毕业设计WLAN关键技术及构建
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WLAN网络的关键技术及构建 (6)
摘要: (6)
ABSTRACT: (7)
1.引言 (8)
2.无线局域网概述 (9)
2.1无线局域网的发展简介 (9)
2.1.1无线局域网的特点: (9)
2.1.2 无线局域网的发展趋势 (11)
2.2无线局域网的协议标准 (11)
2.2.1 无线网络逻辑结构 (11)
2.2 .2HiperLAN协议体系 (14)
2.2.3蓝牙BT(Blue Tooth)协议体系 (16)
3无线局域网的组成原理及构建 (17)
3.1无线局域网组成 (17)
3.1.1无线局域网的组成结构 (17)
3.1.2 分布式系统DS (Distribution System) (18)
3.1.3无线局域网的拓扑结构 (19)
3.1.4站点连接和漫游过程分析 (22)
3.2无线局域网的构建 (23)
3.2.1 无线局域网的设备 (23)
3.2.2无线局域网的构建 (24)
4无线局域网关键技术 (27)
4.1传输方式 (27)
4.2调制技术 (27)
4.2.1直接序列扩频 (27)
4.2.2 跳频 (28)
4.3传输技术 (29)
4.4保密技术 (30)
4.4.1 运用扩展服务集标识号(ESSID) (30)
4.4.2 MAC地址过滤 (30)
4.4.3 数据加密 (31)
4.4.4其它安全措施 (31)
53G和WLAN (32)
5.13G的简介 (32)
5.23G和WLAN的区别 (33)
5.33G中的WLAN分流技术 (34)
5.3.1 移动IP策略 (35)
5.3.2网关策略 (35)
5.3.3竞争策略 (36)
结论: (38)
致谢 (39)
参考资料: (40)
WLAN网络的关键技术及构建
摘要:
文主要介绍WLAN关键技术及构建,随着3G时代的到来,用户对数据业务需求越来越迫切,WLAN可以很便捷的接入到网络设备,它已经走向校园,提供给我们可移动、便捷的数据业务享受。
可以预见不久的将来WLAN 技术将是我们接入骨干网的主要途径,也是最方便实现可移动及大规模数据业务的服务的主要手段。
信息技术的飞速发展,使得人们对网络通信的需求也随之不断提高,希望打破不同地域或者客观条件的限制,实现“任何人(Whoever)在任何时候(Whenever)的任何地方(Wherever)与任何人(Whomever)进行任何方式(Whatever)的通信的目标”。
无线局域网掀起了移动计算的新浪潮,在享受未来的便捷式数据通信将起到是人重要的作用。
关键字:无线局域网IEEE802.11 拓扑3G 协议
ABSTRACT:
This paper describes the WLAN key technologies and build. With the arrival of the 3G era, more and more urgent demand for data services, the WLAN can be very convenient access to network devices, it has been toward the campus, provide us with a removable, convenient data services to enjoy. It can be foreseen in the near future WLAN technology will be the main way to access the backbone network, but also the most convenient to achieve the primary means of mobile and large-scale data business services
