无线局域网(WLAN)拓扑结构——基于AP的Infrastructure结构.doc

无线局域网(WLAN)拓扑结构基于AP的Infrastructure结构这种基于无线AP的Infrastructure(基础)结构模式其实与有线网络中的星型交换模式差不多，也属于集中式结构类型，其中的无线AP相当于有线网络中的交换机，起着集中连接和数据交换的作用。在这种无线网络结构中，除了需要像Ad-Hoc对等结构中在每台主机上安装无线网卡，还需要一个AP接入设备，俗称“访问点或“接入点。这个AP设备就是用于集中连接所有无线节点，并进行集中管理的。当然一般的无线AP还提供了一个有线以太网接口，用于与有线网络、工作站和路由设备的连接。基础结构网络如图31 4所示。 这种网络结构模式的特点主要表现在网络易于扩展、便于集中管理、能提供用户身份验证等优势，另外数据传输性能也明显高于Ad-Hoc对等结构。在这种AP网络中，AP和无线网卡还可针对具体的网络环境调整网络连接速率，如1 1 Mbps的可使用速率可以调整为 1 Mbps、2Mbps、55Mbps和1 1 Mbps 4档；54Mbps的IEEE 8021 1 a和IEEE 8021 1 g的则更是方54Mbps、48Mbps、3 6Mbps、24Mbps、1 8Mbps、1 2Mbps、1 1 Mbps、9Mbps、6Mbps、55Mbps、 2Mbps、1 Mbps共1 2个不同速率可动态转换，以发挥相应网络环境下的最佳连接性能。理论上一个IEEE 8021 1b的AP最大可连接72个无线节点，实际应用中考虑到更高的连接需求，我们建议为1 O个节点以内。其实在实际的应用环境中，连接性能往往受到许多方面因素的影响，所以实际连接速率要远低于理论速率，如上面所介绍的AP和无线网卡可针对特定的网络环境动态调整速率，原因就在于此。当然还要看具体应用，对于带宽要求较高(如学校的多媒体教学、电话会议和视频点播等)的应用，最好单个AP所连接的用户数少些；对于简单的网络应用可适当多些。同时要求单个AP所连接的无线节点要在其有效的覆盖范围内，这个距离通常为室内1 00米左右，室外则可达300米左右。当然如果是IEEE 8021 1 a或IEEE 8021 1 g 的AP，因为它的速率可达到54Mbps，有效覆盖范围也比IEEE 8021 1 b的大1倍以上，理论上单个AP的理论连接节点数在l 00个以上，但实际应用中所连接的用户数最好在20个左右。另外，基础结构的无线局域网不仅可以应用于独立的无线局域网中，如小型办公室无线网络、SOHO家庭无线网络，也可以以它为基本网络结构单元组建成庞大的无线局域网系统，如 ISP在“热点位置为各移动办公用户提供的无线上网服务，在宾馆、酒店、机场为用户提供的无线上网区等。不过这时就要充分考虑到各AP所用的信道了，在同一有效距离内只能使用 3个不同的信道。如图31 5所示的是一家宾馆的无线网络方案，宾馆中各楼层中的无线网络用户通过一条宽带接入线路与因特网连接。还可以与企业原有的有线网络连接，组成混合网络。无线网络与有线网络连接的网络结构与图31 5差不多，不同的只是图中的交换机通常要与企业有线网络的核心交换机相连，而不是直接连接其他网络或无线设备。无线局域网拓扑结构概述2008年5月15日 14:59:38转载：eNet硅谷动力 本文提供了对无线局域网的概述，从简单的家庭安装到无线桥接选择，到中型和大规模企业无线局域网。介绍 基于IEEE 802.11标准的无线局域网允许在局域网络环境中使用未授权的2.4或5.3 GHz射频波段进行无线连接。它们应用广泛，从家庭到企业再到Internet接入热点。本文将提供一个在各种环境中各种网络拓扑的简短概要。