DGFD
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
利用蓝牙技术能够有效地简化掌上电脑笔记本电脑和移动电话等移动终端设备之间的通信也能够简化以上这些设备与internet之间的通信从而使这些现代通信设备与因特网之间的数据传输变得更加迅速高效为无线通信拓宽道路
网络设备管理
第9章 无线网络设备及其应用
9.1 无线网络概述
1.无线广域网 无线广域网 无线广域网（Wireless Wide Area Network，WWAN）是采用无线网络技术把物理距离极 为分散的局域网连接起来的通信方式。WWAN技术可以使用户通过远程公用网络或专用网络建 立无线网络连接。通过无线服务提供商负责维护的若干天线基站或卫星系统，这些连接可以覆 盖较大的地理范围，从而使分布的局域网互联。无线广域网的结构分为末端系统（两端的用户 集合）和通信系统（中间链路）两部分。IEEE 802.20是WWAN的重要标准，适用于高速移动 环境下的高速率数据传输。 2.无线城域网 无线城域网 无线城域网（Wireless Metropolitan Area Network，WMAN）采用无线技术实现在城区的 多个场所之间创建无线网络连接。WMAN使用无线电波或红外光波传送数据。在许多情况下， 无线城域网可用来代替现有的有线宽带接入，因此，它有时又称为无线本地环路。 IEEE于1999年设立了IEEE 802.16工作组，其主要工作是建立和推进全球统一的无线城域 网技术标准，并于2001年成立了WiMAX论坛组织，2002年4月通过了IEEE 802.16无线城域网 标准。IEEE 802.16工作组是无线城域网标准的制定者，而WiMAX论坛则是IEEE 802.16 技术 的推动者，因而相关无线城域网技术在市场上又被称为WiMAX技术。 WiMAX技术的物理层和媒体访问控制层（MAC）技术基于IEEE 802.16标准，可以在5.86 GHz、3.56 GHz和2.56 GHz这3个频段上运行。WiMAX利用无线发射塔或天线，能提供面向互 联网的高速连接，其接入速率最高达75 Mb/s，最大距离可达50 km，覆盖半径达1.6 km，它可 以替代现有的有线和DSL（Digital Subscriber Line，数字用户线路）连接方式。 WiMAX的优点如下： （1）传输距离远，接入速度高，应用范围广。 （2）不存在瓶颈限制，系统容量大。 （3）能提供广泛的多媒体通信服务。 （4）安全性高。
9.3.1 IEEE 802.11标准 标准
6.IEEE 802.11d IEEE 802.11d在媒体接入控制/链路连接控制(MAC/LLC)层面上进行扩展，对应 IEEE 802.11b标准，解决不能使用2.4GHz频段的国家的信号使用问题。 7.IEEE 802.11e IEEE 802.11e是IEEE为满足服务质量（Quality of Service，QoS）方面的要求而制 定的WLAN标准，在IEEE 802.11 MAC层加入了Qos功能，其中的混合协调（HCF）功 能可以单独使用或综合使用以下两种信道接入机制：一种是基于论点式的，一种是基于 投票式的。 8.IEEE 802.11f IEEE 802.11f是专门针对接入点之间的漫游而制定的协议，它能为接入点支持 802.11分布式系统功能提供必要的交换信息。IEEE 802.11f定义了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是用于IEEE 802.11a的频 谱管理技术，2006年2月它被IEEE批准撤销。 9.IEEE 802.11g IEEE 802.11g是对IEEE 802.11b的改进。IEEE 802.11g接入点支持IEEE 802.11b 和IEEE 802.11g客户端设备。IEEE 802.11g工作在2.4GHz频段，通过采用OFDM技术 可支持高达54Mb/s的数据流，提供的带宽是IEEE 802.11a的1.5 倍，与IEEE 802.11b向 后兼容。
9.2 无线局域网拓扑结构