Key Words:WLAN IEEE802.11 Topology 3G Protocol
1.引言
近年来,无线局域网得到了长足的发展。
移动通信也进一步发展,特别是3G网络及业务的推出,WLAN的发展呈现出新的的契机。
无线宽带市场也得到了很好的培育,广大用户已经开始希望摆脱线缆的束缚,庞大的移动宽带用户需求,特别是高带宽的用户需求,使得WLAN系统更加具有了存在的价值。
WLAN 网络本身能力的进一步提高,各方面应用及场景解决方案日益成熟,各种业务应用类型更加丰富,方便的业务应用使得用户的体验更加满意。
目前,运营商对WLAN的投入还是比较有限的。
这主要是由WLAN现在发展中遇到的问题决定的。
如果能逐步解决目前所面临的这些问题,WLAN必然会很快迈入高速发展的轨道。
WLAN是利用无线技术在空中传输数据、语音和视频信号的无线局域网,随着用户对移动宽带的需求日益强烈,数据流量激增,导致3G宏网络信道资源严重不足,影响网络的服务质量。
课题研究WLAN网络关键技术及如何构建WLAN网络,在此基础上,结合WLAN和3G技术的特点,探究WLAN对3G 业务的分流的方法。
实现3G网络的优化。
2.无线局域网概述
2.1 无线局域网的发展简介
WLAN全称为:Wireless Local Area Networks,中文解释为:无线局域网络。
WLAN的技术基础是源于802.11x协议标准,该标准也是Wi-Fi的技术基础,因此WLAN技术也被别称为Wi-Fi。
无线局域网可以定义为,使用射频(RF,Radio Frequency)、微波(Microwave)或红外线(Infared),在一个有限地域范围内互连设备的通信系统。
该技术的出现绝不是用来取代有线局域网,而是用来弥补有线局域网的不足,以达到网络延伸的目的,实现无线、无距离限制的通畅网络。
1997年,IEEE通过了802.11无线局域网标准,该标准中规定的最高传输速率达2Mbit/s。
1999年,IEEE通过了最高速率可达11Mbit/s的802.11b无线局域网标准,从此无线局域网才在市场上进一步发展,目前IEEE802.llb己成为市场主流,能够满足普通的数据传输,但要想实现无线多媒体传输它的速度就显得不够,基于此IEEE推出802-la,ETSI推出HIPERLANZ。
802.1la标准扩充了IEEE802.11b的物理层,频带为8G,采用QPSK调制方式,传输速率为6-54Mbit/S。
HIPERLANZ采用面向连接的无线A TM技术,支持54Mbit/s的传输速率。
2001年IEEE802.11小组通过了802.119标准,此标准在2.4G频带上实现54Mbit/S的传输速率,它的推出对无线局域网的发展起到很大的推动作用。
在几年内802.1ld、802.1le、802.1If、802.11h、802.11i、802.11j、802.11n等出台以适应不同形势的需要。
2.1.1 无线局域网的特点:
优点:
1)移动性(Mobility)无线局域网是利用无线电波接收和发送数据线缆介质型局域区域网络,通信范围不再接受环境条件的限制,这样就拓宽了网络传输的地理范围。
它是对有线组网方式的充和扩展,实现了网络内终端的便携性和可移动性。
2)灵活性(Flexibility)安装容易,使用便捷,组网灵活,无线局域网可以将网络连接到线缆无法连接的地方,并可方便的增减、移动和修改设备。
无线局域网的组网方式灵活多样,可以通过基础结构(Infrastructure)接入骨干网络(Backbone),也可以自组网(Ad Hoc);可以组成单区网或者多区网,还可以在不同网间进行移动。
3)可伸缩性(Scalability)在适当的位置放置或添加接入点(Access Point,AP)或扩展点(Extend Point,EP),就可以满足扩展组网的需要。
4) 经济性(Saving)无线局域网科用于物理布线困难或不适合物理布线的地方,如危险区或古建筑等场合,节省缆线及其附件费用;省去布线工序,可以快速组
