思科802.11无线局域网的基本原理-中文翻译

山东建筑大学毕业设计外文文献及译文1中文译文：思科802.11无线局域网的基本原理在设计、建设和管理Aironet思科无线局域网中掌握的基本知识。.掌握简洁设计和部署指导无线局域网的基本知识.了解包括垂直、家居办公、企业网络的各种环境的实施问题.从真实案例研究中学习设计和故障诊断的建议802.11无线局域网的基本原理提供给网络工程师和IT专业人士对他们自己的无线局域网络(WLANs)进行设计、部署、管理和故障排除所需要的知识。从无线局域网技术和构建的概述开始,这本书接着解释这种应用所能提供的服务和先进的功能。最重要的是,它提供了实用的设计和部署指导建议。 无线局域网连接的计算机网络，通过无线电传输，而不是传统的电话线或电缆。这些系统的好处远远超出了摆脱所有的电缆和电线。校园网络可以增长地理较大，同时仍保留他们的效率和速度。此外，当不再需要第三方的电话线可以实现节约成本，节省了租用线路和保养设备的费用。最后，为网络的专业人士显著提高校园网络设计的灵活性， 同时为个人用户增加网络的可访问性和有效性。802.11无线局域网基础知识，帮助网络专业人员实现这些好处，帮助他们了解如何设计，建造和维护这些网络，以及如何证明自己在组织内的价值。介绍有多少次你需要网络或在家上网，希望自己能在不同的房间，甚至在外头，而无须运行长的以太网电缆?你是第几次在公共场合,如机场或酒店,意识到你需要发送快速电子邮件?你浪费了多少时间坐在会议室会议之间堆放在你的电子邮件?如果你像成千上万的其他公司的网络用户,远程办公者,商务旅行者和家庭用户,答案是不止一次。网络用户留意:802.11的无线局域网提供给你答案。基于网络的802.11提供炙手可热的流动性和网络用户一直在要求的带宽。无线局域网并不是一个新概念，它们已经存在几十年了。自1997年802.11山东建筑大学毕业设计外文文献及译文2标准被批准,为什么无线局域网真正开始迅速发展?答案是带宽和成本。早期的无线网络,如阿罗哈,ARDIS, Ricochet,它们提供的数据率小于1比特。802.11标准提供给供应商可互操作的数据率高达2比特。在1999年，酒吧所做的802.11 b的标准是11比特,以便和10比特的有线以太网连接率进行竞争。802.11a和802.11g标准提供的数据率高达54比特,以此提供与有线快速以太网竞争的资本。早期的无线局域网执行者、垂直产业如零售商店,医疗保健提供商,制造商认识到无线局域网和无线应用带来的价值。许多这些行业依靠无线局域网作为核心部件的经营格局。结果为了给这些具有成本优势的无线局域网客户提供解决方案，供应商要站起来迎接挑战。供应商可以通过增加产量,降低成本,使无线局域网硬件形成可以让消费者和企业客户满意的合理价格。虽然802.11网络是一个局域网拓扑结构,它们提出新挑战使网络管理人员习惯于有线的世界和基于有线的网络技术,如802.3以太网网络。问题在于网络管理员可能没有足够的经验注意到诸如现场调查、安全、质量、网络服务的流动性等。这本书的前提是就IT和网络工程师可以涉及到的来讨论802.11的各个方面。这本书是一本操作和排除802.11网络故障的操作指南，也作为弥补有线和无线网络之间差距的第一个踏脚石。第一章 以太网技术本章包括10比特以太网100比特/秒快速以太网1000比特千兆以太网和拓扑结构变体无线局域网(WLANs)是通过工业袭来的最新的接入技术。WLANs,有时也称为无线以太网或无线保真,因为他们使有线以太网与之平行得那么好而大受欢迎。因此，审查从有线以太网到无线以太网是有道理的，你要知道你已经了解要去哪里！山东建筑大学毕业设计外文文献及译文3一般来说,其中的三个层次的网络逻辑单位:.接入层：提供端站以及连接到网络。.