1.自组织型 自组织型WLAN 自组织型 自组织型WLAN是一种对等模型的网络，它 的建立是为了满足暂时需要的服务。自组织网 络由一组具有无线接口卡的无线终端（如移动 PC）组成，这些无线终端使用相同的工作组名、 扩展服务集标识号和密码以对等的方式相互直 连，在WLAN的覆盖范围之内进行点对点或点对 多点之间的通信，如图9-1所示。 组建自组织网络不需要增添任何网络基础设 施，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，如CSMA/CA。但由于此协议所有节 点具有相同的功能性，因此，实施复杂并且造 价昂贵。 自组织WLAN不能采用全连接的拓扑结构， 原因是对于两个移动节点而言，某一个节点可 能会暂时处于另一个节点的传输范围以外，它 接收不到另一个节点的传输信号，因此，无法 在这两个节点之间直接建立通信。
9.1 无线网络概述
3.无线局域网 无线局域网 无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）是利用无线网络技术实现局 域网应用的产物，它具备局域网和无线网络两方面的特征，即WLAN是以无线信道作 为传输介质实现的计算机局域网。WLAN是传输范围在100 m左右的无线网络，可用于 单一建筑物或办公室之内。 WLAN技术可以使用户在本Байду номын сангаас创建无线连接，主要用于临时办公室或其他无法大 范围布线的场所，或用于增强现有的局域网，使用户可以在不同时间，在办公楼的不 同地方工作。 WLAN有两个主要标准，即IEEE 802.11和HiperLAN。IEEE 802.11由面向数据的 计算机通信（有线局域网技术）发展而来，它主张采用无连接的WLAN；HiperLAN由 欧洲电信标准化协会提出，由电信行业发展而来，它更关注基于连接的WLAN。目前， 大多数WLAN产品是基于IEEE 802.11的。 WLAN具有以下优势： （1）安装便捷，维护方便。 （2）使用灵活，移动简单。 （3）经济节约，性价比高。 （4）易于扩展，大小自如。
9.1 无线网络概述
4.无线个人网 无线个人网 无线个人网（Wireless Personal Area Network，WPAN)指的是在个人工作的地方 把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来实现自组织网络，不需要使用接入点。 WPAN技术使用个人操作空间（Personal Operation Space，POS）设备，POS指的是 以个人为中心，最大距离为10 m的一个空间范围。 目前，两个主要的WPAN技术是蓝牙和红外线。为规范WPAN的发展，IEEE已为 WPAN成立了IEEE 802.15工作组，此工作组正在发展基于Bluetooth 1.0版本规范的 WPAN标准。WPAN主要分为低速WPAN和高速WPAN两种。 1）低速WPAN 低速WPAN主要用于工业监控组网、办公自动化与控制等领域，其速率是2 Kb/s～ 250 Kb/s。低速WPAN的标准是IEEE 802.15.4。最新修订的标准是IEEE 802.15.4— 2006。低速WPAN中最重要的就是ZigBee（紫蜂）技术。 2）高速WPAN 高速WPAN用于在便携式多媒体装置之间传送数据，支持11 Mb/s～55 Mb/s的数据 传输速率，使用的标准是IEEE 802.15.3。IEEE 802.15.3 a工作组还提出了更高数据传 输速率的物理层标准的超高速WPAN，它使用超宽带（Ultra Wideband，UWB）技术。 UWB技术工作在3.1 GHz～10.6 GHz微波频段，有非常高的信道带宽。超宽带信号的带 宽应超过信号中心频率的25%，或信号的绝对带宽超过500 MHz。超宽带技术使用了瞬 间高速脉冲，支持100 Mb/s～400 Mb/s的数据传输速率，可用于在小范围内高速传送图 像或DVD质量的多媒体视频文件。
9.3.1 IEEE 802.11标准 标准
