6.1无线网络的基础知识（教案）《计算机网络技术项目教程》（大连理工出版社）

周 次 第 九 周 周，第 9 次课；总第16次课 章节名称 第六章：无线网络的组建 授课方式 课堂讲授（√）；上机实验（ ）； 实际操作（ ）；课程设计（ ）； 教学时数 2 授课方法 和手段 课堂讲授 教学目的 与要求 目的和要求： 1． 无线网络的基础知识; 无线网络的组网模式 2． 无线局域网介质访问控制规范 服务区域认证ID 难点：无线局域网介质访问控制规范 服务区域认证ID 教学基本内容纲要 6.2.1　无线网络的基础知识 １．无线网络的概念 无线网络是相对有限网络的一个概念,它是指无需布线而是利用无线电技术取代网线等传输介质实现的网络互连。 ２．无线网络的分类 无线个人网： 无线个人网（Wireless personal area network）提供了一种小范围内无线通信的手段。IEEE802协议系列中定义了一系列无线网络标准，目前已成型的无线个人网标准主要有两个：无线个人网络(WPAN，IEEE802.15.1)，覆盖了蓝牙(BlueTooth)协议栈的物理层/媒体接入控制层（MAC/PHY)层。低速无线个人网络(LR-WPAN，IEEE802.15.4)，覆盖了ZigBee协议栈的物理层/媒体接入控制层（MAC/PHY)层。 无线局域网： 无线局域网络英文全名：Wireless Local Area Networks；简写为： WLAN。它是相当便利的数据传输系统，它利用射频（Radio Frequency； RF）的技术，使用电磁波，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线（Coaxial）所构成的局域网络，在空中进行通信连接，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。 无线城域网： 无线城域网的推出是为了满足日益增长的宽带无线接入(BWA)市场需求。虽然多年来 802.11x技术一直与许多其他专有技术一起被用于BWA，并获得很大成功，但是WLAN的总体设计及其提供的特点并不能很好地适用于室外的BWA应用。当其用于室外时，在带宽和用户数方面将受到限制，同时还存在着通信距离等其他一些问题。基于上述情况，IEEE决定制定一种新的、更复杂的全球标准，这个标准应能同时解决物理层环境（室外射频传输）和QoS两方面的问题，以满足BWA和“最后一英里”接入市场的需要。 无线广域网： WWAN是采用无线网络把物理距离极为分散的局域网（LAN）连接起来的通信方式。 WWAN连接地理范围较大，常常是一个国家或是一个洲。其目的是为了让分布较远的各局域网互连，它的结构分为末端系统（两端的用户集合）和通信系统（中间链路）两部分。 典型应用：电力系统、医疗系统、税务系统、交通系统、银行系统、调度系统等领域。 ３．无线网络的特点 优点 　　（1）网络架设方便。 　　（2）使用灵活。 　　（3）容易扩展。 缺点 　　（1）网络速度慢。 　　（2）信号覆盖范围小。 （3）网络设备价格相对较高。 6.2.2　无线局域网标准 无线网络的通信协议标准主要是IEEE 802.11系列，包括 802.11a， IEEE 无线网络标准，指定最大 54Mbps 的数据传输速率和 5GHz 的工作频段。802.11a的传输技术为多载波调制技术。802.11a标准是已在办公室、家庭、宾馆、机场等众多场合得到广泛应用的802.11b无线联网标准的后续标准。它工作在5GHzU-NII频带，物理层速率可达54Mb/s，传输层可达25Mbps。可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太网无线帧结构接口，以及TDD/TDMA的空中接口；支持语音、数据、图像业务；一个扇区可接入多个用户，每个用户可带多个用户终端。 802.11b， 价格便宜的便携式计算机、移动电话和手持式设备的日趋流行，以及Internet应用程序和电子商务的快速发展，使用户需要随时进行网络连接。