【文章內(nèi)容簡介】 接收方的SSID相同，這兩臺設備將能夠通信。作為最終用戶工作站，PC為無線網(wǎng)絡的客戶端，它必須有無線網(wǎng)絡適配器和支持程序（同無線協(xié)議交互的軟件）。IEEE ，而無須其他網(wǎng)絡連接方式，這被稱為對等無線網(wǎng)絡（Ad Hoc）或獨立基本服務集（Independent Basic Service Set．IBSS），如圖23所示，對于可通過無線介質(zhì)進行傳輸和接收幀的設備數(shù)量沒有限制，一個無線工作站能否接收來自其他工作站的數(shù)據(jù)以及向它們發(fā)送數(shù)據(jù)取決于很多因素，這使得人們難以為所有的工作站提供可靠的無線接入。圖 23 IBSS組網(wǎng)結構IEEE （BBS）包含一個接入點（AP），如圖24所示，該AP充當該服務集的集線器，負責集中控制一組無線設備的接入，要使用無線網(wǎng)絡的無線客戶端都必須向AP申請成員資格，AP要求客戶端滿足下述條件才允許其加入：1. 匹配的SSID；2. 兼容的無線速率；3. 身份驗證憑證。 圖 24 BSS組網(wǎng)結構向AP申請成員資格被稱為關聯(lián)（Association），客戶端必須發(fā)送一條關聯(lián)請求消息，AP通過發(fā)送關聯(lián)應答消息來批準或拒絕請求。關聯(lián)后，前往和來自該客戶端的數(shù)據(jù)都必須經(jīng)過AP，客戶端之間不能像對等網(wǎng)絡或IBSS那樣直接通信。無論關聯(lián)狀態(tài)如何，任何PC都能夠偵聽和接收通過無線介質(zhì)傳輸?shù)膸?，在無線電波的覆蓋范圍內(nèi)，任何人都可以接收通過它們傳輸?shù)膸?。然而，無線AP并不像以太網(wǎng)集線器那樣屬于被動設備，AP負責管理其無線網(wǎng)絡，通告自己的存在讓客戶端能夠與之關聯(lián)，并控制通信過程。例如，前面介紹過，通過無線介質(zhì)成功發(fā)送（沒有發(fā)生沖突）的每個數(shù)據(jù)幀都必須得到確認，AP負責將確認幀發(fā)回給發(fā)送工作站。值得注意的是，一個BSS只包含一個AP，且沒有連接到常規(guī)以太網(wǎng)，在這種設置中．AP及其關聯(lián)的客戶端組成一個獨立的網(wǎng)絡。AP也可以連接到以太網(wǎng)，因為它同時具備無線和有線功能，對于位于不同地方的AP，可以通過交換型基礎設施將它們連接起來，這被稱為IEEE （ESS），如圖25所示：圖 25 ESS組網(wǎng)方式在ESS中，無線客戶端可同其附近的AP相關聯(lián)，如果該客戶端移到其他地方，可同另一個位于附近的AP相關聯(lián)。IEEE 802 1l標準還定義了一種支持客戶端漫游（當客戶端移動時，可調(diào)整其關聯(lián)的AP）的方法。以上所介紹的三種組網(wǎng)方式是從底層分類的最基本的幾種組網(wǎng)方式，一些大的無線局域網(wǎng)絡雖然復雜，但其本質(zhì)依然是由以上一種或幾種基本組網(wǎng)方式組合在一起，再加上一些上層以太網(wǎng)設備來組成的。如圖26所示，該拓撲圖即為一個典型的無線局域網(wǎng)組網(wǎng)方式。 圖 26 典型WLAN組網(wǎng) WLAN的信道 IEEE GHz （ GHz），而FCC只允許 GHz。有趣的是，其次才是WLAN設備，必要時總是讓主要用戶優(yōu)先，你可能有過這樣的經(jīng)歷，有人在做爆米花時，你辦公室內(nèi)的WLAN就無法使用。 GHz頻段被稱為工業(yè)、科學和醫(yī)療（ISM）頻段，它包含14個信道，每個信道的寬度為22 MHz，無線AP和客戶端如何隔離信道呢？