14.IEEE 802.11l IEEE 802.11l标准现在没有使用。由于“11l”字样与安全规范的“11i”容易 混淆，并很像“111”，因此被放弃编列使用。 15.IEEE 802.11m IEEE 802.11m主要用于对IEEE 802.11家族规范进行维护、修正、改进，以及 为其提供解释文件。 16.IEEE 802.11n IEEE 802.11n工作小组由高吞吐量研究小组发展而来，并计划将WLAN的传输速 率从IEEE 802.11a和IEEE 802.11g的54Mb/s增加至108Mb/s以上，最高速率可达 320Mb/s。IEEE 802.11n已成为IEEE 802.11b、IEEE 802.11a、IEEE 802.11g之后 的另一个重要标准。 17.IEEE 802.11O IEEE 802.11O针对VOWLAN制定，它具有更快速的无限跨区切换功能。 18.IEEE 802.11p IEEE 802.11p（即WAVE）是一个由IEEE 802.11标准扩充的通信协议。IEEE 802.11p将被用在车载通信系统中。
图9-2 基础结构型WLAN
9.3 IEEE系列无线网络协议标准 系列无线网络协议标准
9.3.1 IEEE 802.11标准 标准
1．IEEE 802.11 ． IEEE 802.11最初采用直接序列展频技术（DSSS）或跳频展频技术（FHSS），它 采用RF射频频段的2.4GHz，提供了1Mb/s、2Mb/s和许多基础信号传输方式与服务的 传输速率规格。 2.IEEE 802.11a 1999年，IEEE 802.11a标准制定完成，此标准规定无线局域网工作频段范围为 5.15GHz～5.825GHz，数据传输速率达到54Mb/s，传输距离控制在10m～100m。 3.IEEE 802.11b IEEE 802.11b（即Wi-Fi）于1999年9月被IEEE正式批准，此标准规定无线局域网 工作频段范围为2.4 GHz～2.4835GHz，数据传输速率达到11Mb/s。 4. IEEE 802.11b+ IEEE 802.11b+是一个非正式的标准，称为增强型IEEE 802.11b。 5.IEEE 802.11c IEEE 802.11c在媒体接入控制/链路连接控制(MAC/LLC)层面上进行扩展，旨在制 定无线桥接的运作标准，但后来将标准追加到既有的IEEE 802.1中，成为IEEE 802.1d。
9.3.1 IEEE 802.11标准 标准
10.IEEE 802.11h IEEE 802.11h是欧洲制定的工作在5GHz频段的无线标准，目的是减少对同处于 5GHz频段的雷达的干扰。IEEE 802.11h涉及两种技术，一种是动态频率选择技术 （DFS），即接入点不停地扫描信道上的雷达信号，接入点和相关的基站随时改变频 率，最大限度地减少干扰，均匀分配WLAN流量；另一种是传输功率控制技术 （TPC），总的传输功率或干扰将减少3dB。 11.IEEE 802.11i IEEE 802.11i是为解决WLAN安全认证问题而制定的新安全标准。为了加强认证， 它引用了几种重要的管理算法和动态的会话密匙，新的加密算法有高级认证标准 （AES）和当时密匙集成协议（TKIP）等。IEEE 802.11i新修订标准主要包括两项内 容，即Wi-Fi保护访问(WPA)技术和强健安全网络。 12.IEEE 802.11j 日本政府在2002 年8 月出台无线频率许可规定，受到影响的频率包括4 .9 GHz 和 5GHz 。IEEE 批准了802 .11j 标准后，允许日本调整IEEE802 .11a 的规格，以符合日 本无线频率许可规定。 13.IEEE 802.11k IEEE 802.11k是为无线局域网应如何进行信道选择、漫游服务和传输功率控制而 提出的标准。此规范的制定体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。它提 供无线资源管理，让频段、通道、载波等更灵活动态地调整、调度，使有限的频段在 整体运用效益上获得提升。
图9-1 自组织网络结构
9.2 无线局域网拓扑结构