为满足这些需求，可以使用两种方法将便携式设备连接到网络，而没有电缆所带来的不便。这两种标准就是802.11b和Bluetooth。802.11b是一种11Mbps（原文为11M/s，已修改） 无线标准，可为笔记本电脑或桌面电脑用户提供完全的网络服务。 802.11g， IEEE802.11工作组近年来开始定义新的物理层标准IEEE802.11g。与以前的IEEE802.11协议标准相比，IEEE802.11g草案有以下两个特点：在2．4GHz频段使用正交频分复用（OFDM）调制技术，使数据传输速率提高到20Mbit/s以上；能够与IEEE802.11b的Wi-Fi系统互联互通，可共存于同一AP的网络里，从而保障了后向兼容性。这样原有的WLAN系统可以平滑地向高速WLAN过渡，延长了IEEE802．11b产品的使用寿命，降低了用户的投资。2003年7月IEEE802.11工作组批准了IEEE802.11g草案，该标准成为人们关注的新焦点。 802.11n。 802.11n是在802.11g和802.11a之上发展起来的一项技术，最大的特点是速率提升，理论速率最高可达600Mbps（目前业界主流为300Mbps）。802.11n可工作在2.4GHz和5GHz两个频段。 Wi－Fi联盟在802.11a/b/g后面的一个无线传输标准协议， 为了实现高带宽、高质量的WLAN服务，使无线局域网达到以太网的性能水平，802.11任务组N（TGn）应运而生。802.11n标准至2009年才得到IEEE的正式批准，但采用 MIMO OFDM技术的厂商已经很多，包括华为、腾达、TP-Link、D－Link、Airgo、Ubiquiti、Bermai、Broadcom以及杰尔系统、Atheros、思科、Intel等等，产品包括无线网卡、无线路由器等. 6.2.3　无线局域网介质访问控制规范 在大家常用的以太网中，解决局域网中共用信道争用的协议是CSMA／CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection,载波侦听多路访问／冲突检测）。 在无线局域网中，由于同样存在多个用户共享信道资源，因此也需要解决信道争用的问题。不过由于无线网络与有线网络的特性有所不同，在无线局域网中采用的协议是CSMA／CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance，载波侦听多点访问／冲突避免）。 6.2.4 　无线网络的硬件设备 １．无线网卡 PCI无线网卡、PCMCIA无线网卡、Mini PCI无线网卡、USB无线网卡 ２．无线接入设备 无线AP 无线接入点是一个无线网络的接入点，俗称“热点”。主要有路由交换接入一体设备和纯接入点设备，一体设备执行接入和路由工作，纯接入设备只负责无线客户端的接入，纯接入设备通常作为无线网络扩展使用，与其他AP或者主AP连接，以扩大无线覆盖范围，而一体设备一般是无线网络的核心。 无线AP天线 无线路由器 无线路由器是应用于用户上网、带有无线覆盖功能的路由器。 无线路由器可以看作一个转发器，将家中墙上接出的宽带网络信号通过天线转发给附近的无线网络设备（笔记本电脑、支持wifi的手机、平板以及所有带有WIFI功能的设备）。 6.2.5 　无线网络的组网模式 １．接入型无线网络 接入方便、网络扩展简便、覆盖范围有限 ２．对等无线网络 接入方便、成本低廉 ３．基础结构无线网络 接入计算机数量更多、网络覆盖范围更大 ４．无线漫游网络 计算机接入更方便灵活、接入成本较高 ５．点对点无线网络 网络扩展和连接方便、无线设备需要考虑的因素更多 ６．点对多点无线网络 网络扩展和连接方便，网络规模更大 无线设备需要考虑的因素更多 6.2.6　服务区域认证ID 　1．服务区域认证ID的概念 服务区域认证ID（Service Set Identifier，SSID）是用于区分不同网络的标识。通过SSID技术可以将无线局域网标识为需要不同身份验证的网络，每一个网络都需要独立的身份验证，只有通过身份验证的用户才可以进入相应的网络以防止未经授权的用户进入本网络。 