输、零售行业、医疗行业、教育行业等,课程议题,IEEE802.11,标准,IEEE802.11简介,IEEE802.11是第一代无线局域网标准之一。该标准定义了物理层和媒体访问控制(MAC)协议的标准，允许无线局域网及无线设备制造商在一定范围内建立互操作网络设备。,802.11初期的规格采直接序列展频技术或跳频展频技术，制定了在RF射频频段2.4GHz上的运用，并且提供了1Mbps、2Mbps和许多根底讯号传输方式与效劳的传输速率规格。,802.11a 802.11的衍生版，于5.8GHz频段提供了最高54 Mbps的速率规格。,802.11b(即所谓的高速无线网路或Wi-Fi标准),802.11e定义了无线局域网的效劳质量quality-of-service，例如支持语音ip；,802.11g在2.4GHz频段上提供高于20 Mbps的速率规格。,802.11n2006年所采用的建议标准，此标准使得802.11a/g无线局域网的传输速率提升一倍；,无线标准参数比照表,无线技术与标准,802.11,802.11a,802.11b,802.11g,802.11n,蓝牙,推出时间,1997,年,1999,年,1999,年,2002,年,2006,年,1994,年,工作频段,2.4GHz,5GHz,2.4GHz,2.4GHz,2.4GHz,和,5 GHz,2.4GHz,最高传输速率,2Mbps,54Mbps,11Mbps,54Mbps,108Mbps,以上,2Mbps,实际传输速率,低于,2Mbps,31Mbps,6Mbps,20Mbps,大于,30Mbps,低于,1Mbps,传输距离,100M,80M,100M,150M,以上,100M,以上,1030M,主要业务,数据,数据,图像、语音,数据、图像,数据、,图像、语音,数据、语音、,高清图像,语音、数据,成本,高,低,低,低,低,低,IEEE 802.11a 标准,1999年制定完成。该标准规定无线局域网工作频段在5.155.825GHz，数据传输速率到达54 Mbps/72 MbpsTurbo，传输距离控制在10100米。802.11a采用正交频分复用OFDM的独特扩频技术，可提供25 Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口；以及TDD/TDMA的空中接口；支持语音、数据、图像业务；一个扇区可接入多个用户，每个用户可带多个用户终端。,高速WLAN协议，使用5G赫兹频段。最高速率54Mbps，实际使用速率约为22-26Mbps与802.11b不兼容，是其最大的缺点。也许会因此而被802.11g淘汰。,IEEE 802.11b标准,1999年9月被正式批准，又称Wi-Fi标准。该标准规定无线局域网工作频段在2.4GHz2.4835GHz，数据传输速率到达11 Mbps。该标准是对IEEE 802.11的一个补充，采用点对点模式和根本模式两种运作模式，在数据传输速率方面可以根据实际情况在11 Mbps、5.5 Mbps、2 Mbps、1 Mbps的不同速率间自动切换，而且在2 Mbps、1 Mbps速率时与802.11兼容。,802.11b使用直接序列Direct SequenceDSSS作为协议。802.11b和工作在5GHz频率上的802.11a标准不兼容。由于价格低廉，802.11b产品已经被广泛地投入市场，并在许多实际工作场所运行。,目前最流行的WLAN协议，使用2.4G赫兹频段。最高速率11Mbps，实际使用速率根据距离和信号强度可变150米内1-2Mbps，50米内可到达11Mbps802.11b的较低速率使得无线数据网的使用本钱能够被群众接受目前接入节点的本钱仅为10-30美元。,CSMA/CA与CSMA/CD,CSMA/CD工作过程,用户需要发送数据时，首先监测网络电缆上是否具有数据，即载波传送。如果网络空闲，即没有载波传送，那么将数据装帧，经物理层发送出去。如果网络繁忙，那么监测网络直到网络空闲，再将数据装帧发送。