【文章內容簡介】 取架構，達到信息隨身化、便利走天下的理想境界。 對于局域網絡管理主要工作之一，對于鋪設電纜或是檢查電纜是否斷線這種耗時的工作，很容易令人煩躁，也不容易在短時間內找出斷線所在。再者，由于配合企業(yè)及應用環(huán)境不斷的更新與發(fā)展，原有的企業(yè)網絡必須配合重新布局，需要重新安裝網絡線路，雖然電纜本身并不貴，可是請技術人員來配線的成本很高，尤其是老舊的大樓，配線工程費用就更高了。因此，架設無線局域網絡就成為最佳解決方案。無線局域網由無線網卡、無線接入點（AP） 、計算機和有關設備組成，常見的組成方式有 3 種：點對點型、點對多點型、和混合型。點對點型常用于固定的要聯(lián)網的兩個位置之間，是無線聯(lián)網的常用方式，使用這種聯(lián)網方式建成的網絡，優(yōu)點是傳輸距離遠，傳輸速率高，受外界環(huán)境影響較小。點對多點型常用于有一個中心點，多個遠端點的情況下。其最大優(yōu)點是組建網絡成本低、維護簡單；其次，由于中心使用了全向天線，設備調試相對容易。該種網絡的缺點也是因為使用了全向天線，波束的全向擴散使得功率大大衰減，網絡傳輸速率低，對于較遠距離的遠端點，網絡的可靠性不能得到保證?；旌闲陀糜谒ňW絡中有遠距離的點、近距離的點，還有建筑物或山脈阻擋的點。在組建這種網絡時，綜合使用上述幾種類型的網絡方式，對于遠距離的點使用點對點方式，近距離的多個點采用點對多點方式，有阻擋的點采用中繼方式。其優(yōu)點如下：靈活性和移動性。在有線網絡中，網絡設備的安放位置受網絡位置的限制，而無線局域網在無線信號覆蓋區(qū)域內的任何一個位置都可以接入網絡。無遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 第 6 頁線局域網另一個最大的優(yōu)點在于其移動性，連接到無線局域網的用戶可以移動且能同時與網絡保持連接。 經濟節(jié)約。由于有線網絡中缺少靈活性，這就要求網絡的規(guī)劃者盡可能地考慮未來的發(fā)展的需要，這就往往導致需要預設大量利用率較低的信息點。而一旦網絡的發(fā)展超出了設計規(guī)劃時的預期，又要花費較多費用進行網絡改造。而 WLAN 可以避免或減少以上情況的發(fā)生。安裝便捷。無線局域網可以免去或最大程度地減少網絡布線的工作量，一般只要安裝一個或多個接入點設備，就可建立覆蓋整個區(qū)域的局域網絡。 易于進行網絡規(guī)劃和調整。對于有線網絡來說，辦公地點或網絡拓撲的改變通常意味著重新建網。重新布線是一個昂貴、費時、浪費和瑣碎的過程，無線局域網可以避免或減少以上情況的發(fā)生。 故障定位容易。有線網絡一旦出現(xiàn)物理故障，尤其是由于線路連接不良而造成的網絡中斷，往往很難查明，而且檢修線路需要付出很大的代價。無線網絡則很容易定位故障，只需更換故障設備即可恢復網絡連接。 易于擴展。無線局域網有多種配置方式，可以很快從只有幾個用戶的小型局域網擴展到上千用戶的大型網絡，并且能夠提供節(jié)點間漫游 等有線網絡無法實現(xiàn)的特性。無線局域網在能夠給網絡用戶帶來便捷和實用的同時，也存在著一些缺陷。無線局域網的不足之處體現(xiàn)在以下幾個方面： 性能。無線局域網是依靠無線電波進行傳輸?shù)?。這些電波通過無線發(fā)射裝置進行發(fā)射，而建筑物、車輛、樹木和其它障礙物都可能阻礙電磁波的傳輸，所以會影響網絡的性能。 速率。無線信道的傳輸速率與有線信道相比要低得多。目前，無線局域網的最大傳輸速率為 1Gbit/s，只適合于個人終端和小規(guī)模網絡應用。 安全性。本質上無線電波不要求建立物理的連接通道，無線信號是發(fā)散的。從理論上講，很容易監(jiān)聽到無線電波廣播范圍內的任何信號，造成通信信息泄漏。無線局域網絡絕不是用來取代有線局域網絡，而是用來彌補有線局域網絡之不足，無線局域網絡的使用人群包括，無固定工作場所的使用者、有線局域網絡架設受環(huán)境限制、作為有線局域網絡的備用系統(tǒng)等。遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 第 7 頁 遵循的協(xié)議應無線局域網絡的強烈需求，美國的國際電子電機學會在 1990 年 11 月成立了 委員會，開始制定無線局域網絡標準。 是第一代無線局域網標準之一，速率最高只能達到 2Mbit/s。該標準定義了物理層和媒體訪問控(MAC)協(xié)議的規(guī)范，允許無線局域網及無線設備制造商在一定范圍內建立互操作網絡設備。由于在無線網絡中沖突檢測較困難，媒體訪問控制(MAC)層采用避免沖突(CA)協(xié)議，而不是沖突檢測（ CD） ，但也只能減少沖突。 