无线网络的分类及应用

无线网络的分类及应用
无线个人网
无线个人网WPAN)是在小范围内相互连接数个装置所形成的无线网络，通常是个人可及的范围内。

例如蓝牙连接耳机及膝上电脑，ZigBee也提供了无线个人网的应用平台。

蓝牙是一个开放性的、短距离无线通信技术标准。

该技术并不想成为另一种无线局域网（WLAN）技术，它面向的是移动设备间的小范围连接，因而本质上说它是一种代替线缆的技术。

它可以用来在较短距离内取代目前多种线缆连接方案，穿透墙壁等障碍，通过统一的短距离无线链路，在各种数字设备之间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话音和数据通信。

蓝牙力图做到：必须像线缆一样安全；降到和线缆一样的成本；可以同时连接移动用户的众多设备，形成微微网（piconet）；支持不同微微网间的互连，形成scatternet；支持高速率；支持不同的数据类型；满足低功耗、致密性的要求，以便嵌入小型移动设备；最后，该技术必须具备全球通用性，以方便用户徜徉于世界的各个角落。

从专业角度看，蓝牙是一种无线接入技术。

从技术角度看，蓝牙是一项创新技术，它带来的产业是一个富有生机的产业，因此说蓝牙也是一个产业，它已被业界看成是整个移动通信领域的重要组成部分。

蓝牙不仅仅是一个芯片，而是一个网络，不远的将来，由蓝牙构成的无线个人网将无处不在。

它还是GPRS和３G的推动器。

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无线区域网
无线区域网(Wireless Regional Area Network，简称WRAN)基于认知无线电技术，IEEE802.22定义了适用于WRAN系统的空中接口。

WRAN系统工作在47MHz～910MHz高频段/超高频段的电视频带内的，由于已经有用户(如电视用户) 占用了这个频段，因此802.22设备必须要探测出使用相同频率的系统以避免干扰。

无线城域网
无线城域网是连接数个无线局域网的无线网络型式。

2003年1月，一项新的无线城域网标准IEEE 802.16a正式通过。

致力于此标准研究的组织是WiMax论坛——全球微波接入互操作性（Worldwide Interoperability for Microwave Access）组织。

作为一个非赢利性的产业团体，WiMax由Intel及其他众多领先的通信组件及设备公司共同创建。

截至2004年1月底，其成员数由之前的28个迅速增长到超过70个，特别吸引了AT&T、电讯盈科等运营商，以及西门子移动及我国的中兴通讯等通信厂商的参与。

WiMax总裁兼主席LaBrecque 认为，这将是该组织发展的一个里程碑。

虽然实际的商用进程尚待时日，但是从WiMax论坛发布的资料上显示，WiMax正力图成为继无线局域网联盟Wi-Fi之后的另一个具有充分产业影响力的无线产业联盟。

作为WiMax的主要成员，Intel一直致力于IEEE 802.16无线城域网芯片的开发。

据悉，Intel有望在2004年下半年开始销售基于IEEE 802.16d标准的芯片，该芯片将能够帮助实现终端设备与天线的无线高速连接。

而WiMax的户外安装工作也将于2005年上半年开始，下半年将进行WiMax天线的室内安装。

带有基于IEEE 802.16e标准的WiMax芯片设备有望在2006年初面市。

无线网络的主要标准
无线技术包括了无线局域网技术和以GPRS/3G为代表的无线上网技术，这些标准和技术发展到今天，已经出现了包括IEEE802.11、蓝牙技术和HomeRF等在内的多项标准和规范，以IEEE(电气和电子工程师协会)为代表的多个研究机构针对不同的应用场合，制定了一系列协议标准，推动了无线局域网的实用化。

这些协议由Wi-Fi(Wi-Fi联盟是一家世界性组织，成立的目标是确保
符合802.11标准的WLAN产品之间的相互协作性)组织制定和进行认证。

我国早在2004 年7 月26 日向国际标准化组织提交了无线局域网中国国家标准WAPI(无线局域网鉴别与保密基本结构) 提案，这是中国拥有自主知识产权的无线局域网标准，该标准较好地解决了无线局域网的安全问题，但是由于种种原因它现在并没有得到执行。

下面列出了一些主要无线局域网标准。

(1) IEEE802.11系列协议
作为全球公认的局域网权威，IEEE 802工作组建立的标准在过去二十年内在局域网领域独领风骚。

这些协议包括了802.3 Ethernet协议、802.5 Token Ring协议、802.3z 100BASE-T快速以太网协议。

在1997年，经过了7年的工作以后，IEEE发布了802.11协议，这也是在无线局域网领域内的第一个国际上被认可的协议。

在1999年9月，他们又提出了802.11b“High Rate”协议，用来对802.11协议进行补充，802.11b在802.11的1Mbps和2Mbps速率下又增加了5.5Mbps和11Mbps两个新的网络吞吐速率。