2．利用SSID实现无线网络连接 SSID通常由AP或无线路由器广播出来，计算机通过操作系统自带的扫描功能可以查看当前区域内的SSID，因此一般的计算机在打开无线网卡时会搜索到附近的无线设备 3．禁用SSID广播 对于现在的AP或无线路由器产品而言，设备默认的选项是“允许广播SSID”，并且同一厂商的无线路由器或AP使用的是相同的SSID，因此如果有攻击者利用这些初始字符串来连接无线网络,就极易建立起一条非法的连接,从而给我们的无线网络带来威胁。 　　为了解决无线网络的安全问题,可以采取相应的措施： 　　（1）禁止SSID广播 （2）修改默认的SSID名称 任务6-1　规划建设家庭无线网络 １．任务分析 随着计算机和网络的普及，很多家庭用户拥有的计算机不再仅限于一台台式计算机，同时也拥有了笔记本计算机。但是由于多数的家庭用户上网方式的限制，一般均只是申请了一个上网账号，那么如何才能使得家庭中的多台计算机使用一个账号能够同时上网，并且支持台式计算机的有线上网和笔记本计算机的无线上网？这就需要用到接入型无线网络模式，其中无线设备是无线路由器。 由于无线路由器通常都有1~4个以太网接口，允许现有台式计算机通过网线连接到以太网接口。同时,无线路由器提供无线客户端的接入，实现ADSL、Cable Modem以及小区宽带的共享接入。这样就能够实现有线网络和无线网络共享上网的要求， 2．无线网络的配置 H3C WBR204g+无线路由器的基本介绍、H3C WBR204g+无线路由器的线路连接、H3C WBR204g+无线路由器的配置 3．无线网络的配置 （１）安装无线网卡驱动程序 　　①关闭计算机电源，将无线网卡平稳地插人到计算机主板上的P CI插槽。 　　②开启计算机，安装无线网卡的驱动程序。 　　双击无线网卡的驱动程序“SetUp．eXe”出现安装向导，单击“下一步”即可 ③安装程序自动执行安装过程，并自动出现网卡驱动程序的兼容性提示，单击“仍然继续” ④驱动程序继续安装直至完成，单击“完成”即可 ⑤无线网卡安装成功的标志之一：右击“网上邻居”，选择“属性”，在“网络连接”界面中会看到“无线网络连接”图标，说明无线网卡安装成功， ⑥无线网卡安装成功的标志之二：右击“我的电脑”，选择“属性”，再选择“硬件”选项，单击“设备管理器”。在“网络适配器”下会看到所安装的无线网卡 任务6-2　规划建设小型办公室网络 １．任务分析 作为公司办公网络而言,其覆盖范围要求比家庭范围广，同时接入网络的计算机数量也相对家庭多，为了满足这些要求，在方案选择上就需要增加无线AP设备。 由于无线AP类似于集线器，增加AP的数量即可增加信号覆盖范围。另外，无线AP也有1个或多个以太网接口，如果原有有线上网的计算机数量较多就可以选择具备多个以太网接口的AP。当然，这些都需要根据实际工作要求来确定相关参数。 ３．无线网络的配置 RG-WG54P无线AP的基本介绍 RG-WG54P无线AP的线路连接 RG-WG54P无线AP的配置 任务6-3　建设无线有线一体化的园区网 １．任务分析 由于网络技术发展的因素，网络的建设都是从有线网建设开始。在某些园区，由于各种因素的影响，原来所建的网络信息点的数量明显不足，同时,如果要新建网络信息点适应网络增长的需要不仅需要增加布线成本，破坏环境布局而且有些地方根本就无法布设网线，无线技术的应用就恰好能够满足网络覆盖的需要。于是，在原有有线网络的基础上增加无线网络的覆盖不失为一种理想的技术方案。 2．无线网络的配置 配置无线交换机 使用“RingMaster”管理工具配置无线交换机的高级属性 配置无线交换机的DHCP服务器 教学重点 与难点 重点： 1． 无线网络的基础知识; 无线网络的组网模式 2． 无线局域网介质访问控制规范 服务区域认证ID 难点：无线局域网介质访问控制规范 服务区域认证ID 教学过程 设计 复习 10 分钟，授新课 70 分钟，安排讨论 5 分钟， 布置作业 分钟，提问 5 分钟 作业布置 无 课后小结 参考资料 学科网（北京）股份有限公司 $$