IEEE 。即用于根據(jù)中間頻率過濾出單個信道的模板。如圖27所示，在中點兩邊的1l MHz處，信號必須衰減到30 dBm，這形成了一個寬22 MHz的信道。信號可以進一步覆蓋更大的頻率范圍，但在中點兩邊的22MHz處，必須衰減到50 dBm。 圖 27 頻譜屏蔽器注意， GHz。 GHz（ ），（）個完整的信道，又如何能提供14個信道呢？信道中心之間的間隔實際上為5 MHz，而不是讀者認為的22 MHz，這導致信道之間幾乎是完全重疊的，如果兩個無線工作站使用相鄰的信道，將會出現(xiàn)這樣的問題：它們的信號滲透到對方的無線信道中，導致兩個信道都受到破壞。解決方案是：使用盡可能多的彼此不重疊的信道，這使得只有信道信道6和信道l1可用，如圖28所示。因此，在實際組網(wǎng)中，相鄰AP的信道設置必須采用三個信道間隔設置的方式來避免AP之間的頻率干擾。信道 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1422 MHz44 MHz圖 28 三個不重疊信道 WLAN設備介紹搭建無線局域網(wǎng)所需要的硬件設備主要包括無線網(wǎng)卡、無線AP、無線天線、交換機和無線局域網(wǎng)控制器等。其中無線網(wǎng)卡是必須的設備，而其他的組件可以根據(jù)不同的網(wǎng)絡環(huán)境選擇使用，例如無線網(wǎng)與局域網(wǎng)連接時需要用到無線AP，無線局域網(wǎng)接入Internet時需要用到交換機，接收遠距離無線信號或需要擴大無線信號覆蓋范圍時，需要用到無線天線。 無線網(wǎng)卡無論是有線網(wǎng)絡還是無線網(wǎng)絡，網(wǎng)卡都是接入網(wǎng)絡所必需的，所不同的是在有線網(wǎng)絡中使用的是以太網(wǎng)網(wǎng)卡，而在無線網(wǎng)絡中使用的是無線網(wǎng)卡無線網(wǎng)卡根據(jù)接口類型的不同，主要分為4種類型，即PCMCIA無線網(wǎng)卡、PC1無線網(wǎng)卡、USB無線網(wǎng)卡和無線網(wǎng)絡適配器。PCMCIA無線網(wǎng)卡（如圖29所示）僅適用于筆記本電腦，支持熱插拔，可以非常方便地實現(xiàn)移動式無線接入。圖 29 PCMCIA無線網(wǎng)卡PCI接口無線網(wǎng)卡（如圖210所示）適用于普通的臺式計算機使用。其實PCI接口的無線網(wǎng)卡往往是在PCI轉(zhuǎn)接卡上插入一塊普通的PC卡。圖 210 PCI接口無線網(wǎng)卡USB接口無線網(wǎng)卡（如圖211所示）適用于筆記本電腦和臺式機，支持熱插拔。不過由于USB網(wǎng)卡對筆記本而言是個累贅，因此，USB無線網(wǎng)卡通常被用于臺式機。另外，便捷式計算機接入無線網(wǎng)絡，可以直接使用計算機自身所帶的無線網(wǎng)卡實現(xiàn)，但前提是便捷式計算機需要集成無線網(wǎng)卡。目前幾乎所有的便攜式計算機都集成有無線卡（當然也集成有傳統(tǒng)的以太網(wǎng)接口），用此對于便捷式計算機而言，接入無線網(wǎng)絡更加簡單。 圖 211 USB無線網(wǎng)卡 無線天線天線是無線通信系統(tǒng)的重要組成部分之一，選用劣質(zhì)的天線可能影響甚至使系統(tǒng)無法正常運行，反之，使用優(yōu)質(zhì)天線能發(fā)揮系統(tǒng)的最高性能。無論是無線網(wǎng)卡、無線AP、無線網(wǎng)橋還是無線路由，都內(nèi)置有無線天線。因此，當傳輸距離較近時，不需要安裝外置的無線天線。