简单的家庭无线LAN 图1 在家庭无线局域网最通用和最便宜的例子，如图1所示，一台设备作为防火墙，路由器，交换机和无线接入点。这些无线路由器可以提供广泛的功能，例如： 保护家庭网络远离外界的入侵允许共享一个ISP（Internet服务提供商）的单一IP地址，可为4台计算机提供有线以太网服务，但是也可以和另一个以太网交换机或集线器进行扩展，为多个无线计算机作一个无线接入点。这些设备来自不同的厂商，例如Linksys（Cisco），D-Link，Netgear，SMC，Belkin和其他公司。购买基本模块只需花30美元，而高端模块会超过150美元。通常基本模块提供2.4 GHz 802.11b/g操作的Wi-Fi，而更高端模块将提供双波段Wi-Fi或高速MIMO性能。双波段接入点提供2.4 GHz 802.11b/g和5.3 GHz 802.11a性能，而MIMO接入点在2.4 GHz范围中可使用多个射频以提高性能。双波段接入点本质上是两个接入点为一体并可以同时提供两个非干扰频率，而更新的MIMO设备在2.4 GHz范围或更高的范围提高了速度。2.4 GHz范围经常拥挤不堪而且由于成本问题，厂商避开了双波段MIMO设备。双波段设备不具有最高性能或范围，但是允许你在相对不那么拥挤的5.3 GHz范围操作，并且如果两个设备在不同的波段，允许它们同时全速操作。图2图2家庭网络中的例子并不常见。该拓扑费用更高但是提供了更强的灵活性。路由器和无线设备可能不提供高级用户希望的所有特性。在这个配置中，此类接入点的费用可能会超过一个相当的路由器和AP一体机的价格，归因于市场中这种产品较少，因为多数人喜欢组合功能。一些人需要更高的终端路由器和交换机，因为这些设备具有诸如带宽控制，千兆以太网这样的特性，以及具有允许他们拥有需要的灵活性的标准设计。无线桥接图3当有线连接太昂贵或者需要为有线连接建立第二条冗余连接以作备份时，无线桥接允许在建筑物之间进行无线连接。802.11设备通常用来进行这项应用以及无线光纤桥。802.11基本解决方案一般更便宜并且不需要在天线之间有直视性，但是比光纤解决方案要慢很多。802.11解决方案通常在5至30 mbps范围内操作，而光纤解决方案在100至1000 mbps范围内操作。这两种桥操作距离可以超过10英里，基于802.11的解决方案可达到这个距离，而且它不需要线缆连接。但基于802.11的解决方案的缺点是速度慢和存在干扰，而光纤解决方案不会。光纤解决方案的缺点是价格高以及两个地点间不具有直视性。图4图4是一个典型的场景，无线桥被用来无线扩展一个以太网。有许多类型的802.11桥，而且其中一些使用具有专利的连结方法，但可能无法提供最好的兼容性或安全性。一个更好的解决方案是使用简单的可以连接任何通用基础架构接入点的无线桥，作为一个常规的WAP客户端可提供安全的无线连接。一旦桥接之后，一个以太网交换机可被用来扩展端口容量，而且通过无线桥将多个有线以太网计算机连结到局域网中。这是一个比用无线以太网卡装备多个固定位置桌面PC更廉价的选择，而且不必配置它们。中型无线局域网图5中等规模的企业传统上使用一个简单的设计，他们简单地向所有需要无线覆盖的设施提供多个接入点。这个特殊的方法可能是最通用的，因为它入口成本低，尽管一旦接入点的数量超过一定限度它就变得难以管理。大多数这类无线局域网允许你在接入点之间漫游，因为它们配置在相同的以太子网和SSID中。从管理的角度看，每个接入点以及连接到它的接口都被分开管理。在更高级的支持多个虚拟SSID的操作中，VLAN通道被用来连接访问点到多个子网，但需要以太网连接具有可管理的交换端口。这种情况中的交换机需要进行配置，以在单一端口上支持多个VLAN。尽管使用一个模板配置多个接入点是可能的，但是当固件和配置需要进行升级时，管理大量的接入点仍会变得困难。