利用802.11b，移动用户能够获得同Ethernet一样的性能、网络吞吐率与可用性。

这个基于标准的技术使管理员可以根据环境选择合适的局域网技术来构造自己的网络，满足他们的商业用户和其他用户的需求。

802.11协议主要工作在ISO协议的最低两层上，并在物理层上进行了一些改动，加入了高速数字传输的特性和连接的稳定性。

(2)蓝牙技术
蓝牙技术将成为全球通用的无线技术，它工作在2.4GHz波段，采用的是跳频展频(FHSS)技术，数据速率为1Mbps，距离为10m。

任一蓝牙技术设备一旦搜寻到另一个蓝牙技术设备，马上就可以建立联系，而无需用户进行任何设置。

在无线电环境非常嘈杂情况下，其优势更加明显。

蓝牙技术的主要优点是成本低、耗电量低以及支持数据/语音传输。

(3)HomeRF
HomeRF是专门为家庭用户设计的，它工作在2.4GHz，利用50跳/秒的跳频扩谱方式，通过家庭中的一台主机在移动设备之间实现通信，既可以通过时分复用支持语音通信;又能通过载波监听多重访问/冲突避免协议提供数据通信服务。

同时，HomeRF提供了与TCP/IP良好的集成，支持广播、多播和48位IP地址。

HomeRF最显著的优点是支持高质量的语音及数据通信，它把共享无线连接协议(SWAP)作为未来家庭内联网的几项技术指标，使用IEEE802.11无线以太网作为数据传输标准。

(4)HyperLAN/HyperLAN2
HyperLAN是ETSI制定的标准，分别应用在2.4GHz和5GHz不同的波段中。

与IEEE 802.11最大的不同，在于HyperLAN不使用调变的技术而使用CSMA(Carrier Sense Multiple Access)的技术。

HyperLAN2采用Wireless ATM的技术，因此也可以将HyperLAN2视为无线网络的ATM，采用5GHz 射频频率，传输速率为54Mbps。

(5)WiMAX
作为宽带无线通信的推动者，美国电气和电子工程师协会(IEEE)于1999年设立IEEE 802.16工作组，工作内容主要是开发固定宽带无线接入系统标准，包括空中接口及其相关功能，标准涵盖2～66 GHz 的许可频段和免许可频段，解决最后一公里的宽带无线城域网的接入问题。

随着研究的深入，IEEE相继推出了IEEE 802.16、IEEE 802.16a、IEEE 802.16d、8 IEEE 02.16e等一系列标准，该系列标准引起业界广泛关注，被认为是宽带无线城域网(WMAN)的理想解决方案。

为了推广遵循IEEE802.16和ETSI HIPERMAN的宽带无线接入设备，并确保其兼容性及互用性，一些主要的通信部件及设备制造商结成了一个工业贸易联盟组织，即WiMAX，IEEE802.16标准又被称之为WiMAX技术。

其最大传输速度为可达到75M bps，最大传输距离可达50km。

(6)GPRS技术
GPRS的英文全称为General Packet Radio Service，中文含义为通用分组无线服务，它是利用“包交换”(Packet-Switched)的概念发展出的一套无线传输方式。

所谓的包交换就是将Date封装成许多独立的封包，再将这些封包一个一个传送出去，形式上有点类似寄包裹。

采用包交换的好处是只有在有资料需要传送时才会占用频宽，而且可以以传输的资料量计价，这对用户来说是比较合理的计费方式。

此外，在GSM phase 2+的标准里，GPRS可以提供四种不同的编码方式，这些编码方式也分别提供不同的错误保护(Error Protection)能力。

利用四种不同的编码方式,每个
时槽可提供的传输速率为CS-1(9.05K)、CS-2(13.4K)、CS- 3(15.6K)及CS-4(21.4K)，其中CS-1的保护最为严密，CS-4则是完全未加以任何保护。