网,可以节省人员费用,并能将网络快速投入使用提高经济效益;对于临时需要网络的地方,无线局域网可以低成本快速实现;对于需要频繁重新布线或更换地方的场合,无线局域网可以节省长期费用。
5) 可以实现安全(Safety)内部网不允许任何来自内网和外部网的威胁。
WEP 的配置为手工设置到AP和无线网卡中,管理员需要将密码通知给所有的使用用户,实现密钥共享
缺点:
1)可靠性(Reliability)有线局域网的信道误比特率可优于,这样就保障
了信道的可靠性和稳定性。
无线局域网采用无线信道进行通信,而无线信道是一个不可靠信道,存在着各种各样的干扰和噪声,从而引起信号的衰减和误码,进而导致网络吞吐性能的下降和不稳定。
2)带宽和系统容量由于频率资源有限,无线局域网的带宽远小于有线网的带宽。
由于信道数有限,即使可以复用,无线局域网的系统容量通常也要比有线网容量小。
因此无线局域网的一个重要发展方向就是提高系统的传输带宽和容量。
3)兼容性(Compatibility)与共存性(Coexistence)兼容性包括多个方面:无线局域网要兼容现有的有线局域网;兼容现有的网络操作系统和网络软件;多种无线网标准的兼容,如IEEE 802.11b对IEEE 802.11的兼容,IEEE 802.11g对IEEE 802.11b的兼容;不同厂商无线设备之间的兼容。
共存性也包括多个方面:同一频段的不同制式或无线标准的共存,如2.4GHz频段的WLAN和蓝牙的系统的共存;不同频段,不同制式,不同标准无线网的共存(多模共存),如2.4GHz 频段的WLAN和5.8GHz频段的WLAN共存。
4)覆盖范围无线局域网的低功率和高频率限制其覆盖范围。
为了扩大其覆盖范围,需要引入蜂窝网或微蜂窝网的网络结构,或者通过中继与桥接等其他措施来实现。
5)干扰外界干扰可对无线信道和无线局域网设备形成干扰,无线局域网系统内部也会形成自干扰;同时,无线局域网系统还会干扰其他的无线局域网系统。
因此,在无线局域网设计时,要综合考虑电磁兼容性性能和抗干扰性能,并采用相应的措施。
6)安全性本质上无线电波不要求建立物理的连接通道,无线信号是发散的。
很容易监听到无线电广播范围内的所有无线信号,造成通信信息的泄漏,有很多的安全措施要加强。
同时大功率的无线信号多人体有害的。
7)节能管理由于无线局域网的终端设备是大多是便携设备,如笔记本,手机等,为了延长设备的供电时间,网络应该具有节能管理的功能。
8)多业务与多媒体无线局域网主要面向数据业务,对于语音业务、图像业务适应性很差,需要开发新技术来满足用户的需要。
9)无线局域网虽然支持站的移动,但大范围的移动机制还是不够完善,也不能支持高速移动。
小范围移动,性能会有影响(主要是地形,建筑群)。
2.1.2 无线局域网的发展趋势
无局域网有很多局限性,前面几代无线局域网的发展,主要体现在带宽和传输速率上。
从标准上看主要实在物理层的改进或扩充方面,如IEEE802.11最大传输速率为1到2Mb/s,可采用红外线方式、直接序列扩频或调频方式;IEEE802.11b的最大传输速率由11Mb/s,采用直接序列扩频方式,并与IEEE802.11兼容;IEEE802.11a、IEEE802.11g及HiperLAN2 最大传输速率可达54Mb/s。
在克服无线局域网其它局限性方面也做了相应的完善和发展,主要体现在各种草案上。
更先进的无线局域网研究范围、目标及发展趋势:①宽带(高速)化,②(快速)移动性支持,③多媒体(QoS)保证,④安全性,⑤可靠性,⑥小型化,⑦大覆盖,⑧节能,⑨经济性。
2.2 无线局域网的协议标准
2.2.1 无线网络逻辑结构
完整的无线网络包括自上而下的各个层次,但无线网络仅仅工作在OSI/RM的下三层,即通信子网层,如图2-6所示。
无线调制解调器(Modem)或无线电台只具备物理层功能;WLAN可以包括物理层和数据链路层的功能,只有WW AN才具备网络层功能。
终端用户A终端用户B
图2-6 无线网络逻辑结构
IEEE 802.11x无线局域网协议
IEEE802.11系列标准协议体系结构如图2-7所示。