从安全的角度来看，每个接入点必须被配置为能够处理其自己的接入控制和认证。RADIUS服务器将这项任务变得更轻松，因为接入点可以将访问控制和认证委派给中心化的RADIUS服务器，这些服务器可以轮流和诸如Windows活动目录这样的中央用户数据库进行连接。但是即使如此，仍需要在每个接入点和每个RADIUS服务器之间建立一个RADIUS关联，如果接入点的数量很多会变得很复杂。大型可交换无线局域网 图6交换无线局域网是无线连网最新的进展，简化的接入点通过几个中心化的无线控制器进行控制。数据通过Cisco，Aruba Net works，Symbol和Trapeze Networks这样的制造商的中心化无线控制器进行传输和管理。这种情况下的接入点具有更简单的设计，用来简化复杂的操作系统，而且更复杂的逻辑被嵌入在无线控制器中。接入点通常没有物理连接到无线控制器，但是它们逻辑上通过无线控制器交换和路由。要支持多个VLAN，数据以某种形式被封装在隧道中，所以即使设备处在不同的子网中，但从接入点到无线控制器有一个直接的逻辑连接。从管理的角度来看，管理员只需要管理可以轮流控制数百接入点的无线局域网控制器。这些接入点可以使用某些自定义的DHCP属性以判断无线控制器在哪里，并且自动连结到它成为控制器的一个扩充。这极大地改善了交换无线局域网的可伸缩性，因为额外接入点本质上是即插即用的。要支持多个VLAN，接入点不再在它连接的交换机上需要一个特殊的VLAN隧道端口，并且可以使用任何交换机甚至易于管理的集线器上的任何老式接入端口。VLAN数据被封装并发送到中央无线控制器，它处理到核心网络交换机的单一高速多VLAN连接。安全管理也被加固了，因为所有访问控制和认证在中心化控制器进行处理，而不是在每个接入点。只有中心化无线控制器需要连接到RADIUS服务器，这些服务器在图6显示的例子中轮流连接到活动目录。交换无线局域网的另一个好处是低延迟漫游。这允许VoIP和Citrix这样的对延迟敏感的应用。切换时间会发生在通常不明显的大约50毫秒内。传统的每个接入点被独立配置的无线局域网有1000毫秒范围内的切换时间，这会破坏电话呼叫并丢弃无线设备上的应用会话。交换无线局域网的主要缺点是由于无线控制器的附加费用而导致的额外成本。但是在大型无线局域网配置中，这些附加成本很容易被易管理性所抵消。无限无线之WLAN八个常见问题WLANGPRS吗？曾经有不少朋友询问，装备了无线网卡的笔记本电脑在与AP连接后便可以随时随地的无线上网吗？鉴于这种不完全的认识，这里有必要再阐述一下。准确地说，WLAN并不是真正意义上的无线互联网技术，这点从它的定义（无线局域网）也可看出，它是一种局域网的无线连接形式。同时，无线AP也并非一种与互联网交换数据、类似于Modem的调制解调设备，它实际上是一个无线交换机将从有线网络（例如Internet）接收到的数据转换成无线信号并发出，将接收到的无线信号转换成数据并发回到有线网络。因此，若把无线AP理解为类似于GPRS那样随时随地上网的设备是错误的，此“无线”非彼“无线”。想必看了图1、图2，大家便会明白。图1 GPRS上网拓扑图IEEE 80211b还是IEEE 80211g？这是一个人们经常讨论的话题，不可否认在性能上，IEEE 802.11g具有很大的优势，54Mbps的传输速率能满足高带宽需求的网络应用。然而笔者认为，对于构建家庭内部无线局域网而言，IEEE 802.11b仍是最佳经济之选。虽然它的传输速率仅为11Mbps（实际值为每秒500600kB），但这个速度还是要高于DSL、LAN等家庭常见宽带类型的接入速度，完全可以满足家庭用户无线宽带共享上网的需求。无线网络安全吗？由于无线网络不像有线网络那样受到地理位置的限制，只要有无线信号的地方便可联入，因此安全性问题倍受人们关注。