无线局域网WLAN

无线局域网WLAN

无线局域网提供了移动接入的功能，这就给许多需要发送数据但不能坐在办公室的人提供了方便。其次局域网络管理的主要工作之一就是铺设电缆或是检查电缆是否断线这种耗时的工作，很容易令人烦躁，也不容易在短时间内找出断线所在。由于配合企业及应用环境不断的更新与发展，原有的企业网络必须配合重新布局，需要重新安装网络线路。虽然电缆本身并不贵，可是请技术人员来配线的成本很高，尤其是老旧的大楼，配线工程费用就更高了。而用无线局域网则比较容易。在局域网刚刚问世后的一段时间，无线局域网的发展比较缓慢，其原因是价格贵、数据传输率低、安全性较差，以及使用登记手续复杂（使用无线电频率必须得到有关部门的批准）。但自20世纪80年代末以来，由于人们工作和生活节奏的加快以及移动通讯技术的飞速发展，无线局域网络也就逐步进入市场。无线局域网简称WLAN （Wireless Local Area Networks）。

无线局域网可分为两大类，第一类是有固定基础设施的，第二类是无固定基础设施的。所谓“固定基础设施”是指预先建立起来的，能够覆盖一定地理范围的一批固定基站。大家经常使用的蜂窝移动电话就是利用移动电信公司预先建立的覆盖全国的大量固定基站来接通用户手机拨打打电话。

无线局域网拓扑结构概述：基于IEEE802.11标准的无线局域网允许在局域网络环境中使用可以不必授权的ISM频段中的2.4GHz或5GHz射频波段进行无线连接。它们被广泛应用，从家庭到企业再到Internet接入热点。

简单的家庭无线WLAN：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。通常基本模块提供2.4GHz802.11b/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2.4GHz802.11b/g/n和5.8GHz802.11a性能，而MIMO接入点在2.4GHz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2.4GHz范围或更高的范围提高了速度。2.4GHz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5.8GHz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。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。

1.IEEE 80

2.11

对于第一类有固定基础设施的无线局域网，1997年IEEE制定出无线局域网的协议标准802.11[W-IEEE802.11]系列标准。802.11a是802.11原始标准的一个修订标准，于1999年获得批准。2003年5月，我国颁布了WLAN的国家标准，该标准采用了ISO/IEC 8802-11系列国际标准，并针对WLAN的安全问题，把国家对密码算法和无线电频率的要求纳入进来。有关无线局域网的IEEE标准都可以从因特网下载[W-IEEE802].

802.11是个相当复杂的标准。但简单地说，802.11是无限以太网的标准，它使用星型拓扑，其中心叫做接入点AP（Access Point），在MAC层使用CSMA/CA协议。凡使用

802.11系列协议的局域网又称为Wi-Fi （Wireless-Fidelity ，意思是“无线保真度”）[W-WiFi]。因此在许多文献中，Wi-Fi 几乎成了WLAN 的同义词。

802.11标准规定无线局域网的最小构件是基本服务集BSS （Basic Service Set ）。一个基本服务集BSS 包括一个基站和若干个移动站，所有的站在本BSS 以内都可以直接通信，但在和本BSS 意外的站通信时都必须通过本BSS 的基站。当网络管理员安装AP 时，必须为该AP 分配一个不超过32字节的服务集标识符SSID （Service Set IDentifier ）和一个信道。SSID 其实是指使用该AP 的无线局域网的名字。一个基本服务集BSS 所覆盖的地理范围叫做一个基本服务区BSA （Basic Service Area ）。基本服务区BSA 的范围直径一般不超过100米。

一个基本服务集可以是孤立的，也可通过接入点AP 连接到一个分配系统DS （Distribution System ），然后再连接到另一个基本服务集，这样就构成了一个扩展的服务集ESS （Extended Service Set ）。（图1）分配系统的作用就是使扩展的服务集ESS 对上层的表现就像一个基本服务集BSS ―样。分配系统可以使用以太网（这是最常用的）、点对点链路或其他无线网络。扩展服务集ESS 还可为无线用户提供到802.X 局域网（也就是非802.11无线局域网）的接入。这种接入是通过叫做Portal （门户）的设各来实现的。Portal 是802.11定义的新名词，其实它的作用就相当于一个网桥。在一个扩展服务集内的几个不同的本服务集也可能有相交的部分。在图1中的移动站A 如果要和另一个基本服务集中的移动站B 通信，就必须经过两个接入点1AP 和2AP ，即A →1AP →2AP →B 。我们应当注意到，从1AP 到2AP 的通信是使用有线传输的。

图1 IEEE802.11的基本服务集BSS 和扩展服务集ESS

图1还画出了移动站A 从一个基本服务集漫游到另一个基本服务集（图中的A ′），而仍然可保持与另一个移动站B 的通信，但A 在不同的基本服务集所使用的接入点AP 改变了。基本服务集的服务范围是由移动站所发射的电磁波的辐射范围确定的，在图1中用一个椭圆来表示基本服务集的服务范围，当然实际上的服务范围可能是很不规则的几何形状。

802.11标准并没有定义如何实现漫游，但定义了一些基本的工具。例如，一个移动站若要加入到一个基本服务集BSS ，就必须先选择一个接入点AP ，并与此接入点建立关联（association ）。建立关联就表示这个移动站加入了选定的AP 所属的子网，并和这个接入点AP 之间创建了一个虚拟线路。只有关联的AP 才向这个移动站发送数据帧，而这个移动站也只有通过关联的AP 才能向其他站点发送数据帧。这和手机开机后必须和某个基站建立