然而，當在室內(nèi)傳輸距離超出2030 m范圍，室外超出50100 m范圍時，就必須考慮為無線AP或無線網(wǎng)卡安裝外置天線，以增強無線信號的強度，延伸無線網(wǎng)絡的覆蓋范圍。如圖212所示為一種常用的室內(nèi)全向吸頂天線。圖 212 全向吸頂天線 無線AP為了實現(xiàn)網(wǎng)絡統(tǒng)一管理和無線無縫漫游，無線AP必須選擇同一廠商、同一標準、同型號的產(chǎn)品。當然，不同區(qū)域的無線漫游網(wǎng)絡，可以選擇不同的標準和型號。但是，同一漫游網(wǎng)絡中的無線AP必須完全相同。在選擇無線AP時，主要根據(jù)無線AP所使用的環(huán)境選擇合適的設備，通常根據(jù)是在室內(nèi)使用，還是在室外使用，將AP分為室內(nèi)AP和室外AP兩種類型。圖 213 室內(nèi)AP圖 214 室外AP WLAN交換機WLAN交換機在大中型無線局域網(wǎng)中起到非常重要的作用，無線局域網(wǎng)控制器通過交換機向AP下發(fā)控制信號，AP通過交換機連入整個局域網(wǎng)，這也為客戶端在局域網(wǎng)內(nèi)不同AP之間漫游提供了可能，同時，交換機還起到為AP供電的作用。以交換機在局域網(wǎng)中所處的位置，交換機通常分為匯聚層交換機和接入層交換機。接入層交換機處于無線局域網(wǎng)的底層，直接下掛AP，目前WLAN常用的接入層交換機絕大部分為帶供電功能的POE交換機。圖 215 24口POE交換機POE （Power Over Ethernet），在為一些基于IP的終端（如IP電話機、無線局域網(wǎng)接入點AP、網(wǎng)絡攝像機等）傳輸數(shù)據(jù)信號的同時，還能為此類設備提供直流供電的技術。POE技術能在確?，F(xiàn)有結構化布線安全的同時保證現(xiàn)有網(wǎng)絡的正常運作，最大限度地降低成本。匯聚層交換機，是多臺接入層交換機的匯聚點，它必須能夠處理來自接入層設備的所有通信量，并提供到核心層的上行鏈路，因此匯聚層交換機與接入層交換機比較，需要更高的性能，更少的接口和更高的交換速率。這一層的功能主要是實現(xiàn)以下一些策略：1. 路由（即文件在網(wǎng)絡中傳輸?shù)淖罴崖窂剑?. 訪問表，包過濾和排序，網(wǎng)絡安全如防火墻等；3. 重新分配路由協(xié)議，包括靜態(tài)路由；4. 在vlan之間進行路由，以及其他工作組所支持的功能；5. 定義組播域和廣播域。這一層主要是實現(xiàn)策略的地方。匯聚層交換機主要承擔的基本功能有：匯接接入層的用戶流量，進行數(shù)據(jù)分組傳輸?shù)膮R聚、轉(zhuǎn)發(fā)和交換；根據(jù)接入層的用戶流量，進行本地路由、過濾、流量均衡、QoS優(yōu)先級管理，以及安全機制，IP地址轉(zhuǎn)換、流量整形、組播管理等處理；根據(jù)處理結果將用戶流量轉(zhuǎn)發(fā)到核心交換層或在本地進行路由處理；完成各種協(xié)議的轉(zhuǎn)換（如路由的匯總和重新發(fā)布等），以保證核心層連接運行不同的協(xié)議的區(qū)域。圖 216 匯聚層交換機接入層和匯聚層交換機共同構成完整的中小型局域網(wǎng)解決方案。 無線局域網(wǎng)控制器無線局域網(wǎng)控制器屬于網(wǎng)絡控制器的一類分類，是用來集中化控制無線AP，即無線網(wǎng)絡組成企業(yè)級的應用?，F(xiàn)以Cisco無線局域網(wǎng)控制器為例加以介紹。 Cisco無線局域網(wǎng)控制器分為3個系列，即Cisco 2000系列、4100系列和4400系則，通用于不同的環(huán)境部署情況。