2．基础结构型WLAN ．基础结构型 基础结构型WLAN利用了高速的有线或无线骨干传输网络。在这种拓扑结 构中，移动节点在基站（Base Station，BS）的协调下接入到无线信道，如图 9-2所示。 基站的作用是将移动节点与现有的有线网络连接起来。当基站执行这项任 务时，它被称为接入点（AP）。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。
网络设备管理
第9章 无线网络设备及其应用
9.1 无线网络概述
1.无线广域网 无线广域网 无线广域网（Wireless Wide Area Network，WWAN）是采用无线网络技术把物理距离极 为分散的局域网连接起来的通信方式。WWAN技术可以使用户通过远程公用网络或专用网络建 立无线网络连接。通过无线服务提供商负责维护的若干天线基站或卫星系统，这些连接可以覆 盖较大的地理范围，从而使分布的局域网互联。无线广域网的结构分为末端系统（两端的用户 集合）和通信系统（中间链路）两部分。IEEE 802.20是WWAN的重要标准，适用于高速移动 环境下的高速率数据传输。 2.无线城域网 无线城域网 无线城域网（Wireless Metropolitan Area Network，WMAN）采用无线技术实现在城区的 多个场所之间创建无线网络连接。WMAN使用无线电波或红外光波传送数据。在许多情况下， 无线城域网可用来代替现有的有线宽带接入，因此，它有时又称为无线本地环路。 IEEE于1999年设立了IEEE 802.16工作组，其主要工作是建立和推进全球统一的无线城域 网技术标准，并于2001年成立了WiMAX论坛组织，2002年4月通过了IEEE 802.16无线城域网 标准。IEEE 802.16工作组是无线城域网标准的制定者，而WiMAX论坛则是IEEE 802.16 技术 的推动者，因而相关无线城域网技术在市场上又被称为WiMAX技术。 WiMAX技术的物理层和媒体访问控制层（MAC）技术基于IEEE 802.16标准，可以在5.86 GHz、3.56 GHz和2.56 GHz这3个频段上运行。WiMAX利用无线发射塔或天线，能提供面向互 联网的高速连接，其接入速率最高达75 Mb/s，最大距离可达50 km，覆盖半径达1.6 km，它可 以替代现有的有线和DSL（Digital Subscriber Line，数字用户线路）连接方式。 WiMAX的优点如下： （1）传输距离远，接入速度高，应用范围广。 （2）不存在瓶颈限制，系统容量大。 （3）能提供广泛的多媒体通信服务。 （4）安全性高。
9.3.1 IEEE 802.11标准 标准
6.IEEE 802.11d IEEE 802.11d在媒体接入控制/链路连接控制(MAC/LLC)层面上进行扩展，对应 IEEE 802.11b标准，解决不能使用2.4GHz频段的国家的信号使用问题。 7.IEEE 802.11e IEEE 802.11e是IEEE为满足服务质量（Quality of Service，QoS）方面的要求而制 定的WLAN标准，在IEEE 802.11 MAC层加入了Qos功能，其中的混合协调（HCF）功 能可以单独使用或综合使用以下两种信道接入机制：一种是基于论点式的，一种是基于 投票式的。 8.IEEE 802.11f IEEE 802.11f是专门针对接入点之间的漫游而制定的协议，它能为接入点支持 802.11分布式系统功能提供必要的交换信息。IEEE 802.11f定义了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是用于IEEE 802.11a的频 谱管理技术，2006年2月它被IEEE批准撤销。 9.IEEE 802.11g IEEE 802.11g是对IEEE 802.11b的改进。IEEE 802.11g接入点支持IEEE 802.11b 和IEEE 802.11g客户端设备。IEEE 802.11g工作在2.4GHz频段，通过采用OFDM技术 可支持高达54Mb/s的数据流，提供的带宽是IEEE 802.11a的1.5 倍，与IEEE 802.11b向 后兼容。
9.2 无线局域网拓扑结构