分布层：使用路由器和第三层交换器将截然不同的网络广播域引入到第二层。网络服务,如访问控制列表(ACLs)、路线过滤,和网络地址转换(NAT),运用于分布层。.核心层设计：分布层之间尽可能简单地转发帧。你不应该发现任何网络服务应用在这一层,因为大多数网络服务要求处理框或包,从而影响了层的输送量。核心层可以是第二层,一个扁平的核心,或者第三层。虽然乙太网络技术可以工作在任何其他的这些层,但本章的焦点是以太网作为一种接入层技术,更值得一提的细节是 802.3 的以太网家庭功能。802.3以太网任何网络标准适用于孤立的、均匀的环境。由于是在大多数网络中,不同的拓扑结构都是相互促进的用户体验。802.3以太网桥接到或通过路由连接到802.5令牌环网络;ASNI FDDIX3T9.5网络桥接到或通过路由连接到802.3快速以太网网络等等。基于 802.11的无线局域网与有线网络操作和互操作的一些观点,接下来的几节涵盖下列主题:.802.3和开放系统互连(OSI)模型参考模型.802.3帧格式.以太网解决.多重存取、载波监听与碰撞检测(CSMA / CD)的架构.常见的媒体802.3以太网和OSI模型深入探讨OSI模型并不是本章的目标,但你需要集中注意力于第二层,即数据链路层,对以太网技术进行展望。数据链路层有两个子层。数据链路子层也称为MAC层,这主要集中在特定拓扑子层的实现。例如,802.5令牌环网络有一个大于802.3的以太网网络的不同的MAC。逻辑链路(LLC)子层基于所有802网络通过的标准,该子层提供一个简单的框山东建筑大学毕业设计外文文献及译文4架协议,该子层可以提供无连接的框架交付。没有机制来通知发件人这个框架有没有送到他们的手中。802.3 帧格式前同步码 前同步码是一套7字节(一个八位位组是一套8位)总共56位的交替的1和0。每一个八位位组有以下位模式:10101010。前同步码指示接收站将一帧被发送到媒介中。值得注意的是,以太网拓扑到后来的10比特以太网仍然包括除不要求一个的前同步码。框架定界符的起点 （SFD)是一个8位的字段，它与前同步码模式有一点类似,但最后两位都是1秒(10101011)。这种模式指示接收站的内容框架遵循这一字段。目的地MAC位地址 目的地址字段是一个显示48位的表明目的站的框架地址。源地址 源地址字段是一个显示48位的表明车站发射站的地址。类型/长度值(TLV) LTV使用16位的显示的更高水平的协议是封装在数据中的或有效载荷的领域。本字段中包含的重要性也被归结为以太网拓扑的重要性。以太网寻址以太网地址是一个在局域网上能独特识别以太网工作站的 48 位字段。以太网地址一部分是由一个全球性的权威机构 IEEE 发布,一部分通过设备供应商发布。IEEE 分配独特的 24 位的唯一标识符(OUIs)给供应商。这里指的是开头的24 位以太网地址。卖主自己分配剩余的 24 位地址。该过程确保每一个以太网地址是独一无二的,任何站点可以连接到在世界上唯一确定的任何网络。因为他描述的是一个实体界面,它也被称为 MAC 寻址。在大多数情况下,MAC 位址会被表达为十六进制的形式,通过冲击或克隆与每一个字节分离,或每 2 字节划定一段时间。例如,下面是一个在思科路由器上的以太网地址。山东建筑大学毕业设计外文文献及译文5千兆以太网从以太网到快速以太网跨越让用户使用 10 倍多带宽的的服务器成为可能。一个数据速度为 1000 比特的千兆以太网,对于快速以太网用户来说提供相同比例的跃升,但不同的是 900 比特相对于 90 比特有更多的可用带宽。这增加的地方对带宽的开发者来说必须解决网络问题和电缆直径的问题。千兆以太网有两个主要领域:1000 BASE-T 就像它的 10 BASE-T 和 100 BASE-TX 的孪生弟兄一样,1000 BASE-T 支持 UTP 电缆的距离可达 100 米。