無線局域網(wǎng)及應(yīng)用
無線局域網(wǎng)及應(yīng)用
隨著人們生活和工作方式的轉(zhuǎn)變，生活工作地點的移動也越來越頻繁，因此移動電話、筆記本電腦、PDA等移動設(shè)備大行其道。另外人們對網(wǎng)絡(luò)的依賴越來越強，現(xiàn)如今局域網(wǎng)越來越普及，不僅各公司、企業(yè)、事業(yè)單位建立了局域網(wǎng)，許多辦公室、家庭里面的小型局域網(wǎng)也紛紛出現(xiàn)，建立一個局域網(wǎng)已經(jīng)不是一個很專業(yè)的事情了--自己買一些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如網(wǎng)卡、HUB或交換機什么的，像攢電腦一樣，一個局域網(wǎng)就建成了。但其中也存在一些問題，比如布線就是其中最麻煩的。如果建筑物中沒有預(yù)留線路，你就要從設(shè)計線路的走向開始，開挖布線槽，鋪設(shè)線路，調(diào)試……花費很多人力財力不說，光時間就至少要花個把月的。在布線完成以后，進行維護也不是件簡單的事；如果遇上搬家、擴容或者有什么比較大的改變，那可就更要大大地費時、費力了。至于移動辦公，在這種網(wǎng)絡(luò)環(huán)境里幾乎不可能。傳統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)越來越不能滿足人們對移動和網(wǎng)絡(luò)的需求，無線局域網(wǎng)應(yīng)運而生。雖然如今無線局域網(wǎng)還不能完全脫離有線網(wǎng)絡(luò)，但近年來，無線局域網(wǎng)產(chǎn)品逐漸走向成熟，正在以它的高速傳輸能力和靈活性發(fā)揮日益重要的作用。
什么是無線局域網(wǎng)
無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network，縮寫為"WLAN")是計算機網(wǎng)絡(luò)與無線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。從專業(yè)角度講，無線局域網(wǎng)利用了無線多址信道的一種有效方法來支持計算機之間的通信，并為通信的移動化、個性化和多媒體應(yīng)用提供了可能。通俗地說，無線局域網(wǎng)就是在不采用傳統(tǒng)纜線的同時，提供以太網(wǎng)或者令牌網(wǎng)絡(luò)的功能。
在同一建筑物之內(nèi)，無線局域網(wǎng)使得信息交換、協(xié)作無論在線或者移動狀態(tài)下都能進行。只要在筆記本或PC上安裝PC Card適配器，用戶就能夠在無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)內(nèi)自由移動而保持與網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)結(jié)。將無線局域網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到臺式機系統(tǒng)，則具有傳統(tǒng)局域網(wǎng)無法比擬的靈活性。桌面用戶能夠安放在纜線所無法到達的地方，臺式機的位置能夠隨時隨地進行變換。
按與有線局域網(wǎng)的關(guān)系，無線局域網(wǎng)分為獨立式和非獨立式兩種。獨立式無線局域網(wǎng)指整個網(wǎng)絡(luò)都使用無線通信的無線局域網(wǎng)，非獨立式無線局域網(wǎng)指局域網(wǎng)中無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與有線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備相結(jié)合使用的局域網(wǎng)。目前非獨立式無線局域網(wǎng)居于無線局域網(wǎng)的主流，在有線局域網(wǎng)的基礎(chǔ)上通過無線訪問節(jié)點、無線網(wǎng)橋、無線網(wǎng)卡等設(shè)備使無線通信得以實現(xiàn)，其本身還要依賴于有線局域網(wǎng)，是有線局域網(wǎng)的擴展和補充，而不是有線局域網(wǎng)的替代產(chǎn)品。非獨立式無線局域網(wǎng)的拓撲圖如圖1所示。
圖1中，帶有無線網(wǎng)卡的電腦與接入點(Access Point，簡稱"AP")實現(xiàn)無線通信，訪問點通過線纜與網(wǎng)絡(luò)的其他部分相連接。一個接入點覆蓋的半徑在35~100米之間，實際連接距離和速度視環(huán)境有無障礙物而定。
什么情形需要無線局域網(wǎng)絡(luò)