,CSMA/CA工作过程,当发射端希望发送数据时，首先检测介质是否空闲，假设是介质为空闲时，送出RTSRequest To Send请求发送，RTS信号包括发射端的地址、接收端的地址、下一笔数据将持续发送的时间等信息，接收端收到RTS信号后，将响应短信号CTSClear To Send，CTS信号上也有RTS内记录的持续发送的时间，当发射端收到CTS包后，随即开始发送数据包。接收端收到数据包后，将以包内的CRC循环冗余校验的数值来检验包数据是否正确，假设是检验结果正确时，接收端将响应ACK包，告知发射端数据己经被成功地接收。当发射端没有收到接收端的ACK包时，将认为包在传输过程中丧失，而一直重新发送包。,IEEE 802.11e/f/h标准,IEEE 802.11e标准对无线局域网MAC层协议提出改进，以支持多媒体传输，以支持所有无线局域网无线播送接口的效劳质量保证QoS机制。IEEE 802.11f，定义访问节点之间的通信，支持IEEE 802.11的接入点互操作协议IAPP。IEEE 802.11h用于802.11a的频道管理技术。,802.11e基于WLAN的QoS协议，通过该协802.11a,b,g能够进行VoIP。也就是说,802.11e是通过无线数据网实现语音通话功能的协议。该协议将是无线数据网与传统移动通信网络进行竞争的强有力武器。,IEEE 802.11g,2001年11月批准，该标准可以视作对流行的802.11b标准的提速速度从802.11b的11 Mb/s提高到54Mb/s，仍然工作在2.4G频段。802.11g接入点支持802.11b和802.11g客户设备。同样，采用802.11g网卡的笔记本电脑也能访问现有的802.11b接入点和新的802.11g接入点。,802.11g是802.11b在同一频段上的扩展。支持到达54Mbps的最高速率。兼容802.11b。该标准已经战胜了802.11a成为下一步无线数据网的标准。,IEEE 802.11h,802.11h,是,802.11a,的扩展，目的是兼容其他,5G,赫兹频段的标准，如欧盟使用的,HyperLAN2,。,IEEE 802.11i,IEEE 802.11i标准是结合IEEE 802.1x中的用户端口身份验证和设备验证，对无线局域网MAC层进行修改与整合，定义了严格的加密格式和鉴权机制，以改善无线局域网的平安性。IEEE 802.11i新修订标准主要包括两项内容：“Wi-Fi保护访问WPA技术和“强健平安网络。Wi-Fi联盟方案采用802.11i标准作为WPA的第二个版本，并于2004年初开始实行。,802.11i是新的无线数据网平安协议，已经普及的WEP协议中的漏洞，将成为无线数据网络的一个平安隐患。802.11i提出了新的TKIP协议解决该平安问题。,IEEE 802.11与OSI,802.11,标准主要对,WLAN,的物理层和,MAC,层做了规定，保证各厂商的产品在同一物理层上可以互操作，逻辑链路控制层是一致的，,MAC,层以下对网络应用是透明的。,课程议题,WLAN,组件,WLAN组件,在,WLAN,中最常见的组件如下：,笔记本电脑和工作站,无线网卡,无线网桥,天线,无线路由器,无线网卡,无线网卡根据接口类型的不同，主要分为三种类型，即,PCMCIA,无线网卡,PCI,无线网卡,USB,无线网卡。,什么是,AP,无线APAccess Point：即无线接入点，它是用于无线网络的无线交换机，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。,AP,工作模式,AP可支持以下六种组网方式。,AP模式，又被称为根底架构模式，,点对点桥接模式。,点对多点桥接模式。,AP客户端模式。,无线中继模式。,无线混合模式。,胖,AP,与瘦,AP,区别,胖,AP,瘦,AP,安全性,单点安全，无整网统一安全能力,统一的安全防护体系，,AP,与无线控制器间通过数字证书进行认证，支持,2,层、,3,层安全机制，具有,IPSec VPN,终结能力,配置管理,每个,AP,需要单独配置，管理复杂,AP,零配置管理，统一由无线控制器集中配置,自动,RF,调节,没有,RF,自动调节能力,通过自动的,