1000 BASE-X 1000 BASE-X 有三个种类:- 1000 BASE-SX 一个基于光纤介质的设计用于超过标准的多模光纤的光纤媒介的短线距离可达到 200 米。- 1000 BASE-LX 一个基于光纤介质的设计用于单模光纤的光纤媒介的距离可达到 10 公里,多模光纤在某些情况下尽管可能会使用有条件限制的模式。- 1000 BASE-CX 一个设计在设备中进行简短程序修补的屏蔽铜基媒介 1000 BASE-CX 仅限于 25 米的距离。802.3 ab 1000BASE-T1000BASE-T 标准的发展源于快速以太网发展的努力。理想的快速以太网铜基解决方案的研究源自于 100 BASE-TX 的采用。尽管不清楚,还有另外两个标准:100BASE-T4 和 100 BASE-T2 。100 BASE-T4 不是一个受欢迎的解决方案,因为它需要使用所有双四类别的 3 类或 5 类布线。依据 10 BASE-T 某些设备的双铰线只有 3 类或 5 类布线的要求。100 BASE-T4 也错过了通过不支持全双工操作的标记符。100 BASE-T2 是一个更深远的规划,使 100 兆比特操作布线类别仅利用两组3 类布线。问题是,没有供应商曾经实施过这个标准。当时间到了发展千兆以太网标准的解决方案时,开发商把所有的最好的 100 兆比特的标准合并成 1000 BASE-T 的规格。山东建筑大学毕业设计外文文献及译文6802.3z 1000BASE-X在 1999 年批准了 802.3 z 和包含在 802.3 内的标准。 1000 BASE-X 是在光纤介质中的规格为千兆以太网。潜在的技术本身并不是新的,因为这是基于光纤通道的 ANSI 标准(ANSI X3T11)。1000 BASE-X 有三种媒介类型:1000 BASE-SX,1000 BASE-LX,1000 BASE-CX。1000 BASE-SX 是最常见的和最便宜的媒介,使用标准的多模光纤。低成本并不是没有缺点,1000 BASE-SX 的最大距离为 220米(相比全双工的 100 BASE-FX 为 2 公里)。1000 BASE-LX 一般利用单模光纤，可以跨越的距离为 5 公里。1000 BASE-CX 是一个奇特的三层介质类型。这是一个需要铜基屏蔽双绞线电缆的解决方案。连接器是不熟悉的 RJ-45 10/100/1000BASE-T。相反,你要么是使用使 DB-9 或 HSSDC 来终止连接双绞线。由于受它的接线壁橱补丁的限制，1000 BASE-CX 可以跨越的长度为 25 米,。1000 BASE-CX 并不都是很常见的,因为 1000BASE-T 提供相同的功能为价格的一小部分,四倍的电缆长度,使用标准的四条双绞线,5 级的布线。总结以太网已经发展到支持用户和网络管理员的需求的新要求。在同一个范围内，它继续发展到超越千兆以太网与它的下一个迭代的 10 千兆以太网。表 1 - 3 给出的以太网的拓扑结构和他们的家庭媒体类型。在网络化的今天每一个网络拓扑的地方,取决于诸如成本，所需的数据传输速率，距离和现有的电缆厂。有线以太网表明,向后兼容性允许新的拓扑结构的繁荣并发展,并成为公认的标准。山东建筑大学毕业设计外文文献及译文7表 1 - 3.