無線局域網(wǎng)絡(luò)絕不是用來取代有線局域網(wǎng)絡(luò)，而是用來彌補有線局域網(wǎng)絡(luò)之不足，以達到網(wǎng)絡(luò)延伸之目的，現(xiàn)在有線局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得比較完善，但是什么情形需要使用無線局域網(wǎng)呢？因為無線局域網(wǎng)無線的特性具有常規(guī)網(wǎng)絡(luò)無可比擬的優(yōu)點。下面就是無線局域網(wǎng)大顯身手的幾種場合。
移動辦公
有了無線局域網(wǎng)，你就可以充分享受無線的自由：到辦公室后，打開自己的筆記本電腦，就可以擺脫煩人的雙絞線，在公司內(nèi)自由移動辦公了。而且，如果你來到分公司，如果他們也有無線局域網(wǎng)，你也可以直接聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)，再也不用為找一個臨時座位和雙絞線而發(fā)愁了。
會議
會場布置過程中最令人頭痛的就是網(wǎng)絡(luò)布線，因為演示者很可能需要聯(lián)入網(wǎng)絡(luò)環(huán)境才能得心應(yīng)手。如果拉雙絞線到會場，則會非常麻煩，既不美觀，也不方便，還存在來往人員被線纜絆倒或?qū)⒕�纜損壞的可能。此時，如果在會場附近架設(shè)無線局域網(wǎng)，使無線局域網(wǎng)覆蓋會場，筆記本電腦借助無線網(wǎng)卡上網(wǎng)，那么問題就會迎刃而解。
布線困難的場所
地方利用無線局域網(wǎng)進行信息的交流；零售商、空運和航運公司高峰時間所需的額外工作站等。
流動工作者可得到信息的區(qū)域：需要在醫(yī)院、零售商店或辦公室區(qū)域流動時得到信息的醫(yī)生、護士、零售商、白領(lǐng)工作者。
辦公室和家庭辦公室（SOHO）用戶，以及需要方便快捷地安裝小型網(wǎng)絡(luò)的用戶。
目前，無線局域網(wǎng)已經(jīng)在教育、金融、健康、旅館以及零售業(yè)、制造業(yè)等各方面有了廣泛的應(yīng)用。
目前的幾種無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
目前，實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)，有藍牙無線接入技術(shù)、家庭網(wǎng)絡(luò)的HomeRF以及IEEE802.11連接技術(shù)。
藍牙技術(shù)
Bluetooth（藍牙）是一種短距的無線通訊技術(shù)，電子裝置彼此可以透過藍牙而連接起來，傳統(tǒng)的電線在這里就毫無用武之地了。透過芯片上的無線接收器，配有藍牙技術(shù)的電子產(chǎn)品能夠在十米的距離內(nèi)彼此相通，傳輸速度可以達到10M/s。以往紅外線接口的傳輸技術(shù)需要電子裝置在視線之內(nèi)的距離，而現(xiàn)在有了藍牙技術(shù)，這樣的麻煩也可以免除了。不過Bluetooth產(chǎn)品致命的缺陷是任何藍牙產(chǎn)品都離不開Bluetooth芯片、Bluetooth模塊較難生產(chǎn)，Bluetooth難于全面測試。這三點是藍牙產(chǎn)品發(fā)展的瓶頸。
HomeRF技術(shù)
HomeRF是由HomeRF工作組開發(fā)的，是在家庭區(qū)域范圍內(nèi)的任何地方，在PC機和用戶電子設(shè)備之間實現(xiàn)無線數(shù)字通信的開放性工業(yè)標準。作為無線技術(shù)方案，它代替了需要鋪設(shè)昂貴傳輸線的有線家庭網(wǎng)絡(luò)，為網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)備，如筆記本電腦和Internet應(yīng)用提供了漫游功能。HomeRF工作頻段是2.4GHz，支持數(shù)據(jù)和音頻。該協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)是對等網(wǎng)，也就是說，網(wǎng)上的每一個節(jié)點都是西對獨立的，不受中央節(jié)點的控制。因此，任何一個節(jié)點離開網(wǎng)絡(luò)都不會影響到網(wǎng)絡(luò)上其他節(jié)點的正常工作。它的另外一個特點是低功耗，很適合筆記本電腦。
- IEEE802.11
IEEE802.11是IEEE最初制定的一個無線局域網(wǎng)標準，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取，速率最高只能達到2Mb/s。
由于IEEE802.11在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，因此，IEEE小組又相繼推出了IEEE802.11b和IEEE802.11a兩個新標準。三者之間技術(shù)上的主要差別在于MAC子層和物理層。此外還出現(xiàn)了最新802.11g。