物理層的無線媒體(WM )決定了它與現(xiàn)有的有線局域網的 MAC 不同，它具有獨特的媒體訪問控制機制，以 CSMA/CA 的方式共享無線媒體。其協(xié)議對比如表 。 第二代無線局域網絡協(xié)議標準其帶寬最高可達 11 Mb/s，實際的工作速度在 5 Mb/s 左右。 使用的是開放的 頻段，不需要申請。既可作為對有線網絡的補充，也可獨立組網，從而使網絡用戶擺脫網線的束縛，實現(xiàn)真正意義上的移動應用。 標準的傳輸優(yōu)點是傳輸速度快，采用 OFDM(正交頻分復用)調制方式，速度可達 54Mbps，完全能滿足語音、數(shù)據、圖像等業(yè)務的需要。缺點是無法與 兼容，致使一些早已購買 標準的無線網絡設備在新的 網絡中不能用。IEEE 推出的完全兼容 標準且與 速率上兼容的 標準。 也工作在 頻段內，支持 54Mbps 的傳輸速率，并且與 完全兼容。這樣通過 原有的 和 兩種標準的設備就可以在同一網絡中使用。 關鍵技術塊應答：多個幀只用一個應答來搞定。為保證數(shù)據傳輸?shù)目煽啃?，協(xié)議規(guī)定每收到一個單播數(shù)據幀，都必須立即回應 ACK 幀。AMPDU 的接收端在收到 AMPDU 后，需要對其中的每一個 MPDU 進行處理，因此同樣需要遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 第 8 頁對每一個 MPDU 發(fā)送應答幀。Block Acknowledgement 機制通過使用一個 ACK幀來完成對多個 MPDU 的應答，以降低這種情況下的 ACK 幀的數(shù)量。幀聚合：多個幀并成一個幀來發(fā)。將要傳送到同一個地方的封包結合，共同使用一個 frame 來傳送。Short GI（短保護間隔）：幀與幀之間的間距更短了。由于多徑效應的影響，信息符號(Information Symbol)將通過多條路徑傳遞，可能會發(fā)生彼此碰撞，導致 ISI 干擾。為此，必須保證在信息符號之間存在 800 ns 的時間間隔，這個間隔被稱為 Guard Interval (GI)。信道捆綁技術：車道寬一倍，車流量就大一倍。傳統(tǒng)的 標準，空口都工作在 20MHz 頻寬， 技術通過將相鄰的兩個 20MHz 信道綁定成40MHz，使傳輸速率成倍提高。將兩個相鄰的 20MHz 信道綁定使用，一個為主帶寬，一個為次帶寬，收發(fā)數(shù)據時既可以 40MHz 的帶寬工作，也可以單個20MHz 帶寬工作。同時為避免相互干擾，原本每 20MHz 信道之間都會預留一小部分的帶寬，當采用信道綁定技術工作在 40MHz 帶寬時，這一部分預留的帶寬也可以被用來通信，進一步提高了吞吐量。需要注意的是：在 資源有限,干擾又多,所以在 建議不使用 40MHz 模式，在 5 GHz 使用 40MHz模式是比較合理的選擇。MIMO（多入多出）：11n 核心技術，多天線同時發(fā)射接收。利用空間上獨立的多組收發(fā)天線來發(fā)送和接收多條數(shù)據流（spatial streams） ，從而以數(shù)據流倍數(shù)提高了吞吐。OFDM（正交頻分復用）：11g 核心技術，速度達到 54Mbps 的原因。將信道分成許多進行窄帶調制和傳輸正交子信道，并使每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關帶寬，用以減少各個載波之間的相互干擾，同時提高頻譜的利用率的技術。11a/g 所使用的 OFDM 提供 48 個子通道,， MIMOOFDM 提供了52 個子通道，從而將速率從 54Mbps 提高到 65Mbps.MRC（最大合并比）：可以改善覆蓋 2％到 5％。作為接收端的 Diversity技術，MRC 要求接收端有多個天線，通過來自多個天線的信號（同一條流）進行加權計算，從而獲得 SNR 的改善。遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 第 9 頁表 協(xié)議對比標準號 IEEE b IEEE a IEEE g IEEE n標準發(fā)布時間1999 年 9 月 1999 年 9 月 2022 年 6 月 2022 年 9 月工作頻率范圍 GHz GHz GHz GHz GHz GHz非重疊信道 3 24 3 15物理速率 11 54 54 600實際吞吐量 6 24 24 100 以上頻寬 20MHz 20MHz 20MHz 20MHz/40MHz調制方式 CCK/DSSS OFDM CCK/DSSS/OFDM MIMO/CCK/DSSS/OFDM兼容性 b a b/g a/b/g/n 信道設置IEEE 信道設置采用 可以為任何地點提供 11Mbit/s 的帶寬，采用 可以為任何地點提供 11Mbit/s 的帶寬。