【无线局域网】
无线局域网(WLAN),是计算机网络与无线通信技术相结合的产物,通常指采用无线传输介质的计算机局域网,在距离有限区域内实现无线通信
其中,无线通信是指两台计算机之间能传输数据,无线网络是指以无线方式相连的计算机能共享资源,具有有线网络系统所支持的各种功能
由于距离的差异,数据传输的范围也有所不同,这导致网络具体设计和实现方面有所区别,目前采用的是 IEEE 802.11x 标准与 HiperLAN 标准
无线局域网具有可移动、灵活性强、可伸缩性高、小型化、价格低等优点,但受制于带宽与系统容量,其可靠性、兼容性与共存性较差,覆盖范围较小,同时易受到干扰
根据频段、业务类型、拓扑结构进行分类,无线局域网可分为以下类型:
划分依据 | 类型 |
---|---|
频段 | 自由频段、专用频段 |
业务类型 | 面向连接、非面向连接 |
拓扑结构 | 点对点式、基础结构式 |
【相关组织和标准】
Wi-Fi (Wireless Fidelity)联盟,是一个非盈利组织,该组织致力于 802.11 WLAN 发展和实现,通过促进使用标准化 IEEE802.11 技术来鼓励全球 Wi-Fi 促进和推广家庭,小型办公和企业使用 Wi-Fi 产品,同时负责测试和保证以 Wi-Fi 的产品质量
WAPI 是中国无线网络产品国标中安全机制的标准,包括无线局域网鉴别(WAI)和保密基础结构(WPI)两部分
【组成】
无线局域网由以下结构组成:
- 站/主机/终端(STA),是无线局域网的最基本组成单元,其包括终端用户设备、无线网络接口、网络软件等元素
- 无线接入点(AP),是无线局域网核心,其是移动计算机用户进入有线网络的接入点,主要用于宽带家庭、大楼内部以及园区内部,典型距离覆盖几十米至上百米 分布式系统 扩展业务区
- 无线介质(WM),是无线局域网传播的介质,目前常用的有无线电波和红外线
- 分布式系统(DS),是建立在网络之上的软件系统,具有高度的内聚性和透明性
【技术模式】
基础结构网络
基础结构无线网络是最基础的一种无线局域网结构,在该结构中,无线站点处于相对固定的位置,通过接入点来进行桥接,基本服务群(BSS)包含至少一个 AP 和两台移动设备
该网络由于其集中的特性,具有安全性、可扩展性较好,运作范围较大等特点,但路由简单,抗毁能力差
基础结构无线网络在拓展后称为扩展服务集合(ESS),其是由多个 BSS 组成的多区网,通过分布式系统链接组成的
无线自组织网络
无线自组织网络(Ad-Hoc),其采用的是对等模式,设备间可直接通信,无需接入点支持,每个节点都有从一个节点转发到另一个节点的能力,具备独立的基本服务集
其应用于无接入点建立全无线网络和作为基础机构方案备份的可桥接的有线网络,在实际应用中,其常见于会议室、汽车上的临时笔记本会议、个人设备的互连等等
【服务】
STA 服务
STA 服务即站服务,其提供以下三种功能:
1.认证
有线网用物理接口来授权接入,无线介质无精确边界,考虑认证服务控制接入,所有站均认证获取其它站身份
两站间未建立交互式认证则无法建立连接,站间认证可为链路级认证,也可为端到端或用户到用户的认证
2.解除认证
欲终止已存在认证,解除认证服务,认证是连接的先决条件,因此解除认证将使站解除连接,解除认证服务可由任一连接实体唤醒
3.保密
有线 LAN 中只有物理连接站可侦听通信,无线共享介质中任何符合标准的站均可侦听其覆盖范围内所有物理层通信,无保密通信严重影响 WLAN 的安全性能
DS 服务
DS 服务即分发系统服务,其提供以下五种功能:
1.关联
对给定站,DSS需知道接入哪个 AP,信息由关联提供给 DS,支持 BSS 切换移动,站通过AP发送数据前,先关联至 AP
欲建立关联,先唤醒关联服务,提供站到 DS 的 AP 映射,DS 使用该信息完成其消息分布业务
同时,在任一瞬间,一个站仅和一个 AP 关联
2.重新关联
BSS 切换移动需重新关联,即当前关联从一个 AP 移动到另一 AP,保持了 AP 与站间的当前映射
3.解除关联
终止一个已有关联时,会唤醒解除关联
4.分布
来自或发送到工作在 ESS 中的 WLAN 站每个数据消息唤醒,分布借助于 DSS 完成
5.集成
如果 DS 确定消息接收端为集成 LAN 成员,则 DS 输出点是端口而非 AP,分发到端口消息使 DS 唤醒集成功能,完成消息从 DSM 到集成 LAN 介质和地址空间变换
【主要标准】
IEEE 802.11 标准
IEEE802.11 标准包括多个子标准,如常见的 IEEE 802.11g、IEEE 802.11n、IEEE 802.11ac 等,WiFi 是其商业名称
子标准介绍如下:
- IEEE802.11g:采用补码键控(CCK)、OFDM、分组二进制卷积码(PBCC)等,可达 54Mbps 速率
- IEEE 802.11n:进一步使用 MIMO/OFDM,速率提升至 300M 甚至 600Mbps
- IEEE 802.11ac:配置 1/2/4/8 天线 AP 的传输速率最高可达 867M/1.69G/3.39G/6.77Gbps
HiperLAN 标准
HiperLAN 由欧洲 ETSI 开发,具有如下四种标准:
- HiperLAN1:用于无线局域网接入
- HiperLAN2:用于无线局域网接入
- HiperLink:用于室内无线主干系统
- HiperAccess:室外接入有线基础设施