Cisco 2000系列（如圖217所示）適用于中、小型企業(yè)環(huán)境，可支持6個輕型接入點，是用于小型樓宇的經(jīng)濟、有效的解決辦案。憑借集成動態(tài)主機控制協(xié)議（DHCP）服務和自動接入點配置，Cisco 2000系列也適用于現(xiàn)場IT支持有限的環(huán)境，如分散型企業(yè)中的分支機構。圖 217 Cisco 2000Cisco 4100系列（如圖218所示）無線局域網(wǎng)控制器適用于中型機構。有3種配置：4114124和4136。分別最多可支持124和36個接入點。Cisco 4100系列提供了單一千兆位以太網(wǎng)上行鏈路和一條熱待機鏈路，可提供告訴局域網(wǎng)連接和可靠性控制。圖 218 Cisco 4100Cisco 4400系列的無線局域網(wǎng)控制器適用于大、中型機構，有兩個型號，即帶兩個千兆位以太網(wǎng)端口，其配置可支持l25和50個接人點的 4402，以及帶4個千兆位以太網(wǎng)端口，支持100個接入點的4404。4402具有1個擴展插槽，4404具有兩個擴展插槽，可用于在將來添加增強功能，如VPN終結等。此外，每個4400 WLAN控制器均支持一個可選冗余電源，以確保最高可靠性。圖 219 Cisco 4400 3 校園WLAN的構建 校園局域網(wǎng)需求分析 建設背景及意義隨著電子產(chǎn)品價格的不斷“跳水”，越來越多的學生擁有屬于自己的筆記本電腦和帶WIFI功能的智能手機，從而成為校園中使用網(wǎng)絡最廣的用戶群。而如今大多數(shù)的筆記本電腦都會集成有無線網(wǎng)卡，可以方便地接入無線網(wǎng)絡，即使筆記本電腦沒有集成無線網(wǎng)卡，同樣可以通過安裝PCMCIA無線網(wǎng)卡、USB無線網(wǎng)卡等方式，輕松實現(xiàn)無線接入校園網(wǎng)。唐山學院北校區(qū)現(xiàn)有在校學生8000多名，教師共500名左右。校區(qū)現(xiàn)有的主要建筑分別是A座和B座兩座教學樓、一座辦公樓和一座圖書館。此網(wǎng)絡的設計，為了滿足廣大師生無論是在教室、辦公樓或者是圖書館都能隨時隨地地接入互聯(lián)網(wǎng)。圖 31 唐山學院北校區(qū)平面圖隨著信息技術的高速發(fā)展，教育信息化水平正成為衡量學?？傮w發(fā)展水平的重要因素，網(wǎng)絡技術的應用對高校的教學手段和教育管理體系的促進作用是巨大的。1995 年CERNET （中國教育和科研計算機網(wǎng)）建設全面啟動，全國各地的高校開始建設自己的計算機校園網(wǎng)。校園網(wǎng)建設是高校建設的重要組成部分，建設高質(zhì)量的局域網(wǎng)， 才能充分發(fā)揮網(wǎng)絡資源管理和應用的優(yōu)勢，進行信息交流、資源共享、科學計算和科學研究與合作。 高校校園網(wǎng)的網(wǎng)絡建設與網(wǎng)絡技術發(fā)展幾乎是同步進行的。高校不僅承擔著教書育人的工作，更承擔著部分國家級的科研任務，同時考慮未來幾年網(wǎng)絡平臺的發(fā)展趨勢， 為了充分滿足高校骨干網(wǎng)對高速，智能，安全，認證計費等的需求，可以利用萬兆以太網(wǎng)的校園網(wǎng)組網(wǎng)技術。構建校園網(wǎng)骨干網(wǎng)，實現(xiàn)各個分校區(qū)和本部之間的連接，以及實現(xiàn)端到端的以太網(wǎng)訪問，提高了傳輸?shù)男剩行У乇ＷC了遠程多媒體教學、數(shù)字圖書館等業(yè)務的開展。校園網(wǎng)的建設與應用，極大地豐富和完善了教育資源，拓寬