乙太网拓扑的总结拓扑数据率(兆比特) 媒介 最大媒介传输距离 (米)10BASE510 粗同轴电缆 48510BASE210 细 RG-58同轴电缆 18510BASE-T10 非屏蔽双绞线 10010BASE-FL10 双路多模光纤 2000100BASE-TX100 非屏蔽双绞线 100100BASE-FX100 双路多模光纤 20001000BASE-T1000 非屏蔽双绞线 1001000BASE-CX1000 屏蔽双绞线 251000BASE-SX1000 双路多模光纤 200山东建筑大学毕业设计外文文献及译文81000BASE-LX1000 双路单模光纤 10,000第二章 802.11 无线局域网本章涵盖下列主题:概述无线局域网(WLAN) 的拓扑结构802.11 的介质存取机制802.11 MAC 层操作802.11 帧格式802.11 无线局域网正遍布网络部署中，主要是因为它们很容易实现且使用方便。从用户的角度来说,他们功能和执行完全像共享式以太网局域网。具有讽刺意味的是,802.11 的构建也很简单。相对于其他可控制的有线以太网媒介来说，不可控媒介面临的挑战是更为复杂的802.11 MAC 必须发动存取机制,允许公平进入介质。802.11 站点不具备去感知作为有线以太网站基础的多重存取、载波监听/ 冲突检测(CSMA / CD)的能力。作为结果,具有更强的鲁棒性和可扩展性的 MAC 需要支持最小化开销的媒介接入。本章提供了一个 802.11 基本访问机制的概述。无线局域网拓扑结构的概述802.11 网络在设计上具有灵活性。你可以有三种类型的无线局域网拓扑结构的选择。山东建筑大学毕业设计外文文献及译文9拓扑：独立的基本服务集(IBSSs)基本服务集(BSSs)扩展服务集(ESSs)一个逻辑分组配套设备的服务集合。无线局域网通过广播一个穿过无线射频(RF) 载体的信号来提供网络。接收站可容纳一定范围内大量的发射器。变送器使用一个序集标识符(SSID)的服务来进行它的传输。接收者使用 SSID 过滤通过接收得到的信号和定位一个它想听到的信号。特例/ IBSS一个特例或独立的基本服务的集合(IBSS)网络是被创造的,每个客户的设备在不使用一个存取点时是一种独立的网络形式。这些网络不涉及任何事前准备或场地勘察,所以他们都很小,无论什么样的需要被共享的信息都必须持续足够长的时间来进行通信。不同于 ESS 的案例,顾客直接连接到对方 ,创造唯一一个没有接口的基站子系统来诊断有线局域网(即连接 BSS 来创建一个基站子系统时没有必要的分配制度)。在一个 IBSS 中没有限制装置数量的标准。但由于每一个设备是一位用户，在通常情况下因为隐藏的节点的问题 IBSS 的某些成员不能互相通信。尽管如此,在某个 IBSS 中却没有一个转播功能的机制。因为在一个 IBSS 中没有接入点，时间以一种分布式的方式被控制。客户端启动 IBSS，设置信号的区间来创建一个灯塔信号通信次数装置(TBTT) 。当灯塔信号标志通信到达时,在 IBSS 每一位客户需要进行下列步骤 :从以前的 TBTT 暂停任何尚未发生后退的定时器。确定一个新的随机延迟如果一个信号在随机延迟结束之前到达，重新开始暂停退避定时器。如果随机延迟结束之前没有提前到达的信号,发送一个信号,恢复暂停退避定时器。你可以看到,维护信号时机是分布在自组网中的,而不是由一个 AP 或一个用户自身拥有的。因为这通常是内在隐藏节点的问题,从不同的客户端多路信号被传送到信号区间是可能的,因此一些客户可以接受多个信号。然而,这在标准中是被允许的，它不应该引起任何问题,因为用户仅仅找寻相对自己的随机计时器的山东建筑大学毕业设计外文文献及译文10第一路信号的接收。信号的嵌入是定时器的一个同步功能(TSF)。每一位客户将信号中的同步功能与自己的定时器进行对比,如果收到的值是更大的,这意味着时钟在传输站是跑得更快的,它会针对收到的值来更新计时器。自始至终自组网中的用户随着最快的定时器更新定时，这有长远的影响。在一个大型分布式自组网中许多的客户不能直接通信,它可能会为分布式定时花费一些时间。