1.自组织型 自组织型WLAN 自组织型 自组织型WLAN是一种对等模型的网络，它 的建立是为了满足暂时需要的服务。自组织网 络由一组具有无线接口卡的无线终端（如移动 PC）组成，这些无线终端使用相同的工作组名、 扩展服务集标识号和密码以对等的方式相互直 连，在WLAN的覆盖范围之内进行点对点或点对 多点之间的通信，如图9-1所示。 组建自组织网络不需要增添任何网络基础设 施，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，如CSMA/CA。但由于此协议所有节 点具有相同的功能性，因此，实施复杂并且造 价昂贵。 自组织WLAN不能采用全连接的拓扑结构， 原因是对于两个移动节点而言，某一个节点可 能会暂时处于另一个节点的传输范围以外，它 接收不到另一个节点的传输信号，因此，无法 在这两个节点之间直接建立通信。
9.1 无线网络概述
3.无线局域网 无线局域网 无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）是利用无线网络技术实现局 域网应用的产物，它具备局域网和无线网络两方面的特征，即WLAN是以无线信道作 为传输介质实现的计算机局域网。WLAN是传输范围在100 m左右的无线网络，可用于 单一建筑物或办公室之内。 WLAN技术可以使用户在本Байду номын сангаас创建无线连接，主要用于临时办公室或其他无法大 范围布线的场所，或用于增强现有的局域网，使用户可以在不同时间，在办公楼的不 同地方工作。 WLAN有两个主要标准，即IEEE 802.11和HiperLAN。IEEE 802.11由面向数据的 计算机通信（有线局域网技术）发展而来，它主张采用无连接的WLAN；HiperLAN由 欧洲电信标准化协会提出，由电信行业发展而来，它更关注基于连接的WLAN。目前， 大多数WLAN产品是基于IEEE 802.11的。 WLAN具有以下优势： （1）安装便捷，维护方便。 （2）使用灵活，移动简单。 （3）经济节约，性价比高。 （4）易于扩展，大小自如。
9.1 无线网络概述
4.无线个人网 无线个人网 无线个人网（Wireless Personal Area Network，WPAN)指的是在个人工作的地方 把属于个人使用的电子设备用无线技术连接起来实现自组织网络，不需要使用接入点。 WPAN技术使用个人操作空间（Personal Operation Space，POS）设备，POS指的是 以个人为中心，最大距离为10 m的一个空间范围。 目前，两个主要的WPAN技术是蓝牙和红外线。为规范WPAN的发展，IEEE已为 WPAN成立了IEEE 802.15工作组，此工作组正在发展基于Bluetooth 1.0版本规范的 WPAN标准。WPAN主要分为低速WPAN和高速WPAN两种。 1）低速WPAN 低速WPAN主要用于工业监控组网、办公自动化与控制等领域，其速率是2 Kb/s～ 250 Kb/s。低速WPAN的标准是IEEE 802.15.4。最新修订的标准是IEEE 802.15.4— 2006。低速WPAN中最重要的就是ZigBee（紫蜂）技术。 2）高速WPAN 高速WPAN用于在便携式多媒体装置之间传送数据，支持11 Mb/s～55 Mb/s的数据 传输速率，使用的标准是IEEE 802.15.3。IEEE 802.15.3 a工作组还提出了更高数据传 输速率的物理层标准的超高速WPAN，它使用超宽带（Ultra Wideband，UWB）技术。 UWB技术工作在3.1 GHz～10.6 GHz微波频段，有非常高的信道带宽。超宽带信号的带 宽应超过信号中心频率的25%，或信号的绝对带宽超过500 MHz。超宽带技术使用了瞬 间高速脉冲，支持100 Mb/s～400 Mb/s的数据传输速率，可用于在小范围内高速传送图 像或DVD质量的多媒体视频文件。
9.3.1 IEEE 802.11标准 标准