LLC层与其它IEEE 802局域网一样并用,而MAC子层为多种物理层标准所共用,IEEE 802.11MAC子层支持的物理层有以下几种:
图2-7 IEEE 802.11 协议体系
①IEEE 802.11 跳频(Frequency Hopping Spread Spectrum, FHSS) 物理层,在
2.4GHz频段上提供1-2Mb/s的传输速率。
②IEEE 802.11 直接序列扩频(Direct Sequence Spread Spectrum, DSSS) 物理层,在2.4GHz频段上提供1-2Mb/s的传输速率。
③IEEE 802.11b 物理层,在2.4GHz频段上提供1-11Mb/s的传输速率。
④IEEE 802.11a物理层,在5GHz频段上提供6-54Mb/s的传输速率。
⑤IEEE 802.11g 物理层,在2.4GHz频段上提供54Mb/s的传输速率。
⑥IEEE 802.11b 红外线(IR),提供1-2Mb/s的传输速率。
⑦IEEE 802.11n 物理层将提供108-304Mb/s的传输速率。
其中:
1)IEEE802.11b 标准
该标准采用直接序列扩频技术(DSSS)和伪随机噪声码(PN CODE)技术,实现了抗干扰能力强,带宽高,功率低,几乎对其他系统无干扰。
IEEE802.11b PLCP帧格式:图2-8为长PLCP的PPDU格式,包括高速率PLCP前导码、高速率PLCP头和PSDU。
PLCP前导码包括同步(SYNC)和帧起始定界符(SFD)两个字段。
高速率PLCP头包括信号(SIGNAL)、业务(SERVICE)、长度(LENGTH)和CCITT CRC-16四个字段。
1Mbps DBPSK 图2-8 长PLCP PPDU 格式
2) IEEE802.11a 标准
IEEE802.11a 是美国电机电子工程师协会(IEEE )为了改进其最初推出的无线标准IEEE802.11而推出的无线局域网络协议标准。
是IEEE802.11的有益补充。
802.11a 标准是已在办公室、家庭、宾馆、机场等众多场合得到广泛应用的802.11b(传输速度11M/S)无线局域网标准的后续标准。
802.11a 标准的传输优点是传输速度快,速度可达54Mbps ,完全能满足语音、数据、图像等业务的需要。
缺点是无法与802.11b 兼容,致使一些早已购买802.11b 标准的无线网络设备在新的802.11a 网络中不能用。
在购买设备时要主要不同设备之间是否同时支持一种协议标准。
802.11a 具备更高频宽的特性,适用于处理大量资料,如影音资讯的传递,或使用人数扩增的公众无线传输服务等当然是最主要的选择,但是对于一般上网使用者,采用802.11b 系统即具备足够的速度,再加上其大众化的价格更是吸引人,消费者可依自身的需求与预算来决定应该购买何种商品。
IEEE802.11a 帧格式:图
2-9为OFDM PLCP 的PPDU 帧格式。
包括OFDM PLCP 前导码、OFDM PLCP 报头、尾比特和填充比特。
PLCP 报头由速率(RATE)、长度(LENGTH)、预留比特、奇偶校验比特和服务(SERVICE)字段组成。
PCLP 报头
图2-9 OFDM 的PPDU 帧格式
3) IEEE802.11g 标准
由于11a 和11b 所使用的频带不同,因此互不兼容;虽然有部分厂商推出了
同时配备11a和11b功能的产品,但只能通过切换分网使用,而不能同时使用。
11g是能够兼容11b的,但它同样不兼容11a。
在11g和11b终端混用的场合,11g接入点可以为每个数据包根据不同的对象单独切换不同的调制方式——也就是说以11g调制方式与11g终端通信,以11b方式与11b终端通信。
11g接入点具有这样一种特殊功能:当11g和11b终端混合到一起时,会对11g通信进行控制,以免11b终端产生干扰。
这种功能被称为RTS/CTS(请求发送/清除发送)。
