四、无线局域网
无线局域网络(Wireless Local Area Networks,WLAN)是一种借助无线技术取代以往有线布线方式构成局域网的新手段,可提供传统有线局域网的所有功能,它支持较高的传输速率。它通常利用射频无线电或红外线,借助直接序列扩频(DSSS)或跳频扩频(FHSS)、GMSK、OFDM和UWBT等技术实现固定、半移动及移动的网络终端对因特网网络进行较远距离的高速连接访问。
(一)无线局域网的特点
(1)安装便捷。一般在网络建设中,施工周期最长、对周边环境影响最大的,就是网络布线施工工程。而无线局域网最大的优势就是免去或减少了网络布线的工作量,一般只要安装一个或多个接入点AP(Access Point)设备,就可建立覆盖整个建筑或地区的局域网络。
(2)使用灵活。在有线网络中,网络设备的安放位置受网络信息点位置的限制。而一旦无线局域网建成后,在无线网的信号覆盖区域内任何一个位置都可以接入网络。
(3)经济节约。由于有线网络缺少灵活性,这就要求网络规划者尽可能地考虑未来发展的需要,这就往往导致预设大量利用率较低的信息点。而一旦网络的发展超出了设计规划,又要花费较多费用进行网络改造,无线局域网可以避免或减少以上情况的发生。
(4)易于扩展。无线局域网有多种配置方式,能够根据需要灵活选择。这样,无线局域网就能胜任从只有几个用户的小型局域网到上千用户的大型网络,并且能够提供像“漫游”等有线网络无法提供的特性。
(二)无线局域网的应用
(1)接入网络信息系统。例如,电子邮件、文件传输和终端仿真。
(2)难以布线的环境。例如,老建筑、布线困难或昂贵的露天区域、城市建筑群、校园和工厂。频繁更换工作地点和改变位置的零售商、生产商,以及野外勘测、试验、军事、公安和银行等,使用便携式计算机等可移动设备进行快速网络连接。
(3)用于远距离信息的传输。例如,在林区进行火灾、病虫害等信息的传输;公安交通管理部门进行交通管理等。
(4)专门工程或高峰时间所需的暂时局域网。例如,学校、商业展览、建设地点等人员流动较强的地方;利用无线局域网进行信息的交流;零售商、空运和航运公司高峰时间所需的额外工作站等。
(5)流动工作者可得到信息的区域。例如,需要在医院、零售商店或办公室区域流动时得到信息的医生、护士、零售商、白领工作者;办公室和家庭办公室(SOHO)用户,以及需要方便快捷地安装小型网络的用户。
(三)无线局域网的结构
(1)网桥连接型。不同的局域网之间互联时,由于物理上的原因,若采取有线方式不方便,则可利用无线网桥的方式实现两者的点对点连接。无线网桥不仅提供两者之间的物理与数据链路层的连接,还为两个网的用户提供较高层的路由与协议转换。
(2)基站接入型。当采用移动蜂窝通信网接入方式组建无线局域网时,各站点之间的通信是通过基站接入、数据交换方式来实现互联的。各移动站不仅可以通过交换中心自行组网,还可以通过广域网与远地站点组建自己的工作网络。
(3)HUB接入型。利用无线HUB可以组建星型结构的无线局域网,具有与有线HUB组网方式相类似的优点。在该结构基础上的WLAN,可采用类似于交换型以太网的工作方式,要求HUB具有简单的网内交换功能。
(4)无中心结构。要求网中任意两个站点均可直接通信。此结构的无线局域网一般使用公用广播信道,MAC层采用CSMA类型的多址接入协议。
(四)无线局域网的工作原理(https://www.daowen.com)
1.无线局域网的组成
无线局域网由无线网卡、无线接入点(Access Point,AP)、计算机和有关设备组成,采用单元结构,将整个系统分成许多单元,每个单元称为一个基本服务组(BSS)。BSS的组成有以下3种方式:
(1)集中控制式:每个单元由一个中心站控制,网中的终端在该中心站的控制下与其他终端通信。尽管BSS区域较大,但其所建中心站的费用较昂贵。