14.IEEE 802.11l IEEE 802.11l标准现在没有使用。由于“11l”字样与安全规范的“11i”容易 混淆，并很像“111”，因此被放弃编列使用。 15.IEEE 802.11m IEEE 802.11m主要用于对IEEE 802.11家族规范进行维护、修正、改进，以及 为其提供解释文件。 16.IEEE 802.11n IEEE 802.11n工作小组由高吞吐量研究小组发展而来，并计划将WLAN的传输速 率从IEEE 802.11a和IEEE 802.11g的54Mb/s增加至108Mb/s以上，最高速率可达 320Mb/s。IEEE 802.11n已成为IEEE 802.11b、IEEE 802.11a、IEEE 802.11g之后 的另一个重要标准。 17.IEEE 802.11O IEEE 802.11O针对VOWLAN制定，它具有更快速的无限跨区切换功能。 18.IEEE 802.11p IEEE 802.11p（即WAVE）是一个由IEEE 802.11标准扩充的通信协议。IEEE 802.11p将被用在车载通信系统中。
图9-2 基础结构型WLAN
9.3 IEEE系列无线网络协议标准 系列无线网络协议标准
9.3.1 IEEE 802.11标准 标准
1．IEEE 802.11 ． IEEE 802.11最初采用直接序列展频技术（DSSS）或跳频展频技术（FHSS），它 采用RF射频频段的2.4GHz，提供了1Mb/s、2Mb/s和许多基础信号传输方式与服务的 传输速率规格。 2.IEEE 802.11a 1999年，IEEE 802.11a标准制定完成，此标准规定无线局域网工作频段范围为 5.15GHz～5.825GHz，数据传输速率达到54Mb/s，传输距离控制在10m～100m。 3.IEEE 802.11b IEEE 802.11b（即Wi-Fi）于1999年9月被IEEE正式批准，此标准规定无线局域网 工作频段范围为2.4 GHz～2.4835GHz，数据传输速率达到11Mb/s。 4. IEEE 802.11b+ IEEE 802.11b+是一个非正式的标准，称为增强型IEEE 802.11b。 5.IEEE 802.11c IEEE 802.11c在媒体接入控制/链路连接控制(MAC/LLC)层面上进行扩展，旨在制 定无线桥接的运作标准，但后来将标准追加到既有的IEEE 802.1中，成为IEEE 802.1d。
9.3.1 IEEE 802.11标准 标准
10.IEEE 802.11h IEEE 802.11h是欧洲制定的工作在5GHz频段的无线标准，目的是减少对同处于 5GHz频段的雷达的干扰。IEEE 802.11h涉及两种技术，一种是动态频率选择技术 （DFS），即接入点不停地扫描信道上的雷达信号，接入点和相关的基站随时改变频 率，最大限度地减少干扰，均匀分配WLAN流量；另一种是传输功率控制技术 （TPC），总的传输功率或干扰将减少3dB。 11.IEEE 802.11i IEEE 802.11i是为解决WLAN安全认证问题而制定的新安全标准。为了加强认证， 它引用了几种重要的管理算法和动态的会话密匙，新的加密算法有高级认证标准 （AES）和当时密匙集成协议（TKIP）等。IEEE 802.11i新修订标准主要包括两项内 容，即Wi-Fi保护访问(WPA)技术和强健安全网络。 12.IEEE 802.11j 日本政府在2002 年8 月出台无线频率许可规定，受到影响的频率包括4 .9 GHz 和 5GHz 。IEEE 批准了802 .11j 标准后，允许日本调整IEEE802 .11a 的规格，以符合日 本无线频率许可规定。 13.IEEE 802.11k IEEE 802.11k是为无线局域网应如何进行信道选择、漫游服务和传输功率控制而 提出的标准。此规范的制定体现了无线局域网络对频谱资源智能化使用的需求。它提 供无线资源管理，让频段、通道、载波等更灵活动态地调整、调度，使有限的频段在 整体运用效益上获得提升。
图9-1 自组织网络结构
9.2 无线局域网拓扑结构
2．基础结构型WLAN ．基础结构型 基础结构型WLAN利用了高速的有线或无线骨干传输网络。在这种拓扑结 构中，移动节点在基站（Base Station，BS）的协调下接入到无线信道，如图 9-2所示。 基站的作用是将移动节点与现有的有线网络连接起来。当基站执行这项任 务时，它被称为接入点（AP）。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。