IEEE802.11g接入点一般包括“11b混合模式”和“11g专用模式”两种设置,11g专用模式不使用RTS/CTS功能。
因此,如果在11g网络中只使用11g终端,那么使用11g专用模式就可以提高通信速度。
在IEEE802.11系列标准中,通常把相对复杂的物理层又进一步划分为物理层汇聚过程(PLCP)子层、物理媒介依赖(PMD)子层和物理层管理子层。
PLCP 子层将MAC帧映射到媒体上,主要进行载波侦听的分析和针对不同的物理层形成相应格式的分组。
PMD子层用于识别相关媒体传输的信号所使用的调制和编码技术,完成这些帧的发送。
物理层管理子层为物理层进行信道选择和协调。
MAC层也分为MAC子层和MAC管理子层。
MAC子层负责访问机制的实现和分组的拆分与重组。
MAC管理子层负责ESS散步管理、电源(节能)管理,以及联结过程中的联结、接触联结和重新联结等过程的管理。
此外,IEEE802.11 还定义了一个管理子层,其主要任务是协调物理层和MAC 层之间的交互作用。
2.2 .2 HiperLAN协议体系
IEEE802.11x无线局域网可以认为是美国工业化的代表,它代表的是无线连接的WLAN 标准。
成功的欧洲产业标准的代表是以HiperLAN 为典型的宽带无线接入网(BRAN),它是以无线A TM(W A TM)为基础的面向连接业务的标准。
图2-10为W A TM的协议分层。
A TM适配层(AAL)是一个与业务无关的层,它把各种高层的协议包映射成A TM信元。
A TM论坛定义了5种不同的AAL标准。
其中,LAN应用中最流行的AAL5是最适合W A TM操作的;DLC和MAC 都需要适应无线环境;无线控制层用来协调所有支持无线操作的附加功能。
图2-10W A TM的协议分层
HiperLAN中是WLAN的有两种:HiperLAN和HiperLAN2。
HiperLAN是早期的标准,没有任何实际产品。
HiperLAN2是一种支持QoS控制的先进的WLAN标准,在标准的制定过程中与IEEE802.11进行了密切的合作。
它有3个基本的层:物理层(PHY)、数据链路层(DLC)和会聚层(CL)。
各种会聚层同时工作,把采用不同协议的高层分组映射到DLC层。
DLC层提供AP和移动终端(MT)之间的逻辑连接,还能提供媒体访问的功能和用于连接处理的通信管理功能。
DLC层提供一个逻辑结构把执行不同应用协议的会聚层分组映射到单一的物理层,它包括以下几个子层。
a.MAC协议。
MAC协议用于发送数据时控制对物理媒体的访问,采用动态TDMA/TDD MAC协议。
b.差错控制(BC)协议。
采用可选择重传ARQ的方法,提高无线链路的可靠性。
c.无线链路控制(RLC)协议。
为信令实体提供传输服务,主要处理下面3种功能。
1)联结控制功能(ACF)。
用于身份验证、密钥管理、联结、接触联结和加密种子。
2)无线资源控制(RRC)。
用于管理切换、动态频率选择、移动终端的激活与释放。
省电和功率控制。
3)DLC连接控制(DCC)。
用于建立和释放用户连接、多点传送和广播。
HiperLAN2的协议体系如图2-11所示:
图2-11HiperLAN2的协议体系
2.2.3 蓝牙BT(Blue Tooth)协议体系
整个蓝牙协议体系可以分为底层硬件模块、中间协议层和高端应用层三大部分,如图2-12所示。
链路管理层(LM)、基带层(BB)和蓝牙射频(BTRF)构成蓝牙底层协议模块。
BTRF层通过2.4GHz无需授权的ISM频段,实现数据为流的过滤和传输,它主要定义蓝牙收发器定义的要求。
BB层负责跳频和蓝牙数据及信息帧的传输。
LM建立和拆除以及链路的安全和控制,他们为上层软件模块提供了不同的访问入口,但是两个模块之间的消息和数据传递必须通过蓝牙主机控制器接口(HCI)的解释才能进行。
也就是说,HCI是蓝牙协议中硬件之间飞接口,它提供一个调用下层BB、LM、状态和控制寄存器等硬件的统一命令接口。
HCI 协议以上的协议软件实体运行在主机上,而HCI以下功能由蓝牙设备完成,二者之间通过传输层进行交互。