本文主要討論以802.11b為基礎(chǔ)的無線局域網(wǎng)。
無線局域網(wǎng)的標準
20世紀90年代初，無線局域網(wǎng)設(shè)備就已經(jīng)出現(xiàn)，但是由于價格、性能、通用性等種種原因，沒有得到廣泛應(yīng)用。IEEE 802.11標準是IEEE(電氣和電子工程師協(xié)會)于1997年制定的一個無線局域網(wǎng)標準，主要用于解決辦公室局域網(wǎng)和校園網(wǎng)中設(shè)備的無線接入，速率最高只能達到2Mbps。由于IEEE 802.11標準在速率和傳輸距離上都不能滿足人們的需要，1999年IEEE小組又相繼推出了IEEE 802.11b和IEEE 802.11a兩個新標準。 由于802.11b和802.11a互不兼容，由802.11b升級到802.11a成本非常高，經(jīng)過長時間的研究, IEEE于近日試驗性的批準了802.11g。
802.11
IEEE 802.11是最初的一個無線局域網(wǎng)標準，用于用戶與用戶終端的無線接入，業(yè)務(wù)主要限于數(shù)據(jù)存取，速率最高為2Mbps。目前，3Com等公司都有該標準的無線網(wǎng)卡。
WLAN的安全性
由于無線局域網(wǎng)采用公共的電磁波作為載體，因此對越權(quán)存取和竊聽的行為也更不容易防備。無線局域網(wǎng)必須考慮的安全要素有三個：信息保密、身份驗證和訪問控制。如果這三個要素都沒有問題了，就不僅能保護傳輸中的信息免受危害，還能保護網(wǎng)絡(luò)和移動設(shè)備免受危害。難就難在如何使用一個簡單易用的解決方案，同時獲得這三個安全要素。影響無線局域網(wǎng)安全的問題主要在以下方面：
數(shù)據(jù)保密。無線LAN網(wǎng)絡(luò)通信安全會受到幾方面的危害，例如傳輸中數(shù)據(jù)被人查看或捕獲，傳輸中數(shù)據(jù)被人改動、重新發(fā)送。
訪問和驗證。每個訪問點形成了通向網(wǎng)絡(luò)的一個新的入口。正因為如此，你會受到下列漏洞的威脅：首先，未授權(quán)實體進入網(wǎng)絡(luò)，瀏覽存放在網(wǎng)絡(luò)上的信息，或者是讓網(wǎng)絡(luò)感染上病毒。其次，未授權(quán)實體進入網(wǎng)絡(luò)，利用該網(wǎng)絡(luò)作為攻擊第三方網(wǎng)絡(luò)的出發(fā)點（致使受危害的網(wǎng)絡(luò)卻被誤認為攻擊始發(fā)者）。第三，入侵者對移動終端發(fā)動攻擊，或為了瀏覽移動終端上的信息，或為了通過受危害的移動設(shè)備訪問網(wǎng)絡(luò)。因此，我們在一開始應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)時，就應(yīng)該充分考慮其安全性。常見的無線網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)有以下幾種：
服務(wù)集標識符（SSID）
通過對多個無線接入點AP設(shè)置不同的SSID，并要求無線工和站出示正確的SSID才能訪問AP，這樣就可以允許不同群組的用戶接入，并對資源訪問的權(quán)限進行區(qū)別限制。這只是一個簡單的口令，只能提供一定的安全；而且如果配置AP向外廣播其SSID，那么安全程度還將下降。
物理地址（MAC）過濾
由于每個無線工作站的網(wǎng)卡都有唯一的物理地址，因此可以在AP中手工維護一組允許訪問的MAC地址列表，實現(xiàn)物理地址過濾。這個方案要求AP中的MAC地址列表必需隨時更新，可擴展性差；而且MAC地址在理論上可以偽造，因此這也是較低級別的授權(quán)認證。
連線對等保密（WEP）
在鏈路層采用RC4對稱加密技術(shù)，用戶的加密金鑰必須與AP的密鑰相同時才能獲準存取網(wǎng)絡(luò)的資源，從而防止非授權(quán)用戶的監(jiān)聽以及非法用戶的訪問。WEP提供了40位（有時也稱為64位）或128位長度的密鑰機制，但是它仍然存在許多缺陷，例如一個服務(wù)區(qū)內(nèi)的所有用戶都共享一個密鑰，一個用戶丟失鑰匙將使整個網(wǎng)絡(luò)不安全。
虛擬專用網(wǎng)絡(luò)（VPN）
VPN是指在一個公共IP網(wǎng)絡(luò)平臺上通過隧道以及加密技術(shù)保證專用數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)安全性，它不屬于802.11標準定義；倡用戶可以借助VPN來抵抗無線網(wǎng)絡(luò)的不安全因素，同時還可以提供Radius的用戶認證以及計費。