(2)分布对等式:BSS中任意两个终端可直接通信,无需中心站转接。尽管BSS区域较小,但这种方式的结构简单,使用方便。
(3)集中控制式与分布对等式相结合的方式。
一个无线局域网可由一个基本服务区(BSA)组成,一个BSA通常包含若干个单元,这些单元通过AP与某骨干网相连。骨干网可以是有线网,也可以是无线网。
2.无线局域网的网络结构
WLAN使用的端口访问技术IEEE 802.11b标准支持两种网络结构。
(1)基于AP的网络结构。所有工作站都直接与AP无线连接,由AP承担无线通信的管理及与有线网络连接的工作,是理想的低功耗工作方式,可以通过放置多个AP来扩展无线覆盖范围,并允许便携机在不同AP之间漫游。目前实际应用的WLAN建网方案中,一般采用这种结构,同时考虑到安全因素,AP必须和交换机各端口进行两层隔离。交换机采用IEEE 802.1Q标准的VLAN方式。VLAN对接入交换机每一端口的AP都必须分配一个网内唯一的VLAN ID。
(2)基于P2P(Peer to Peer)的网络结构。这种网络结构用于连接PC或POCKET PC,允许各台计算机在无线网络所覆盖的范围内移动并自动建立点到点的连接。
3.无线局域网的工作方式
WLAN由无线网卡、接入控制器设备(Access Controller,AC)、无线接入点、计算机和有关设备组成。下面以最广泛使用的无线网卡为例说明WLAN的工作原理。
一个无线网卡主要包括网卡(NIC)单元、扩频通信机和天线3个组成功能块。NIC单元属于数据链路层,由它负责建立主机与物理层之间的连接。扩频通信机与物理层建立了对应关系,实现无线电信号的接收与发射。
当计算机要接收信息时,扩频通信机通过网络天线接收信息,并对该信息进行处理,判断是否要发给NIC单元,如是则将信息帧上交给NIC单元,否则丢弃。如果扩频通信机发现接收到的信息有错,则通过天线发送给对方一个出错信息,通知发送端重新发送此信息帧。
当计算机要发送信息时,主机先将待发送的信息传送给NIC单元,由NIC单元首先监测信道是否空闲,若空闲立即发送,否则暂不发送,并继续监测。可以看出,WLAN的工作方式与IEEE802.3定义的有线网络的载体监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)工作方式很相似。
(五)无线局域网的应用实例
耀越公司是一家典型的中小企业,正处于一种高成长和充满无数可能的发展状态。面对剧烈的市场竞争、机遇和挑战,公司的业务规模、人员,甚至办公场地,都处于一种持续的变化之中,甚至可以用瞬息万变来形容。因此,如何为公司搭建一个能从容应对来自外部和自身内部变化的局域网作为公司网络相关信息通讯和办公的基础设施,是一大挑战。在耀越总公司乔迁新的办公地址之后,为了方便移动办公和免除综合布线的费用和时间以及办公人员的变化,综合多方考虑,耀越公司决定全部采用技嘉的无线路由器和无线网卡来构建公司内部无线网络,从而让公司网络基础设施处变不惊,既能满足当下的应用需求,又能应对公司未来发展变化,大大提高了公司办公网络的灵活性,节约开支降低成本,进而提高了工作效率。
耀越公司的整个无线网络由一台技嘉B49G 108M无线路由器、一台技嘉A11G 54M无线AP、14块技嘉WPKG 54M PCI无线网卡及2块技嘉WMAG 108M PCMCI无线网卡组成。把技嘉B49G 108M无线路由器和ADSL相连,而技嘉A11G 54M无线AP则通过有线和B49连接。所有的台式机采用了技嘉WPKG 54M PCI无线网卡,而笔记本电脑采用了技嘉WMAG 108M PCMCI无线网卡。整个网络集灵活性、安全性、易用性和稳定性于一体,不仅节省了综合布线的费用和时间,大大提高了办公的效率,而且能应对中小企业的高成长和变化的特点。