802.11 的介质存取机制第一章,“以太网技术,描述以 CSMA / CD 为媒介、存取机制以 802.3 为基础的以太网络。以 802.3 为基础的无线局域网使用与被称为载波监听、多重存取和碰撞避免(CSMA / CA)类似的机制。CSMA / CA 是一个先听后说(LBT) 的机制。发送站监听作为载波信号的媒介并等待直到载波通道在传送之前可利用为止。有线以太网能够在媒介中监听碰撞。在电缆中两个基站同时进行信号传输会增强信号的强度,标志基站传输时有冲突发生。802.11 无线基站不具备这个能力。802.11 存取机制必须尽一切努力来避免完全的碰撞。CSMA / CA 的概述第一章 CSMA / CD 与电话电话会议的比较。每个参与者需要等待其他人停止说话时才能讲话。一旦线路是安静的,参与者可以尝试说话。如果两个参与者同时开口讲话,他们必须停下来,再试一次。CSMA / CA 比 CSMA / CD 是更有序的。使用相同的电话电话会议进行类比,你做些改变的情况是这样的:在一个参与者说话之前,她必须讲明她说计划讲多久的话。这个说明给任何潜在的说话者的一个主意,即在他们有机会说话之前要等待多长时间。直到发言人宣布前面的一位说话持续的时间已经结束之前参加者不能说话。山东建筑大学毕业设计外文文献及译文11参与者正在说话的时候自己的声音是否被听到他们都不知道,除非当他们做演讲时收到演讲的确认。如果两个参与者在同一时间开始他们的演讲,他们都没有意识到他们正在对彼此说话。说话者在讲话时彼此确定了对方,因为他们没有接收他们的声音被听到的确认。参与者等待一个随机的时间来尝试再次讲话,他们应该没有收到他们演讲的确认。正如你所看到的,CSMA / CA 比之 CSMA / CD 有着更严格的规则。这些规则有助于避免碰撞。这种避免是无线网路的关键,因为没有明确的碰撞检测机制。当变送器没有收到一个预期的确认时 CSMA / CA 暗示检测到碰撞。非标准设备虽然前面章节讲述了 802.11 标准的基础设备怎样接入无线媒介,本节讨论802.11 标准范围之外的装置的衰落。这些设备使用一种违反或延长一个地区的标准技术的 802.11 技术,并且可能被证明在您的网络是有用的。考虑到的具体的设备是转发器 APs环球客户(工作组桥接器)无线桥接器尽管每一个这些网络设备提供了有用的网络工具，但你应该记住他们目前还没有被定义在 802.11 标准中,而且也没有保证可操作性，因为不同的供应商可能定义不同的机制来实现这些工具。为了你的网络的可靠性，你应该选择使用这些工具,你应该确保他们只连接到相同的装置或设备供应商，以确保供应商的互操作性。更像是一个有线中继器，一个无线接收器只是转播无线接口上接收的所有数据包，转播发生在与接收相同的信道内。中继 AP 受到基站子系统和碰撞网域的影响。尽管它可能是一个有效的工具,你也要小心使用它;重叠的广播域能有山东建筑大学毕业设计外文文献及译文12效减少你的吞吐量的一半，因为原始 AP 也能感受到重传输。由于中继器 APs连锁反应的影响这些问题可能变得更加恶化。此外,中继器 AP 的使用可能会限制你利用客户提供延伸，使他们能通过中继器 APs 支持解决和运行服务。尽管有这些限制，你很有可能会发现在您的网络中有支持 APs 中继器的应用程序。总结就像在这一章给我们展现的，802.11 MAC 层比之 802.3 MAC 层更为复杂。在媒介存取领域无线媒介提出了新的挑战，作为结果，你需要一个具有更强鲁棒性的 MAC 层。这一章给了你一个很好的了解基本的 MAC 层操作的机会。作为您的进展，通过这本书，你应该能够理解更复杂的 802.11 MAC 层的问题，比如 MAC 层的安全性、Qos 或信道接入的先后次序和流动性。在后续章节中这些主题涵盖非常详细，并充分利用本章所包含的信息。