每个用户最多可同时使用八个时槽，所以GPRS号称最高传输速率为171.2K bps。

GPRS是一种新的GSM数据业务，它在移动用户和数据网络之间提供一种连接，给移动用户提供高速无线IP和X.25分组数据接入服务。

GPRS采用分组交换技术，它可以让多个用户共享某些固定的信道资源。

如果把空中接口上的TDMA帧中的8个时隙都用来传送数据，那么数据速率最高可达164kb/8。

GSM空中接口的信道资源既可以被话音占用，也可以被GPRS数据业务占用。

(7)3G技术
3G是英文3rd Generation的缩写，指第三代移动通信技术。

相对第一代模拟制式手机(1G)和第二代GSM、TDMA等数字手机(2G)，第三代手机一般地讲，是指将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统。

它能够处理图像、音乐、视频流等多种媒体形式，提供包括网页浏览、电话会议、电子商务等多种信息服务。

为了提供这种服务，无线网络必须能够支持不同的数据传输速度，也就是说在室内、室外和行车的环境中能够分别支持至少2Mbps、384kbps以及144kbps的传输速度。

各种无线上网方式
搭建无线上网的设备很简单，组建无线网络也并不复杂。

1. 无线组网须知
无线技术在这几年的快速发展和无线网络设备价格的越来越低，为我们搭建无线网络提供了可能。

我们可以把搭建无线网络看作是有线网络的升级，实际应用过程中，有线网络和无线网络并存的情况越来越多。

一般说来在家中采用无线局域网共享上网的方案有两种，第一种是点对点连接方案，即在每台电脑上都安装一个无线接入点(AP，类似于有线网络集线器的设备) 即可实现点到点连接，这种方式也可以实现有线主干的扩展。

第二种就是无线Hub的功能，就是说将无线接入点当成一个Hub来用，将局域网里面的机器都连接起来，彼此之间的操作和一般的局域网完全相同，唯一的区别在于没有网线，这也是很多笔记本用户采用的组网方式。

对于笔记本电脑用户来说，组建无线网络的优点是方便高效。

由于现在迅驰以上的笔记本电脑都内置无线网卡，因此只需要一个无线AP或无线路由即可组成小型网络并上网。

搭建无线网络的第一步是购买IEEE 802.11b 无线宽带路由器作为无线接入点。

目前市面上大多数无线路由器都能覆盖半径100英尺(30.5m)的范围。

为了能够获得最佳的网络传输效果，应该尽可能将缩短电脑与路由器的距离，同时尽量避免中间有混凝土墙等障碍物阻挡。

接下来我们需要设置电脑，首先是为电脑或笔记本安装附加的无线互连外围设备卡(常见的无线网卡大多为PCMCIA、PCI和USB三种类型)，如果是采用了Intel迅驰一代和二代的笔记本就不需要安装了。

然后将一台作为服务器的电脑和AP用网线通过Hub(或交换机)连起来，接着将电脑的网关设置成无线AP的缺省IP地址(不同牌子的AP缺省IP地址可能不同，建议设置之前先翻阅产品说明书)。

设置完成后在IE 浏览器里面直接输入缺省IP地址就可以看到AP的设置界面。

具体的设置就不多说了，其中需要注意的是要为接入无线网络设置一个密码，因为如果没有添加任何身份认证措施，那么任何人都可以利用无线网络进入你的局域网内部，偷取局域网内共享的任何资料。

最后将需要接入无线网络的电脑和笔记本设置好，等待提示网络连接好后，将无线网络的网关设置成AP的IP地址就可以共享上网了。

网络连接完毕后，我们需要将其中一台PC设为主控PC(或服务器)，然后将一些办公设备连接到这台PC上，这样只需要输入该机的IP地址就可以共享这些设备了。

2.笔记本与各种上网方式组合
根据AP的说明，一般可以很方便地连接无线局域网(只需要将两头都是水晶头的网线分别插入AP和笔记本即可)，不过在接下来的上网方式中却有多种选择。

因为目前支持笔记本上网的方式有多种，各种方式的优点和方式具体来说如下。

(1)手机+笔记本上网
如果是时尚一族，手机开通了GPRS或CDMA 1X功能，就可以使用手机带的无线上网方式来进行网上冲浪。

如移动随e行的GPRS业务等就可以有效地支持无线上网。

GPRS是一种在
GSM网络基础上发展起来的一种分组交换的数据承载和传输网络，它最大的优势是只要激活GPRS 应用后，将永远保持在线，不存在掉线问题，类似于一种无线专线网络。

同时GPRS也可以自如切换，使话音和数据业务可以切换使用，电话上网两不误。

想要连接上无线网络，需要准备动感地带SIM卡、手机(如索爱K700C，支持GPRS和蓝牙)、笔记本(带有蓝牙接口和红外线接口，目前的手机大都支持这两种接口中至少一种)。