家庭无线网络对数据保密性的要求虽没有商业领域那么严格，但面对日益拥挤的网络速度，谁都不想自己有限的带宽被不熟悉的他人共享，因此家庭无线网络也应选择合适的加密方式。对比起来主要有两种：其一是64位/128位的WEP数据加密。此方式的安全度高，但由于加密/解密过程中要消耗一部分无线网络带宽，因此有效数据的传输速度会受到影响。其二是关闭AP的SSID无线标示，这样无线网络的SSID指示就不会出现在任何可用的网络连接中，用户只有输入了SSID后才能连接，而AP的SSID标示在管理AP时可以随意更改的（类似于登陆信箱是输入的用户名和密码），因此此方法在不损失传输速度的同时也起到了“加密”的作用，有效的防止了未授权用户的入侵，是家庭无线网络的最佳防范措施。初始验证密码是什么？前面已说明，目前绝大部分AP都提供了Web式管理，当用户第一次进入管理界面时需要输入用户名和密码（如图3所示）。一般情况下，厂商在其产品说明书中均会注明AP出厂时的默认用户名和密码。如果您选购的是二手产品，无说明书可查的话，那只有到厂商的主页去下载相应的产品手册了。至于那些已被“前任主人”设置了特特殊账号和密码的无线AP，则可以通过“出厂重置键”来恢复其默认值。图3 进入AP的Web管理界面如何摆放到位？AP的摆放也是有科学的。无线信号从本质上来说是一种射频信号，存在着干扰问题，而天线又是一种方向性元件，它只能往特定的方向辐射高强度能量，因此天线的摆放位置无线AP的摆放位置在很大程度上将影响到射频场形的效果，从而影响到信号质量及信号强度。为此无线AP的摆放，应尽量选择开阔、无障碍物的位置，一般而言，“居中”的位置是获得最佳信号覆盖效果的最佳位置。落实到具体情况来看，100平米以下的户型一般为两室一厅，在布局无线网络时，将无线AP放置在客厅或是几个房间的交汇口，效果最理想，放置在其他房间信号会稍差一些。150平米以上的户型，这样的房间一般较复杂，同样将无线网关放置在交汇口效果最理想，放置在其他房间，信号需要进行测试后才可以找出无线信号死角。如何查看信号强度？如果计算机使用的是Windows XP或Windows 2000操作系统，只要在无线网络连通时点击任务栏中的无线网络状态图标，即可得知无线信号的强弱，这是最直观的检测方法。另外，目前市面上绝大部分PCMCIA接口的无线网卡都带有专门的管理软件与之相匹配，利用它便可详细查询无线网络状态，设置各项功能参数等。以Lucent ORiNOCO为例，通过其自带的ORiNOCO Client Manager管理软件，可以实现信号查看、频道选择、无线加密等功能，设置起来也十分方便（如图4）。图4 ORiNOCO客户端管理界面而一些品牌计算机所配备的专用管理软件往往会更加强大，例如IBM ThinkPad笔记本电脑，使用IBM Access Connection软件（如图5）与无线网卡搭配，无线信号强弱的检测值可精确到1%。图5 IBM无线客户端管理界面 信号较弱时怎么办？这是每一位组网用户都可能遇见的问题，主要体现在信号质量差，数据传输不稳等症状。一般来说，可以通过添加外置天线、设置无线频道以及调整无线AP摆放位置等方法来改善。如果上述办法仍无法解决问题，则应考虑刷新无线网卡的固件、升级驱动程序。 家庭无线网络是否存在干扰？这点是肯定的，在本专题的理论篇中已有详细说明。房间墙壁的材料，家具的摆设，甚至是房门的开关都会影响到无线信号。由于802.11b/g的工作频段为2.4Ghz，而工业上许多设备的频段也正好在这一频段上，因此就抗干扰性而言，802.11a要好的多。另外值得注意的是，手机信号对无线网络的干扰比较大，因此在使用时应尽量远离无线AP的存放点，以免影响无线网络的连接质量。