端口訪問控制技術(shù)（802.1x）
該技術(shù)也是用于無線局域網(wǎng)的一種增強性網(wǎng)絡(luò)安全解決方案。當(dāng)無線工作站與AP關(guān)聯(lián)后，是否可以使用AP的服務(wù)要取決于802.1x的認證結(jié)果。如果認證通過，則AP為用戶打開這個邏輯端口，否則不允許用戶上網(wǎng)。802.1x除提供端口訪問控制能力之外，還提供基于用戶的認證系統(tǒng)及計費，特別適合于公共無線接入解決方案。
無線局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)
無線局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)可分為兩類：無中心拓撲（對等式拓撲）和有中心拓撲。無中心拓撲的網(wǎng)絡(luò)要求網(wǎng)中任意兩點均可直接通信。采用這種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)一般使用公用廣播信道，而信道接入控制（MAC）協(xié)議多采用載波監(jiān)測多址接入（CSMA）類型的多址接入?yún)f(xié)議。有中心拓撲結(jié)構(gòu)中則要求一個無線站點充當(dāng)中心站，所有站點對網(wǎng)絡(luò)的訪問均由中心站控制。
對于不同局域網(wǎng)的應(yīng)用環(huán)境與需求，無線局域網(wǎng)可采取不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)互連。
網(wǎng)橋連接型：不同的局域網(wǎng)之間互連時，由于物理上的原因，若采取有線方式不方便，則可利用無線網(wǎng)橋的方式實現(xiàn)二者的點對點連接，無線網(wǎng)橋不僅提供二者之間的物理與數(shù)據(jù)鏈路層的連接，還為兩個網(wǎng)的用戶提供較高層的路由與協(xié)議轉(zhuǎn)換。
基站接入型：當(dāng)采用移動蜂窩通信網(wǎng)接入方式組建無線局域網(wǎng)時，各站點之間的通信是通過基站接入、數(shù)據(jù)交換方式來實現(xiàn)互連的。各移動站不僅可以通過交換中心自行組網(wǎng)，還可以通過廣域網(wǎng)與遠地站點組建自己的工作網(wǎng)絡(luò)。
Hub接入型：利用無線Hub可以組建星型結(jié)構(gòu)的無線局域網(wǎng)，具有與有線Hub組網(wǎng)方式相類似的優(yōu)點。在該結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的無線局域網(wǎng)，可采用類似于交換型以太網(wǎng)的工作方式，要求Hub具有簡單的網(wǎng)內(nèi)交換功能。
無中心結(jié)構(gòu)：要求網(wǎng)中任意兩個站點均可直接通信。此結(jié)構(gòu)的無線局域網(wǎng)一般使用公用廣播信道，MAC層采用CSMA類型的多址接入?yún)f(xié)議。
無線局域網(wǎng)中數(shù)據(jù)量和接入點數(shù)量的關(guān)系
零售店環(huán)境
WLAN可以實現(xiàn)商場內(nèi)擺設(shè)的靈活調(diào)整，并使PC和POS機終端和手持條碼掃描器與網(wǎng)絡(luò)隨時相連，由于數(shù)據(jù)傳輸量不大，２Mbps速率完全可以滿足要求。 所以接入點的數(shù)量少，以最低帶寬實現(xiàn)最大覆蓋面積�？蓪崿F(xiàn)2Mbps的最大覆蓋，在屋頂布線比較適宜。布置接入點的示意圖如圖3。
都市頻道應(yīng)用方案
結(jié)束語
無線局域網(wǎng)的技術(shù)和產(chǎn)品在國內(nèi)的實際應(yīng)用領(lǐng)域還是新生事物。 很多人對無線局域網(wǎng)還缺乏基本的了解，認同度就更談不上了。管理者認為，假如企業(yè)要運用無線局域網(wǎng)辦公，那么企業(yè)將不得不為設(shè)備付出昂貴的價格。因為目前無線局域網(wǎng)設(shè)備的價格相對高昂，如果使用無線局域網(wǎng)就意味著還需要大量的無線網(wǎng)橋和無線網(wǎng)卡，這一切都將使企業(yè)為之付出不菲的代價。而且在短時間內(nèi)，企業(yè)很難看見由這些無線局域網(wǎng)設(shè)備投入而帶來的企業(yè)運營成本的降低。無線局域網(wǎng)技術(shù)還有一段路要走，但它會成為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中不可或缺的一支。
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