硬件方面都准备好了，接下来就都是软件方面的设置了。

需要在手机和笔记本上进行设置，下面就以爱立信T39加华硕W5为例看看怎么利用手机GPRS加笔记本无线上互联网。

首先需要进行手机上的设置，手机的GPRS设置如下：进入“话机设定菜单→数据通信→数据帐号→添加数据→GPRS数据→输入CMCC GPRS→APN CMWAP 用户标识码密码→存储”。

接着需要对笔记本的拨号进行设置。

分别开启手机和笔记本的蓝牙，对两机进行配对。

最后还要记得在IE的属性栏为蓝牙连接启用代理服务器，IP地址就是中国移动的CMNET的网关，10.0.0.172，端口为80。

利用GPRS拨入互联网，这下可以随时随地收发邮件和查看网页了。

据说随着3G的实现，无线网络也将发展到更成熟的802.11b/g，使无线传送影音也成为可能。

(2)无线宽带路由器+笔记本上网
使用GPRS虽说很方便，不过速度很慢，作为体验还可以。

最好的办法是使用无线宽带路由器这种方式连入宽带网。

目前市面上的无线宽带路由器很多，高端的华为3COM Aolynk系列，阿尔法系列都有不错的性能。

由于性能差异性不大，因此在考察了它的安全性以后，我们就可以根据自己的实际情况将它安装到宽带进线口上，准备开始无线上网了。

事实上利用无线宽带路由器连接无线网络很简单，首先购买无线宽带路由器(其实质是带路由功能的AP)，然后将宽带网进线接到路由器的WAN口即可。

接通电源以后，打开笔记本就会自动搜索到网络。

接下来只需使用路由自带的配置软件进行配置即可，这个步骤参照说明书就可以了，即使不是很内行的用户也能轻松进行设置。

用配置软件进行配置
无线局域网的安全性
由于无线局域网采用公共的电磁波作为载体，更容易受到非法用户入侵和数据窃听。

无线局域网必须考虑的安全因素有三个：信息保密、身份验证和访问控制。

为了保障无线局域网的安全，主要有以下几种技术：
(1) 物理地址(MAC)过滤
每个无线工作站的无线网卡都有唯一的物理地址，类似以太网物理地址。

可以在AP中建立允许访问的MAC地址列表，如果AP数量太多，还可以实现所有AP统一的无线网卡MAC地址列表，现在的AP也支持无线网卡MAC地址的集中Radius认证。

这种方法要求MAC地址列表必需随时更新，可扩展性差。

(2)服务集标识符(SSID)匹配
对AP设置不同的SSID，无线工作站必须出示正确的SSID才能访问AP，这样就可以允许不同的用户群组接入，并区别限制对资源的访问。

(3)有线等效保密(WEP)
有线等效保密协议是由802.11标准定义的，用于在无线局域网中保护链路层数据。

WEP使用40位钥匙，采用RSA开发的RC4对称加密算法，在链路层加密数据。

WEP加密采用静态的保密密钥，各无线工作站使用相同的密钥访问无线网络。

WEP也提供认证功能，当加密机制功能启用，客户端要尝试连接上AP时，AP会发出一个Challenge Packet给客户端，客户端再利用共享密钥将此值加密后送回存取点以进行认证比对，如果正确无误，才能获准存取网络的资源。

40位WEP具有很好的互操作性，所有通过Wi-Fi 组织认证的产品都可以实现WEP互操作。

现在的WEP 也一般支持128位的钥匙，能够提供更高等级的安全加密。

(4)虚拟专用网络(VPN)
VPN(virtual private networking)是指在一个公共的IP网络平台上通过隧道以及加密技术保证专用数据的网络安全性，它主要采用DES、3DES以及AES等技术来保障数据传输的安全。

(5)Wi-Fi保护访问(WPA)
WPA(wi-fi protected access)技术是在2003年正式提出并推行的的一项无线局域网安全技术，
将成为代替WEP的无线。

WPA是IEEE 802.11i的一个子集，其核心就是IEEE 802.1x和TKIP(temporal key integrity protocol) 。

新一代的加密技术TKIP与WEP一样基于RC4加密算法，且对现有的WEP 进行了改进，在现有的WEP加密引擎中增加了密钥细分(每发一个包重新生成一个新的密钥)、消息完整性检查(MIC)、具有序列功能的初始向量、密钥生成和定期更新功能等4种算法，极大地提高了加密安全强度。

另外WPA增加了为无线客户端和无线AP提供认证的IEEE 802.1x的RADIUS机制。