中间协议层包括逻辑链路控制协议和适配协(L2CAP)、服务发现协议(SDP)、串口方针协议(RFCOMM)和电话控制协议(TCS). L2CAP完成数据封装、服务质量控制、协议复用和组提取等功能,是其他上层协议实现的基础,因此也是蓝牙协议站的核心成分。
SDP为上层应用提供一种机制来发现网络中可用的服务及特性。
RFCOMM依据ETSI的标准TS07.10在L2CAP上仿真9针RS-232串口的功能。
TCS提供蓝牙设备间语音和数据的控制信令。
在蓝牙协议栈的最上部是高端应用层,它对应于各种应用模型的剖面,是剖面的一部分,目前定义了13种剖面。
图2-12 蓝牙协议栈
3 无线局域网的组成原理及构建
3.1 无线局域网组成
3.1.1 无线局域网的组成结构
无线局域网的物理结构组成或物理结构如图3-1所示,由(Station ,STA)、无线介质(Wireless Medium, WM)、基站(Base Station, BS)、或接入点(Access Point, AP)、和分布式系统(Distribution System, DS)等几部分组成。
分布式系统
站
站图3-1无线局域网的物理结构
站(STA)
站又称主机(Host)或者终端(Terminal),是网络的最基本的组成单元。
网络就是站之间数据的传输,它是具有无线接口的网络设备,包括以下几个部分:
1)终端用户设备
终端用户设备是站与用户的重要交互设备。
这些终端设备可以是台式计算机、便携式计算机和掌上电脑等,也可以是其他中端智能设备。
,如PDA等。
2) 无线网络接口
无线网络接口是站的重要组成部分,它负责处理从终端用户设备到无线介质间的数字通信,一般是采用调制技术和通信协议的无线网络适配器(无线网卡)或调制解调器(Modem)。
无线网络接口与终端用户设备之间通过计算机总线(如PCI)或接口(如USB)等相连,并由相应的软件驱动程序提供客户应用设备或网络操作系统与无线网络接口之间的联系。
常用的驱动程序标准有NDIS(网络驱动程序接口标准)和ODI(开放数据链路接口)等。
3)网络软件
网络操作系统、网络通信协议等网络软件运行于无线网络的不同设备上。
客户端的网络软件运行在终端用户设备上,它负责完成用户向本地设备软件发出命令,并将用户接入无线网络。
当然,对无线局域网的网络软件有其特殊的要求。
无线局域网中的站是可以移动的,因此通常也称为移动主机或移动终端。
如果从
站的移动性来分,无线局域网中的站可分为三类:固定站、半移动站和移动站,见表2-1:
无线局域网中的站之间可以直接相互通信,也可以通过基站或接入点进行通信,在无线局域网中,站之间的通信距离由于天线的辐射能力有限和应用环境的不同而受到限制。
无线接入点
无线接入点类似蜂窝结构中的基站,是无线局域网的重要组成单元。
无线接入点是一种特殊的站,它通常处于基本服务区(BSA)的中心,固定不动。
其基本功能有以下几种:
1)作为接入点,完成其他非AP的站对分布式系统的接入访问和同一基本业务组(BSS)中的不同站间的通信联结。
2)作为无线网络和分布式系统的桥结点完成无线局域网与分布式系统间的桥接功能。
3)作为BSS的控制中心完成对其他非AP的站的控制和管理。
无线接入点是具有无线网络接口的网络设备,至少要包括一下几部分:
a.与分布式系统的接口(至少一个)。
b.无线网络接口(至少一个)和相关软件。
c.桥接软件、接入控制软件、管理软件等AP软件和网络软件。
无线接入点也可以作为普通站使用,成为AP Client。
WLAN中的接入点也可以使各种类型的,如IP型的和无线A TM型的。
无线A TM型的接入点与A TM 交换机的几口为移动网络与网络接口(MNNI)。
3.1.2 分布式系统DS (Distribution System)
一个BSA所能覆盖的区域受到环境和主机收发信机特性的限制。
为了覆盖更大的区域,我们就需要把多个BSA 通过分布式的系统连接起来,形成一个扩展业务区(Extended Service Set,ESS)。
如图3-2