圖 顯示了只使用了３個不重疊的 或 信道的設計方案。圖 的信道重用遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 第 10 頁圖 的信道重用IEEE 信道設置 采用 可以為任何地點提供 54Mbit/s 的帶寬。使用 產品，用戶可以擁有 8 個獨立信道。我們可以實行如圖 的設計。圖 的信道重用 無線局域網拓撲 接入點和網橋AP、無線網橋和工作組網橋都工作在 OSI 參考模型的第一層（物理層）和第 2 層（數(shù)據鏈路層）。接入點一個接入點（Access Point，AP）就是一個 WLAN 收發(fā)器，可以作為一個獨立無線網絡的中心。一個 AP 也可以作為無線網絡之間的連接點。在大型網遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 第 11 頁絡中，多個 AP 可以提供漫游功能，允許用戶在區(qū)域內自由移動而仍能保持不中斷和無逢的網絡接入。無線網橋無線網橋用于連接 2 個或 2 個以上的網絡，特別是位于不同建筑物內的網絡。采用了 技術的網橋可以實現(xiàn)提供最大為 54Mbit/s 的帶寬。而用了 技術的網橋可以實現(xiàn)提供最大為 11Mbit/s 的帶寬。工作組網橋　工作網橋一般應用于將遠程工作組連接到一個有線 LAN，如圖 所示P CP CP CP CA PA P集線器服務器圖 無線網橋拓撲圖 WLAN 拓撲有線 LAN 限制了用戶始的移動性，而 WLAN 是在有線 LAN 的基礎上，實現(xiàn)用戶的可移動性，使接入 WLAN 的用戶不但可以覆蓋范圍內隨心所欲的移動。為了使用戶可以在一個比較大的區(qū)域內活動，我們可以在這個活動區(qū)域內將兩個或多個的基本服務單元（一個 AP 提供的覆蓋范圍）進行覆蓋。如下圖 所示。遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 第 12 頁 無線客戶端無線客戶端接入點接入點重疊區(qū)域L A N 主干無線單元 1 無線單元 2信道 1信道 6圖 　兩個基本服務單元無線拓撲圖 漫游在一個 WLAN 覆蓋范圍內，為保證客戶端的移動性，所以要在不同的 AP之間實現(xiàn)無縫漫游，如圖 所示。例如當客戶端在信道為 1 的 AP 范圍內，移動到其他信道的 AP 覆蓋范圍內時，整個路徑能夠分配一個可用的 IP 地址，客戶端可以正常使用而無掉線現(xiàn)象。I n t e r n e t無線基礎設施漫游多層交換機移動設備移動設備移動設備 移動設備移動設備移動設備A PA PA PA PA P信道 1 信道 6 信道 1 1信道 1 1信道 1圖 無線局域網漫游圖拓撲圖 組網結構與原理 組網結構遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 第 13 頁圖 本地轉發(fā)組網圖本地轉發(fā)：AP 的管理流：ONUOLTS8505ME60 NE40ES9306 ACSTA 業(yè)務流：STAAPONUOLTS8505ME60 NE40E公網用戶數(shù)據到達 AP 后，不會走隧道去找 AC，而是直接轉換成以太網報文，去找最終目的地址或者用戶，這種模式下，AP 與 AC 之間的隧道只傳輸控制報文，不走數(shù)據。而 AP 的地址是由 AC 分配，戶分地址是由 ME60 分配。集中轉發(fā)：AP 管理流：ONUOLTS8505 NE40ES9306 AC AP 業(yè)務：STAAPONUOLTS8505ME60NE40ES9306ACS9306NE40E公網。集中轉發(fā)就是既傳輸控制報文，又走數(shù)據報，而 AP 的地址時由 AC 分配 ，戶分地址由 AC 分配。 組網原理AC 與 AP 通過三層路由實現(xiàn)管理互通，AC 配置 AP 的管理地址池及用戶業(yè)務地址池。S8505 做 DHCP RELAY 實現(xiàn) AP 管理地址分配，AP 的網關在遼寧科技學院本科生畢業(yè)設計（論文） 第 14 頁S8505 上；用戶的業(yè)務地址通過 AC 和 AP 間互通后建立的私有數(shù)據隧道實現(xiàn)動態(tài)地址分配，用戶的網關在 AC 上。AP 的私網管理地址通過配置 BGP/MPLS L3 VPN 實現(xiàn)與公網隔離。圖 DHC