图3-2 无线分布式系统
分布式系统是用来连接不同BSA的通信信道,称为分布式系统信道(Distribution System Medium,DSM)。
DSM可以是有线信道,也可以是频段多变的无线信道。
这样在组织无线局域网时就有了足够的灵活性。
在多数情况下,有线DS系统与骨干网都采用有线局域网(如IEEE802.3)。
而无线分布式系统(Wireless Distribution System,WDS)可通过AP间的无线通信(通常为无线网桥)取代有线电缆来实现不同BSS的连接。
分布式系统通过入口(Portal)与骨干网相连。
从无线局域网发往骨干网(通常是有线局域网,如IEEE802.3)的数据都必须经过Portal;反之亦然。
这样就通过Portal 把无线局域网和骨干网连接起来了。
像现有的能连接不同拓扑结构有线局域网的有线网桥一样,Portal必须能够识别无线局域网的帧、DS上的帧、骨干网的帧,并且能互相转换。
Portal 是一个逻辑的接入点,它既可以是一个单一的设备(如网桥、路由器或网关等),也可以和AP 共存于同一设备中。
在目前的设计中,Portal和AP大都集成在一起,而DS与骨干网一般是同一个有线局域网。
3.1.3 无线局域网的拓扑结构
点对点拓扑
点对点模式又称为自组织网络,它是WLAN的一种特殊结构体系,属无中心拓扑结构。
它由无线工作站组成,用于一台无线工作站和另一台或多台其它无线工作站的直接通讯,没有中心基站,在有限的范围内实现了多个移动工作站互联。
这种网络也被称为移动自组网,它为移动通信网络提供了一种灵活的组网方式。
该网络无法接入到有线网络中,只能独立使用。
无需AP,安全由各个客户端自行维护。
点对点模式组网灵活、快捷,可广泛应用于临时移动的通信环境,如发生自然灾害、事故后的应急移动通信、军事通信等。
采用这种无中心拓扑结构的缺点是当网中用户数过多时,信道竞争会严重影响网络性能。
另外,这种网络中传送的路由信息随着用户数的增加而快速上升,严重时路由信息可能占有效通信信号的大部分。
因此,对高服务质量(QOS)业务的传输,必须采用特别的路由控制技术。
分布对等式中的一个节点必须能同时“看”到网络中的其他节点,否则就认为网络中断,因此对等网络只能用于少数用户的组网环境。
如图3-3:
图3-3 点对点工作模式
组建这种无线网络很简单,只要在无线工作站上安装无线网卡,并将其工作模式配置成Ad-hoc即可。
组建自组织网络不需要增添任何网络基础设施,仅需要移动节点及配置一种普通的协议。
在这种拓扑结构中,不需要有中央控制器的协调。
因此,自组织网络使用非集中式的MAC协议,例如CSMA/CA。
在这种结构的局域网中,一个基站会自动设置为初始站,对网络进行初始化,使所有同域的基站成为一个局域网,并且设定基站协作功能,允许有多个基站同时发送信息。
这样在MAC帧中,就同时有有源地址、目的地址和初始站地址。
在目前,这种模式采用了NetBEUI协议,不支持TCP/IP。
基础架构模式
基础结构模式由无线接入点(AP)、无线工作站(STA)以及分布式系统(DSS)构成,覆盖的区域称为基本服务集。
无线接入点也称为无线AP,用于在无线工作站和有线网络之间接收、缓存和转发数据,所有的无线通讯都经过AP完成,所以也称为有中心拓扑结构。
无线接入点AP通常能够覆盖几十至几百个用户,覆盖半径达上百米。
AP 可以连接到有线网络,实现无线网络和有线网络的互联。
无线工作站与无线接入点关联采用AP的基本服务区标识符(BSSID),在802.11中,BSSID是AP的MAC地址。
基础结构网络虽然也会使用非集中式MAC协议,如基于竞争的802.11协议可以用于基础结构的拓扑结构中,但大多数基础结构网络都使用集中式MAC 协议,如轮询机制。
由于大多数的协议过程都由接入点执行,移动节点只需要执行一小部分的功能,所以其复杂性大大降低。
但有中心网络拓扑结构的弱点是抗摧毁性差,接入点AP的故障容易导致整个网络瘫痪。
基础结构模式的组网形式如图3-4:。